JP2001084005A - Process controller and process controlling method - Google Patents

Process controller and process controlling method

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JP2001084005A
JP2001084005A JP25949199A JP25949199A JP2001084005A JP 2001084005 A JP2001084005 A JP 2001084005A JP 25949199 A JP25949199 A JP 25949199A JP 25949199 A JP25949199 A JP 25949199A JP 2001084005 A JP2001084005 A JP 2001084005A
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幸徳 片桐
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美雄 佐藤
Akihiko Yamada
昭彦 山田
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陽 大澤
Toshihiko Harashima
敏彦 原嶋
Shinya Kikuchi
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process controller and a process controlling method capable of accurately controlling a process variable having a process variable whose response time delay is long, i.e., from several minutes to 20 minutes. SOLUTION: A predictive control controller 380 is provided with a control device simulation means 212 for simulating the steady-state characteristic and transient response characteristic of a normal control controller 375 and a plant simulation means 211 for simulating the steady-state characteristic and transient response characteristic of a plant 100, calculates the future value u1(t+τ) of a manipulated variable by using these simulation means 212, 211 and inputs the future value u1(t+τ) of a manipulated variable to a manipulated variable correction value calculation means 213, which calculates and outputs manipulated variable correction values w1(t), w2(t) for correcting the transient state of the manipulated variable of the controller 380.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば火力発電プ
ラントなどに適用され、プロセスの将来の状態を予測
し、その予測結果に基づいて操作量を決定してプロセス
を制御するプロセス制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process control apparatus which is applied to, for example, a thermal power plant and predicts a future state of a process, determines an operation amount based on the prediction result, and controls the process.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロセスの応答特性として、応答時間遅
れが大きいものがある。例えば火力発電プラントでは、
燃料投入量に変更を加えてから主蒸気温度が変化するま
での時間が長く、その時定数は数分〜20分程度であ
る。応答時間遅れが大きい系は、通常のフィードバック
制御のみによる制御偏差(主蒸気温度偏差)の改善には
限界があった。
2. Description of the Related Art As a response characteristic of a process, there is one having a large response time delay. For example, in a thermal power plant,
The time from the change in the fuel input to the change in the main steam temperature is long, and the time constant is about several minutes to 20 minutes. In a system having a large response time delay, there is a limit in improving the control deviation (main steam temperature deviation) by only the normal feedback control.

【0003】これに対して、将来のプロセス状態を事前
に予測し、その予測値に基づいて操作量を決定する予測
制御方法がある。予測制御方法には、例えば以下の文献
に開示された従来技術が知られている。
On the other hand, there is a prediction control method in which a future process state is predicted in advance and an operation amount is determined based on the predicted value. As a predictive control method, for example, a conventional technique disclosed in the following document is known.

【0004】(1)特開平9-274507号公報 (2)特開平11-085214号公報 (3)特開平11-007307号公報 このうち、上記従来技術(1)には、物理式に基づく複数
の集中定数化モデルとむだ時間モデルによりプロセスモ
デルを構成して、入力変数を状態観測器により推定し、
プロセス量の将来値を計算する方法が開示されている。
上記従来技術(2)には、制御対象のプロセスの無駄時間
を無視したモデルを構成し、このモデルにフィードフォ
ワード信号を入力してプロセス量の将来値を計算する方
法が開示されている。上記従来技術(3)には、状態観測
器で得られたプロセス量の現在値と、未来の外乱量とを
モデル予測器に入力し、プロセス量の将来値を計算する
方法が開示されている。
(1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-274507 (2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-085214 (3) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-007307 A process model is composed of the lumped parameterized model and the dead time model, and the input variables are estimated by the state observer.
A method for calculating a future value of a process quantity is disclosed.
The prior art (2) discloses a method of constructing a model in which a dead time of a process to be controlled is ignored and inputting a feedforward signal to the model to calculate a future value of a process amount. The prior art (3) discloses a method of inputting a current value of a process amount obtained by a state observer and a future disturbance amount to a model predictor and calculating a future value of the process amount. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、応答時間遅れ
の大きいプロセスの将来値を予測する場合、プロセス量
の将来値の予測精度が低下してプロセスの制御性能が低
下することがある。これは、プロセス量の将来値を計算
するために用いる操作量を予測しないため、プロセス量
と操作量との閉ループシステムにおいて誤差が増大した
ことが原因である。
However, when predicting the future value of a process having a large response time delay, the prediction accuracy of the future value of the process amount may be reduced, and the control performance of the process may be reduced. This is because an operation amount used for calculating a future value of the process amount is not predicted, and thus an error in a closed loop system between the process amount and the operation amount increases.

【0006】これに対して、上記従来技術(1)〜(3)に
は、制御対象とすべきプロセス量(制御量)の将来値の
計算手段、あるいは将来値の予測精度を向上させるため
の調整手段は記載されているが、操作量の将来値の計算
手段、あるいは操作量の将来値の予測精度を向上させる
ための手段に関しては記載されていない。これは、上記
従来技術において予測時間は数秒から数分であり、操作
量は単純な応答波形であらわされることを仮定している
ためである。
On the other hand, the above-mentioned prior arts (1) to (3) include means for calculating a future value of a process amount (control amount) to be controlled or a method for improving the prediction accuracy of the future value. Although the adjusting means is described, there is no description about the calculating means of the future value of the manipulated variable or the means for improving the prediction accuracy of the future value of the manipulated variable. This is because it is assumed that the prediction time is several seconds to several minutes and the operation amount is represented by a simple response waveform in the above-described conventional technology.

【0007】例えば、火力発電プラントでは、蒸気温度
を制御するための操作量として燃料流量と蒸気温度減温
器のスプレ水流量などがある。このとき、蒸気温度の応
答波形を周波数分析などによって解析すると、数分から
20分周期の温度変化は燃料流量に起因するが、5秒か
ら1分周期での温度変化はスプレ水の流量に起因してい
ることがわかる。スプレ水流量制御システムは比例積分
制御器、非線型関数、スイッチ等を組み合わせた制御系
であり、スプレ水の流量は蒸気温度に対して複雑な応答
を示す。そのため、操作量を単純な応答波形と仮定した
従来技術では、スプレ水流量の将来値における誤差が数
分から20分先における蒸気温度の予測誤差となり制御
性能が低下する。
For example, in a thermal power plant, the manipulated variables for controlling the steam temperature include the fuel flow rate and the spray water flow rate of the steam temperature reducer. At this time, when the response waveform of the steam temperature is analyzed by frequency analysis or the like, the temperature change in the period of several minutes to 20 minutes is caused by the fuel flow rate, but the temperature change in the period of 5 seconds to 1 minute is caused by the flow rate of the spray water. You can see that it is. The spray water flow control system is a control system that combines a proportional-integral controller, a non-linear function, a switch, and the like. The spray water flow rate shows a complex response to the steam temperature. Therefore, in the related art in which the operation amount is assumed to be a simple response waveform, the error in the future value of the spray water flow rate becomes the prediction error of the steam temperature several minutes to 20 minutes ahead, and the control performance deteriorates.

【0008】本発明の目的は、応答時間遅れが数分から
20分と長いプロセス量を精度良く制御することができ
るプロセス制御装置及び方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a process control apparatus and method capable of accurately controlling a process amount having a long response time delay of several minutes to 20 minutes.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の手段は、制御対象とすべき制御量の将来値を
予測する予測手段と、この予測手段による予測結果に基
づいて所定の制御を実行する制御手段とを備えたプロセ
ス制御装置において、前記予測手段によって予測された
将来値に基づいて各プロセスの操作量を決定する操作量
算出手段を備え、前記予測手段は前記予測した制御量の
将来値から前記制御装置の出力である操作量の将来値を
予測し、前記操作量算出手段は前記予測された操作量の
将来値から操作量の補正値を決定するように構成した。
In order to achieve the above object, a first means is a prediction means for predicting a future value of a controlled variable to be controlled, and a predetermined value based on a prediction result by the prediction means. A control unit for executing control, the control unit comprising: an operation amount calculating unit that determines an operation amount of each process based on a future value predicted by the prediction unit, wherein the prediction unit controls the predicted control. A future value of the manipulated variable, which is an output of the control device, is predicted from a future value of the amount, and the manipulated variable calculation means is configured to determine a correction value of the manipulated variable from the predicted future value of the manipulated variable.

【0010】この場合、前記操作量算出手段は、前記操
作量の将来値に加え、前記予測手段が予測した前記制御
量の将来値とから操作量の補正値を決定するように構成
することもできる。また、前記予測手段は前記操作量の
将来値を予測し、前記操作量算出手段は予測された将来
値を用いて複数の操作量の補正値を決定するように構成
することもできる。
In this case, the operation amount calculating means may be configured to determine a correction value of the operation amount based on the future value of the control amount predicted by the prediction means in addition to the future value of the operation amount. it can. Further, the prediction means may be configured to predict a future value of the operation amount, and the operation amount calculation means may be configured to determine correction values for a plurality of operation amounts using the predicted future value.

【0011】第2の手段は、火力発電プラントの蒸気温
度、前記プラントの燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流
量、再循環ガス流量およびガス分配ダンパの少なくとも
1つの将来値を予測する予測手段と、前記プラントの蒸
気温度の計測値に基づいて前記プラントの燃料流量、蒸
気温度減温器スプレ流量、再循環ガス流量およびガス分
配ダンパの少なくとも1つを操作量として決定する少な
くとも1つの操作量算出手段とを有し、前記予測手段
は、燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流量、再循環ガス
流量及びガス分配ダンパの少なくとも1つの将来値を予
測し、前記操作量算出手段は、前記予測手段によって予
測された前記少なくとも1つの将来値から前記操作量の
うち少なくとも1つの補正値を決定するように構成し
た。
A second means for predicting at least one of a steam temperature of the thermal power plant, a fuel flow rate of the plant, a spray flow rate of the steam temperature desuperheater, a recirculation gas flow rate and a future value of the gas distribution damper; Calculating at least one manipulated variable for determining at least one of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate, and a gas distribution damper of the plant as a manipulated variable based on the measured value of the steam temperature of the plant. Means for predicting at least one future value of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate and a gas distribution damper, and wherein the manipulated variable calculating means includes the predicting means Is configured to determine at least one correction value of the manipulated variables from the at least one future value predicted by (1).

【0012】この場合、前記予測手段は、前記少なくと
も1つの将来値と、前記蒸気温度の将来値とを予測し、
前記操作量算出手段は、前記少なくとも2つの将来値か
ら前記操作量のうち少なくとも1つの補正値を決定する
ように構成することもできる。
In this case, the prediction means predicts the at least one future value and the future value of the steam temperature,
The operation amount calculation means may be configured to determine at least one correction value of the operation amounts from the at least two future values.

【0013】また、前記予測手段を複数設け、前記予測
手段は、それぞれ予測時刻及び予測周期のうち少なくと
も一方が異なる複数の操作量の予測値を演算して出力
し、前記複数の予測手段は、プロセス量の複数の将来値
を予測し、前記操作量算出手段は、前記予測された将来
値に基づいて前記操作量のうちの少なくとも1つの補正
値を決定するように構成してもよい。
Further, a plurality of the predicting means are provided, and the predicting means calculates and outputs predicted values of a plurality of manipulated variables having at least one of a predicted time and a predicted cycle which are different from each other. A plurality of future values of the process amount may be predicted, and the manipulated variable calculation means may be configured to determine at least one correction value of the manipulated variables based on the predicted future value.

【0014】また、前記予測手段の少なくとも1つは次
回予測時刻におけるプロセス量の将来値を予測するよう
にしたり、前記予測手段は実機制御コントローラにおけ
る操作量の計測値を時系列信号として記録し、将来値計
算時には前記操作量の時系列信号を予測値として出力
し、前記操作量算出手段は、前記予測された将来値に基
づいて操作量の補正値を決定するようにすることもでき
る。
At least one of the predicting means predicts a future value of the process amount at the next predicted time, or the predicting means records a measured value of the operation amount in the actual machine controller as a time-series signal, At the time of calculating the future value, a time-series signal of the manipulated variable may be output as a predicted value, and the manipulated variable calculating means may determine a correction value of the manipulated variable based on the predicted future value.

【0015】なお、これらの場合、前記将来値は、燃料
投入量に変更を加えてから主蒸気温度が変化するまでに
対応する時間経過に基づく予測値である。
In these cases, the future value is a predicted value based on a lapse of time corresponding to a period from a change in the fuel input amount to a change in the main steam temperature.

【0016】第3の手段は、制御対象とすべき制御量の
将来値を予測し、予測された将来値に基づいて所定の制
御を実行するプロセス制御方法において、前記予測した
制御量の将来値から制御装置の出力である操作量の将来
値を予測し、予測された操作量の将来値から操作量の補
正値を決定するように構成した。
The third means is a process control method for predicting a future value of a controlled variable to be controlled and executing a predetermined control based on the predicted future value. , The future value of the manipulated variable, which is the output of the control device, is predicted, and the correction value of the manipulated variable is determined from the predicted future value of the manipulated variable.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】1.第1の実施形態 この第1の実施の形態は、本発明を火力発電プラントの
蒸気温度予測制御に適用した例である。以下、図を参照
して説明する。
1. First Embodiment The first embodiment is an example in which the present invention is applied to steam temperature prediction control of a thermal power plant. Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.

【0019】1.1 石炭焚き火力発電プラントの概略
構成 本実施形態に係る石炭焚き火力発電プラント100の基
本構成の一例を図2に示す。同図において、石炭焚き火
力発電プラント100においては、ボイラ150で燃料
と空気をバーナー160に供給して燃焼させ、給水ポン
プ140により循環する供給水を火炉水壁152で蒸発
させる。さらに過熱器154で昇温して過熱状態となっ
た蒸気はタービン加減弁121を介して高圧タービン1
30に導かれて高圧タービン130を駆動する。高圧タ
ービン130を通過した蒸気は再熱器156で再び昇温
されて低圧タービン120に入る。このようにして高圧
タービン130及び低圧タービン120に導入された蒸
気によって高圧タービン130及び低圧タービン120
を回転させ、この回転により発電機110で電力を発生
させる。
1.1 Schematic Configuration of Coal-Fired Power Plant FIG. 2 shows an example of the basic configuration of a coal-fired power plant 100 according to this embodiment. In the figure, in a coal-fired thermal power plant 100, fuel and air are supplied to a burner 160 by a boiler 150 and burned, and feed water circulated by a feed water pump 140 is evaporated by a furnace water wall 152. Further, the steam heated to the superheated state by the superheater 154 passes through the turbine control valve 121 to the high-pressure turbine 1.
The high-pressure turbine 130 is driven by 30. The steam that has passed through the high-pressure turbine 130 is heated again by the reheater 156 and enters the low-pressure turbine 120. The steam introduced into the high-pressure turbine 130 and the low-pressure turbine 120 in this manner causes the high-pressure turbine 130 and the low-pressure turbine 120
Is rotated, and power is generated by the generator 110 by this rotation.

【0020】以降、高圧タービン130入口の蒸気を主
蒸気、低圧タービン120入口の蒸気を再熱蒸気と称す
る。主蒸気及び再熱蒸気の温度を制御する目的で、過熱
器154と再熱器156の入口に過熱器減温器154a
と再熱器減温器156aがある。減温器154a,156
aには給水ポンプ140通過後の低温の水が導かれ、減
温器スプレ水量調節弁154b及び156bをそれぞれ介
して高温の蒸気中に注入する構造になっている。再熱器
減温器156aは非常用であり、再熱蒸気温度が設定値
を超えた場合にのみ作動する。
Hereinafter, the steam at the inlet of the high-pressure turbine 130 is referred to as main steam, and the steam at the inlet of the low-pressure turbine 120 is referred to as reheat steam. In order to control the temperatures of the main steam and the reheat steam, the superheater 154a and the superheater cooler 154a are provided at the inlets of the reheater 156.
And a reheater desuperheater 156a. Temperature reducers 154a, 156
Low-temperature water after passing through the water supply pump 140 is guided to a, and is injected into high-temperature steam through the desuperheater spray water amount control valves 154b and 156b, respectively. The reheater desuperheater 156a is an emergency and operates only when the reheat steam temperature exceeds a set value.

【0021】ボイラ150には燃焼ガスを再循環させる
ためのガス再循環ファン142が設けられており、これ
も蒸気温度を調整する手段の一つとなっている。また、
プラントによっては過熱器と再熱器との間に隔壁を設け
てガスの流路を二分し、それぞれのガス流量の配分を調
整するガス分配ダンパが設けられている場合もある。こ
の場合は、ガス分配ダンパも蒸気温度の調整手段とな
る。
The boiler 150 is provided with a gas recirculation fan 142 for recirculating the combustion gas, which also serves as one of the means for adjusting the steam temperature. Also,
In some plants, a partition wall is provided between the superheater and the reheater to divide the gas flow path into two, and a gas distribution damper for adjusting the distribution of each gas flow rate is provided. In this case, the gas distribution damper also serves as a means for adjusting the steam temperature.

【0022】火力発電プラントには、上記構成機器の他
にもタービンを駆動後の蒸気を冷却水126により冷却
する復水器125や燃焼排ガス処理装置170などの機
器もある。排ガス処理装置170を通過したガスは煙突
175から大気へ放出される。
In the thermal power plant, in addition to the above components, there are also devices such as a condenser 125 for cooling the steam after driving the turbine with cooling water 126 and a combustion exhaust gas treatment device 170. The gas that has passed through the exhaust gas treatment device 170 is released from the chimney 175 to the atmosphere.

【0023】1.2 制御構成 1.2.1 検出装置 プラント100の運転状態は、発電機出力測定器11
1、主蒸気温度(過熱器出口蒸気温度)測定器122、
過熱器入口蒸気温度測定器127、主蒸気圧力測定器1
23、再熱蒸気(再熱器出口蒸気温度)温度測定器12
4、再熱器入口蒸気温度測定器124a等のデータ測定
装置で計測され、運転制御装置300へ伝送される。プ
ラントには、この他にも種々のプロセス量を計測するた
めの装置が取り付けられており、それらによる計測値も
運転制御装置300で取込んでいる。ここでは、それら
の詳細な説明は省略する。
1.2 Control Configuration 1.2.1 Detector The operating state of the plant 100 is controlled by the generator output measuring device 11.
1. Main steam temperature (superheater outlet steam temperature) measuring device 122,
Superheater inlet steam temperature measuring instrument 127, main steam pressure measuring instrument 1
23, reheat steam (reheater outlet steam temperature) temperature measuring device 12
4. Measured by a data measuring device such as a reheater inlet steam temperature measuring device 124a and transmitted to the operation control device 300. The plant is provided with other devices for measuring various process quantities, and the operation control device 300 also captures the measured values. Here, the detailed description thereof is omitted.

【0024】1.2.2 制御装置 1.2.2.1 概略 運転制御装置300はこれらのプロセスデータを基にし
て、プラントの運転状態を把握し、プラントが望ましい
状態になるように燃料流量調節弁162、空気流量調節
弁161、タービン加減弁121、給水ポンプ140な
どの機器を制御している。
1.2.2 Control Device 1.2.2.1 Outline The operation control device 300 grasps the operating state of the plant based on these process data, and controls the fuel flow rate so that the plant is in a desired state. Devices such as the control valve 162, the air flow control valve 161, the turbine control valve 121, and the water supply pump 140 are controlled.

【0025】火力プラントでは蒸気温度のように、応答
時間が比較的長い制御量があり、この制御は一般に難し
いとされている。そこで、主蒸気温度の制御に、本発明
の特徴である予測制御技術を適用する。 予測制御の目
的は、時定数が大きく、応答が遅いプロセス値に対して
その将来の挙動を予測し、先行的に操作量を決定するこ
とにより、制御精度を向上させることである。
In a thermal power plant, there is a control variable having a relatively long response time, such as a steam temperature, and this control is generally considered to be difficult. Therefore, a predictive control technique that is a feature of the present invention is applied to control of the main steam temperature. The purpose of predictive control is to improve the control accuracy by predicting the future behavior of a process value having a large time constant and a slow response, and determining the manipulated variable in advance.

【0026】運転制御装置300の機能構成を説明す
る。図3に示すように、マスタ制御部370とそれに基
づくサブループ制御部390とで構成されている。マス
タ制御部370は通常制御コントローラ375と、本発
明を適用している蒸気温度予測制御コントローラ380
とに分かれている。マスタ制御部370では、負荷指令
信号に基づく各種操作量指令信号を作成し、その値に蒸
気温度、蒸気圧力、ガスO2濃度などの測定値に基づく
補正を加えて操作量を決定する。
The functional configuration of the operation control device 300 will be described. As shown in FIG. 3, it is composed of a master control section 370 and a sub-loop control section 390 based thereon. The master controller 370 includes a normal controller 375 and a steam temperature prediction controller 380 to which the present invention is applied.
And divided into The master control unit 370 creates various operation amount command signals based on the load command signal, and determines the operation amount by adding correction based on measured values such as the steam temperature, the steam pressure, and the gas O 2 concentration to the values.

【0027】サブループ制御部390には、タービン制
御コントローラ391、給水ポンプコントローラ39
2、燃料流量調節弁コントローラ393、押込みファン
コントローラ(空気制御コントローラ)394、誘引フ
ァンコントローラ(排ガス制御コントローラ)395、
スプレ流量コントローラ396、ガス再循環流量コント
ローラ397がある。 これらのコントローラは互いに
信号伝送ネットワーク400に接続されており、信号の
授受が可能である。サブループ制御部390の各コント
ローラからの出力は、プラント100の各アクチュエー
タ101に送られ、機器を操作する。
The sub-loop control section 390 includes a turbine control controller 391 and a feed water pump controller 39
2. Fuel flow control valve controller 393, push fan controller (air control controller) 394, induction fan controller (exhaust gas control controller) 395,
There is a spray flow controller 396 and a gas recirculation flow controller 397. These controllers are mutually connected to the signal transmission network 400, and can exchange signals. The output from each controller of the sub-loop control unit 390 is sent to each actuator 101 of the plant 100 to operate the device.

【0028】運転制御装置300は図4に示すハードウ
エア構成になっている。すなわち、運転制御装置300
は、外部入力インターフェイス301及び出力インター
フェイス302を介して信号伝送ネットワーク400と
接続されている。運転制御装置300は、さらに、演算
部304と記憶部304とを備え、受信した信号を必要
に応じて記憶装置303にストアしながら、演算処理装
置304にて各種指令信号を演算・生成する。指令信号
は出力インターフェイス302を介して制御対象へ送ら
れる。
The operation control device 300 has a hardware configuration shown in FIG. That is, the operation control device 300
Is connected to the signal transmission network 400 via the external input interface 301 and the output interface 302. The operation control device 300 further includes an arithmetic unit 304 and a storage unit 304, and the arithmetic processing unit 304 calculates and generates various command signals while storing the received signal in the storage device 303 as necessary. The command signal is sent to the control target via the output interface 302.

【0029】外部入力インターフェイス301にはキー
ボード930とマウス940とから成る外部入力装置9
00及びデータ記憶装置500が接続されている。また
出力インターフェイス302には画像表示装置(CR
T)910と磁気ディスク装置950が接続されてお
り、運転員とのインターフェイスとして機能する。
The external input interface 301 includes an external input device 9 comprising a keyboard 930 and a mouse 940.
00 and the data storage device 500 are connected. The output interface 302 has an image display device (CR
T) 910 and the magnetic disk drive 950 are connected and function as an interface with the operator.

【0030】1.2.2.2 マスタ制御部 次に本発明を適用したマスタ制御部370について、図
1を用いて説明する。
1.2.2.2 Master Control Unit Next, a master control unit 370 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0031】通常制御コントローラ375は数多くの制
御器を備えるが、ここでは制御量yを制御する代表的な
制御器として第1の制御器201と第2の制御器202
を示した。なお、本実施形態においてu1は燃料流量指
令、u2は減温器スプレ水流量指令に対応する。またyは
制御量であり蒸気温度に対応する。操作量及び制御量の
添字であるtは現在時刻、τは予測時間である。
Normally, the controller 375 includes a number of controllers. Here, the first controller 201 and the second controller 202 are representative controllers for controlling the control amount y.
showed that. In the present embodiment, u1 corresponds to the fuel flow rate command, and u2 corresponds to the temperature reducer spray water flow rate command. Further, y is a control amount and corresponds to the steam temperature. The subscript t of the operation amount and the control amount is the current time, and τ is the predicted time.

【0032】前記通常制御コントローラ375は、切替
手段203によってプラント100の出力である制御量
y(t)あるいは予測制御コントローラ380の出力である
制御量予測値y(t+τ)をフィードバック信号として選択
的に入力し、第1の制御器201及び第2の制御器20
2において操作量u1(t)及びu2(t)を計算する。
The normal control controller 375 uses the switching means 203 to control the output of the plant 100
y (t) or the control amount prediction value y (t + τ) which is the output of the prediction control controller 380 is selectively input as a feedback signal, and the first controller 201 and the second controller 20
In step 2, the manipulated variables u1 (t) and u2 (t) are calculated.

【0033】第1の制御器201は制御量(蒸気温度)
yが目標値vに一致するよう操作量(燃料流量指令)u1を
計算するもので、本実施形態においては応答時間が数分
から20分と応答時間の遅い被制御量を制御する。第2の
制御器202は制御量(蒸気温度)yが目標値vに一致す
るよう操作量(減温器スプレ流量指令)u2を計算するも
ので、応答時間が数秒から数分の被制御量を制御する。
第1及び第2の制御器201,202は、従来は比例積
分制御や積分制御を実現する計算式であるが、本実施形
態ではこれらの制御器201,202の実施態様は問わ
ない。
The first controller 201 controls a controlled variable (steam temperature).
The operation amount (fuel flow rate command) u1 is calculated so that y becomes equal to the target value v. In the present embodiment, the controlled variable having a slow response time of several minutes to 20 minutes is controlled. The second controller 202 calculates the manipulated variable (superheater spray flow rate command) u2 such that the control variable (steam temperature) y matches the target value v, and the controlled variable with a response time of several seconds to several minutes. Control.
Conventionally, the first and second controllers 201 and 202 are formulas for realizing proportional integral control and integral control, but in the present embodiment, the form of these controllers 201 and 202 does not matter.

【0034】本実施形態では、第1の制御器201及び
第2の制御器202の出力にそれぞれ予測制御コントロ
ーラの出力である操作量修正値w1と操作量修正値w2を加
えており、操作量と操作量修正値を加えた値u’1及び
u’2を新たな操作量としてプラントに入力している。
In this embodiment, the manipulated variable correction values w1 and w2, which are the outputs of the predictive control controllers, are added to the outputs of the first controller 201 and the second controller 202, respectively. And u'1
u'2 is input to the plant as a new manipulated variable.

【0035】1.2.2.3 蒸気温度予測コントロー
ラ 次に、本発明を適用した蒸気温度予測コントローラ38
0について、図1を用いて説明する。
1.2.2.3 Steam Temperature Prediction Controller Next, a steam temperature prediction controller 38 to which the present invention is applied.
0 will be described with reference to FIG.

【0036】蒸気温度コントローラ380はプラント模
擬手段211、制御装置模擬手段212、及び操作量修
正値計算手段213を備え、これらのモデルに基づいて
各種の予測を行う。
The steam temperature controller 380 includes a plant simulation unit 211, a control unit simulation unit 212, and a manipulated variable correction value calculation unit 213, and performs various predictions based on these models.

【0037】プラント模擬手段211はプラント100
の定常特性及び過渡応答特性を微分方程式等で再現した
もので、操作量予測値u1(t+τ-Δt)及びu2(t+τ-Δt)を
入力して制御量予測値y(t+τ)を出力する。このときΔt
は計算周期とする。
The plant simulating means 211 corresponds to the plant 100
Is a reproduction of the steady-state characteristics and transient response characteristics of a control variable predicted value y1 (t + τ-Δt) and u2 (t + τ-Δt). τ) is output. At this time
Is the calculation cycle.

【0038】制御装置模擬手段212は、制御装置20
0の定常特性及び過渡応答特性を再現したもので、制御
量目標値の予測値v(t+τ-Δt)及び制御量予測値y(t+τ-
Δt)を入力して操作量予測値u1(t+τ)及びu2(t+τ)を出
力する。v(t+τ-Δt)は発電量目標値の関数あるいは定
数として与えられており、将来値は発電量目標値の計画
値から求められる。
The control device simulating means 212
0 is a reproduction of the steady-state characteristic and the transient response characteristic, and the predicted value v (t + τ-Δt) and the predicted value y (t + τ-
Δt) is input and the manipulated variable prediction values u1 (t + τ) and u2 (t + τ) are output. v (t + τ−Δt) is given as a function or a constant of the power generation target value, and the future value is obtained from the planned value of the power generation target value.

【0039】操作量修正値計算手段213は、プラント
模擬手段211で計算した制御量予測値と制御装置模擬
手段212で計算した少なくとも1つの操作量予測値の
時系列データを入力し、操作量予測値の値から操作量u1
及びu2を修正する値w1(t)及びw2(t)を出力する。
The manipulated variable correction value calculating means 213 inputs the time series data of the control variable predicted value calculated by the plant simulating means 211 and at least one controlled variable predicted value calculated by the control device simulating means 212, and From the value of the value, manipulated variable u1
And values w1 (t) and w2 (t) for correcting u2 are output.

【0040】1.2.2.4 モデル予測制御 次に、プラント模擬手段211と制御装置模擬手段21
2を用いたモデル予測制御方法について、図5のフロー
チャートを用いて説明する。
1.2.2.4 Model Predictive Control Next, the plant simulation means 211 and the control device simulation means 21
2 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0041】蒸気温度予測コントローラ380は、時刻
t-Δtにおける制御量y(t-Δt)、操作量u1(t-Δt), u2(t
-Δt)、目標値v(t-Δt)を入力する(ステップ50
1)。このとき、制御量及び操作量はプラント100及
び制御装置300の計測値である。
The steam temperature prediction controller 380 determines the time
Control amount y (t-Δt) at t-Δt, manipulated variable u1 (t-Δt), u2 (t
-Δt) and a target value v (t-Δt) are input (step 50).
1). At this time, the control amount and the operation amount are measured values of the plant 100 and the control device 300.

【0042】次に、予測時間τを0にセットし、蒸気温
度予測コントローラ380を初期化する(ステップ50
2)。このとき、プラント模擬手段211及び制御装置
模擬手段212は、時刻t-Δtにおける制御量予測値及
び操作量予測値が制御量及び操作量の計測値に一致する
よう初期化される。
Next, the prediction time τ is set to 0, and the steam temperature prediction controller 380 is initialized (step 50).
2). At this time, the plant simulating means 211 and the control device simulating means 212 are initialized so that the predicted value of the controlled variable and the predicted value of the manipulated variable at the time t-Δt coincide with the measured values of the controlled variable and the manipulated variable.

【0043】次に、プラント模擬手段211は関数f1を
用いて時刻t+τにおける制御量予測値y(t+τ)を計算す
る(ステップ503)。また、制御装置模擬手段212
は関数 f2, f3, f4を用いて時刻t+τにおける操作量予
測値u1(t+τ),u2(t+τ)及び目標値予測値v(t+τ)を計算
する(ステップ504)。関数f1からf3はプラント及び
制御装置の定常特性及び過渡応答特性を再現するための
関数であり、微分方程式や非線型関数等である。図中で
は、制御量予測値y(t+τ)と操作量予測値u1(t+τ),u2(t
+τ)を計算する関数のみ示しているが、実際にはプラン
ト及び制御装置の定常特性及び過渡応答特性を再現する
ために必要十分なプロセス量を計算するための関数を含
む。関数f4は発電量目標値の関数あるいは定数として与
えられており、将来値は発電量目標値の計画値から求め
られる。
Next, the plant simulation means 211 calculates a predicted control value y (t + τ) at time t + τ using the function f1 (step 503). Further, the control device simulation means 212
Calculates the manipulated variable predicted values u1 (t + τ) and u2 (t + τ) and the target value predicted value v (t + τ) at time t + τ using the functions f2, f3 and f4 (step 504). . The functions f1 to f3 are functions for reproducing the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the plant and the control device, such as differential equations and nonlinear functions. In the figure, the control variable predicted value y (t + τ) and the manipulated variable predicted values u1 (t + τ), u2 (t
Although only a function for calculating + τ) is shown, it actually includes a function for calculating a process amount necessary and sufficient to reproduce the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the plant and the control device. The function f4 is given as a function or a constant of the power generation target value, and the future value is obtained from the planned power generation target value.

【0044】制御量予測値及び操作量予測値計算後、予
測時間τが予測時間の目標値T未満、すなわち予測時間
の目標値に達しない場合には(ステップ505でN
o)、τにΔtを加えて(ステップ506)上記の関数
f1からf4を繰り返し実行する(ステップ503,50
4)。また、予測時間τが予測時間の目標値Tに達した
場合、すなわちτ≧Tの場合には(ステップ505でY
es)繰り返し計算を終了する。プラント模擬手段21
1及び制御装置模擬手段212は、計算結果として時刻
tから時刻t+Tまでの制御量予測値yと、操作量予測
値u1及びu2を時系列データとして出力する(ステップ5
07)。
After calculating the predicted value of the controlled variable and the predicted value of the manipulated variable, if the predicted time τ is less than the target value T of the predicted time, ie, does not reach the target value of the predicted time (N in step 505).
o), Δt is added to τ (step 506), and the above function
Steps f1 to f4 are repeatedly executed (steps 503 and 50).
4). If the predicted time τ has reached the target value T of the predicted time, that is, if τ ≧ T (Y in step 505)
es) End the repeated calculation. Plant simulation means 21
1 and the control device simulation means 212 output the control amount predicted value y from time t to time t + T and the manipulated variable predicted values u1 and u2 as time series data as a calculation result (step 5).
07).

【0045】1.2.2.5 プラント模擬手段 次に、図4及び図5に示したプラント模擬手段211に
ついて、図6を用いて説明する。図6は、プラント模擬
手段211の構成要素である微分方程式の入出力変数の
依存関係を、火力発電プラントを構成する機器毎にブロ
ック図に表したものである。ブロック図の矢印は、流量
(記号G)、圧力(記号P)、エンタルピ(記号H)な
どの複数のプロセス量をまとめて表している。ブロック
内では流量、圧力、エンタルピ(燃焼ガスではエンタル
ピの変わりに温度(記号T)を用いる)を入力し、他の
ブロックに計算値を出力する。
1.2.2.5 Plant Simulating Means Next, the plant simulating means 211 shown in FIGS. 4 and 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the dependency of input / output variables of a differential equation, which is a component of the plant simulation means 211, for each device constituting the thermal power plant. Arrows in the block diagram collectively represent a plurality of process quantities such as flow rate (symbol G), pressure (symbol P), and enthalpy (symbol H). In the block, the flow rate, the pressure, and the enthalpy (the temperature (symbol T) is used instead of the enthalpy in the combustion gas) are input, and the calculated values are output to other blocks.

【0046】また、ブロックによっては制御装置模擬手
段から操作量を入力し、プロセス量を出力する場合もあ
る。以下各ブロックについて説明する。
In some blocks, an operation amount is input from the control device simulating means and a process amount is output. Hereinafter, each block will be described.

【0047】燃焼計算ブロック220は、空気流量G
a、燃料流量Gc、再循環ガス流量Ggr、再循環ガス
温度Tgrから、燃焼ガス流量Gg及び燃焼ガス温度T
gを計算する。燃料流量Gcは、図1及び図2における
操作量u1(t+τ)に対応する。燃焼ガス流量Gg及び燃焼
ガス温度Tgについては熱計算入門III−燃焼計算−
(山崎正和、財団法人省エネルギーセンター、平成6年
5月)などに示された計算式を用いて求められるため、
ここでは説明しない。
The combustion calculation block 220 calculates the air flow rate G
a, from the fuel flow rate Gc, the recirculation gas flow rate Ggr, and the recirculation gas temperature Tgr, the combustion gas flow rate Gg and the combustion gas temperature T
Calculate g. The fuel flow rate Gc corresponds to the manipulated variable u1 (t + τ) in FIGS. Regarding the combustion gas flow rate Gg and the combustion gas temperature Tg, an introduction to heat calculation III-combustion calculation-
(Yamazaki Masakazu, Energy Conservation Center, May 1994)
It is not described here.

【0048】1.2.2.5.1 水壁ブロックの模擬
方式 水壁ブロック221は、蒸気温度及び水壁配管温度を熱
収支計算により求めるもので、給水流量Gs、ガス温度
Tg、ガス流量Gg、過熱器圧力Pshを入力し、水壁
蒸気流量Gww、水壁蒸気エンタルピHww、出口ガス
温度Tgww、出口ガス流量Ggww、水壁内圧力Pw
wを出力する。給水の温度Tsは境界条件であり一定と
する。
1.2.2.5.1 Simulating method of water wall block The water wall block 221 calculates the steam temperature and the water wall pipe temperature by heat balance calculation, and includes a supply water flow rate Gs, a gas temperature Tg, and a gas flow rate. Gg and superheater pressure Psh are input, and water wall steam flow rate Gww, water wall steam enthalpy Hww, outlet gas temperature Tgww, outlet gas flow rate Ggww, water wall pressure Pw
Output w. The supply water temperature Ts is a boundary condition and is constant.

【0049】水壁ブロック221は以下の各式を用いて
模擬できる。
The water wall block 221 can be simulated using the following equations.

【0050】数1では給水流量及び水壁内の圧力変化分
から水壁内の流量を計算する。
In Equation 1, the flow rate in the water wall is calculated from the flow rate of the supplied water and the pressure change in the water wall.

【0051】[0051]

【数1】 (Equation 1)

【0052】数2では水壁内の圧力を計算する。水壁内
の圧力は、下流にある過熱器圧力からの圧力差を近似的
に加えている。
In equation (2), the pressure in the water wall is calculated. The pressure in the water wall approximately adds the pressure difference from the downstream superheater pressure.

【0053】[0053]

【数2】 (Equation 2)

【0054】数3では、蒸気エンタルピと蒸気圧力から
蒸気温度を計算する。ここで関数fsは蒸気表の参照を
表し、蒸気表(日本機械学会編、1980年)の内容を
計算機に実装したものとする。
In equation (3), the steam temperature is calculated from the steam enthalpy and the steam pressure. Here, the function fs represents a reference to the steam table, and it is assumed that the contents of the steam table (edited by the Japan Society of Mechanical Engineers, 1980) are implemented in a computer.

【0055】[0055]

【数3】 (Equation 3)

【0056】数4では、蒸気エンタルピと蒸気圧力から
蒸気密度を計算する。
In equation (4), the steam density is calculated from the steam enthalpy and the steam pressure.

【0057】[0057]

【数4】 (Equation 4)

【0058】数5では、水壁内部の蒸気の熱収支から蒸
気エンタルピを計算する。
In Equation 5, the steam enthalpy is calculated from the heat balance of the steam inside the water wall.

【0059】[0059]

【数5】 (Equation 5)

【0060】数6では、水壁配管の熱収支から配管温度
を計算する。
In Equation 6, the pipe temperature is calculated from the heat balance of the water wall pipe.

【0061】[0061]

【数6】 (Equation 6)

【0062】ここで、Vwwは水壁容積、ρwwは水壁
密度、Awwは水壁伝熱面積、βwwは水壁対流熱伝達
率、Twwavは水壁内平均蒸気温度、Tmは水壁配管
温度を意味する。fsは蒸気表参照をあらわす。
Here, Vww is the water wall volume, ρww is the water wall density, Aww is the water wall heat transfer area, βww is the water wall convection heat transfer coefficient, Twav is the average steam temperature in the water wall, and Tm is the water wall pipe temperature. Means fs stands for steam table reference.

【0063】1.2.2.5.2 過熱器減温器スプレ
ブロック及び再熱器減温器スプレブロックの模擬方式 過熱器減温器スプレブロック222は、2種類の流体の
混合モデルとしてあらわされ、制御装置模擬手段からの
スプレ流量指令Gs1と、水壁ブロック221で計算し
た蒸気流量Gww、蒸気エンタルピHwwとから、過熱
器減温器スプレ出口流量Gsp1と出口エンタルピHs
p1を出力する。ブロックの出力であるスプレ出口流量
Gsp1及びスプレ出口エンタルピHsp1は、次式で
計算できる。
1.2.2.5.2 Simulating method of superheater desuperheater spray block and reheater desuperheater spray block The superheater desuperheater spray block 222 is represented as a mixed model of two kinds of fluids. Then, from the spray flow rate command Gs1 from the control device simulating means, the steam flow rate Gww and the steam enthalpy Hww calculated by the water wall block 221, the superheater desuperheater spray outlet flow rate Gsp1 and the outlet enthalpy Hs
Output p1. The spray outlet flow rate Gsp1 and the spray outlet enthalpy Hsp1, which are the outputs of the block, can be calculated by the following equations.

【0064】数7では、2種類の流体の熱量から過熱器
減温器出口の蒸気エンタルピを計算する。
In the equation 7, the steam enthalpy at the outlet of the superheater desuperheater is calculated from the calorific values of the two kinds of fluids.

【0065】[0065]

【数7】 (Equation 7)

【0066】数8では、2種類の流体の合計流量を計算
する。
In equation 8, the total flow rate of the two types of fluids is calculated.

【0067】[0067]

【数8】 (Equation 8)

【0068】なお、再熱器減温器スプレブロック225
も同様の構成である。
It should be noted that the reheater / temperature reducer spray block 225 is used.
Has a similar configuration.

【0069】1.2.2.5.3 過熱器ブロック及び
再熱器ブロックの模擬方式 過熱器ブロック223は、過熱器減温器スプレ出口蒸気
流量Gsp1、スプレ出口蒸気エンタルピHsp1、水
壁出口燃焼ガス流量Ggww、水壁出口燃焼ガス温度T
gww、高圧タービン加減弁蒸気流量Ghtを入力して
過熱器出口蒸気流量Gsh、過熱器出口蒸気エンタルピ
Hsh、過熱器出口ガス流量Ggsh、過熱器出口ガス
温度Tgsh、過熱器蒸気圧力Pshを出力する。
1.2.2.5.3 Simulating method of superheater block and reheater block The superheater block 223 includes a superheater desuperheater spray outlet steam flow rate Gsp1, a spray outlet steam enthalpy Hsp1, and a water wall outlet combustion. Gas flow rate Ggww, water wall outlet combustion gas temperature T
gww and the high-pressure turbine control valve steam flow rate Ght are input, and the superheater outlet steam flow rate Gsh, the superheater outlet steam enthalpy Hsh, the superheater outlet gas flow rate Ggsh, the superheater outlet gas temperature Tgsh, and the superheater steam pressure Psh are output.

【0070】数9では、過熱器の上流及び下流を流れる
蒸気流量の差から過熱器内の蒸気圧力を計算する。
In equation (9), the steam pressure in the superheater is calculated from the difference between the flow rates of the steam flowing upstream and downstream of the superheater.

【0071】[0071]

【数9】 (Equation 9)

【0072】数10では、過熱器内蒸気平均エンタルピ
と蒸気圧力とから、平均蒸気温度を計算する。
In Equation 10, the average steam temperature is calculated from the average steam enthalpy in the superheater and the steam pressure.

【0073】[0073]

【数10】 (Equation 10)

【0074】数11では、過熱器出口蒸気エンタルピと
蒸気圧力とから、蒸気密度を計算する。
In equation 11, the steam density is calculated from the superheater outlet steam enthalpy and the steam pressure.

【0075】[0075]

【数11】 [Equation 11]

【0076】数12では、過熱器入口ガス温度と出口ガ
ス温度とから、平均ガス温度を計算する。
In Equation 12, the average gas temperature is calculated from the superheater inlet gas temperature and the outlet gas temperature.

【0077】[0077]

【数12】 (Equation 12)

【0078】数13では、過熱器内部の蒸気の熱収支か
ら蒸気エンタルピを計算する。
In Equation 13, the steam enthalpy is calculated from the heat balance of the steam inside the superheater.

【0079】[0079]

【数13】 (Equation 13)

【0080】数14では、過熱器配管の熱収支から配管
温度を計算する。
In equation 14, the pipe temperature is calculated from the heat balance of the superheater pipe.

【0081】[0081]

【数14】 [Equation 14]

【0082】数15では、過熱器外部の燃焼ガスの熱収
支からガス温度を計算する。
In equation 15, the gas temperature is calculated from the heat balance of the combustion gas outside the superheater.

【0083】[0083]

【数15】 (Equation 15)

【0084】ここで、Vshは過熱器容積、ρshは過
熱器蒸気密度、Ashは過熱器伝熱面積、βshは水壁
対流熱伝達率、Tshavは過熱器内平均蒸気温度、M
shは過熱器配管質量、Cshは過熱器配管比熱、Tm
shは過熱器配管温度、γshはガスから水壁への対流
熱伝達率、Tgshavは過熱器内平均ガス温度、Vg
shは過熱器ガス容積、ρgshは過熱器ガス密度、C
gshは過熱器ガス比熱を意味する。fsは蒸気表の参
照をあらわす。
Here, Vsh is the superheater volume, ρsh is the superheater steam density, Ash is the superheater heat transfer area, βsh is the convective heat transfer coefficient of water wall, Tshav is the average steam temperature in the superheater, M
sh is the superheater pipe mass, Csh is the superheater pipe specific heat, Tm
sh is the superheater pipe temperature, γsh is the convective heat transfer coefficient from the gas to the water wall, Tgshav is the average gas temperature in the superheater, Vg
sh is the superheater gas volume, ρgsh is the superheater gas density, C
gsh means superheater gas specific heat. fs represents a reference to the vapor table.

【0085】なお、再熱器ブロック226も同様の構成
であらわされる。
The reheater block 226 has the same configuration.

【0086】1.2.2.5.4 高圧タービンブロッ
ク及び中低圧タービンの模擬方式 次に、高圧タービンブロック224について説明する。
高圧タービンブロック224は、過熱器出口蒸気エンタ
ルピHshと過熱器出口圧力Pshを入力してタービン
蒸気流量Gto及びタービン出口蒸気エンタルピHto
を計算する。
1.2.2.5.4 Simulating System for High-Pressure Turbine Block and Medium / Low-Pressure Turbine Next, the high-pressure turbine block 224 will be described.
The high-pressure turbine block 224 inputs the superheater outlet steam enthalpy Hsh and the superheater outlet pressure Psh, and receives the turbine steam flow rate Gto and the turbine outlet steam enthalpy Hto.
Is calculated.

【0087】数16は、蒸気圧力及びタービン加減弁開
度から主蒸気流量を計算する。このとき、主蒸気温度に
よる圧力変動を補正している。
Formula 16 calculates the main steam flow rate from the steam pressure and the turbine control valve opening. At this time, the pressure fluctuation due to the main steam temperature is corrected.

【0088】[0088]

【数16】 (Equation 16)

【0089】数17、数18、数19は蒸気エンタルピ
及びタービン効率から出口蒸気エンタルピを計算する。
タービン効率ηは、蒸気のエネルギーがタービン駆動に
要される割合を示しており、蒸気タービン種類あるいは
プラントによって異なる定数である。
Equations (17), (18) and (19) calculate the exit steam enthalpy from the steam enthalpy and the turbine efficiency.
The turbine efficiency η indicates the rate at which steam energy is required for driving the turbine, and is a constant that varies depending on the type of steam turbine or the plant.

【0090】[0090]

【数17】 [Equation 17]

【0091】[0091]

【0092】[0092]

【数18】 (Equation 18)

【0093】[0093]

【0094】[0094]

【数19】 [Equation 19]

【0095】数20はタービン入口蒸気エンタルピ、出
口蒸気エンタルピ及び蒸気流量から発電量を計算する。
Equation 20 calculates the power generation amount from the turbine inlet enthalpy, the outlet steam enthalpy, and the steam flow rate.

【0096】[0096]

【数20】 (Equation 20)

【0097】ここで、Fcvhはタービン加減弁開度、
fhtはタービン圧力流量特性関数、Tbはタービン基
準温度、Sshは蒸気エントロピ、H‘toはタービン
出口基準エンタルピ、Htoはタービン出口蒸気エンタ
ルピ、ηはタービン効率である。また、fsは蒸気表の
参照を意味する。
Here, Fcvh is a turbine control valve opening degree,
fht is a turbine pressure flow characteristic function, Tb is a turbine reference temperature, Ssh is steam entropy, H'to is a turbine outlet reference enthalpy, Hto is a turbine outlet steam enthalpy, and η is a turbine efficiency. Fs means a reference to the steam table.

【0098】中低圧タービンブロック227も同様の構
成で模擬出来るが、中低圧タービンにおいてタービン加
減弁開度は常に100%である。
The middle / low pressure turbine block 227 can be simulated with the same configuration, but the opening / closing valve of the middle / low pressure turbine is always 100%.

【0099】プラントの発電量は、高圧タービンの発電
量Eh及び中低圧タービンの発電量Elから次式で計算
できる。
The power generation amount of the plant can be calculated from the power generation amount Eh of the high-pressure turbine and the power generation amount El of the middle-low pressure turbine by the following equation.

【0100】[0100]

【数21】 (Equation 21)

【0101】1.2.2.5.5 再循環ファンブロッ
クの模擬方式 次に、再循環ファンブロック228について説明する。
再循環ファンブロック228は、再熱器出口ガス温度T
grhと再循環流量指令GgrDを入力して、再循環ガ
ス温度Tgr及び再循環流量Ggrを出力する。再循環
ガス温度Tgrは再熱器出口ガス温度Tgrhに等し
く、また再循環流量Ggrは再循環流量指令GgrDに
等しい。
1.2.2.5.5 Simulating Method of Recirculation Fan Block Next, the recirculation fan block 228 will be described.
The recirculation fan block 228 has a reheater outlet gas temperature T
The recirculation gas temperature Tgr and the recirculation flow rate Ggr are output by inputting the grh and the recirculation flow rate command GgrD. The recirculation gas temperature Tgr is equal to the reheater outlet gas temperature Tgrh, and the recirculation flow rate Ggr is equal to the recirculation flow rate command GgrD.

【0102】プラント模擬手段211は、以上に述べた
ブロックに示された微分方程式の連立により記述され、
計算周期Δt毎にこれらの微分方程式を一回実行してプ
ロセス量を計算する。また、これらプロセス量の中から
制御量予測値であるy(t+τ+Δt)を制御装置模擬手段2
12あるいは操作量修正値計算手段213に出力する。
The plant simulation means 211 is described by a system of differential equations shown in the blocks described above.
These differential equations are executed once every calculation cycle Δt to calculate the process amount. Further, among these process quantities, the control quantity prediction value y (t + τ + Δt) is represented by the control device simulation means 2.
12 or to the manipulated variable correction value calculation means 213.

【0103】1.2.2.6 制御装置模擬手段 次に、図4及び図5に示した制御装置模擬手段212に
ついて説明する。制御装置模擬手段212は、前記通常
制御コントローラ375の定常特性及び過渡応答特性に
一致するよう調整したものであるが、前記制御コントロ
ーラ375の構成がブロック図等から既知の場合、ある
いは前記制御コントローラ375のブロック図がプログ
ラムなどによって記述されている場合には、この構成を
そのまま制御装置模擬手段212に実装するのが望まし
い。このとき、ブロック図に不要な部分あるいはプラン
ト模擬手段のモデリング範囲外にある制御量が含まれる
場合には制御装置模擬手段212と前記制御コントロー
ラ375が対象となる運転範囲内で等価な値を出力する
ために必要十分な系統を残して不要な部分を取り去る
か、あるいは制御装置模擬手段212に対してこれらの
プロセス量を模擬する信号を入力すればよい。
1.2.2.6 Control Device Simulating Means Next, the control device simulating means 212 shown in FIGS. 4 and 5 will be described. The control device simulation means 212 is adjusted to match the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the normal control controller 375. However, when the configuration of the control controller 375 is known from a block diagram or the like, Is described in a program or the like, it is desirable to implement this configuration as it is in the control device simulation means 212 as it is. At this time, if the block diagram includes an unnecessary part or a control amount outside the modeling range of the plant simulation means, the controller simulation means 212 and the controller 375 output an equivalent value within the target operation range. It is sufficient to remove unnecessary portions while leaving a necessary and sufficient system to perform the process, or to input a signal for simulating these process amounts to the control device simulating means 212.

【0104】次に、通常制御コントローラ375の制御
系統図が未知の場合について図7を用いて説明する。通
常制御コントローラ375の系統図が未知の場合、制御
装置の規範モデル240を構築し、実機運転結果と規範
モデル240との誤差を制御器同定手段241で同定す
る。
Next, a case where the control system diagram of the normal controller 375 is unknown will be described with reference to FIG. When the system diagram of the normal control controller 375 is unknown, a reference model 240 of the control device is constructed, and an error between the actual machine operation result and the reference model 240 is identified by the controller identification means 241.

【0105】規範モデル240は、第1の制御器240
a及び第2の制御器240bを備え、通常制御コントロ
ーラ375の定常特性が再現できるよう事前に第1の制
御器240a及び第2の制御器240bの制御定数を調
整する。第1及び第2の制御器240a,240bの構
成は、プラントの運転計画書などに記載されたプラント
制御方式に沿って構築するのが望ましい。
The reference model 240 is the first controller 240
a and the second controller 240b, and the control constants of the first controller 240a and the second controller 240b are adjusted in advance so that the steady-state characteristics of the normal controller 375 can be reproduced. It is desirable that the configurations of the first and second controllers 240a and 240b be constructed in accordance with a plant control method described in a plant operation plan or the like.

【0106】次に制御器同定手段241について説明す
る。該制御器同定手段241は、制御系同定と制御系推
定の2種類の運用モードがある。最初に制御系同定時の
運用方法について述べる。制御系同定時には、規範モデ
ルの操作量u1a(t)及びu2a(t)との差から規範モデルにお
ける制御系誤差Δu1(t)とΔu2(t)を計算する。制御器同
定手段241は、制御偏差Δy(t)、制御系誤差Δu1
(t)、Δu2(t)を入力し、最小二乗法などを用いて制御偏
差Δy(t)から誤差Δu1(t)及びΔu2(t)を出力するよう制
御器同定手段241の内部パラメータを調整する。制御
器同定手段241の出力Δu1a(t)、Δu2a(t)はΔu1
(t)、Δu2(t)をそのまま出力し、制御装置模擬手段21
2が制御コントローラ375と同じ応答を出力する。
Next, the controller identification means 241 will be described. The controller identification means 241 has two operation modes of control system identification and control system estimation. First, the operation method at the time of control system identification will be described. At the time of control system identification, control system errors Δu1 (t) and Δu2 (t) in the reference model are calculated from the difference between the manipulated variables u1a (t) and u2a (t) of the reference model. The controller identification means 241 includes a control deviation Δy (t), a control system error Δu1
(t) and Δu2 (t), and adjust the internal parameters of the controller identification means 241 so as to output the errors Δu1 (t) and Δu2 (t) from the control deviation Δy (t) using the least square method or the like. I do. The outputs Δu1a (t) and Δu2a (t) of the controller identification means 241 are Δu1
(t) and Δu2 (t) are output as they are, and
2 outputs the same response as the controller 375.

【0107】予測制御コントローラ380が予測制御を
開始した場合、制御器同定手段241は制御系推定モー
ドで動作する。制御器同定手段241は、制御偏差Δy
(t)を入力し、制御系誤差推定値Δu1a(t)、Δu2a(t)を
出力する。このとき、制御系誤差Δu1(t)とΔu2(t)は入
力されるが値は無視される。
When the prediction control controller 380 starts the prediction control, the controller identification means 241 operates in the control system estimation mode. The controller identification means 241 calculates the control deviation Δy
(t), and outputs control system error estimated values Δu1a (t) and Δu2a (t). At this time, the control system errors Δu1 (t) and Δu2 (t) are input, but the values are ignored.

【0108】制御系推定モードにおいて、制御装置模擬
手段212の出力値は次式によって得られる。
In the control system estimation mode, the output value of the control device simulation means 212 is obtained by the following equation.

【0109】[0109]

【数22】 (Equation 22)

【0110】[0110]

【数23】 (Equation 23)

【0111】制御器同定手段241の実現方法として
は、一般的なプラント同定手段であるARMAX(Auto
Regressive Moving Average eXogenius)モデルやニュー
ラルネットワークなどを用いることができる。ARMA
Xモデルの実現方法はFORTRAN77時系列解析プ
ログラミング(北川源四郎、岩波書店、94年4月)に
詳しい。また、ニューラルネットワークによる実現方法
はニューロコンピュータ(桐谷滋ら、技術評論社、89
年2月)に詳しい。
As a method of realizing the controller identification means 241, ARMAX (Auto
Regressive Moving Average eXogenius) model or neural network can be used. ARMA
The method of realizing the X model is detailed in FORTRAN 77 time series analysis programming (Genshiro Kitagawa, Iwanami Shoten, April 1994). In addition, the realization method by the neural network is a neurocomputer (Shigiri Kiriya et al., Technical Review, 89
February).

【0112】1.2.2.7 操作量修正値計算手段 次に、図1における操作量修正値計算手段213につい
て図8を用いて説明する。操作量修正値計算手段213
は操作量予測値u1(t),...,u1(t+T)を入力し、u1の波形
を分析してu1, u2に対する操作量修正値w1(t)及びw2(t)
を出力するもので、操作量波形分離手段250と、第1
及び第2のゲイン補償手段251a,251bと、位相
補償手段252と、第1及び第2のデータ出力手段25
4a,254bからなる。
1.2.2.7 Operation Amount Correction Value Calculation Means Next, the operation amount correction value calculation means 213 in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Manipulated variable correction value calculation means 213
Input the operation amount prediction values u1 (t), ..., u1 (t + T), analyze the waveform of u1, and adjust the operation amount correction values w1 (t) and w2 (t) for u1 and u2.
The operation amount waveform separation means 250 and the first
And second gain compensating means 251a, 251b, phase compensating means 252, and first and second data output means 25.
4a and 254b.

【0113】波形分離手段250は、操作量予測値u1
(t), ..., u1(t+T)の時系列データと操作量基準値usと
から、操作量予測値の基準値からの偏差を求め、この偏
差を分離目標周波数fHz以上の周波数成分のデータp1
(t), ..., p1(t+T)と周波数fHz未満の周波数成分の
データp2(t), ..., p2(t+T)に分離する。本実施形態に
おいてu1は過熱器減温器スプレ流量であることから、ス
プレ流量の予測値がスプレ流量の低周波成分p1とスプレ
流量の高周波成分p2に分離されたことになる。波形分離
手段250の実現方法には、高速フーリエ変換、ウェー
ブレット変換、低周波フィルタなどを用いる方式などが
あり、本実施形態ではいずれの方式を用いても良い。
The waveform separating means 250 calculates the manipulated variable predicted value u1
From the time series data of (t), ..., u1 (t + T) and the manipulated variable reference value us, a deviation from the reference value of the manipulated variable predicted value is obtained, and this deviation is determined as a frequency equal to or higher than the separation target frequency fHz. Component data p1
.., p1 (t + T) and data p2 (t),..., p2 (t + T) of frequency components lower than the frequency fHz. In the present embodiment, since u1 is the superheater desuperheater spray flow rate, it means that the predicted value of the spray flow rate is separated into the low frequency component p1 of the spray flow rate and the high frequency component p2 of the spray flow rate. As a method of realizing the waveform separating means 250, there is a method using a fast Fourier transform, a wavelet transform, a low frequency filter, or the like. In the present embodiment, any method may be used.

【0114】第1のゲイン補償手段251aは、分離し
た操作量p1の高周波成分に対し、ゲイン補償を加える。
ゲインKaはスプレ流量に対する温度の感度から次式で
求められる。
The first gain compensating means 251a applies gain compensation to the separated high frequency component of the manipulated variable p1.
The gain Ka is obtained from the sensitivity of the temperature to the spray flow rate by the following equation.

【0115】[0115]

【数24】 (Equation 24)

【0116】ここで、ゲインKaはプラントの設計値あ
るいは運転実績から計算しても良い。また、ゲインKa
を発電負荷の関数とし、発電負荷毎にゲインを変更して
も良い。操作量p1のゲイン補償により操作量q1は次式
で求められる。
Here, the gain Ka may be calculated from the design value of the plant or the operation results. Also, the gain Ka
May be used as a function of the power generation load, and the gain may be changed for each power generation load. The operation amount q1 is obtained by the following equation by the gain compensation of the operation amount p1.

【0117】[0117]

【数25】 (Equation 25)

【0118】数25で計算した操作量q1は時系列デー
タであることから、データ出力手段254aに時系列デ
ータを一旦記録し時刻t+τ毎にw1(t)として出力す
る。
Since the manipulated variable q1 calculated by Equation 25 is time-series data, the time-series data is temporarily recorded in the data output means 254a and output as w1 (t) at each time t + τ.

【0119】一方、第2のゲイン補償手段251bは、
分離した操作量p2の低周波成分に対し同様にゲイン補正
を加える。ゲインKbは燃料流量に対する温度の感度か
ら次式で求められる。
On the other hand, the second gain compensating means 251b
The gain correction is similarly applied to the low frequency component of the separated operation amount p2. The gain Kb is obtained from the sensitivity of the temperature to the fuel flow rate by the following equation.

【0120】[0120]

【数26】 (Equation 26)

【0121】ここで、ゲインKbはプラントの設計値あ
るいは運転実績から計算しても良い。また、ゲインKb
を発電負荷の関数とし、発電負荷毎にゲインを変更して
も良い。操作量p2のゲイン補償により操作量q2は次式
で求められる。
Here, the gain Kb may be calculated from the design value of the plant or the operation results. Also, the gain Kb
May be used as a function of the power generation load, and the gain may be changed for each power generation load. The operation amount q2 is obtained by the following equation by the gain compensation of the operation amount p2.

【0122】[0122]

【数27】 [Equation 27]

【0123】操作量q2はスプレ流量の低周波成分であ
ることから、本実施形態ではさらにq2に位相補償を加
えてスプレ流量の位相を燃料流量の補正値に変換する。
ここでは、燃料流量に対する蒸気温度の位相差をTLと
し、操作量q2がこの位相差TLを補償するよう位相進
み補償を追加することにより操作量r2を得る。操作量
r2は次式で求められる。
Since the manipulated variable q2 is a low frequency component of the spray flow rate, in the present embodiment, the phase of the spray flow rate is further converted by adding phase compensation to q2 to a correction value of the fuel flow rate.
Here, the operation amount r2 is obtained by adding a phase advance compensation so that the operation amount q2 compensates for the phase difference TL, with the phase difference of the steam temperature with respect to the fuel flow rate being TL. The operation amount r2 is obtained by the following equation.

【0124】[0124]

【数28】 [Equation 28]

【0125】ここで、Here,

【0126】[0126]

【数29】 (Equation 29)

【0127】位相進み補償は操作量q2の時間微分値あ
るいは不完全微分値を用いても良い。
The phase lead compensation may use a time differential value or an incomplete differential value of the manipulated variable q2.

【0128】数29によって求めた操作量r2は時系列
データであることから、データ出力手段254bにその
値を一旦記録し時刻t+τ毎にw2(t)として出力する。
Since the manipulated variable r2 obtained by Equation 29 is time-series data, its value is temporarily recorded in the data output means 254b and output as w2 (t) at each time t + τ.

【0129】以上に示した実施形態例により、操作量修
正値w1(t)及びw2(t)は、時刻tから目標時刻Tまでの修
正値を計算する。そのため、操作量修正値計算手段21
3を含む予測制御コントローラ380は負荷変化直後1
回のみ動作し、その後時刻Tまでの修正値を出力する運
用となる。
According to the embodiment described above, the manipulated variable correction values w1 (t) and w2 (t) are calculated from the time t to the target time T. Therefore, the manipulated variable correction value calculation means 21
The predictive control controller 380 including 3
It operates only once, and then outputs a correction value until time T.

【0130】なお、上記の運用は予測制御コントローラ
380の一運用方法であり、各計算刻み時間毎に制御量
及びプロセス量を予測し、その結果修正値を逐次計算し
ても良い。各計算刻み時間毎に修正値を逐次計算する運
用では上記の運用に比べて精度の高い予測が可能だが、
予測制御コントローラ380の計算負荷が高くなる。そ
のため、計算機の処理能力に合わせて予測方法を選択す
るのが望ましい。
The above operation is an operation method of the prediction control controller 380, and the control amount and the process amount may be predicted for each calculation step, and the correction value may be sequentially calculated as a result. In the operation that calculates the correction value sequentially for each calculation interval time, prediction with higher accuracy is possible compared to the above operation,
The calculation load on the prediction control controller 380 increases. Therefore, it is desirable to select a prediction method according to the processing capacity of the computer.

【0131】1.2.3 予測コントローラによる予測
制御 本実施形態に示した予測制御コントローラ380による
予測制御の結果の一例を、図9を用いて説明する。この
実施形態では、通常制御コントローラ375は制御器に
蒸気温度の計測値を入力し、予測制御コントローラ38
0は過熱器蒸気温度の予測値yから過熱器減温器スプレ
流量修正値w1(t)及び燃料流量修正値w2(t)を計算した。
したがって、図9は操作量修正値w1(t)及びw2(t)による
先行制御の結果を示している。
1.2.3 Prediction Control by Prediction Controller An example of the result of the prediction control by the prediction control controller 380 shown in the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the normal controller 375 inputs the measured steam temperature to the controller, and the predictive controller 38
In the case of 0, the superheater desuperheater spray flow rate correction value w1 (t) and the fuel flow rate correction value w2 (t) were calculated from the predicted value y of the superheater steam temperature.
Therefore, FIG. 9 shows the result of the preceding control based on the manipulated variable correction values w1 (t) and w2 (t).

【0132】図9において、プラントの発電負荷が変動
する際に過熱器蒸気温度目標値vがランプ状に変化する
運転計画値が与えられており、予測制御コントローラ3
80は過熱器蒸気温度将来値y、過熱器減温器スプレ流
量将来値u1、燃料流量将来値u2を予測する。図より過熱
器蒸気温度の将来値yは負荷変化時に一旦温度が低下し
た後上昇する特性を示し、正方向にθup℃、負方向にθ
low℃の制御偏差が生じると予測される。これは負荷変
化直後のスプレ流量の感度が高く、スプレ水の流量を過
度に投入しているためと考えられる。そこで、本実施形
態ではこの制御偏差の縮小を目的に、操作量修正値計算
手段213にスプレ流量将来値u1を入力し、燃料流量修
正値w2及び過熱器減温器スプレ流量修正値w1を求める。
In FIG. 9, an operation plan value in which the superheater steam temperature target value v changes like a ramp when the power generation load of the plant fluctuates is given.
Reference numeral 80 predicts a superheater steam temperature future value y, a superheater desuperheater spray flow rate future value u1, and a fuel flow rate future value u2. According to the figure, the future value y of the superheater steam temperature shows a characteristic that the temperature once decreases when the load changes and then increases, and θup ° C in the positive direction and θup in the negative direction.
It is predicted that a control deviation of low ° C will occur. This is considered to be due to the high sensitivity of the spray flow rate immediately after the load change, and the excessive flow rate of the spray water. Therefore, in the present embodiment, for the purpose of reducing the control deviation, the future spray flow rate u1 is input to the manipulated variable correction value calculation means 213, and the fuel flow correction value w2 and the superheater desuperheater spray flow correction value w1 are obtained. .

【0133】図10に、前記操作量修正値計算手段21
3における燃料流量修正値w2及び過熱器減温器スプレ流
量修正値w1の計算結果を示す。前記波形分離手段250
は過熱器減温器スプレ流量u1からp2及びp1を分離し、前
記ゲイン補償手段によってq1及びq2をそれぞれ求める。
また、位相補償手段252はq2を入力しr2を計算する。
第1及び第2のデータ出力手段254a,254bには
q1及びq2が入力され、操作量修正値w1及びw2を通常制
御コントローラ375にそれぞれ出力する。
FIG. 10 shows the operation amount correction value calculating means 21.
3 shows the calculation results of the fuel flow correction value w2 and the superheater desuperheater spray flow correction value w1 in FIG. The waveform separating means 250
Separates p2 and p1 from the superheater desuperheater spray flow u1, and obtains q1 and q2 respectively by the gain compensation means.
Further, the phase compensating means 252 inputs q2 and calculates r2.
Q1 and q2 are input to the first and second data output means 254a and 254b, and the manipulated variable correction values w1 and w2 are output to the normal controller 375, respectively.

【0134】図11に、操作量修正値w1(t)及びw2(t)に
よる過熱器蒸気温度の制御結果を示す。
FIG. 11 shows the control result of the superheater steam temperature based on the manipulated variable correction values w1 (t) and w2 (t).

【0135】操作量修正値w1(t)及びw2(t)により、燃料
流量及び減温器スプレ流量はu’2及びu’1に示す波形に
修正され、結果として過熱器蒸気温度の制御偏差は正方
向にθ’up、負方向にθ’lowまで縮小された。これ
は、燃料流量及び減温器スプレ流量の過渡状態における
流量を同時に補正したためであり、一方に対してのみ補
正を加えた場合には燃料流量による温度上昇効果と、減
温器スプレ流量による温度上昇抑制効果の相対的なバラ
ンスが崩れて過熱器蒸気温度の制御偏差は従来程度ある
いは拡大方向となる。
With the manipulated variable correction values w1 (t) and w2 (t), the fuel flow rate and the desuperheater spray flow rate are corrected to the waveforms u′2 and u′1, and as a result, the control deviation of the superheater steam temperature Was reduced to θ′up in the positive direction and θ′low in the negative direction. This is because the flow rate in the transient state of the fuel flow rate and the desuperheater spray flow rate was simultaneously corrected.If only one of them was corrected, the temperature increase effect by the fuel flow rate and the temperature increase by the desuperheater spray flow rate were observed. The relative balance of the rise suppression effect is lost, and the control deviation of the superheater steam temperature becomes a conventional level or an increasing direction.

【0136】2.第2の実施形態 本発明における第2の実施形態について図12ないし図
14を用いて説明する。この実施形態は第1の実施形態
における操作量修正値計算手段213を図8に示した構
成から図12に示した構成に変更し、複数の操作量に対
して波形分離を行うことによって複数の操作量の相互非
干渉化を狙ったものである。その他の各部の構成は前述
の第1の実施形態と同等に構成されているので、重複す
る説明は省略する。
[0136] 2. Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the operation amount correction value calculation means 213 in the first embodiment is changed from the configuration shown in FIG. 8 to the configuration shown in FIG. 12, and a plurality of operation amounts are separated by performing waveform separation. It aims at making the operation amount mutually non-interfering. The configuration of the other components is the same as that of the above-described first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0137】図12から分かるように、本実施形態に係
る操作量修正値計算手段213は、第1の実施形態にお
ける波形分離手段250に代えて第1及び第2の波形分
離手段250a,250b、位相補償手段252に代え
て第1及び第2の位相補償手段252a,252bと
し、さらに第1及び第2のゲイン補償手段251a,2
51bに対して第3及び第4のゲイン補償手段251
c,252dを加え、さらに波形合成手段253a,2
53bを加えたものである。この構成により、第1のゲ
イン補償手段251aで得られた信号と、第2のゲイン
補償手段251bの出力に対して位相補償手段252a
で得られた信号とを波形合成手段253aで波形合成
し、第4のゲイン補償手段251dで得られた信号と第
3のゲイン補償手段251cの出力に対して位相補償手
段252bで得られた信号とを波形合成手段254bで
波形合成し、これらの波形合成によって操作量修正値w1
およびw2を求め、第1及び第2のデータ出力手段254
a,254bから出力する。
As can be seen from FIG. 12, the manipulated variable correction value calculating means 213 according to the present embodiment is different from the first and second waveform separating means 250a and 250b in place of the waveform separating means 250 in the first embodiment. First and second phase compensating means 252a and 252b are used instead of phase compensating means 252, and first and second gain compensating means 251a and 251b
The third and fourth gain compensating means 251 with respect to 51b
c, 252d, and the waveform synthesizing means 253a, 253d.
53b is added. With this configuration, the signal obtained by the first gain compensating unit 251a and the output of the second gain compensating unit 251b are applied to the phase compensating unit 252a.
And a signal obtained by the fourth gain compensator 251d and a signal obtained by the phase compensator 252b with respect to the output of the third gain compensator 251c. Are synthesized by the waveform synthesizing means 254b, and the manipulated variable correction value w1
And w2, and the first and second data output means 254
a, 254b.

【0138】なお、この実施形態の説明では、複数の操
作量の予測値を入力としたが、一方の入力をプラントの
制御量の予測値としてもよい。また、本発明におけるプ
ラント模擬手段211はプラントの状態観測器としても
機能する。そのため、プラントで観測不能なプロセス量
の予測値を図12における一方の入力としてもよい。
In the description of this embodiment, a plurality of predicted values of the manipulated variables are input, but one of the inputs may be a predicted value of the control amount of the plant. Further, the plant simulation means 211 according to the present invention also functions as a state monitor of the plant. Therefore, the predicted value of the process amount that cannot be observed in the plant may be used as one input in FIG.

【0139】また、本発明において制御装置模擬手段2
12はインタロック、上下限設定などによる操作量の変
動も予測する。そのため、操作量修正値計算手段213
には、インタロックの発生有無、操作量あるいは制御量
の上下限値逸脱の有無などの情報を入力しても良い。こ
のとき、操作量修正値計算手段213にプラント異常事
象や、通常制御コントローラの誤動作による制御ミスを
早期検出するための手段を追加し、異常事象を解消する
ための先行操作量を出力してもよい。
Further, in the present invention, the control device simulating means 2
Reference numeral 12 also predicts a change in the operation amount due to interlock, upper / lower limit setting, and the like. Therefore, the manipulated variable correction value calculation means 213
For example, information such as whether an interlock has occurred, whether an operation amount or a control amount has deviated from upper and lower limit values, or the like may be input. At this time, a means for early detection of a plant abnormal event or a control error due to a malfunction of the normal control controller may be added to the manipulated variable correction value calculating means 213 to output a preceding manipulated variable for eliminating the abnormal event. Good.

【0140】また、本発明において制御装置模擬手段2
12は、過去における操作量の運転データを蓄積し、制
御量目標値によって対応する運転データを操作量予測値
として出力しても良い。操作量修正値計算手段213は
操作量予測値と制御量予測値とを入力し、これらの値か
ら操作量修正値を出力する。
In the present invention, the control device simulating means 2
The control unit 12 may accumulate the operation data of the past operation amount and output the operation data corresponding to the control amount target value as the operation amount prediction value. The manipulated variable correction value calculation means 213 receives the manipulated variable predicted value and the control variable predicted value, and outputs a manipulated variable corrected value from these values.

【0141】3.第3の実施形態 以上に述べた第1及び第2の実施形態では、プラント模
擬手段211及び制御装置模擬手段212は、予測制御
コントローラ380内にそれぞれ一つづつ備えている
が、プラント模擬手段211及び制御装置模擬手段21
2は予測制御コントローラ380にそれぞれ2つ以上具
備する構成も考えられる。この場合の予測制御コントロ
ーラ380の実施形態を図13に示す。なお、その他の
各部の構成は前述の第1の実施形態もしくは第2の実施
形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略
する。
3. Third Embodiment In the first and second embodiments described above, the plant simulation means 211 and the control device simulation means 212 are provided one by one in the prediction control controller 380, respectively. And control device simulation means 21
2 is provided in the prediction control controller 380. FIG. 13 shows an embodiment of the prediction control controller 380 in this case. The other components are configured in the same manner as the above-described first embodiment or the second embodiment, and thus redundant description will be omitted.

【0142】図13では、図1に述べた予測制御コント
ローラ380は第1のプラント模擬手段211及び第2
のプラント模擬手段211aと、第1の制御装置模擬手
段212及び第2の制御装置模擬手段212aと、操作
量修正値計算手段213とを備える。
In FIG. 13, the predictive control controller 380 described in FIG.
, A first controller simulation unit 212 and a second controller simulation unit 212a, and a manipulated variable correction value calculation unit 213.

【0143】第2のプラント模擬手段211aは第1の
プラント模擬手段211と同様に、プラント100の定
常特性及び過渡応答特性を微分方程式等で再現したもの
で、操作量予測値u1(t+τ2-Δt)及びu2(t+τ2-Δt)を入
力して制御量予測値y(t+τ2)を出力する。このときΔt
は計算周期とする。
The second plant simulation means 211a, like the first plant simulation means 211, reproduces the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the plant 100 by using a differential equation or the like, and the operation amount prediction value u1 (t + τ2 -Δt) and u2 (t + τ2-Δt) are input to output a control amount prediction value y (t + τ2). At this time
Is the calculation cycle.

【0144】第2の制御装置模擬手段212aは第1の
制御装置模擬手段212と同様に、制御装置200の定
常特性及び過渡応答特性を再現したもので、制御量目標
値の予測値v(t+τ2-Δt)及び制御量予測値y(t+τ2-Δt)
を入力して操作量予測値u1(t+τ2)及びu2(t+τ2)を出力
する。v(t+τ2-Δt)は発電量目標値の関数あるいは定数
として与えられており、将来値は発電量目標値の計画値
から求められる。すなわち、第1の制御装置模擬手段2
12と第1のプラント模擬手段211はt+τ1時におけ
る閉ループ回路を構成し、第2の制御装置模擬手段21
2aと第2のプラント模擬手段211aはt+τ2時にお
ける閉ループ回路を構成していることになる。
The second control device simulating means 212a, like the first control device simulating means 212, reproduces the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the control device 200, and the predicted value v (t + τ2-Δt) and predicted control amount y (t + τ2-Δt)
And outputs the manipulated variable prediction values u1 (t + τ2) and u2 (t + τ2). v (t + τ2-Δt) is given as a function or a constant of the power generation target value, and the future value is obtained from the planned value of the power generation target value. That is, the first control device simulation means 2
12 and the first plant simulation means 211 constitute a closed loop circuit at t + τ1, and the second control device simulation means 21
2a and the second plant simulation means 211a constitute a closed loop circuit at t + τ2.

【0145】このような予測制御コントローラ380で
は、2つの閉ループ回路を独立して動作させることによ
りそれぞれ異なる時刻、異なる計算刻み時間によるプロ
セス量及び操作量が計算できる。
In such a predictive control controller 380, by independently operating the two closed-loop circuits, it is possible to calculate the amount of process and the amount of operation at different times and different calculation intervals.

【0146】本実施形態では、第1の制御装置模擬手段
212及び第1のプラント模擬手段211は時刻t+T1
におけるプロセス量及び操作量の将来値を計算する。ま
た、第2の制御装置模擬手段212a及び第2のプラン
ト模擬手段211aは時刻t+Δtにおけるプロセス量
及び操作量すなわち次周期におけるプロセス量及び操作
量を計算する。このとき、第2の制御装置模擬手段21
2aは時刻t+Δt秒後において制御装置模擬手段にお
ける全てのプロセス量U(t+Δt)を第1の制御装置模擬手
段212に入力し、時刻t+Δt秒後における第1の制
御装置模擬手段212の計算状態を第2の制御装置模擬
手段212aに一致させる。同様に、第2のプラント模
擬手段211aは時刻t+Δt秒後においてプラント模
擬手段における全てのプロセス量Y(t+Δt)を第1のプラ
ント模擬手段211に入力し、時刻t+Δt秒後におけ
る第1のプラント模擬手段211の状態を第2のプラン
ト模擬手段211aに一致させる。
In this embodiment, the first control device simulating means 212 and the first plant simulating means 211 operate at time t + T1.
Calculate the future values of the process amount and the operation amount at. In addition, the second control device simulation means 212a and the second plant simulation means 211a calculate the process amount and the operation amount at the time t + Δt, that is, the process amount and the operation amount in the next cycle. At this time, the second control device simulation means 21
2a inputs all the process amounts U (t + Δt) in the control device simulating means to the first control device simulating means 212 after time t + Δt seconds, and calculates the first control device simulating means 212 after time t + Δt seconds. The state is made to match the second control device simulation means 212a. Similarly, the second plant simulation means 211a inputs all the process amounts Y (t + Δt) in the plant simulation means to the first plant simulation means 211 after the time t + Δt seconds, and the first plant simulation means 211a after the time t + Δt seconds. The state of the plant simulation means 211 is made to match the state of the second plant simulation means 211a.

【0147】上述した第2のプラント模擬手段211a
及び第2の制御装置模擬手段212aの動作により、第
1の制御装置模擬手段212及び第1のプラント模擬手
段211は計算周期Δt毎に予測計算を実施する場合に
必要とするプロセス量の初期値を得ることができ、計算
周期Δt毎の予測計算が可能となる。
The above-mentioned second plant simulation means 211a
By the operation of the second control device simulating means 212a, the first control device simulating means 212 and the first plant simulating means 211 perform the initial value of the process amount required when performing the prediction calculation at every calculation cycle Δt. Can be obtained, and a prediction calculation can be performed for each calculation cycle Δt.

【0148】なお、この実施形態では、2つのプラント
模擬手段211,211a、及び2つの制御装置模擬手
段212,212aを備えた例を示しているが、さらに
多くの模擬手段を配置することができることはいうまで
もない。
Although this embodiment shows an example in which two plant simulation means 211 and 211a and two control device simulation means 212 and 212a are provided, it is possible to arrange more simulation means. Needless to say.

【0149】4.第4の実施形態 本発明における予測制御コントローラ380のさらに他
の実施形態を図14に示す。この実施形態は第3の実施
形態における予測制御コントローラ380にプラント調
整手段214を設けたもので、その他の各部は第1ない
し第3の実施形態と同等に構成されているので、重複す
る説明は省略する。
4. Fourth Embodiment FIG. 14 shows still another embodiment of the prediction control controller 380 in the present invention. In this embodiment, the plant control means 214 is provided in the predictive control controller 380 in the third embodiment, and the other components are configured in the same manner as in the first to third embodiments. Omitted.

【0150】図14では、プラント100の制御量y(t)
及び通常制御コントローラ375の操作量u1(t)及びu2
(t)を入力し、プラント調整手段214において第2の
プラント模擬手段211aの出力である制御量予測値と
プラント100及び通常制御コントローラ375の計測
値yR,u1R,u2Rの制御量とが一致するよう調整パラメータ
αを変更する。調整パラメータαは第1のプラント模擬
手段211に入力してプラントの経年変化による予測精
度の低下を抑制する。
In FIG. 14, the control amount y (t) of the plant 100
And the operation amounts u1 (t) and u2 of the normal controller 375
(t) is input, and the control amount predicted value output from the second plant simulation means 211a in the plant adjustment means 214 matches the measured values yR, u1R, u2R of the plant 100 and the normal control controller 375. The adjustment parameter α is changed as follows. The adjustment parameter α is input to the first plant simulation means 211 to suppress a decrease in prediction accuracy due to aging of the plant.

【0151】なお、プラント調整手段214の詳細は、
ACCプラント動特性シミュレータの自動調整(大澤、
松本他3名、日本機械学会第74期通常総会講演会講演
論文集(III)、pp83〜84)に詳しいためここ
では省略する。
The details of the plant adjusting means 214 are as follows.
Automatic adjustment of ACC plant dynamic characteristics simulator (Osawa,
Matsumoto et al. And three others are detailed in JSME 74th Ordinary General Meeting Lecture Papers (III), pp. 83-84), and are omitted here.

【0152】以上に述べた実施形態では本発明を火力発
電プラントの蒸気温度予測制御に適用しているが、本発
明は蒸気温度予測制御に限定されるものではなく、応答
遅れ時間の長い制御量を有する多くのプラント制御方式
にも対応できる。たとえば、石炭をガス化してガスター
ビン燃料あるいは燃料電池用燃料を生成する石炭ガス化
プラントにおける石炭ガスのガス組成の変動や、ゴミ燃
焼によって得られた熱エネルギーで発電するゴミ発電プ
ラントの蒸気温度変動なども応答遅れ時間の長い制御量
であるが、本発明はこれらの制御にも適用できる。
In the embodiment described above, the present invention is applied to the steam temperature prediction control of a thermal power plant. However, the present invention is not limited to the steam temperature prediction control, and the control amount having a long response delay time. Many plant control methods with For example, fluctuations in the gas composition of coal gas at a coal gasification plant that gasifies coal to produce gas turbine fuel or fuel cell fuel, and steam temperature fluctuations at a garbage power plant that generates electricity using thermal energy obtained from refuse combustion And the like are control amounts having a long response delay time, but the present invention can also be applied to these controls.

【0153】このように、これらの各実施形態によれ
ば、予測制御コントローラ380は制御量の将来の予測
値と操作量の将来の予測値とを出力し、操作量修正値計
算手段213は前記複数の予測値を用いて操作量の修正
値を決定するので、通常制御コントローラ375の全体
特性を考慮した予測制御が可能となる。
As described above, according to each of these embodiments, the prediction control controller 380 outputs the future predicted value of the control amount and the future predicted value of the operation amount, and the operation amount correction value calculation means 213 outputs Since the correction value of the manipulated variable is determined using a plurality of predicted values, predictive control can be performed in consideration of the overall characteristics of the normal controller 375.

【0154】また、前記操作量修正値計算手段213が
計算した操作量修正値は、従来の通常制御コントローラ
375の出力を補正するので、従来の通常制御コントロ
ーラ375に容易に追加設置が可能となる。
Further, the manipulated variable correction value calculated by the manipulated variable correction value calculation means 213 corrects the output of the conventional normal controller 375, so that it can be easily added to the conventional normal controller 375. .

【0155】また、前記操作量修正値計算手段213が
計算した操作量修正値は、従来の通常制御コントローラ
375における動的先行制御指令としても利用できるの
で、調整員が動的先行制御指令を手作業で調整すること
なく最適な動的先行制御指令を自動的に計算することが
できる。
The manipulated variable correction value calculated by the manipulated variable correction value calculating means 213 can be used as a dynamic advance control command in the conventional normal controller 375. The optimum dynamic preceding control command can be automatically calculated without adjustment by operation.

【0156】[0156]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、予測手
段によって予測された将来値に基づいて各プロセスの操
作量を決定する操作量算出手段を備え、予測手段は予測
した制御量の将来値から制御装置の出力である操作量の
将来値を予測し、前記操作量算出手段は前記予測された
操作量の将来値から操作量の補正値を決定するので、ま
た、前記操作量算出手段は、前記操作量の将来値に加
え、前記予測手段が予測した前記制御量の将来値とから
操作量の補正値を決定するので、また、前記操作量算出
手段は予測された将来値を用いて複数の操作量の補正値
を決定するので、応答時間遅れの大きいプロセスの将来
値を予測して精度よく制御することが可能になる。特
に、応答時間遅れが数分から20分と長いプロセス量を
精度良く制御することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided the operation amount calculating means for determining the operation amount of each process on the basis of the future value predicted by the prediction means, and the prediction means comprises the control amount of the predicted control amount. Since the future value of the manipulated variable, which is the output of the control device, is predicted from the future value, and the manipulated variable calculation means determines the correction value of the manipulated variable from the predicted future value of the manipulated variable, The means determines a correction value of the operation amount from the future value of the control amount predicted by the prediction means in addition to the future value of the operation amount, and the operation amount calculation means calculates the predicted future value. Since the correction values of a plurality of manipulated variables are determined using these values, it is possible to predict a future value of a process having a large response time delay and control the accuracy with high accuracy. In particular, it is possible to accurately control a process amount having a response time delay as long as several minutes to 20 minutes.

【0157】さらに、本発明によれば、火力発電プラン
トの蒸気温度、前記プラントの燃料流量、蒸気温度減温
器スプレ流量、再循環ガス流量およびガス分配ダンパの
少なくとも1つの将来値を予測する予測手段と、前記プ
ラントの蒸気温度の計測値に基づいて前記プラントの燃
料流量、蒸気温度減温器スプレ流量、再循環ガス流量お
よびガス分配ダンパの少なくとも1つを操作量として決
定する少なくとも1つの操作量算出手段とを有し、前記
予測手段は、燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流量、再
循環ガス流量及びガス分配ダンパの少なくとも1つの将
来値を予測し、前記操作量算出手段は、前記予測手段に
よって予測された前記少なくとも1つの将来値から前記
操作量のうち少なくとも1つの補正値を決定するので、
火力発電プラントにおいて、応答時間遅れの大きいプロ
セスの将来値を予測して精度よく制御することが可能に
なる。特に、燃料投入に変更を加えてから主蒸気温度が
変化するまでの時間が長い火力発電プラント、石炭ガス
化プラントにおける石炭ガスのガス組成の変動、ゴミ燃
焼によって得られた熱エネルギーで発電するゴミ発電プ
ラントなどのように、応答時間遅れが数分から20分と
長いプロセス量を精度良く制御することができる。
Further, according to the present invention, a prediction for predicting at least one future value of a steam temperature of a thermal power plant, a fuel flow rate of the plant, a spray flow rate of a steam temperature cooler, a recirculation gas flow rate and a gas distribution damper. Means and at least one operation for determining at least one of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate and a gas distribution damper of the plant as a manipulated variable based on the measured steam temperature of the plant. Amount predicting means, wherein the predicting means predicts at least one future value of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculated gas flow rate and a gas distribution damper, and the manipulated variable calculating means includes: Since at least one correction value of the manipulated variables is determined from the at least one future value predicted by the prediction means,
In a thermal power plant, it is possible to predict a future value of a process having a large response time delay and control the value with high accuracy. In particular, thermal power plants that take a long time to change the main steam temperature after changing the fuel input, fluctuations in the gas composition of coal gas in coal gasification plants, and garbage generated by thermal energy obtained from garbage combustion As in a power plant, a process amount having a long response time delay of several minutes to 20 minutes can be accurately controlled.

【0158】加えて、本発明によれば、制御対象とすべ
き制御量の将来値を予測し、予測された将来値に基づい
て所定の制御を実行する際、前記予測した制御量の将来
値から制御装置の出力である操作量の将来値を予測し、
予測された操作量の将来値から操作量の補正値を決定す
るので、応答時間遅れの大きいプロセスの将来値を予測
して精度よく制御するプロセス制御方法を提供すること
ができる。
In addition, according to the present invention, when the future value of the control amount to be controlled is predicted and the predetermined control is executed based on the predicted future value, the future value of the predicted control amount is Predict the future value of the manipulated variable that is the output of the control device from
Since the correction value of the manipulated variable is determined from the predicted future value of the manipulated variable, it is possible to provide a process control method for predicting the future value of a process having a large response time delay and performing accurate control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る火力発電プラン
トの予測コントローラの構成を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction controller of a thermal power plant according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態に係る火力発電プラントの構成
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a thermal power plant according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態における制御装置の構成とプラ
ントの関係を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a relationship between a configuration of a control device and a plant according to the first embodiment.

【図4】第1の実施形態における制御装置のハード構成
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a control device according to the first embodiment.

【図5】第1の実施形態におけるプラント模擬手段及び
制御装置模擬手段の処理手順を表すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of a plant simulation unit and a control device simulation unit according to the first embodiment.

【図6】第1の実施形態におけるプラント模擬手段の構
成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a plant simulation unit according to the first embodiment.

【図7】通常制御コントローラの系統が不明の場合の制
御装置模擬手段の実現例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an implementation example of a control device simulation means when the system of a normal controller is unknown.

【図8】第1の実施形態における操作量修正値計算手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a manipulated variable correction value calculation unit according to the first embodiment.

【図9】第1の実施形態におけるプラント模擬手段及び
制御装置模擬手段の予測結果の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a prediction result of a plant simulation unit and a control device simulation unit according to the first embodiment.

【図10】第1の実施形態における操作量修正値計算手
段の計算結果の一例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a calculation result of the manipulated variable correction value calculation unit according to the first embodiment.

【図11】第1の実施形態におけるプラント制御結果の
一例を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a plant control result according to the first embodiment.

【図12】第2の実施形態に係る操作量修正値計算手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an operation amount correction value calculation unit according to the second embodiment.

【図13】第3の実施形態に係る予測制御コントローラ
の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction control controller according to a third embodiment.

【図14】第4の実施形態に係る予測制御コントローラ
の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction control controller according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 プラント 201,202 制御器 203 切換手段 211,211a プラント模擬手段 212,212a 制御装置模擬手段 213 操作量修正値計算手段 220 燃焼計算ブロック 221 水壁モデル 222 過熱器減温器スプレモデル 223 過熱器モデル 224 高圧タービンモデル 225 再熱器減温器スプレモデル 226 再熱器モデル 227 中低圧タービンモデル 228 再循環ファンモデル 250,250a,251b 波形分離手段 251a,251b,251c,251d ゲイン補償
手段 252,252a,252b 位相補償手段 254a、254b データ出力手段 300 運転制御装置 375 通常制御コントローラ 380 予測制御コントローラ
REFERENCE SIGNS LIST 100 Plant 201, 202 Controller 203 Switching means 211, 211a Plant simulation means 212, 212a Controller simulation means 213 Operation amount correction value calculation means 220 Combustion calculation block 221 Water wall model 222 Superheater desuperheater spray model 223 Superheater model 224 High pressure turbine model 225 Reheater desuperheater spray model 226 Reheater model 227 Medium / low pressure turbine model 228 Recirculation fan model 250, 250a, 251b Waveform separation means 251a, 251b, 251c, 251d Gain compensation means 252, 252a, 252b Phase compensation means 254a, 254b Data output means 300 Operation control device 375 Normal control controller 380 Predictive control controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 昭彦 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 大澤 陽 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 原嶋 敏彦 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 (72)発明者 菊池 信也 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Fターム(参考) 3L021 AA05 CA06 DA04 DA05 DA26 DA27 EA01 FA08 FA16 5H004 GA02 GB04 HA01 HB01 HB02 JA04 JB07 KA65 KA69 KB24 KB28 KC28 KC34 KD46 LA12 LA18 9A001 HH03 HH32 JJ73 KK32 KK55 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akihiko Yamada 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Power and Electricity Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 7-2-1, Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Laboratory (72) Inventor Toshihiko Harashima 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd., Omika Works (72) Inventor Kikuchi Shinya 5-2-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki F-term (reference) at Hitachi, Ltd. Omika Plant 3L021 AA05 CA06 DA04 DA05 DA26 DA27 EA01 FA08 FA16 5H004 GA02 GB04 HA01 HB01 HB02 JA04 JB07 KA65 KA69 KB24 KB28 KC28 KC28 KD46 LA12 LA18 9A001 HH03 HH32 JJ73 KK32 KK55

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象とすべき制御量の将来値を予測
する予測手段と、この予測手段による予測結果に基づい
て所定の制御を実行する制御手段とを備えたプロセス制
御装置において、 前記予測手段によって予測された将来値に基づいて各プ
ロセスの操作量を決定する操作量算出手段を備え、 前記予測手段は前記予測した制御量の将来値から前記制
御装置の出力である操作量の将来値を予測し、 前記操作量算出手段は前記予測された操作量の将来値か
ら操作量の補正値を決定することを特徴とするプロセス
制御装置。
1. A process control apparatus comprising: a prediction unit for predicting a future value of a control amount to be controlled; and a control unit for performing predetermined control based on a prediction result by the prediction unit. Means for calculating an operation amount of each process based on a future value predicted by the means, wherein the prediction means calculates a future value of an operation amount which is an output of the control device from the predicted future value of the control amount. A process control device, wherein the manipulated variable calculation means determines a correction value of the manipulated variable from a predicted future value of the manipulated variable.
【請求項2】 前記操作量算出手段は、前記操作量の将
来値に加え、前記予測手段が予測した前記制御量の将来
値とから操作量の補正値を決定することを特徴とする請
求項1記載のプロセス制御装置。
2. The operation amount calculation unit determines a correction value of the operation amount from a future value of the operation amount and a future value of the control amount predicted by the prediction unit. 2. The process control device according to 1.
【請求項3】 前記予測手段は前記操作量の将来値を予
測し、 前記操作量算出手段は予測された将来値を用いて複数の
操作量の補正値を決定することを特徴とする請求項1ま
たは2記載のプロセス制御装置。
3. The method according to claim 2, wherein the predictor predicts a future value of the manipulated variable, and the manipulated variable calculator determines correction values of a plurality of manipulated variables using the predicted future value. 3. The process control device according to 1 or 2.
【請求項4】 火力発電プラントの蒸気温度、前記プラ
ントの燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流量、再循環ガ
ス流量およびガス分配ダンパの少なくとも1つの将来値
を予測する予測手段と、 前記プラントの蒸気温度の計測値に基づいて前記プラン
トの燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流量、再循環ガス
流量およびガス分配ダンパの少なくとも1つを操作量と
して決定する少なくとも1つの操作量算出手段と、を有
し、 前記予測手段は、燃料流量、蒸気温度減温器スプレ流
量、再循環ガス流量及びガス分配ダンパの少なくとも1
つの将来値を予測し、 前記操作量算出手段は、前記予測手段によって予測され
た前記少なくとも1つの将来値から前記操作量のうち少
なくとも1つの補正値を決定することを特徴とするプロ
セス制御装置。
4. A predicting means for predicting at least one future value of a steam temperature of a thermal power plant, a fuel flow rate of the plant, a steam desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate and a gas distribution damper; At least one operation amount calculating means for determining at least one of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate and a gas distribution damper of the plant as an operation amount based on the measured value of the steam temperature. The predicting means includes at least one of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate, and a gas distribution damper.
A process control device predicting two future values, wherein the manipulated variable calculating means determines at least one correction value of the manipulated variables from the at least one future value predicted by the predicting means.
【請求項5】 前記予測手段は、前記少なくとも1つの
将来値と、前記蒸気温度の将来値とを予測し、 前記操作量算出手段は、前記少なくとも2つの将来値か
ら前記操作量のうち少なくとも1つの補正値を決定する
ことを特徴とする請求項4記載のプロセス制御装置。
5. The predicting means predicts the at least one future value and a future value of the steam temperature, and the manipulated variable calculating means determines at least one of the manipulated variables from the at least two future values. 5. The process control device according to claim 4, wherein one correction value is determined.
【請求項6】 前記予測手段を複数備え、 前記予測手段は、それぞれ予測時刻及び予測周期のうち
少なくとも一方が異なる複数の操作量の予測値を演算し
て出力し、 前記複数の予測手段は、プロセス量の複数の将来値を予
測し、 前記操作量算出手段は、前記予測された将来値に基づい
て前記操作量のうちの少なくとも1つの補正値を決定す
ることを特徴とする請求項4または5記載のプロセス制
御装置。
6. A plurality of the predicting means, wherein the predicting means calculates and outputs predicted values of a plurality of manipulated variables having at least one of a predicted time and a predicted cycle which are different from each other. The method according to claim 4, wherein a plurality of future values of the process amount are predicted, and the operation amount calculation unit determines at least one correction value of the operation amount based on the predicted future value. 6. The process control device according to 5.
【請求項7】 前記予測手段の少なくとも1つは次回予
測時刻におけるプロセス量の将来値を予測することを特
徴とする請求項6記載のプロセス制御装置。
7. The process control apparatus according to claim 6, wherein at least one of said prediction means predicts a future value of a process amount at a next prediction time.
【請求項8】 前記予測手段は実機制御コントローラに
おける操作量の計測値を時系列信号として記録し、将来
値計算時には前記操作量の時系列信号を予測値として出
力し、 前記操作量算出手段は、前記予測された将来値に基づい
て操作量の補正値を決定することを特徴とする請求項1
ないし6のいずれか1項に記載のプロセス制御装置。
8. The predicting means records the measured value of the manipulated variable in the actual machine controller as a time-series signal, and outputs a time-series signal of the manipulated variable as a predicted value at the time of calculating a future value. And determining a correction value of the operation amount based on the predicted future value.
7. The process control device according to any one of items 6 to 6.
【請求項9】 前記将来値は、燃料投入量に変更を加え
てから主蒸気温度が変化するまでに対応する時間経過に
基づく予測値であることを特徴とする請求項1ないし8
のいずれか1項に記載のプロセス制御装置。
9. The system according to claim 1, wherein the future value is a predicted value based on a lapse of time corresponding to a time from a change in the fuel input amount to a change in the main steam temperature.
The process control device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項10】 制御対象とすべき制御量の将来値を予
測し、予測された将来値に基づいて所定の制御を実行す
るプロセス制御方法において、前記予測した制御量の将
来値から制御装置の出力である操作量の将来値を予測
し、予測された操作量の将来値から操作量の補正値を決
定することを特徴とするプロセス制御方法。
10. A process control method for predicting a future value of a control amount to be controlled and executing a predetermined control based on the predicted future value, wherein the control device determines a future value of the control amount based on the predicted future value of the control amount. A process control method comprising predicting a future value of an operation amount as an output, and determining a correction value of the operation amount from the predicted future value of the operation amount.
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