JP2014181570A - Steam turbine control device - Google Patents

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Takuya Yoshida
卓弥 吉田
Yasuhiro Yoshida
泰浩 吉田
Nobuyuki Hokari
信幸 穂刈
Tatsuro Yashiki
達朗 矢敷
Kenichiro Nomura
健一郎 野村
Kazunori Yamanaka
和典 山中
Masaaki Tomizawa
雅昭 富沢
Fumiyuki Suzuki
文之 鈴木
Yuichi Takahashi
祐一 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine control device that can be started at a required time.SOLUTION: A control device 14 has: state quantity acquisition means 18 for acquiring a measurement value from a measuring instrument for a state quantity of a steam turbine as an actual state quantity value during starting, acquiring a state quantity planning value from a database, and calculating state quantity deviation as deviation based on the acquired state quantity planning value and the actual state quantity value; plant operation quantity determination means 19 for acquiring an operation quantity planning value from the database, acquiring the state quantity deviation from the state quantity acquisition means, calculating an operation correction quantity of an operation quantity associated with the state quantity based on the state quantity deviation and a pre-calculated conversion matrix A, and determining the operation quantity to an operation end based on the acquired operation quantity planning value and the calculated operation correction quantity; and master curve management means 20 for calculating the corrected conversion matrix A based on the operation correction amount calculated by the plant operation quantity determination means 19 and the state quantity deviation calculated by the state quantity acquisition means 18.

Description

本発明は、蒸気タービンを構成に含む発電プラント(以下、蒸気タービンプラントと呼ぶ。)を起動させる制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for starting a power plant (hereinafter referred to as a steam turbine plant) including a steam turbine.

蒸気タービンプラントの起動は、従来、主として時間軸に沿って予め定められたスケジュールに従って制御されるものが多かった。これに対して、近年では、蒸気タービンプラントには、より短時間での起動や負荷変化が求められるようになっている。これは、今後世界的なエネルギー需要の増加が見込まれる一方で、化石燃料には枯渇や温暖化などの懸念があり、この結果、風力発電や太陽光発電に代表される再生可能エネルギーの系統電力への接続が増加しつつあるためである。これら再生エネルギーによる発電量の変動を吸収して系統電力を安定化する役割が、蒸気タービンを構成要素に含む火力プラントに求められている。また、蒸気ランキンサイクルなどの蒸気タービンを構成に含む再生可能エネルギープラントにおいても、自然エネルギーの熱源量変動に見合う急速なプラント立ち上げや負荷追従運転のために、蒸気タービンの高速な起動や負荷変化が求められている。   Conventionally, the start-up of a steam turbine plant has been often controlled mainly according to a predetermined schedule along a time axis. On the other hand, in recent years, start-up and load changes in a shorter time are required for steam turbine plants. While this is expected to increase global energy demand in the future, there are concerns about fossil fuels such as depletion and global warming. As a result, renewable energy system power represented by wind power generation and solar power generation This is because the connection to is increasing. The role of stabilizing the system power by absorbing fluctuations in the amount of power generated by these renewable energies is required for thermal power plants that include a steam turbine as a component. In addition, in a renewable energy plant that includes a steam turbine such as a steam Rankine cycle, the steam turbine can be started up at a high speed and the load can be changed for rapid start-up and load following operation in response to fluctuations in the amount of heat source of natural energy. Is required.

蒸気タービン起動時の特性として、蒸気温度の上昇ないし蒸気流量の増加により、蒸気と蒸気タービンロータ間の熱伝達率が上昇し、この結果、蒸気タービンロータの表面温度がロータ内部と比較して急速に上昇し、ロータ半径方向の温度勾配が大きくなり熱応力が増大することがある。過大な熱応力は蒸気タービンロータの寿命を縮めるため、熱応力(以降、「熱応力」とは蒸気タービンロータにかかる熱応力を指すものとする。)が予め決定した制限値内に収まるよう、蒸気タービンを起動制御する必要がある。   The characteristics at the start of the steam turbine are that the heat transfer rate between the steam and the steam turbine rotor increases as the steam temperature increases or the steam flow rate increases. As a result, the surface temperature of the steam turbine rotor is faster than that inside the rotor. The temperature gradient in the rotor radial direction increases and thermal stress may increase. Excessive thermal stress shortens the life of the steam turbine rotor, so that thermal stress (hereinafter referred to as “thermal stress” refers to the thermal stress applied to the steam turbine rotor) falls within a predetermined limit value. It is necessary to start and control the steam turbine.

また、蒸気タービンの起動時には、蒸気タービンロータ、および蒸気タービンロータを収納するケーシングは、高温の蒸気にさらされることにより加熱され、熱膨張により特にタービン軸方向に伸びる(これを熱伸びと呼ぶ。)。この際に、蒸気タービンロータとケーシングは構造と熱容量が異なるため、蒸気タービンロータの熱伸びとケーシングの熱伸びに差が生じる。これを熱伸び差と呼ぶ。熱伸び差が大きくなると、蒸気タービンロータの回転部とケーシングの静止部が接触し損傷するため、予め決定した制限値内に熱伸び差が収まるよう、蒸気タービンを起動制御する必要がある。   Further, when the steam turbine is started, the steam turbine rotor and the casing that houses the steam turbine rotor are heated by being exposed to high-temperature steam, and are expanded particularly in the turbine axial direction by thermal expansion (this is called thermal expansion). ). At this time, since the steam turbine rotor and the casing have different structures and heat capacities, there is a difference between the thermal elongation of the steam turbine rotor and the casing. This is called a difference in thermal elongation. When the difference in thermal expansion becomes large, the rotating part of the steam turbine rotor and the stationary part of the casing come into contact with each other and are damaged. Therefore, it is necessary to start and control the steam turbine so that the difference in thermal expansion falls within a predetermined limit value.

このような熱応力や熱伸び差、あるいはその他プラント運転時の制限条件の指標となる物理量(以下、これらを総称して状態量と記す。)が、制限値内に収まるように制御する方法として、特許文献1―5に示すような様々な方法が提案されている。   As a method of controlling so that such physical quantities as thermal stress and thermal expansion differences, or other physical quantities that serve as indices for limiting conditions during plant operation (hereinafter collectively referred to as state quantities) are within the limiting values. Various methods as shown in Patent Documents 1-5 have been proposed.

特許文献1では、所定の予測期間の熱応力を予測する予測手段と、予測熱応力を規定値以下に抑えると共に、プラント運転条件の一部を満足させ、かつプラント起動時間が最小となる操作量の最適推移パターンを算出する最適パターン演算手段と、最適推移パターンで考慮した以外の運転上の制約条件を満足させるように最適推移パターンを修正するパターン修正手段と、修正パターンにおける現時刻の値を状態量の設定値として設定し、これに対応する測定値をこの設定値と比較して両者の偏差が解消するように操作量を調整してタービン制御装置に与える操作量調整手段を備える例が開示されている。前記操作量調整手段は、プラント状態量の予測値に対する実際のプラント起動時の測定値の偏差について、これが解消するように操作量を調整する役割を果たしている。操作量の調整方法としては、フィードバック制御により、蒸気タービンの昇速率、負荷上昇率を調節したり、あるいは蒸気流量を直接制御したり、回転数や負荷の設定値を変更したりする。このようにして、プラントを実際に起動時のボイラ条件が予測時と違うことによる変化や、予測値と実際の値の不確実性の影響を低減し、起動制御精度を向上させることが図られている。   In Patent Document 1, prediction means for predicting thermal stress in a predetermined prediction period, and an operation amount that suppresses the predicted thermal stress to a specified value or less, satisfies a part of the plant operation conditions, and minimizes the plant start-up time. An optimal pattern calculation means for calculating the optimal transition pattern, pattern correction means for correcting the optimal transition pattern so as to satisfy operational constraints other than those considered in the optimal transition pattern, and the current time value in the correction pattern An example is provided with an operation amount adjusting means which is set as a set value of a state quantity, and the operation value is adjusted so as to eliminate the deviation between the measured value corresponding to the set value and the turbine control device. It is disclosed. The operation amount adjusting means plays a role of adjusting the operation amount so that the deviation of the measured value at the time of actual plant start-up from the predicted value of the plant state quantity is eliminated. As a method for adjusting the operation amount, feedback control is used to adjust the rate of increase of the steam turbine and the rate of load increase, to directly control the steam flow rate, or to change the set value of the rotation speed and load. In this way, it is possible to improve the start-up control accuracy by reducing changes caused by the fact that the boiler conditions at the time of actual start-up of the plant are different from those at the time of prediction and the influence of uncertainty between the predicted value and the actual value. ing.

特許文献2では、現在時刻から未来に亘る予測期間の熱応力を予測計算し、予測熱応力を制限値内に抑えながら蒸気タービンを高速起動する制御技術について、具体的な計算手順が開示されている。   Patent Document 2 discloses a specific calculation procedure for a control technique for predicting and calculating thermal stress in a prediction period extending from the current time to the future and starting the steam turbine at high speed while keeping the predicted thermal stress within a limit value. Yes.

特許文献3では、所定の予測期間にわたって熱応力と熱伸び差を予測し、その予測結果に基づいてこれらの値を制限値以内に抑えるように制御する方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses a method of predicting thermal stress and thermal expansion difference over a predetermined prediction period, and controlling such values to be within a limit value based on the prediction result.

特許文献4では、プロセスの運転目標の設定手段と、該目標の設定手段からの信号を受けて制御量を出力する制御手段と、該制御手段からの信号に基づいて運転された該プロセスの前記運転目標に対応する運転特性を評価する評価手段と、該評価手段によって得られた評価値に基づき、修正ルールの中から運転方策を抽出して前記制御手段の修正量を決定する修正手段と、該修正手段で得られた修正量と前記運転目標との関係を記憶する記憶手段を備える方法が開示されている。   In Patent Document 4, a process operation target setting means, a control means for receiving a signal from the target setting means and outputting a control amount, and the process operated based on a signal from the control means An evaluation unit that evaluates driving characteristics corresponding to the driving target; a correction unit that extracts a driving policy from a correction rule based on an evaluation value obtained by the evaluation unit and determines a correction amount of the control unit; A method comprising storage means for storing the relationship between the correction amount obtained by the correction means and the operation target is disclosed.

特許文献5では、制御対象が蒸気タービンでなくボイラであるものの、蒸気温度・蒸気圧力・熱応力といった状態量を計測・算出もしくは推定する手段と、起動特性の運転制限条件に対する差および起動前に作成された起動スケジュールとの差を監視するスケジュール誤差監視手段と、これらの差が所定値以上になった場合に起動スケジュールを修正するスケジュール最適化手段を備える方法が開示されている。起動スケジュールの修正方法としては、スケジュール誤差・昇温率・熱応力のそれぞれの余裕値を評価し、各余裕値の組み合わせに応じて、昇温率と昇圧率の操作量を修正する。修正量の計算はファジイ推論によって決定している。   In Patent Document 5, although a controlled object is a boiler instead of a steam turbine, a means for measuring / calculating or estimating state quantities such as steam temperature, steam pressure, and thermal stress, a difference between start characteristics and an operation restriction condition, and before starting A method is disclosed that includes a schedule error monitoring unit that monitors a difference from a created startup schedule, and a schedule optimization unit that corrects the startup schedule when the difference exceeds a predetermined value. As a startup schedule correction method, each margin value of schedule error, temperature increase rate, and thermal stress is evaluated, and the manipulated variable of the temperature increase rate and the pressure increase rate is corrected according to the combination of each margin value. The amount of correction is determined by fuzzy inference.

特開平09−317404号公報JP 09-317404 A 特開2006−257925号公報JP 2006-257925 A 特開2009−281248号公報JP 2009-281248 A 特開平03−164804号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-164804 特開平02−272203号公報JP 02-272203 A

これら従来の方法は、プラントの起動時間短縮に一定の効果が期待できる反面、さらなる課題として、以下の諸点について必ずしも解決方法が明示されてはいない。   Although these conventional methods can be expected to have a certain effect on shortening the start-up time of the plant, as a further problem, a solution method is not always clearly shown for the following points.

特許文献1の方法は、プラント状態量の予測値と測定値の偏差を解消するための前述の操作量調整手段が、現時刻を基準に動作する。このため、プラント起動中においては、状態量の予測値と実測値の差(以下、状態量偏差と呼ぶ)に基づいて操作量が調節される効果がある。しかし、プラントが起動する度に毎回同じ傾向にずれるような場合においては、プラント操作量の調整が毎回起動のたびに同じような経過を繰り返すことになり、制御精度の改善には一定の限界がある。これは特許文献2の方法についても同様である。   In the method of Patent Document 1, the above-described manipulated variable adjusting means for eliminating the deviation between the predicted value of the plant state quantity and the measured value operates based on the current time. For this reason, during the plant start-up, there is an effect that the manipulated variable is adjusted based on the difference between the predicted value of the state quantity and the actually measured value (hereinafter referred to as state quantity deviation). However, in the case where the same tendency is deviated every time the plant is started, the adjustment of the plant operation amount repeats the same process every time it is started, and there is a certain limit to the improvement of the control accuracy. is there. The same applies to the method of Patent Document 2.

特許文献2,3のような方法は、特許文献1の方法もあわせて、いずれも、プラント状態量を予測するために詳細な予測モデルを必要とする。このため、特許文献2に代表的に示されるように、しばしば高度な知識が要求される複雑な計算手順を予め構築することが必要となる。また、同じく特許文献2に示されるように、プラント操作量を調整する過程で、プラント運転上の制約条件を超過しない操作条件を算出するために最適化計算を繰り返す必要があるため、計算量が多くなるおそれがある。   The methods such as Patent Documents 2 and 3 together with the method of Patent Document 1 require a detailed prediction model in order to predict the plant state quantity. For this reason, as typically shown in Patent Document 2, it is necessary to construct in advance a complicated calculation procedure that often requires advanced knowledge. Similarly, as shown in Patent Document 2, in the process of adjusting the plant operation amount, it is necessary to repeat the optimization calculation in order to calculate the operation condition that does not exceed the constraint condition for plant operation. May increase.

特許文献4の方法は、前述の特許文献1−3のようにプラント状態量を予測するための詳細な予測モデルを必要とせず、代わりに人工知能的手法で代用する代表的な例である。本例では、前述の記憶手段がバックプロパゲーション型の神経回路モデルを有しており、前述の修正手段がファジイ理論にしたがって修正量を決定する。しかし、これら人工知能的手法を実際に適用するためには、手法に関する高度な専門知識と経験が必要となるだけでなく、対象領域(制御の応答を含むプラント全体の現象)に関する知識・経験と、さらにはこれらを一般化して情報処理可能な形式知に変換するノウハウと労力が必要になる。   The method of Patent Document 4 does not require a detailed prediction model for predicting the plant state quantity as in Patent Documents 1-3 described above, and is a typical example that is substituted by an artificial intelligence method instead. In this example, the storage means has a back-propagation type neural circuit model, and the correction means determines the correction amount according to fuzzy theory. However, in order to actually apply these artificial intelligence methods, not only advanced technical knowledge and experience on the methods are required, but also knowledge and experience on the target area (plant-wide phenomena including control responses) and Furthermore, know-how and labor are required to generalize these and convert them into formal knowledge that can be processed.

例えば、本例では、前述の修正ルールに知識ベースが用いられるが、この知識ベースは対象領域の専門家が持つ定性的知見を計算機で処理可能に表現した断片的知識の集合体として構築される必要があり、これには知識処理と対象領域の両面のノウハウと労力が必要である。   For example, in this example, a knowledge base is used for the above-mentioned correction rule, but this knowledge base is constructed as a collection of fragmentary knowledge that expresses the qualitative knowledge possessed by the subject area expert so that it can be processed by a computer. This requires both know-how and effort in both knowledge processing and target areas.

プラント挙動を評価するのに用いられる神経回路網モデルについては、事前に多量の教師データを用意して知識を学習させる必要があり、このための専門的知識とノウハウと労力が必要である。また、これら人工知能的手法は、一般に入力に対する出力の因果関係について事前に明示的・静的に特定しないことが多く、機械的な繰り返し処理によって動的に学習させるため、予測と実測の差異を生み出す様々な不確定要因について、どのような要因にたいしてどの程度まで実際に考慮されて計算がなされるか、実際の運転に先立って制御性を事前検討することが困難になりがちである。   Neural network models used for evaluating plant behavior need to prepare a large amount of teacher data in advance to learn knowledge, which requires specialized knowledge, know-how, and labor. In addition, these artificial intelligence methods generally do not explicitly and statically specify the causal relationship of the output to the input in advance, and because they are dynamically learned by mechanical iterative processing, the difference between prediction and actual measurement is Regarding the various uncertain factors to be generated, it is difficult to preliminarily consider the controllability prior to actual operation, to what extent the factors are actually considered and calculated.

特許文献5の方法は、前述の特許文献4と同様に人工知能的手法を用いているが、操作量を修正する際の入力に対する出力の因果関係が、前述したようにスケジュール誤差・昇温率・熱応力のそれぞれの余裕値を入力として、昇温率と昇圧率の操作量を修正する、というように予め静的に定められている点が異なる。しかし、本例も、前述の特許文献1の例で示したのと同様に、プラントが起動する度に毎回同じ傾向にずれるような場合に対して、制御精度の改善に限界がある。理由は、本例の制御は特許文献1と同じようにボイラ起動中に動的に動作するものであること、および、操作量に対する修正量の応答特性が予め定められたファジイ推論部のメンバーシップ関数で決まり、実測データの傾向に応じて修正されるような学習機能がないためである。   The method of Patent Document 5 uses an artificial intelligence method as in Patent Document 4 described above, but the causal relationship between the output and the input when the manipulated variable is corrected is that the schedule error / temperature increase rate is as described above. The difference is that it is statically determined in advance such that the operating amount of the temperature rise rate and the step-up rate is corrected by inputting each margin value of the thermal stress. However, in this example as well, as shown in the example of Patent Document 1 described above, there is a limit to improvement in control accuracy with respect to a case where the same tendency is deviated every time the plant is started. The reason is that the control of this example dynamically operates during the startup of the boiler as in Patent Document 1, and the membership of the fuzzy inference unit in which the response characteristic of the correction amount with respect to the operation amount is predetermined. This is because there is no learning function that is determined by the function and is corrected according to the tendency of the measured data.

これら特許文献4,5に示すように、人工知能的手法は、入力に対する出力の因果関係について事前に明示的・静的に特定しないアプローチを取る場合には、予測と実測の差異を生み出す様々な不確定要因について、どのような要因にたいしてどの程度まで考慮して計算できるか把握が困難になり、反対に因果関係を予め静的に規定するアプローチを取る場合は、プラントが毎回類似の傾向にずれるような状況に対して実測データから学習することが困難になる。   As shown in these Patent Documents 4 and 5, when the artificial intelligence method takes an approach that does not explicitly or statically specify the causal relationship of the output with respect to the input in advance, there are various methods that produce the difference between the prediction and the actual measurement. As for uncertain factors, it becomes difficult to grasp what kind of factors can be calculated and calculated, and on the contrary, when taking the approach of prescribing causal relations statically in advance, the plant tends to be similar every time. It becomes difficult to learn from actual measurement data for such a situation.

さらに、背景技術に記したような系統電力安定化のための発電プラント高速起動では、要求された時間に、要求された発電量すなわち負荷に到達することが強く求められるが、前述した従来の方法では、要求発電量に到達する時間を確定する方法が開示されていない。   Furthermore, in the power plant fast start-up for system power stabilization as described in the background art, it is strongly required to reach the required power generation amount, that is, the load at the required time. However, a method for determining the time to reach the required power generation amount is not disclosed.

本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、蒸気タービンを有する発電プラントの高速起動において、熱応力や熱伸び差のような制限要因を制限値以内に抑制することで機器の安全性を維持しつつ、要求された時間に要求された負荷に到達可能な蒸気タービン起動制御システムを提供する際に、プラント内部の現象の高度な知識や複雑な計算モデルを必要とせず、プラントの計画時と実際の起動時の偏差を効果的に抑制して、プラントを高速に起動することができる蒸気タービン制御装置を提供することを目的とする。   The present invention is an invention for solving the above-mentioned problems, and in a high-speed start-up of a power plant having a steam turbine, by limiting a limiting factor such as a thermal stress or a thermal expansion difference within a limit value, When providing a steam turbine start-up control system that can reach the required load at the required time while maintaining safety, the plant does not require advanced knowledge of the phenomena inside the plant or complicated calculation models. It is an object of the present invention to provide a steam turbine control device that can effectively suppress a deviation between planning and actual start-up and can start up a plant at high speed.

前記目的を達成するため、本発明の蒸気タービン制御装置は、蒸気タービンプラントを起動するための操作端への操作量の変化の計画値である操作量計画値(例えば、操作量マスターカーブ25)および操作量に関連づけられた運転状態についての状態量の計画値である状態量計画値(例えば、状態量マスターカーブ21)と、予め状態量から操作量を算出するために用いる変換値(例えば、変換行列A)とを記憶するデータベース(例えば、MCDB220)と、起動を開始すると、所定時間毎に蒸気タービンの状態量の計測器(例えば、流量計3、主蒸気圧力計15、主蒸気温度計16、蒸気タービン熱伸び差計17)から計測値を状態量実績値(例えば、状態量取得値22)として取得し、データベースから状態量計画値を取得し、取得された状態量計画値および状態量実績値に基づいてその偏差である状態量偏差(例えば、状態量偏差23)を算出する状態量取得手段(例えば、状態量取得手段18)と、所定時間毎にデータベースから操作量計画値(例えば、操作量マスターカーブ25)を取得し、状態量取得手段から状態量偏差を取得し、状態量偏差と変換値とに基づき、状態量に関連づけられた操作量の補正量を操作補正量(例えば、操作補正量27b)として算出し、取得した操作量計画値および算出された操作補正量に基づいて操作端への操作量を決定する操作量決定手段(例えば、プラント操作量決定手段19)と、所定時間毎の操作量決定手段で算出された操作補正量および状態量取得手段で算出された状態量偏差に基づき、変換値を評価するための誤差が小さくなる補正がされた変換値を算出し、データベースに記憶するデータベース管理手段(例えば、マスターカーブ管理手段20)と、を有し、操作量決定手段は、補正された変換値を、次に起動する際に用いることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the steam turbine control device of the present invention has a manipulated variable planned value (for example, manipulated variable master curve 25) that is a planned value of change in the manipulated variable to the operating end for starting the steam turbine plant. And a state quantity plan value (for example, a state quantity master curve 21) that is a plan value of the state quantity for the operation state associated with the operation quantity, and a conversion value (for example, for calculating the operation quantity from the state quantity in advance) A conversion matrix A) and a database (for example, MCDB220), and when starting, a steam turbine state quantity measuring device (for example, a flow meter 3, a main steam pressure gauge 15, a main steam thermometer) every predetermined time 16, the measured value is obtained as a state quantity actual value (for example, the state quantity acquisition value 22) from the steam turbine thermal expansion difference meter 17), the state quantity plan value is obtained from the database, A state quantity obtaining unit (for example, state quantity obtaining unit 18) for calculating a state quantity deviation (for example, state quantity deviation 23), which is a deviation based on the state quantity planned value and the state quantity actual value, and a predetermined time interval. The operation amount plan value (for example, the operation amount master curve 25) is acquired from the database, the state amount deviation is acquired from the state amount acquisition means, and the operation amount associated with the state amount based on the state amount deviation and the converted value. Is calculated as an operation correction amount (for example, an operation correction amount 27b), and an operation amount determination means (for example, an operation amount to the operation end is determined based on the acquired operation amount plan value and the calculated operation correction amount). And an error for evaluating the converted value based on the operation correction amount calculated by the plant operation amount determination means 19) and the operation amount determination means at every predetermined time and the state amount deviation calculated by the state amount acquisition means. A database management unit (for example, master curve management unit 20) that calculates a corrected conversion value that is corrected and stores it in a database, and the manipulated variable determination unit next activates the corrected conversion value It is used when performing.

本発明によれば、蒸気タービンを有する発電プラントの高速起動において、熱応力や熱伸び差のような制限要因を制限値以内に抑制することで機器の安全性を維持しつつ、要求された時間に要求された負荷に到達可能な蒸気タービン起動制御システムを提供する際に、プラント内部の現象の高度な知識や複雑な計算モデルを必要とせず、プラントの計画時と実際の起動時の偏差を効果的に抑制して、プラントを高速に起動することができる。   According to the present invention, in the high-speed start-up of a power plant having a steam turbine, the required time while maintaining the safety of the equipment by suppressing the limiting factors such as thermal stress and thermal expansion difference within the limiting value. When providing a steam turbine start-up control system that can reach the required load, there is no need for advanced knowledge of the phenomena inside the plant or complicated calculation models. The plant can be started at high speed with effective suppression.

本発明の実施形態に係る蒸気タービン起動制御システムを示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the steam turbine starting control system concerning the embodiment of the present invention. 操作量マスターカーブと状態量マスターカーブの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the operation amount master curve and the state amount master curve. マスターカーブ管理手段で用いられる変換行列を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conversion matrix used by a master curve management means. マスターカーブ管理手段による操作量マスターカーブの補正を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows correction | amendment of the operation amount master curve by a master curve management means. 操作量マスターカーブの補正例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of correction | amendment of the operation amount master curve. マスターカーブ管理手段でのマスターカーブDBへのアクセス形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows the access form to master curve DB in a master curve management means. 操作量・状態量のマスターカーブに対する偏差が生じる要因の分析結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the analysis result of the factor which produces the deviation with respect to the master curve of the operation amount and the state quantity.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態に係る蒸気タービン起動制御システムを示す構成図である。図1の下段に、起動制御の対象となる蒸気タービン12を示した。蒸気タービン12の駆動源である蒸気の発生を目的として、熱媒体1を熱源装置4に投入する。熱媒体1の投入経路には、熱媒体1の流量調節弁2と流量を計測する流量計3が備えられている。熱媒体1は熱源装置4に投入され、熱源装置4は化学的あるいは物理的操作により、熱媒体1に保有される熱量を熱媒体5に移動せしめ、該熱媒体5を蒸気発生の熱源として送出する。熱媒体5は蒸気発生設備6に投入され、その保有熱量は給水7に伝熱管8を介して伝えられる。伝熱管8で発生した主蒸気9は、主蒸気流量加減弁10で流量を調節される。余剰の蒸気は、主蒸気バイパス弁11の系統へ流出する。主蒸気流量加減弁10の下流で、主蒸気は蒸気タービン12に投入されてタービンを駆動し、発電機13で電気を発生せしめる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a steam turbine start control system according to an embodiment of the present invention. The lower part of FIG. 1 shows a steam turbine 12 that is an object of start control. The heat medium 1 is put into the heat source device 4 for the purpose of generating steam that is a driving source of the steam turbine 12. The flow path of the heat medium 1 is provided with a flow rate adjusting valve 2 for the heat medium 1 and a flow meter 3 for measuring the flow rate. The heat medium 1 is put into the heat source device 4, and the heat source device 4 moves the amount of heat held in the heat medium 1 to the heat medium 5 by chemical or physical operation, and sends the heat medium 5 as a heat source for generating steam. To do. The heat medium 5 is put into the steam generation facility 6, and the retained heat amount is transmitted to the water supply 7 through the heat transfer pipe 8. The flow rate of the main steam 9 generated in the heat transfer tube 8 is adjusted by a main steam flow rate control valve 10. Surplus steam flows out to the main steam bypass valve 11. Downstream of the main steam flow control valve 10, the main steam is input to the steam turbine 12 to drive the turbine, and the generator 13 generates electricity.

これらの装置を制御するため、制御装置14が設置されている。制御装置14は、状態量取得手段18、プラント操作量決定手段19(操作量決定手段)、マスターカーブ管理手段20(データベース管理手段または管理手段)、関数または演算回路31,32、マスターカーブDB(MCDB)220(データベース)を含んで構成されている。また、マスターカーブ管理手段20は、後記する状態量偏差計算器24および操作補正量計算器28を有している。なお、DBはデータベースの略である。   A control device 14 is installed to control these devices. The control device 14 includes a state quantity acquisition unit 18, a plant operation amount determination unit 19 (operation amount determination unit), a master curve management unit 20 (database management unit or management unit), functions or arithmetic circuits 31 and 32, a master curve DB ( MCDB) 220 (database). The master curve management means 20 has a state quantity deviation calculator 24 and an operation correction quantity calculator 28 which will be described later. DB is an abbreviation for database.

状態量取得手段18は、蒸気タービンシステムの状態を示す計測値、例えば、熱媒体1の流量計3、主蒸気圧力計15、主蒸気温度計16、蒸気タービン熱伸び差計17などで計測された値を、状態量取得値として受信する。ここで、状態取得値とは、実際に計測された値だけでなく、計測された値に基づいて計算された値や、推定された値をも含む。また、計測値は、図中に配線を示した例以外にも、もちろん計測して取り扱い可能であるものを含み、そのような例として、蒸気タービン車室のメタル温度、代表的には内外壁温度差、あるいは熱源装置4がガスタービンの場合においては大気温度や圧力・湿度などがある。   The state quantity acquisition means 18 is measured by a measured value indicating the state of the steam turbine system, for example, a flow meter 3 of the heat medium 1, a main steam pressure gauge 15, a main steam thermometer 16, a steam turbine thermal expansion difference meter 17, and the like. The received value is received as the state quantity acquisition value. Here, the state acquisition value includes not only an actually measured value but also a value calculated based on the measured value and an estimated value. The measured values include those that can be measured and handled in addition to the examples of wiring shown in the figure, such as the metal temperature of the steam turbine casing, typically the inner and outer walls. In the case where the temperature difference or the heat source device 4 is a gas turbine, there are atmospheric temperature, pressure and humidity.

プラント操作量決定手段19は、状態量取得手段18から伝送された状態量取得値の信号を受け取る。プラント操作量決定手段19は、当該プラントの運転制御に必要な各種操作量を計算するための演算回路が、PID制御など公知の制御手法に基づいて実装されており、操作量の演算結果を関数または演算回路31,32に出力する。   The plant operation amount determination means 19 receives the state quantity acquisition value signal transmitted from the state quantity acquisition means 18. In the plant operation amount determination means 19, an arithmetic circuit for calculating various operation amounts necessary for operation control of the plant is mounted based on a known control method such as PID control, and the operation amount calculation result is expressed as a function. Alternatively, the data is output to the arithmetic circuits 31 and 32.

操作量の演算結果を受け取った関数または演算回路31は、熱媒体1の流量調節弁2に対する指令信号を生成して出力し、関数または演算回路32は、主蒸気流量加減弁10に対する指令信号を生成して出力し、このようにしてプラントの熱媒体1の流量調節弁2と主蒸気流量加減弁10を動作させる。   The function or calculation circuit 31 that has received the operation amount calculation result generates and outputs a command signal for the flow rate control valve 2 of the heat medium 1, and the function or calculation circuit 32 outputs the command signal for the main steam flow rate control valve 10. In this way, the flow control valve 2 and the main steam flow control valve 10 of the heat medium 1 of the plant are operated.

本発明の制御装置14の特徴として、状態量取得手段18で取得されたプラント起動時の実際の状態量取得値と、この際にプラント操作量決定手段19で生成された操作量を入力として受け、当該プラント起動用の操作量の経時変化の計画値を補正するするマスターカーブ管理手段20が備えられている。   As a feature of the control device 14 of the present invention, an actual state quantity acquisition value at the time of starting the plant acquired by the state quantity acquisition unit 18 and an operation amount generated by the plant operation amount determination unit 19 at this time are received as inputs. A master curve management means 20 for correcting a planned value of the change over time of the operation amount for starting the plant is provided.

MCDB220には、マスターカーブ管理手段20が管理する、状態量マスターカーブ21(状態量MC)(図2参照)、操作量マスターカーブ25(操作量MC)(図2参照)、変換行列A(図3参照)などが記憶されている。   In the MCDB 220, the state amount master curve 21 (state amount MC) (see FIG. 2), the operation amount master curve 25 (operation amount MC) (see FIG. 2), and the conversion matrix A (see FIG. 2) managed by the master curve management means 20 are stored. 3) is stored.

本実施形態に係る蒸気タービン起動制御システムの制御装置14は、マスターカーブ管理手段20を備えることにより、起動時のもとの計画に対する実際の運転の差異に基づいて、プラントの操作量マスターカーブ(例えば、操作量マスターカーブ25(図2、図5参照))を補正することが可能である。これにより、プラントの起動制御の精度を高めることができる。   The control device 14 of the steam turbine startup control system according to the present embodiment includes the master curve management means 20, so that the operation amount master curve of the plant (based on the actual operation difference with respect to the original plan at the time of startup) For example, it is possible to correct the operation amount master curve 25 (see FIGS. 2 and 5). Thereby, the precision of the starting control of a plant can be improved.

なお、制御装置14に備わる要素として説明した状態量取得手段18、プラント操作量決定手段19、マスターカーブ管理手段20、関数または演算回路31,32は、情報の主要な流れを説明するために機能を区別して示したものであって、実装上は、別々の回路基板に分けられている必要はなく、一体のものであってもよい。   The state quantity acquisition means 18, the plant operation amount determination means 19, the master curve management means 20, and the function or calculation circuits 31, 32 described as elements provided in the control device 14 function to explain the main flow of information. In the mounting, it is not necessary to be divided into separate circuit boards, and may be integrated.

本実施形態では以降、マスターカーブ管理手段20の内容について述べてゆくが、仔細な説明に先立って、本発明の着想点と、これから導かれたアルゴリズムの中核をなす計算モデルについて説明する。   In the present embodiment, the contents of the master curve management means 20 will be described below. Prior to detailed description, the idea of the present invention and the calculation model that forms the core of the algorithm derived from the concept will be described.

図2は、操作量マスターカーブと状態量マスターカーブの関係を示す説明図である。図2を用いて、本発明の着想点を述べる。図2は、プラント起動時の操作量(図2(a)のグラフ)と状態量(図2(b)のグラフ)の経時変化を模式的に表している。図2(a)のグラフに示すように、プラントの起動に際しては、一般に、予め時間にそった操作量の変化が、計画または予測されている。本実施形態ではこれを操作量マスターカーブ25(操作量MC)と呼ぶ。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the operation amount master curve and the state amount master curve. The concept of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows changes over time in the operation amount (graph in FIG. 2A) and the state amount (graph in FIG. 2B) at the time of starting the plant. As shown in the graph of FIG. 2A, when the plant is started, generally, a change in the operation amount with time is planned or predicted in advance. In the present embodiment, this is called an operation amount master curve 25 (operation amount MC).

これに対して、実際のプラントの起動においては、様々な要因によってプラントの実操作量の推移(操作量取得値26と呼ぶ。)が計画値とは多少異なるものとなる。この差異を本実施形態では操作量偏差27a、あるいは、操作補正量27bと呼ぶ。この二つの名称は、計画値と実績値の差異が生じる理由によって使い分けるものとし、この差異が、主として制御上の意図によらない、運転条件の変動などに起因する場合は、操作量偏差27aと呼び、一方で、制御動作に基づいて生じた、能動的な操作量変化を表す場合は、操作補正量27bと呼ぶものとする。操作量の例としては、熱源装置4の負荷率、主蒸気流量加減弁10の開度などがあるが、これらに限るものではなく、当該プラントに対する任意の操作端の操作量がこれに該当する。   On the other hand, in the actual start-up of the plant, the transition of the actual operation amount of the plant (referred to as the operation amount acquisition value 26) slightly differs from the planned value due to various factors. This difference is referred to as an operation amount deviation 27a or an operation correction amount 27b in this embodiment. These two names are used properly depending on the reason for the difference between the planned value and the actual value. When this difference is mainly due to fluctuations in operating conditions that do not depend on the control intention, the manipulated variable deviation 27a is used. On the other hand, when an active operation amount change caused based on the control operation is expressed, it is referred to as an operation correction amount 27b. Examples of the operation amount include the load factor of the heat source device 4 and the opening degree of the main steam flow control valve 10, but are not limited to these, and the operation amount at an arbitrary operation end for the plant corresponds to this. .

図2(b)のグラフに示すように、プラントの状態量についても同様に、プラントの起動に際して、予め時間にそった推移が予測あるいは計画されていたり、時間にそった制限値の変化が設定されていたりする。このような起動時における状態量の予測値、計画値、設定値などの時間変化を状態量マスターカーブ21(状態量MC)、これらに対応するプラント実測値の時間変化を状態量取得値22、またこれら両者の差を状態量偏差23と本実施形態では呼ぶ。   As shown in the graph of FIG. 2 (b), similarly for the state quantity of the plant, when the plant is started up, a transition with time is predicted or planned in advance, or a change in limit value with time is set. Have been. The time change of the predicted value, the plan value, the set value, etc. of the state quantity at the time of start-up is the state quantity master curve 21 (state quantity MC), and the time change of the plant actual measurement value corresponding thereto is the state quantity acquisition value 22, In addition, the difference between the two is referred to as a state quantity deviation 23 in this embodiment.

状態量の例としては、ロータ熱応力、車室とロータの熱伸び差、車室内外壁温度差があるが、これらに限るものではなく、当該プラントの運転状態を表す任意の計測点の計測値(例えば、蒸気圧力や蒸気温度)や、運転状態の指示値ないし推定値(例えば、プラント機器の負荷率)、あるいはこれらを組み合わせて計算された評価値などが挙げられる。   Examples of the state quantity include rotor thermal stress, thermal expansion difference between the passenger compartment and the rotor, and temperature difference between the outer walls of the passenger compartment, but are not limited to these, and the measured value at an arbitrary measurement point representing the operating state of the plant. (For example, steam pressure and steam temperature), an instruction value or estimated value (for example, a load factor of plant equipment) of the operating state, or an evaluation value calculated by combining these.

このような操作量と状態量のマスターカーブと、実起動時のプラントデータとの関係から、発明者らは以下の着想を得た。すなわち、状態量偏差23が最小になるように操作量を修正して、起動用の操作量マスターカーブ25を補正できれば、起動時の制御性向上が期待できる。   The inventors obtained the following idea from the relationship between the master curve of the operation amount and the state amount and the plant data at the time of actual start-up. That is, if the operation amount is corrected so that the state amount deviation 23 is minimized and the operation amount master curve 25 for activation can be corrected, improvement in controllability at the time of activation can be expected.

しかし、これを実現するには、プラント内部の現象の因果関係を、通常の物理現象の数式モデルとは逆方向から演算できる必要がある。本図の例で説明すると、物理側に従った順方向の演算では、操作量マスターカーブ25に何らかの補正または偏差が加わった操作量取得値26を入力として、プラント内部の物理現象をモデル化した演算が実行され、その結果、状態量取得値22に相当する計算出力が得られる。   However, in order to realize this, it is necessary to be able to calculate the causal relationship of phenomena inside the plant from the opposite direction to the mathematical model of normal physical phenomena. In the example of this figure, in the forward calculation according to the physics side, a physical phenomenon inside the plant is modeled with an operation amount acquisition value 26 obtained by adding some correction or deviation to the operation amount master curve 25 as an input. As a result, a calculation output corresponding to the state quantity acquisition value 22 is obtained.

これに対して、逆方向の演算では、計測された状態量取得値22に基づいて、そのときの実際の操作量を推定する必要がある。このような問題は一般に逆問題と呼ばれ、とりわけプラントのように多入力多出力かつ、入力と出力の項目数が一致しないことが多い場合は、数学的にも解が一意に求まらず、数値計算で妥当な解を得るには高度な知識と経験が必要になる。   On the other hand, in the reverse calculation, it is necessary to estimate the actual operation amount at that time based on the measured state quantity acquisition value 22. Such a problem is generally called an inverse problem. Especially when there are many inputs and outputs and the number of input and output items often do not match as in a plant, the solution cannot be uniquely determined mathematically. Advanced knowledge and experience are required to obtain reasonable solutions in numerical calculations.

そこで、発明者らは以下の(1)―(4)のように問題をさらに詳細に検討し、この問題に対する解決策を考案した。   Therefore, the inventors examined the problem in more detail as (1) to (4) below, and devised a solution to this problem.

(1)逆問題に関する分析
プラントなどの多入力多出力システムは、一般に入力に対する出力の応答の関係を逆にして、出力に対する入力の応答を計算できるように変換することは困難な場合が多い。理由は主として、1)入出力の応答が非線形な領域が多いことと、2)異なるスケールの様々な物理量が混在しているためである。
(1) Analysis on inverse problem In many cases, a multi-input multi-output system such as a plant is often difficult to convert so that the input response to the output can be calculated by reversing the relationship of the output response to the input. This is mainly because 1) there are many regions where the response of input / output is nonlinear, and 2) various physical quantities of different scales are mixed.

これに対して、本発明が対象にしようとする操作量偏差27aと状態量偏差23は、ともに、マスターカーブという基準に対する偏差を表しており、ゼロ(0)を中心に正負の方向に変動幅が一定の範囲に限定されている。このため、例えば、最小値−1から最大値+1の範囲に正規化するなどして異なる変数のスケールを揃えやすい。このような性質を考慮すると、操作量偏差27aと状態量偏差23の関係は線形とみなせる余地がある。   On the other hand, the manipulated variable deviation 27a and the state quantity deviation 23 to be targeted by the present invention both represent deviations from the reference of the master curve, and the fluctuation range in the positive and negative directions centering on zero (0). Is limited to a certain range. For this reason, it is easy to align the scales of different variables by, for example, normalizing the range from the minimum value −1 to the maximum value +1. Considering such properties, there is room for the relationship between the manipulated variable deviation 27a and the state variable deviation 23 to be linear.

(2)偏差を生じる要因の分析
図7は、操作量・状態量のマスターカーブに対する偏差が生じる要因の分析結果を示す説明図である。操作量や状態量のマスターカーブに対する偏差が生じる要因を分析した結果、図7に示すように、偏差を生じる要因はすべて、加算性または乗算性のいずれか、あるいは両方の特性をもつと推定された。ここで、加算性あるいは乗算性とは、ある要因によって計画値と実績値で偏差が生じた場合に、実績値に基づいて計画値を補正するとすれば、加算か乗算のどちらの補正方法が大略適しているかを表している。
(2) Analysis of factor causing deviation FIG. 7 is an explanatory diagram showing an analysis result of a factor causing deviation of the manipulated variable / state quantity with respect to the master curve. As a result of analyzing the factors causing the deviation of the manipulated variable and the state quantity from the master curve, it is estimated that all the factors causing the deviation have the characteristics of addition or multiplication as shown in FIG. It was. Here, addition or multiplication means that if a deviation occurs between the planned value and the actual value due to a certain factor, if the planned value is corrected based on the actual value, either correction method of addition or multiplication is roughly used. Indicates whether it is suitable.

図7の内容を個別に説明する。
・参照番号1:「操作量・状態量の各マスターカーブ作成の基になる特性モデルの誤差」は、プラント起動計画に際して援用される、プラントの操作量入力に対する状態量出力の応答関係の計算モデル(物理式、シミュレーションなど)と、実機プラントとの違いによって生じる差異を表す。これには、1)操作量入力値の変化に対応する、状態量出力値の変化の応答性がずれている場合と、2)操作量入力値の変化によらず、状態量出力値が常に一定方向にずれている場合がある。1)の場合の補正には応答の変化幅に一定の係数を掛けるなどの乗算が適しており、2)の場合の補正は一定値を加えるなどの加算が適している。
The contents of FIG. 7 will be described individually.
Reference number 1: “Error in characteristic model that is the basis for creating each master curve of manipulated variable / state variable” is a calculation model of the response relationship of state variable output with respect to the manipulated variable input of the plant, which is used in plant start-up planning (Physical formula, simulation, etc.) and the difference caused by the difference between the actual plant. This includes 1) when the responsiveness of the change in the state quantity output value corresponding to the change in the manipulated variable input value is shifted, and 2) regardless of the change in the manipulated variable input value, the state quantity output value is always It may be displaced in a certain direction. For the correction in the case of 1), multiplication such as multiplying the change width of the response by a certain coefficient is suitable, and in the case of 2), the addition such as adding a certain value is suitable.

・参照番号2:「プラント・機器の個体差」は、製造公差やセンサの調整の違いによって、取得される機器の計測値が常に一定方向にずれるような場合を表す。このようなずれに対しては、加算性の補正が適する。 Reference number 2: “Individual difference of plant / equipment” represents a case where the measured value of the obtained device is always shifted in a certain direction due to a manufacturing tolerance or a difference in sensor adjustment. For such a deviation, correction of addition is suitable.

・参照番号3:「保守・劣化の影響」は、性能の経年低下や、保守による性能回復といった要因による偏差を表している。このような偏差は、運転条件の差異を補正して標準的な運転条件にそろえると、計測値が一定傾向にずれることが大半であるため、加算性の補正が適する。 Reference number 3: “Effect of maintenance / deterioration” represents a deviation due to factors such as deterioration in performance over time or performance recovery due to maintenance. Such deviations are suitable for correction of additivity, because when the difference in operating conditions is corrected to match standard operating conditions, the measured value tends to shift to a constant tendency.

・参照番号4:「初期暖機状態の差異(一定の傾向が常に再現する場合)」は、起動開始時にプラントがどれだけ温まっていたか、保温や暖機の状態の差異によって起動過程で持続的に一定の幅で生じるような偏差を表している。このような場合は、基準となる初期温度がずれていることが多く、加算性の補正が適する。 Reference number 4: “Difference in initial warm-up state (when a certain tendency is always reproduced)” indicates how long the plant was warmed at the start of start-up, and persisted during the start-up process due to differences in heat insulation and warm-up state Represents a deviation that occurs with a certain width. In such a case, the initial temperature serving as a reference is often shifted, and correction of addition is suitable.

・参照番号5:「初期暖機状態の差異(ずれの傾向が毎回異なる場合)」は、同じように起動開始時のプラントの温まり具合が異なるが、このずれが毎回異なるような場合を表す。このような場合、プラント停止後の経過時間や、起動前の保温状態・暖機の程度、といった(広義の)運転条件のばらつきが原因であることが多い。補正方法としては、一定の傾向がないことから加算性の補正は適さず、例えば、暖気時間の標準値からのずれに応じて定数をかけて補正するなど乗算性の補正が適する。 Reference number 5: “Difference in initial warm-up state (when the tendency of deviation is different every time)” represents a case where the degree of warming of the plant at the start of the start is similarly different but this deviation is different every time. In such a case, it is often caused by variations in operating conditions (in a broad sense) such as an elapsed time after the plant is shut down, a warming state before startup, and a degree of warm-up. As a correction method, since there is no fixed tendency, correction of addition is not appropriate. For example, correction of multiplication is suitable, for example, correction is performed by applying a constant according to the deviation from the standard value of the warm-up time.

・参照番号6:「大気温度など環境条件の変動(起動する毎に異なる場合)」は、典型的には、蒸気タービン12を構成要素にもつコンバインドサイクル火力プラントにおけるガスタービンの吸気温度がこれに該当する。ガスタービンの出力や効率は大気温度によって大きく変化する特性があり、この結果コンバインドサイクルプラントの蒸気タービン12に供給される蒸気の条件が変化する。このような偏差には、大気温度の予め定められた標準値に対する偏差に応じて一定数をかけるなどの乗算性の補正が適している。 Reference number 6: “Fluctuation of environmental conditions such as atmospheric temperature (if it changes every time the engine is started)” is typically related to the intake temperature of the gas turbine in a combined cycle thermal power plant having the steam turbine 12 as a component. Applicable. The output and efficiency of the gas turbine have characteristics that vary greatly depending on the atmospheric temperature. As a result, the condition of the steam supplied to the steam turbine 12 of the combined cycle plant changes. For such a deviation, it is suitable to correct for multiplication such as multiplying a certain number according to the deviation of the atmospheric temperature from a predetermined standard value.

・参照番号7:「大気温度など環境条件の変動(起動中の変化が大)」は、参照番号6と同様に、コンバインドサイクルプラントのガスタービンの吸気温度が該当するが、参照番号6の場合と異なるのは、起動過程においても吸気温度が変化し続けることによって動的に生じる偏差を表している。このような偏差に対しては、参照番号6と同様に予め定められた標準温度に対する偏差に応じて定数をかける乗算性の補正が適している。補正をさらに高精度に実施する為には、標準的な気温上昇パターンなどを設定し、これに応じて補正すると有効である。 Reference number 7: “Changes in environmental conditions such as atmospheric temperature (large change during start-up)” corresponds to the intake temperature of the gas turbine of the combined cycle plant, as in reference number 6. The difference is that the deviation is dynamically caused by the change in the intake air temperature even during the starting process. For such a deviation, as in the case of reference numeral 6, it is suitable to correct the multiplication property by applying a constant according to the deviation with respect to a predetermined standard temperature. In order to carry out the correction with higher accuracy, it is effective to set a standard temperature rise pattern or the like and correct it accordingly.

これら参照番号1−7の分析結果を纏めて整理すると以下のようになる。参照番号1−4の項目は、主として特性モデルの実機との違いによるものが多く、補正方法は加算性のものが適している。参照番号5−7の項目は、主として運転条件の差異に起因する偏差が中心的で、補正方法は乗算性のものが適している。   The analysis results of these reference numbers 1-7 are summarized as follows. The item of reference numbers 1-4 is mainly due to the difference from the actual model of the characteristic model, and the addition method is suitable for the correction method. The item of reference number 5-7 is mainly centered on the deviation due to the difference in operating conditions, and the correction method is suitably multiplicative.

(3)偏差の要因分析に基づくモデル化方針
前述の(1)の分析結果から、操作量偏差27aと状態量偏差23の関係は、線形とみなす余地があり、さらに(2)の分析結果から、偏差を生じさせる各要因に対する補正方法は、運転条件の変動に対しては乗算、特性モデルと実機の違いに対して加算、といった組み合わせによってある程度まで実現可能と見込まれる。
(3) Modeling policy based on deviation factor analysis From the analysis result of (1) described above, the relationship between the manipulated variable deviation 27a and the state quantity deviation 23 has room to be regarded as linear, and further from the analysis result of (2) The correction method for each factor causing a deviation is expected to be realized to some extent by a combination of multiplication for fluctuations in operating conditions and addition for differences between the characteristic model and the actual machine.

ただし、多入力多出力の応答系では、入力項目数と出力項目数が必ずしも同一でない場合が大半であり、このような場合には、入力に対する出力の応答について、行列を用いて数学的に計算可能なように表現することができても、応答を表す行列に対して逆行列が存在しないため、応答関係を逆向きに、出力に対する入力の関係に変換することはできない。例えば、特異値分解などの手法により擬似的逆行列を求めることは可能ではあるが、このようにして計算したモデルの精度や安定性を保証するために、専門知識と経験が必要となる。   However, in a multi-input multi-output response system, the number of input items is not always the same as the number of output items. In such a case, the output response to the input is mathematically calculated using a matrix. Even if it can be expressed as possible, since there is no inverse matrix for the matrix representing the response, the response relationship cannot be converted to an input relationship with respect to the output in the reverse direction. For example, although it is possible to obtain a pseudo inverse matrix by a technique such as singular value decomposition, specialized knowledge and experience are required to guarantee the accuracy and stability of the model thus calculated.

このような困難さを回避するために、本発明のアルゴリズムでは、プロセスの入出力の応答関係をはじめから逆方向にして、出力に対する入力の関係として表す。すなわち、例えば、入力Xに対する出力Yの応答の係数は、従来の一般的な方法では単純化して表すとY/Xで表されるのに対して、本発明の方式では係数をX/Yというように表す。   In order to avoid such difficulties, the algorithm of the present invention represents the input / output response relationship of the process in the reverse direction from the beginning, as an input / output relationship. That is, for example, the response coefficient of the output Y with respect to the input X is expressed as Y / X in a simplified manner in the conventional general method, whereas in the method of the present invention, the coefficient is referred to as X / Y. It represents as follows.

このような応答関係の表し方を、操作量偏差27aを仮にスカラーΔxとし、状態量偏差23をスカラーΔyとし、両者の関係に適用すると、状態量偏差Δyに見合う操作量偏差Δxを求めるための応答の係数(スカラーaとする)は、a=Δx/Δyと表される。この係数aは、状態量偏差Δyに乗じられることによって、これに相当する操作量偏差Δx(あるいは操作補正量Δx)を求めるために用いることができる。この点で、係数aは前述した運転条件の変動に対応する乗算性の補正に相当する。一方、前述した、特性モデルと実機の違いに対応する加算性の補正については、ある定数(例えば、スカラーc)を加算することとして表すことができる。   When expressing such a response relationship, the operation amount deviation 27a is assumed to be a scalar Δx and the state amount deviation 23 is assumed to be a scalar Δy. The response coefficient (scalar a) is expressed as a = Δx / Δy. The coefficient a can be used to obtain an operation amount deviation Δx (or operation correction amount Δx) corresponding to the coefficient a by multiplying the state amount deviation Δy. In this respect, the coefficient “a” corresponds to the correction of the multiplication property corresponding to the variation of the operating condition described above. On the other hand, the correction of the addability corresponding to the difference between the characteristic model and the actual machine described above can be expressed as adding a certain constant (for example, scalar c).

従って、これら二つの補正を合成して、状態量偏差Δyに対応する操作補正量Δxを計算する式を、Δx=aΔy+cと近似的に表すことができる。また、この式は、プラントの実際の運転データに基づいて、操作量偏差Δxと状態量偏差Δyの関係を特定する係数aと切片cを求めるためにも用いることができる。   Therefore, an equation for calculating the operation correction amount Δx corresponding to the state amount deviation Δy by combining these two corrections can be approximately expressed as Δx = aΔy + c. This equation can also be used to obtain a coefficient a and an intercept c that specify the relationship between the manipulated variable deviation Δx and the state quantity deviation Δy based on actual operation data of the plant.

(4)計算モデル化
前述(3)の方針を一般化し、状態量偏差23に対応する操作量偏差27a(あるいは操作補正量27b)の応答関係を、後記する式(1a)、式(1b)に示すように計算モデル化した。式(1a)は、状態量偏差Δyと、操作量偏差(または操作補正量)Δxについて、これらの項目が複数ある場合に拡張して、それぞれ、状態量偏差ベクトルΔY、操作量偏差(または操作補正量)ベクトルΔXとして表した場合のモデル式を表している。(なお、本発明の説明において、小文字の変数はスカラー、大文字の変数はベクトルを表す)。
(4) Calculation Modeling The policy of (3) above is generalized, and the response relationship of the operation amount deviation 27a (or operation correction amount 27b) corresponding to the state amount deviation 23 is expressed by the following equations (1a) and (1b). A calculation model was created as shown in FIG. The expression (1a) is expanded when there are a plurality of these items for the state quantity deviation Δy and the operation quantity deviation (or operation correction quantity) Δx, and the state quantity deviation vector ΔY and the operation quantity deviation (or operation quantity respectively). This represents a model formula when expressed as a correction amount) vector ΔX. (Note that in the description of the invention, lowercase variables represent scalars and uppercase variables represent vectors).

状態量偏差23と操作量偏差27a(あるいは操作補正量27b)の項目数が複数に拡張されたことに対応して、前述(3)でスカラーaとして示した乗算補正の係数は、行列Aに拡張されている。これを以降、変換行列と呼ぶ。同様に前述(3)でスカラーcとして示した加算補正の定数は、ベクトルCに拡張されている。これを以降は、オフセットベクトルと呼ぶ。変換行列Aの行と列の要素の並びの関係を図3を用いて説明する。   Corresponding to the fact that the number of items of the state quantity deviation 23 and the operation quantity deviation 27a (or the operation correction quantity 27b) is expanded to a plurality, the coefficient of multiplication correction shown as the scalar a in the above (3) is stored in the matrix A. Has been extended. This is hereinafter referred to as a transformation matrix. Similarly, the constant for addition correction shown as scalar c in (3) above is extended to vector C. This is hereinafter referred to as an offset vector. The relationship between the row and column elements of the transformation matrix A will be described with reference to FIG.

図3は、マスターカーブ管理手段で用いられる変換行列を示す説明図である。変換行列Aは、行数が操作補正量27bの要素数で、列数が状態量偏差23の要素数である。例えば、第i行j列の要素a_ij (ここで記号_は、後続の記号が下付添字であること示す)は、状態量偏差23の第j番目の要素 Δy_j に対する、操作補正量27b(操作量偏差27a)の第i番目の要素 Δx_i の応答関係の係数を表し、これらの関係は、
Δx_i = Σ_j ( a_ij Δy_j ) + c_i
となっている。なお、iは操作補正量27bの項目番号であり、jは状態量偏差23の項目番号である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conversion matrix used in the master curve management means. In the transformation matrix A, the number of rows is the number of elements of the operation correction amount 27b, and the number of columns is the number of elements of the state quantity deviation 23. For example, the element a_ij in the i-th row and j-th column (the symbol _ indicates that the subsequent symbol is a subscript) is the operation correction amount 27b (operation) for the j-th element Δy_j of the state quantity deviation 23. It represents the coefficient of the response relationship of the i-th element Δx_i of the quantity deviation 27a), and these relationships are
Δx_i = Σ_j (a_ij Δy_j) + c_i
It has become. Note that i is the item number of the operation correction amount 27 b, and j is the item number of the state amount deviation 23.

ここで、a_ijは、プラント運転の時間経過によらず一定とみなすのが本願発明の特徴である。これは、時間進行の刻み幅Δtに応じて、操作補正量27bの第i番目の要素 Δx_i、状態量偏差23の第j番目の要素 Δy_jが変化しても、両者の比a_ijは概ね一定とみなしていること、すなわち、蒸気タービン12の運転特性に基づいてΔx_iとΔy_jの線形性を仮定していることによる。   Here, a feature of the present invention is that a_ij is regarded as constant regardless of the plant operation time. This is because even if the i-th element Δx_i of the operation correction amount 27b and the j-th element Δy_j of the state quantity deviation 23 change according to the step size Δt of time progress, the ratio a_ij between them is substantially constant. This is due to the fact that Δx_i and Δy_j are assumed to be linear based on the operating characteristics of the steam turbine 12.

本計算モデルにおいて、状態量偏差ベクトルΔYに含まれる要素は、互いに独立性が高く、依存性が低い変数が組み合わせされていることが望ましい。好適な組み合わせの簡単な例としては、ロータ熱応力、車室とロータの熱伸び差、車室内外壁温度差、あるいはこのうちの前2者だけの組み合わせが考えられる。このように互いに独立な変数を組み合わせる必要があるのは、もし相互依存性の高い変数が組み合わせに含まれていると、行列計算における多重共線性が強くなり、モデル式の計算の精度や安定性が低下するためである。   In this calculation model, elements included in the state quantity deviation vector ΔY are desirably combined with variables having high independence and low dependency. As a simple example of a suitable combination, a rotor thermal stress, a difference in thermal expansion between the vehicle interior and the rotor, a temperature difference in the exterior wall of the vehicle interior, or a combination of only the former two of these can be considered. It is necessary to combine variables that are independent of each other in this way. If a variable with high interdependency is included in the combination, the multicollinearity in the matrix calculation becomes strong, and the accuracy and stability of the calculation of the model formula This is because of a decrease.

このように複数の項目を同時に扱えるように拡張することにより、このモデル式ではプラント挙動が計画値とずれる要因となる様々な要因、すなわち前述の図7で列挙した各種要因の影響を織り込んだ上で、プラント状態量の偏差を削減するようなプラント操作量の補正量を計算することができる。   By expanding the system to handle multiple items at the same time, this model formula incorporates the effects of various factors that cause the plant behavior to deviate from the planned values, that is, the various factors listed in FIG. Thus, it is possible to calculate the correction amount of the plant operation amount so as to reduce the deviation of the plant state amount.

さらに、本計算モデルでは前記(3)で述べたように入出力の応答関係を敢えて逆方向から定義して変換係数として表したことにより、操作量補正ベクトルの要素、すなわちプラントを操作するための変数の組み合わせの選択の自由度が、順方向に応答をモデル化した場合よりも向上する。この結果、より多くの操作量を組み合わせて制御することが可能になり、制御性が向上することが期待できる。   Further, in this calculation model, as described in (3) above, the input / output response relationship is deliberately defined from the reverse direction and expressed as a conversion coefficient, thereby enabling the operation amount correction vector element, that is, for operating the plant. The degree of freedom in selecting a combination of variables is improved as compared with the case where the response is modeled in the forward direction. As a result, it becomes possible to perform control by combining more operation amounts, and it can be expected that controllability is improved.

変数組み合わせの自由度が向上する理由は、従来の一般的な入出力の順方向の応答関係を用いて、操作量補正ベクトルΔXと状態量偏差ベクトルΔYの関係を計算モデル化すると、
ΔY=PΔX+Q
となり(ここで、ΔX,ΔYは、Qはいずれも縦ベクトルで、Pは応答を表す行列、Qはオフセットを表すものとする。)、この行列演算においては右辺で行列と乗算がなされるΔXの要素には互いに独立性の高い組み合わせが求められ、反対に従属性の高いものが含まれると多重共線性の問題が生じるためである。
The reason why the degree of freedom of variable combination is improved is that when the relationship between the manipulated variable correction vector ΔX and the state variable deviation vector ΔY is modeled using a conventional general input / output forward response relationship,
ΔY = PΔX + Q
Where Δ is a vertical vector, P is a matrix representing a response, and Q is an offset. In this matrix operation, ΔX is multiplied by a matrix on the right side. This is because a combination of elements that are highly independent from each other is required, and if elements having high obeying attributes are included, a problem of multicollinearity occurs.

本実施形態の計算モデルを次式に示す。

Figure 2014181570
The calculation model of this embodiment is shown in the following equation.
Figure 2014181570

前記問題に対し、式(1a)に示す計算モデルでは、操作量補正ベクトルΔXは左辺の出力側であり、行列演算の入力側(独立変数である必要がある)にならないため、多重共線性の問題を生じず、変数組み合わせの制約を無くすことができる。   In contrast to the above problem, in the calculation model shown in Equation (1a), the manipulated variable correction vector ΔX is on the output side of the left side and does not become the input side of the matrix operation (need to be an independent variable). There is no problem and the restriction of variable combinations can be eliminated.

なお、本実施形態の計算モデルの式(1a)は、簡略化してオフセットベクトルCを除き、式(1b)のようにしてもよい。このようにすると、先に図7の参照番号5−7で示したような乗算性の補正、すなわち、運転条件変動に起因するずれの応答性に的を絞って効果的に補正することができる。   It should be noted that equation (1a) of the calculation model of the present embodiment may be simplified and replaced with equation (1b) except for the offset vector C. By doing so, it is possible to effectively correct the correction of the multiplicity as previously indicated by reference numerals 5-7 in FIG. 7, that is, the correction of the responsiveness of the deviation caused by the fluctuation of the operating condition. .

蒸気タービン起動制御システムが備えるマスターカーブ管理手段20(図1参照)において、前述のように導出された計算モデルの式(1a)または式(1b)を用いて、実際にどのように操作量マスターカーブを補正するかについて図4を参照して説明する。   In the master curve management means 20 (see FIG. 1) provided in the steam turbine start control system, the operation amount master is actually calculated using the equation (1a) or (1b) of the calculation model derived as described above. Whether to correct the curve will be described with reference to FIG.

図4は、マスターカーブ管理手段による操作量マスターカーブの補正を示す処理フロー図である。図4を参照して、マスターカーブ管理手段20(図1)の内部で操作量マスターカーブが補正される処理フローについて説明する。   FIG. 4 is a processing flowchart showing the correction of the operation amount master curve by the master curve management means. With reference to FIG. 4, the process flow in which the operation amount master curve is corrected inside the master curve management means 20 (FIG. 1) will be described.

ここで、操作量マスターカーブ(操作量MC)の補正とは、図5に示すように、予め定められた操作量マスターカーブ25に対して、実際の運転結果に基づいて、補正した操作量マスターカーブ25mを生成することである。この手順を以下に説明する。   Here, the correction of the operation amount master curve (operation amount MC) is, as shown in FIG. 5, corrected operation amount master curve based on the actual operation result with respect to a predetermined operation amount master curve 25. A curve 25m is generated. This procedure will be described below.

操作量マスターカーブの補正を示す処理には、プラント特性データを取得するステップS40Aと、操作量マスターカーブを補正するステップS40Bに分けられる。ステップS40Aは、ステップS41〜S45から構成され、ステップS40Bは、ステップS46〜S49から構成される。   The process indicating the correction of the manipulated variable master curve is divided into step S40A for acquiring plant characteristic data and step S40B for correcting the manipulated variable master curve. Step S40A is composed of steps S41 to S45, and step S40B is composed of steps S46 to S49.

マスターカーブ管理手段20は、制御装置14の起動の開始信号などで、蒸気タービン12の起動の開始を検知すると(ステップS41,True)、ステップS42に進む。マスターカーブ管理手段20が、蒸気タービン12の起動の開始を検知できない場合(ステップS41,False)、ステップS41に戻る。マスターカーブ管理手段20は、MCDB220から、変換行列AおよびオフセットベクトルCを読み込み(ステップS42)、プラント起動実測データから操作補正量ΔXと、状態量偏差ΔYを取得する(ステップS43)。具体的には、プラントを起動した際の操作補正量ΔXの時間にそった変化と、これに対応する状態量偏差ΔYの時間にそった変化が取得される。   When the master curve management means 20 detects the start of the start of the steam turbine 12 by the start signal of the control device 14 or the like (step S41, True), the master curve management means 20 proceeds to step S42. When the master curve management means 20 cannot detect the start of the start of the steam turbine 12 (step S41, False), the process returns to step S41. The master curve management means 20 reads the conversion matrix A and the offset vector C from the MCDB 220 (step S42), and acquires the operation correction amount ΔX and the state amount deviation ΔY from the plant startup actual measurement data (step S43). Specifically, the change along the time of the operation correction amount ΔX at the time of starting the plant and the change along the time of the state amount deviation ΔY corresponding thereto are acquired.

操作補正量ΔXのデータは、プラント操作量決定手段19(図1参照)から受けた情報に基づいて取得される。その手順として、プラント操作量決定手段19から受け取った情報には、操作量マスターカーブと、これに対する補正量またはプラント運転時の実際の操作量の値(まとめて操作量実績値と呼ぶ。)が含まれており、この操作量マスターカーブと実績値の差が、マスターカーブ管理手段20の内部に備えられた操作補正量計算器28(図1参照)で計算されて取得される。   The data of the operation correction amount ΔX is acquired based on information received from the plant operation amount determining means 19 (see FIG. 1). As the procedure, the information received from the plant operation amount determination means 19 includes an operation amount master curve and a correction amount corresponding thereto or a value of an actual operation amount during plant operation (collectively referred to as an operation amount actual value). The difference between the operation amount master curve and the actual value is calculated and acquired by the operation correction amount calculator 28 (see FIG. 1) provided in the master curve management means 20.

状態量偏差ΔYのデータは、状態量取得手段18(図1参照)から受けた情報に基づいて取得される。その手順として、状態量取得手段18から受け取った情報には、状態量マスターカーブと、これに対するプラント運転時の実際の状態の実測値または計算値または推定値(まとめて状態量実績値と呼ぶ。)が含まれており、この状態量マスターカーブと実績値の差が、マスターカーブ管理手段20の内部に備えられた状態量偏差計算器24(図1参照)で計算されて取得される。   The data of the state quantity deviation ΔY is acquired based on information received from the state quantity acquisition unit 18 (see FIG. 1). As the procedure, the information received from the state quantity acquisition means 18 includes a state quantity master curve and an actual measurement value or a calculated value or an estimated value (collectively referred to as a state quantity actual value) during actual plant operation. The difference between the state quantity master curve and the actual value is calculated and acquired by the state quantity deviation calculator 24 (see FIG. 1) provided in the master curve management means 20.

なお、操作補正量計算器28および状態量偏差計算器24は、マスターカーブ管理手段20内にあるものとして説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、操作補正量計算器28は、プラント操作量決定手段19内にあってもよく、状態量偏差計算器24は、状態量取得手段18内にあってもよい。   The operation correction amount calculator 28 and the state amount deviation calculator 24 have been described as being in the master curve management means 20, but are not necessarily limited thereto. For example, the operation correction amount calculator 28 may be in the plant operation amount determination unit 19, and the state amount deviation calculator 24 may be in the state amount acquisition unit 18.

具体的には、図1を参照して説明すると、制御装置14のデータベース(MCDB220)には、蒸気タービンプラントを起動するための操作端への操作量の変化の計画値である操作量計画値(例えば、操作量マスターカーブ25)および操作量に関連づけられた運転状態についての状態量の計画値である状態量計画値(例えば、状態量マスターカーブ21)と、予め状態量から操作量を算出するために用いる変換値(例えば、変換行列A)が記憶されている。   Specifically, with reference to FIG. 1, an operation amount plan value that is a planned value of a change in the operation amount to the operation end for starting the steam turbine plant is stored in the database (MCDB 220) of the control device 14. (For example, the operation amount master curve 25) and the state amount plan value (for example, the state amount master curve 21) that is the planned value of the state amount for the operation state associated with the operation amount, and the operation amount are calculated in advance from the state amount. The conversion value (for example, conversion matrix A) used for performing is stored.

状態量取得手段18は、起動を開始すると、所定時間毎に蒸気タービン12の状態量の計測器(例えば、流量計3、主蒸気圧力計15、主蒸気温度計16、蒸気タービン熱伸び差計17)から計測値を状態量実績値(例えば、状態量取得値22)として取得し、データベースから状態量計画値(例えば、状態量マスターカーブ21)を取得する。状態量偏差計算器24が、取得された状態量計画値および状態量実績値に基づいてその偏差である状態量偏差(例えば、状態量偏差23)を算出する。   When starting, the state quantity acquisition means 18 measures a state quantity of the steam turbine 12 every predetermined time (for example, a flow meter 3, a main steam pressure gauge 15, a main steam thermometer 16, a steam turbine thermal expansion difference meter). 17), a measured value is acquired as a state quantity actual value (for example, state quantity acquisition value 22), and a state quantity plan value (for example, state quantity master curve 21) is acquired from the database. The state quantity deviation calculator 24 calculates a state quantity deviation (for example, a state quantity deviation 23), which is the deviation, based on the acquired state quantity planned value and state quantity actual value.

プラント操作量決定手段19は、所定時間毎にデータベースから操作量計画値(例えば、操作量マスターカーブ25)を取得し、状態量取得手段から状態量偏差を取得する。操作補正量計算器28が、状態量偏差と変換値(例えば、変換行列A)とに基づき、状態量に関連づけられた操作量の補正量を操作補正量(例えば、操作補正量27b)として算出する。プラント操作量決定手段19は、取得した操作量計画値および算出された操作補正量に基づいて操作端への操作量を決定する。   The plant operation amount determination means 19 acquires an operation amount plan value (for example, the operation amount master curve 25) from the database every predetermined time, and acquires a state amount deviation from the state amount acquisition means. The operation correction amount calculator 28 calculates the operation amount correction amount associated with the state amount as the operation correction amount (for example, the operation correction amount 27b) based on the state amount deviation and the conversion value (for example, the conversion matrix A). To do. The plant operation amount determination means 19 determines the operation amount to the operation end based on the acquired operation amount plan value and the calculated operation correction amount.

図4に戻り、ステップS43においては、操作補正量ΔX、状態量偏差ΔYは項目数だけあるベクトルで(例えば、操作補正量ΔXはM項目、状態量偏差ΔYはN項目)、起動全体に沿って時間の分割数がτ個であったとすると、操作補正量ΔXはM×τ個、状態量偏差ΔYはN×τ個の要素データが取得される。具体的には、起動開始から起動完了時間までの時間が60分とし、所定時間として1分毎とすると、操作補正量ΔXはM×60個、状態量偏差ΔYはN×60個の要素データが取得される。   Returning to FIG. 4, in step S43, the operation correction amount ΔX and the state amount deviation ΔY are vectors having the number of items (for example, the operation correction amount ΔX is the M item, and the state amount deviation ΔY is the N item). Assuming that the number of time divisions is τ, the operation correction amount ΔX is M × τ, and the state amount deviation ΔY is N × τ. Specifically, if the time from the start to the start completion time is 60 minutes and the predetermined time is every minute, the operation correction amount ΔX is M × 60 pieces and the state amount deviation ΔY is N × 60 piece of element data. Is acquired.

マスターカーブ管理手段20は、制御装置14の起動の終了信号などで、蒸気タービン12の起動の終了を検知すると(ステップS44,True)、ステップS45に進む。マスターカーブ管理手段20が、蒸気タービン12の起動の終了を検知できない場合(ステップS44,False)、ステップS43に戻る。   When the master curve management means 20 detects the start end of the steam turbine 12 based on the start end signal of the control device 14 or the like (step S44, True), the master curve management means 20 proceeds to step S45. When the master curve management unit 20 cannot detect the end of the start of the steam turbine 12 (step S44, False), the process returns to step S43.

続く、ステップS45では、ステップS43で取得された操作補正量ΔXと状態量偏差ΔYの値に基づき、計算モデルの式(1a)の変換行列AおよびオフセットベクトルCの値が計算される。   Subsequently, in step S45, based on the values of the operation correction amount ΔX and the state amount deviation ΔY acquired in step S43, the values of the transformation matrix A and the offset vector C in the calculation model equation (1a) are calculated.

具体的には、操作量偏差Δx_iに関して、前述の式(1a)でモデル化したときの誤差Errの評価式が、例えば次式に示す誤差二乗和のように定義されている。

Figure 2014181570
Specifically, with respect to the operation amount deviation Δx_i, an evaluation formula of the error Err when modeled by the above-described formula (1a) is defined as, for example, the sum of squared errors shown in the following formula.
Figure 2014181570

誤差Errは、式(2a)に示すように、起動中の時間にそって積分して評価され、その評価値が最小になるような条件、すなわち式(3a)の左辺の計算値がゼロ近傍になるような、変換行列Aの各要素a_ijおよびオフセットベクトルの各要素c_iの値が求められる。この計算は、最小二乗法や勾配法など公知の各種の最適化計算アルゴリズムによって実施可能である。以上が、プラント特性データを取得するステップS40Aである。   As shown in equation (2a), error Err is evaluated by integrating along the time during startup, and the evaluation value is minimized, that is, the calculated value on the left side of equation (3a) is near zero. The values of each element a_ij of the transformation matrix A and each element c_i of the offset vector are obtained. This calculation can be performed by various known optimization calculation algorithms such as a least square method and a gradient method. The above is step S40A which acquires plant characteristic data.

なお、本実施形態の計算モデルの式(1a)は、簡略化してオフセットベクトルCを除き、式(1b)のように表現される場合は、誤差Errは、式(2b)に示すように、起動中の時間にそって積分して評価され、その評価値が最小になるような条件、すなわち式(3b)の左辺の計算値がゼロ近傍になるような、変換行列Aの各要素a_ijの値が求められる。   In addition, when the equation (1a) of the calculation model of the present embodiment is simplified and expressed as the equation (1b) except for the offset vector C, the error Err is expressed by the equation (2b) as follows: Integrating and evaluating along the time during startup, that is, a condition that minimizes the evaluation value, that is, each element a_ij of the transformation matrix A such that the calculated value on the left side of the expression (3b) is near zero A value is determined.

次に、操作量マスターカーブを補正するステップS40Bでは、ステップS45で得られた変換行列AおよびオフセットベクトルCの値と、実際のプラント運転時のデータに基づいて、操作量マスターカーブが補正される。その手順について説明する。   Next, in step S40B for correcting the manipulated variable master curve, the manipulated variable master curve is corrected based on the values of the conversion matrix A and the offset vector C obtained in step S45 and the data during actual plant operation. . The procedure will be described.

マスターカーブ管理手段20は、プラント実測データから起動過程に沿った状態量偏差ΔYを取得する(ステップS46)。具体的には、ステップS46では、プラント起動時に状態量取得手段18(図1参照)で取得された状態量の情報に基づいて、起動時の時間にそった状態量偏差がマスターカーブ管理手段20に備えられた状態量偏差計算器24(図1参照)で計算される。ここでの状態量偏差ΔYは、大気温度のような運転条件の計画値とのずれを含む。   The master curve management means 20 acquires the state quantity deviation ΔY along the startup process from the plant actual measurement data (step S46). Specifically, in step S46, based on the state quantity information acquired by the state quantity acquisition unit 18 (see FIG. 1) at the time of plant startup, the state quantity deviation along the startup time is determined as the master curve management unit 20. Is calculated by the state quantity deviation calculator 24 (see FIG. 1). The state quantity deviation ΔY here includes a deviation from the planned value of the operating condition such as the atmospheric temperature.

続くステップS47では、マスターカーブ管理手段20は、ステップS46で得られた状態量偏差ΔYに基づき、前述のモデル計算の式(1a)または式(1b)を用いて、操作補正量であるΔXを計算する。この場合のΔXは、図2に示した操作量偏差27aと異なるため、操作補正量27m(図5参照)とする。続く、ステップS48では、マスターカーブ管理手段20は、ステップS47で得られた操作補正量27mの時間にそった値を、今回補正しようとする既存の操作量マスターカーブに時間にそって加算し、操作量マスターカーブ(X_mc)を補正する。最後に、ステップS49において、マスターカーブ管理手段20は、補正された操作量マスターカーブ25m(図5参照)をMCDB220に書き込む。   In subsequent step S47, the master curve management means 20 calculates ΔX, which is the operation correction amount, using the above-described model calculation formula (1a) or formula (1b) based on the state quantity deviation ΔY obtained in step S46. calculate. Since ΔX in this case is different from the operation amount deviation 27a shown in FIG. 2, the operation correction amount is 27m (see FIG. 5). Subsequently, at step S48, the master curve management means 20 adds the value along the time of the operation correction amount 27m obtained at step S47 along the time to the existing operation amount master curve to be corrected this time, The operation amount master curve (X_mc) is corrected. Finally, in step S49, the master curve management means 20 writes the corrected manipulated variable master curve 25m (see FIG. 5) in the MCDB 220.

なお、ステップS40Bは常にステップS40Aとセットになって実行されるわけでなく、ステップS40Aによって得られた変換行列AおよびオフセットベクトルCがあれば、どのタイミングで実施されてもよい。典型的には、プラントが新設で運転開始後の初期の期間においては、プラントを起動するたびに、起動完了後のタイミングで実施すると、プラントの計画時点と実際の設備の差異を効果的に補正することができる。あるいは、プラント運転開始後に一定期間が経過し、起動するたびに得られる変換行列AおよびオフセットベクトルCの値の変化が少なく、変更の必要性が低い状況においては、実行回数を減らすことによりプラントの起動を実際の運転環境に応じて安定的に最適化できる。   Note that step S40B is not always executed as a set with step S40A, and may be performed at any timing as long as the transformation matrix A and the offset vector C obtained by step S40A are present. Typically, in the initial period after the start-up of a new plant, if the plant is started at the timing after the startup is completed, the difference between the planned time of the plant and the actual equipment is effectively corrected. can do. Alternatively, in a situation where a certain period of time has elapsed after the start of plant operation and the values of the conversion matrix A and the offset vector C obtained each time the plant is started up are small and the necessity for change is low, the number of executions can be reduced by reducing the number of executions. Start-up can be stably optimized according to the actual operating environment.

さらに、図4のステップS45において、負荷特性を考慮した次式を用いることができる。式(2a)および式(3a)を用いる代わりに、式(4a)および式(5a)を用いてもよい。

Figure 2014181570
Furthermore, in the step S45 of FIG. 4, the following equation considering the load characteristics can be used. Instead of using Formula (2a) and Formula (3a), Formula (4a) and Formula (5a) may be used.
Figure 2014181570

式(4a)では、変換行列Aの要素a_ijの値が、熱源装置4(図1参照)あるいは当該プラントの負荷率(λと表す)の影響を考慮して動的に計算されるようになっている。すなわち、負荷率λに応じた補正が、補正係数b_ijkを用いたK次多項式の形で導入され、変換行列Aの要素a_ijの値が、
a_ij = Σ_k (b_ijk * λ^k)
として計算されている。
In the equation (4a), the value of the element a_ij of the conversion matrix A is dynamically calculated in consideration of the influence of the heat source device 4 (see FIG. 1) or the load factor (represented as λ) of the plant. ing. That is, correction according to the load factor λ is introduced in the form of a Kth order polynomial using the correction coefficient b_ijk, and the value of the element a_ij of the transformation matrix A is
a_ij = Σ_k (b_ijk * λ ^ k)
Is calculated as

式(5a)は式(4a)の誤差二乗和を最小にするような条件を表しており、左辺の計算結果がゼロに近くなるような、定数b_ijkとc_iの各要素の値が、公知の最適化手法によって求解されればよい。このように式(4a)および式(5a)を用いる計算方法では、負荷率によって特性が変化するような依存性のある現象について、負荷特性を織り込んでより高精度にモデル化できるため、計画値と実績値の偏差に関してより精緻に計算処理できるようになり、起動制御の精度が向上する。   Equation (5a) represents a condition that minimizes the sum of squared errors of Equation (4a), and the values of the elements of constants b_ijk and c_i such that the calculation result on the left side is close to zero are known. What is necessary is just to be solved by an optimization method. In this way, in the calculation method using the equations (4a) and (5a), a phenomenon having a dependency such that the characteristics change depending on the load factor can be modeled with higher accuracy by incorporating the load characteristics. As a result, the calculation of the deviation of the actual value can be calculated more precisely, and the accuracy of the start control is improved.

特に、蒸気タービン12の起動においては、起動初期の低負荷時と、起動完了付近の定格負荷近辺では、機器の応答特性に負荷依存性があることがある。このような負荷による応答の違いを補正することにより、定格負荷に到達し、起動完了する時刻の制御性(精度)を高めることができる。   In particular, when the steam turbine 12 is started, the response characteristics of the equipment may be load-dependent when the load is low at the initial stage of the start and near the rated load near the start of the start. By correcting the difference in response due to such a load, the controllability (accuracy) at the time of reaching the rated load and completing the start-up can be improved.

なお、本実施形態の計算モデルの式(1a)は、簡略化してオフセットベクトルCを除き、式(1b)のように表現される場合は、誤差Errは、式(4b)に示すように、起動中の時間にそって積分して評価される。その評価値が最小になるような条件、すなわち式(5b)の左辺の計算値がゼロ近傍になるような、定数b_ijkの要素の値が、公知の最適化手法によって求解されればよい。   In addition, when the equation (1a) of the calculation model of the present embodiment is simplified and expressed as the equation (1b) except for the offset vector C, the error Err is expressed by the equation (4b) as follows: It is evaluated by integrating along the running time. A condition that minimizes the evaluation value, that is, the value of the element of the constant b_ijk so that the calculated value on the left side of Equation (5b) is close to zero may be obtained by a known optimization method.

式(1b)に従う式(2b)および式(3b)の方法、式(4b)および式(5b)の方法では、式(1a)に従う式(2a)および式(3a)の方法、式(4a)および式(5a)の方法と比較して、計算量を小さくして効率的に高速に演算することができる。また、変換行列Aを求める数値計算をする際に、システム全体の方程式の中にオフセットベクトルCがないことから、未知数の数が少なく、より安定的でロバストな値(変換行列Aの値、ひいては操作量マスターカーブの補正結果)を得ることが期待できる。   In the method of Formula (2b) and Formula (3b) according to Formula (1b), the method of Formula (4b) and Formula (5b), the method of Formula (2a) and Formula (3a) according to Formula (1a), Formula (4a) ) And formula (5a), the calculation amount can be reduced and the calculation can be efficiently performed at high speed. In addition, since the offset vector C is not included in the equations of the entire system when performing the numerical calculation for obtaining the transformation matrix A, the number of unknowns is small, and a more stable and robust value (the value of the transformation matrix A, and consequently It can be expected that the operation amount master curve correction result) will be obtained.

図6は、マスターカーブ管理手段でのマスターカーブDBへのアクセス形態を示す構成図である。適宜図1を参照して説明する。図6を参照して、マスターカーブ管理手段20の内部におけるマスターカーブの登録と利用の仕組みを説明する。マスターカーブの登録は以下のようにしてなされる。プラントを起動した際に、前述の図4のような処理が実行されると、補正されたマスターカーブである補正マスターカーブ211(補正MC)が新たに取得される。この補正マスターカーブ211の情報は、マスターカーブ管理手段20の内部に備えられた登録I/F(インターフェイス)221を介して、同じくマスターカーブ管理手段20のデータベースであるMCDB220に転送されて、保持される。   FIG. 6 is a configuration diagram showing an access form to the master curve DB by the master curve management means. This will be described with reference to FIG. With reference to FIG. 6, a mechanism for registering and using a master curve inside the master curve management means 20 will be described. The master curve is registered as follows. When the process shown in FIG. 4 is executed when the plant is activated, a corrected master curve 211 (corrected MC), which is a corrected master curve, is newly acquired. The information of the correction master curve 211 is transferred to the MCDB 220, which is also the database of the master curve management means 20, via the registered I / F (interface) 221 provided in the master curve management means 20, and stored. The

マスターカーブの利用は以下のようにしてなされる。プラントが起動しようとされる際、あるいはプラントの起動が計画されようとする際に、プラントの起動条件231の情報が、マスターカーブ管理手段20(図1)の内部に備えられた取得I/F(インターフェイス)222にて受け取りされる。   The master curve is used as follows. When the plant is about to be started up or when the start-up of the plant is planned, information on the start-up condition 231 of the plant is acquired in the master curve management means 20 (FIG. 1). Received at (interface) 222.

起動条件231の情報とは、例えば、初期メタル温度(蒸気タービン車室の計測点の温度やロータ温度の指標となる計測点での計測温度)、停止後経過時間、蒸気温度、予定あるいは目標とされる起動時間の長さ、大気温度、燃料性状などがある。   The information of the start condition 231 includes, for example, an initial metal temperature (a temperature at a measurement point of a steam turbine casing or a measurement temperature as an index of a rotor temperature), an elapsed time after a stop, a steam temperature, a schedule, or a target There are length of start-up time, atmospheric temperature, fuel properties etc

これら起動条件231の情報は、当該制御装置14に備えられた各種入力手段で取得される。例えば、初期メタル温度や、蒸気温度、大気温度のような情報は当該プラントの計測情報を受け取る状態量取得手段18から取得される。停止後経過時間は当該制御装置14に備えられたクロックないしタイマー(図では省略)による時間情報に基づいて取得される。予定あるいは目標とされる起動時間の長さは、当該制御装置14に備えられた運転計画の設定回路(図では省略、公知の運転計画制御技術にもとづき実装されている)で指定された値が取得される。   Information on these activation conditions 231 is acquired by various input means provided in the control device 14. For example, information such as initial metal temperature, steam temperature, and atmospheric temperature is acquired from the state quantity acquisition unit 18 that receives measurement information of the plant. The elapsed time after the stop is acquired based on time information by a clock or timer (not shown in the figure) provided in the control device 14. The length of the scheduled or target start-up time is a value specified by an operation plan setting circuit (not shown in the figure, implemented based on a known operation plan control technique) provided in the control device 14. To be acquired.

取得I/F222では、この起動条件231の情報に対して類似度が高いマスターカーブをMCDB220から抽出し、当該起動用のマスターカーブ232の情報として出力する。ここでMCDB220からのマスターカーブ抽出は、起動条件231と、MCDB220に保持されたマスターカーブの情報に含まれる同様の起動条件情報との類似度(例えば、温度差の小ささ、停止後経過時間の差異の小ささ)に基づいて、もっとも近い事例が抽出される。あるいは、類似度の接近した複数の事例から、起動時間にそったマスターカーブの値が、重み付け平均されて、抽出結果として出力されてもよい。このような類似度に基づく抽出は公知の多変量解析や信号処理技術を用いて実装可能である。   In the acquisition I / F 222, a master curve having a high similarity to the information of the activation condition 231 is extracted from the MCDB 220 and output as information of the activation master curve 232. Here, the master curve extraction from the MCDB 220 is performed by calculating the similarity between the start condition 231 and the similar start condition information included in the master curve information stored in the MCDB 220 (for example, the small temperature difference and the elapsed time after the stop). The closest case is extracted based on the difference). Alternatively, the values of the master curve according to the activation time may be weighted and averaged from a plurality of cases having similar degrees of similarity and output as extraction results. Such extraction based on similarity can be implemented using known multivariate analysis or signal processing techniques.

このようにしてマスターカーブが補正されて登録あるいは利用されることにより、本発明の蒸気タービン起動制御システムでは、プラントが起動を重ねるに応じて、プラント起動計画と実際のプラント起動時の挙動の差が小さくなり、起動制御の精度が向上する。この結果、プラント運転上の制約を満たしつつ、指定された時間で起動する精度が向上する。   By correcting or registering or using the master curve in this way, in the steam turbine start control system of the present invention, the difference between the plant start plan and the actual plant start-up behavior as the plant repeats start-up. And the accuracy of start control is improved. As a result, the accuracy of starting in a specified time is improved while satisfying the constraints on the plant operation.

[実施形態2]
実施形態2では、本発明の蒸気タービン起動制御システムを、ガスタービンコンバインドサイクルに適用した例を説明する。図1における熱源装置4はガスタービンを指し、熱媒体1は燃料を指し、弁2は燃料加減弁あるいはさらに圧縮機入口ガイドベーンの操作端を指し、熱媒体5はガスタービン排ガスを指し、蒸気発生設備6は排熱回収ボイラを指す。その他、既に図1で説明した内容と構成・機能が同様の部分については、説明を省略する。
[Embodiment 2]
Embodiment 2 demonstrates the example which applied the steam turbine starting control system of this invention to the gas turbine combined cycle. The heat source device 4 in FIG. 1 indicates a gas turbine, the heat medium 1 indicates fuel, the valve 2 indicates a fuel control valve or an operation end of a compressor inlet guide vane, the heat medium 5 indicates a gas turbine exhaust gas, steam The generating facility 6 indicates an exhaust heat recovery boiler. Description of other parts having the same configuration and function as those already described with reference to FIG. 1 will be omitted.

本実施形態に示したように、本発明の蒸気タービン起動制御システムは、蒸気タービン12に直接かかわる機器の操作量制御のみならず、熱源の機器の操作量、すなわち本実施形態のガスタービン燃料流量の操作量補正にも使用でき、より正確かつ柔軟な制御が可能となり、要求時刻に要求発電量に到達し、かつ、蒸気タービン12の熱応力、熱伸び差など機器安全にかかわる状態量は制限値内に抑制される効果が得られる。   As shown in this embodiment, the steam turbine start-up control system of the present invention not only controls the operation amount of the equipment directly related to the steam turbine 12, but also the operation amount of the equipment of the heat source, that is, the gas turbine fuel flow rate of this embodiment. It can also be used to correct the operation amount of the engine, enables more accurate and flexible control, reaches the required power generation amount at the required time, and limits the state quantities related to equipment safety such as thermal stress and thermal expansion difference of the steam turbine 12. The effect suppressed within the value is obtained.

[実施形態3]
実施形態3では、本発明の蒸気タービン起動制御システムを、ボイラに適用した例を説明する。図1における熱源装置4はボイラ火炉を指し、熱媒体1は燃料を指し、弁2は燃料加減弁あるいはさらにエアポートを指し、熱媒体5は燃焼ガスを指し、蒸気発生設備6はボイラ後部伝熱面部を指す。その他、既に図1で説明した内容と構成・機能が同様の部分については、説明を省略する。
[Embodiment 3]
Embodiment 3 demonstrates the example which applied the steam turbine starting control system of this invention to the boiler. In FIG. 1, a heat source device 4 indicates a boiler furnace, a heat medium 1 indicates a fuel, a valve 2 indicates a fuel control valve or further an air port, a heat medium 5 indicates a combustion gas, and a steam generation facility 6 has a boiler rear heat transfer. Refers to the face. Description of other parts having the same configuration and function as those already described with reference to FIG. 1 will be omitted.

実施形態2および実施形態3で示したように、本発明の蒸気タービン起動制御システムは、蒸気タービン12を使用するあらゆる装置に適用可能であり、もとの熱媒体1と、これを熱媒体5に変換するための熱源装置4、および蒸気発生設備6の種類が、熱源やシステムによってかわるものの、図1の構成に当てはまるものであれば本発明を適用して実施可能である。このように適用可能な例として、太陽熱ランキンサイクルプラントや、地熱バイナリー発電プラントなどがある。   As shown in the second embodiment and the third embodiment, the steam turbine start control system of the present invention can be applied to any apparatus using the steam turbine 12, and the original heat medium 1 and the heat medium 5 are used. Although the types of the heat source device 4 and the steam generation facility 6 for conversion into the above are changed depending on the heat source and the system, the present invention can be applied as long as they are applicable to the configuration of FIG. Examples applicable in this way include a solar thermal Rankine cycle plant and a geothermal binary power plant.

以上の各実施形態に示すように、本発明では、プラント起動時の操作量と状態量に関するマスターカーブとの偏差の情報だけに基づいて、モデル計算の式(1a)ないし(1b)といった簡便な式を使って、モデルの起動精度を向上させることが可能である。この際に、典型的な従来の技術で必要とされた、プラント挙動の高度な予測モデルなどは不要であり、少ない計算負荷で効率的に起動時間短縮の制御性を向上でき、かつこの際にプラント運転上の各種制限に対して状態量をこれ以下に抑制できる。   As shown in each of the above embodiments, in the present invention, simple calculations such as model calculation formulas (1a) to (1b) based only on the deviation information between the operation amount at the time of starting the plant and the master curve related to the state quantity. Using the formula, it is possible to improve the startup accuracy of the model. At this time, the advanced predictive model of the plant behavior required by typical conventional technology is unnecessary, and the controllability for shortening the startup time can be improved efficiently with a small calculation load. A state quantity can be suppressed below this with respect to various restrictions in plant operation.

また、本発明の各実施形態は、制御装置14の構成として、状態量取得手段18およびプラント操作量決定手段19に対して、マスターカーブ管理手段20を組み合わせたものになっている。このため、既存の発電プラントに設置された制御装置に対して、新たなセンサなどを追加することなく、主として、マスターカーブ管理手段20に相当する計算回路を追加するだけで、本発明の制御システムを適用可能である。このようにすると、既存の制御システムに対する改造を最小限に抑えながら、起動時間を短縮したり、要求時刻に要求発電量に到達する精度を高めたりすることが可能になり、かつこの際に、蒸気タービン12の熱応力、熱伸び差など機器安全にかかわる状態量を制限値内に抑制することができる。   In each embodiment of the present invention, as the configuration of the control device 14, the master curve management unit 20 is combined with the state quantity acquisition unit 18 and the plant operation amount determination unit 19. For this reason, the control system of the present invention is mainly obtained by adding a calculation circuit corresponding to the master curve management means 20 to the control device installed in the existing power plant without adding a new sensor or the like. Is applicable. In this way, it is possible to reduce the start-up time while minimizing the modification to the existing control system, and to increase the accuracy of reaching the required power generation amount at the required time. State quantities relating to equipment safety, such as thermal stress of the steam turbine 12 and thermal expansion difference, can be suppressed within the limit values.

なお、本発明の各実施形態は、操作量マスターカーブを、プラントの起動後にまとめて補正する場合を例に示したが、プラント実測値にもとづく操作量の補正を、起動過程においてリアルタイムに実施してもよいことはいうまでもない。このように運転制御する場合、以下の2つの長所がある。   Each embodiment of the present invention has shown an example in which the operation amount master curve is corrected collectively after the plant is started, but the operation amount is corrected in real time during the start-up process based on the measured plant values. Needless to say, it may be. In this way, there are two advantages as described below.

第一は、起動中における環境条件の変化(前述図7の参照番号7)、すなわち例えば、ガスタービン大気温度の変化による蒸気タービン12に供給される蒸気状態の変化に対応して、起動中に動的に操作量マスターカーブを修正することが可能になるため、起動制御の精度を高めることができる。   First, in response to a change in environmental conditions during startup (reference numeral 7 in FIG. 7 described above), that is, in response to a change in the state of steam supplied to the steam turbine 12 due to, for example, a change in the atmospheric temperature of the gas turbine, Since it becomes possible to dynamically modify the operation amount master curve, the accuracy of the start control can be improved.

第二に、プラントの試運転期間など起動回数が限られた条件化において、短時間に迅速に変換行列AやオフセットベクトルCの値を実際のプラントデータから精度よく特定することが可能になり、プラントの試運転調整やその評価に要する労力と時間を小さくできる。   Second, under conditions where the number of start-ups is limited, such as the trial run period of the plant, the values of the conversion matrix A and the offset vector C can be quickly and accurately identified from actual plant data. The labor and time required for trial run adjustment and evaluation can be reduced.

本実施形態の特徴を、再度説明すると以下のようになる。
(1)蒸気タービン制御装置の管理手段(例えば、マスターカーブ管理手段20)は、蒸気タービン12または蒸気タービンプラントを起動するための操作端への操作量について、予め定められた指定値あるいは予め定められた手順で計算された予定値(以下、操作量計画値(例えば、操作量マスターカーブ25))を取得するとともに、起動中における実際の値(以下、操作量実績値)を取得ないし予め定められた手順で計算する操作量決定手段(例えば、プラント操作量決定手段19)で取得されたプラント起動時の操作量の計画値と実績値の偏差(以下、操作量偏差27aあるいは操作補正量27b)と、当該蒸気タービン12または蒸気タービンプラントの運転状態についての、計測値または推定値(以下、状態量実績値と総称)ならびに予め定めた指定値または予測値(以下、状態量計画値)を取得する状態量取得手段18で取得されたプラント起動時の状態量の計画値と実績値の偏差(以下、状態量偏差)とに基づいて、前記操作量計画値を補正する。
The characteristics of this embodiment will be described again as follows.
(1) The management means (for example, master curve management means 20) of the steam turbine control device determines a predetermined specified value or a predetermined value for the operation amount to the operation end for starting the steam turbine 12 or the steam turbine plant. The planned value (hereinafter, manipulated variable planned value (for example, manipulated variable master curve 25)) calculated by the determined procedure is acquired, and the actual value during activation (hereinafter, the manipulated variable actual value) is acquired or predetermined. The deviation between the planned value and actual value of the operation amount at the time of starting the plant acquired by the operation amount determination means (for example, the plant operation amount determination means 19) calculated in accordance with the determined procedure (hereinafter, the operation amount deviation 27a or the operation correction amount 27b). ) And a measured value or an estimated value (hereinafter referred to as a state quantity actual value) of the operation state of the steam turbine 12 or the steam turbine plant. In addition, a deviation between the planned value and actual value of the state quantity at the time of starting the plant acquired by the state quantity acquisition means 18 for acquiring a predetermined specified value or predicted value (hereinafter referred to as a state quantity planned value). Based on the above, the manipulated variable planned value is corrected.

(2)前記(1)の管理手段には、少なくとも1つ以上の要素からなる前記状態量偏差のベクトルΔYの第j番目の要素Δy_j(記号_は当該記号の右側に配置された記号が下付添字であることを示す。)に対応する、少なくとも1つ以上の要素からなる前記操作補正量のベクトルΔXの第i番目の要素Δx_iの応答の係数
a_ij = Δx_i / Δy_j
を要素として構成された変換行列Aを用いた式(1a)に示す次の計算モデル
ΔX~t=AΔY~t
(記号~tは、当該記号左側の行列またはベクトルの転置を表す。)
によって、前記操作補正量を計算する回路を備える。
(2) The management means of (1) includes a j-th element Δy_j of the state quantity deviation vector ΔY composed of at least one element (the symbol _ is a symbol arranged on the right side of the symbol below) The coefficient of the response of the i-th element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX consisting of at least one element corresponding to the subscript)
a_ij = Δx_i / Δy_j
The following calculation model shown in the equation (1a) using the transformation matrix A constituted by the elements: ΔX˜t = AΔY˜t
(The symbol ~ t represents the transposition of the matrix or vector on the left side of the symbol.)
A circuit for calculating the operation correction amount is provided.

(3)前記(1)の管理手段には、少なくとも1つ以上の要素からなる前記状態量偏差のベクトルΔYの第j番目の要素Δy_j(記号_は当該記号の右側に配置された記号が下付添字であることを示す)に対応する、少なくとも1つ以上の要素からなる前記操作補正量のベクトルΔXの第i番目の要素Δx_iの応答の係数
a_ij = Δx_i / Δy_j
を要素として構成された変換行列Aと、少なくとも1つ以上の要素c_iで構成されたオフセットベクトルCを用いた式(1a)に示す次の計算モデル
ΔX~t = AΔY~t + C~t
(記号~tは、当該記号左側の行列またはベクトルの転置を表す。)
によって、前記操作補正量を計算する回路を備える。
(3) In the management means of (1), the j-th element Δy_j of the state quantity deviation vector ΔY consisting of at least one element (the symbol _ is a symbol arranged on the right side of the symbol below) The response coefficient of the i-th element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX consisting of at least one element corresponding to the subscript)
a_ij = Δx_i / Δy_j
The following calculation model ΔX ~ t = AΔY ~ t + C ~ t shown in Expression (1a) using the transformation matrix A composed of the elements and the offset vector C composed of at least one element c_i
(The symbol ~ t represents the transposition of the matrix or vector on the left side of the symbol.)
A circuit for calculating the operation correction amount is provided.

(4)前記(2)の管理手段には、前記操作量決定手段で取得された操作量偏差ベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で取得された状態量偏差ベクトルΔYの要素Δy_j、の値にもとづいて、式(2b)の計算モデル
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j(a_ijΔyj)]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で表されるErrの値が最小になるような前記変換行列Aの各要素a_ijの値を特定する回路を備える。
(4) The management means of (2) includes an element Δx_i of the operation amount deviation vector ΔX acquired by the operation amount determination means, an element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY acquired by the state amount acquisition means, Based on the value of, the calculation model of equation (2b) Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j (a_ijΔyj)] ^ 2 dt
(Integration along the symbol ∫_t time, dt is a minute time, Σ_j is addition along the subscript j, and ^ indicates that the right symbol is a right shoulder subscript.)
A circuit for specifying the value of each element a_ij of the transformation matrix A that minimizes the value of Err represented by

(5)前記(3)の管理手段には、前記操作量決定手段で取得された操作量偏差ベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で取得された状態量偏差ベクトルΔYの要素Δy_j、の値にもとづいて、式(2a)に示す計算モデル
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j(a_ijΔyj) - c_i]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で表されるErrの値が最小になるような前記変換行列Aの各要素a_ijおよび前記オフセットベクトルCの各要素c_iの値を特定する回路を備える。
(5) The management means of (3) includes an element Δx_i of the operation amount deviation vector ΔX acquired by the operation amount determination means, and an element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY acquired by the state amount acquisition means, Based on the value of, the calculation model shown in equation (2a) Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j (a_ijΔyj)-c_i] ^ 2 dt
(Integration along the symbol ∫_t time, dt is a minute time, Σ_j is addition along the subscript j, and ^ indicates that the right symbol is a right shoulder subscript.)
A circuit for specifying the values of each element a_ij of the transformation matrix A and each element c_i of the offset vector C so that the value of Err represented by

(6)前記(2)の管理手段には、前記操作量決定手段で取得された操作量偏差ベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で取得された状態量偏差ベクトルΔYの要素Δy_j、の値にもとづいて、式(4b)に示す計算モデル
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j((Σ_k(b_ijk * λ^k))Δy_j)]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、Σ_kは添え字kに沿ったk=1,2,…Kまでの加算、b_ijkは添字i,j,kをもつスカラー定数、λは蒸気タービン12または蒸気タービン12を備える当該プラントの負荷率、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で表されるErrの値が最小になるような定数b_ijkの各添字に応じた値を特定する回路を備える。
(6) The management unit of (2) includes an element Δx_i of the operation amount deviation vector ΔX acquired by the operation amount determination unit, an element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY acquired by the state amount acquisition unit, Based on the value of, the calculation model Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j ((Σ_k (b_ijk * λ ^ k)) Δy_j)] ^ 2 dt
(Integration along symbol ∫_t time, dt is minute time, Σ_j is addition along subscript j, Σ_k is addition up to k = 1, 2,... K along subscript k, b_ijk is subscript i, (scalar constant with j, k, λ is the load factor of the steam turbine 12 or the plant equipped with the steam turbine 12, and ^ indicates that the symbol on the right is a right shoulder subscript.)
A circuit for specifying a value corresponding to each subscript of the constant b_ijk that minimizes the value of Err represented by

(7)前記(3)の管理手段には、前記操作量決定手段で取得された操作量偏差ベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で取得された状態量偏差ベクトルΔYの要素Δy_j、の値にもとづいて、式(4a)に示す計算モデル
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j((Σ_k(b_ijk * λ^k))Δy_j) - c_i]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、Σ_kは添え字kに沿ったk=1,2,…Kまでの加算、b_ijkは添字i,j,kをもつスカラー定数、λは蒸気タービン12または蒸気タービン12を備える当該プラントの負荷率、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で表されるErrの値が最小になるような定数b_ijkの各添字に応じた値および前記オフセットベクトルCの各要素c_iの値を特定する回路を備える。
(7) The management means in (3) includes an element Δx_i of the operation amount deviation vector ΔX acquired by the operation amount determination means, and an element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY acquired by the state amount acquisition means, Is calculated based on the value of Err = _t [Δx_i-Σ_j ((Σ_k (b_ijk * λ ^ k)) Δy_j)-c_i] ^ 2 dt
(Integration along symbol ∫_t time, dt is minute time, Σ_j is addition along subscript j, Σ_k is addition up to k = 1, 2,... K along subscript k, b_ijk is subscript i, (scalar constant with j, k, λ is the load factor of the steam turbine 12 or the plant equipped with the steam turbine 12, and ^ indicates that the symbol on the right is a right shoulder subscript.)
And a circuit for specifying a value corresponding to each subscript of the constant b_ijk and a value of each element c_i of the offset vector C so that the value of Err represented by

本実施形態の蒸気タービン起動制御システムによれば、プラントの状態量の時間に沿った変化は、状態量マスターカーブに近い範囲に制御できる。したがって、起動中において蒸気タービン12の熱応力、熱伸び差などの運転上の制限要因が、制限値内に抑制される。加えて、蒸気タービン12の時系列状態量が計画線に従うことから、負荷すなわち発電量は計画に近い状態で上昇し、目標値に対して高精度に追従させることができる。   According to the steam turbine start control system of the present embodiment, the change in the state quantity of the plant along the time can be controlled in a range close to the state quantity master curve. Therefore, operating limiting factors such as thermal stress and differential thermal expansion of the steam turbine 12 during startup are suppressed within the limiting values. In addition, since the time-series state quantity of the steam turbine 12 follows the planned line, the load, that is, the power generation amount increases in a state close to the plan, and can follow the target value with high accuracy.

また、本実施形態の蒸気タービン起動制御システムは、多くの従来手法で必要とされていた予測制御システムと置換して使用すれば、逐次複雑な予測計算ロジックを使用する必要が無いため、制御装置14の計算負荷を減少することも可能である。   In addition, if the steam turbine start-up control system of the present embodiment is used in place of a predictive control system that is required in many conventional methods, it is not necessary to use a complicated predictive calculation logic sequentially, so that the control device It is also possible to reduce the 14 computational load.

また、複数の状態量マスターカーブおよび操作量マスターカーブを持つことにより、制御の柔軟性を広げ、他の制限要因が加わった場合でも、機器の安全性を確保しながら、計画時間で計画発電量を得ることが容易となる。   In addition, by having multiple state quantity master curves and manipulated variable master curves, the flexibility of control is expanded, and even when other limiting factors are added, the planned power generation is achieved in the planned time while ensuring the safety of the equipment. Can be easily obtained.

また、起動時の操作補正量や状態量偏差に基づいて、次回以降の起動時の操作量マスターカーブが補正することが可能になるため、操作量計画値および操作条件に起因して発生する状態量の計画値からの偏差や、プラントの個体差や特性の経年変化による計画値からの偏差が縮小され、より正確に、機器の安全性を確保しながら、計画時間で計画発電量を得ることができる。   In addition, since the operation amount master curve at the next and subsequent startups can be corrected based on the operation correction amount and state amount deviation at the time of startup, the state that occurs due to the operation amount planned value and the operation conditions The deviation from the planned value of the quantity, and the deviation from the planned value due to individual differences in the plant and changes over time of the characteristics are reduced, and the planned power generation amount can be obtained in the planned time while ensuring the safety of the equipment more accurately. Can do.

したがって、本実施形態を適用すれば、より正確な制御により、要求時刻に要求発電量に到達し、かつ、蒸気タービン12の熱応力、熱伸び差など機器安全にかかわる状態量は制限値内に抑制される効果が得られる。   Therefore, when this embodiment is applied, the required power generation amount is reached at the required time by more accurate control, and the state quantities related to equipment safety such as the thermal stress of the steam turbine 12 and the difference in thermal expansion are within the limit values. The effect to be suppressed is obtained.

1,5 熱媒体
2 流量調節弁
3 流量計
4 熱源装置
6 蒸気発生設備
7 給水
8 伝熱管
9 主蒸気
10 主蒸気流量加減弁
11 主蒸気バイパス弁
12 蒸気タービン
13 発電機
14 制御装置
15 主蒸気圧力計
16 主蒸気温度計
17 蒸気タービン熱伸び差計
18 状態量取得手段
19 プラント操作量決定手段(操作量決定手段)
20 マスターカーブ管理手段(データベース管理手段、管理手段)
21 状態量マスターカーブ(状態量MC)
22 状態量取得値
23 状態量偏差
24 状態量偏差計算器
25,25m 操作量マスターカーブ(操作量MC)
26 操作量取得値
27a 操作量偏差
27b 操作補正量
28 操作補正量計算器
31,32 関数または演算回路
211 補正マスターカーブ(補正MC)
220 マスターカーブDB(データベース)
221 登録I/F
222 取得I/F
231 起動条件
232 起動用MC
A 変換行列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,5 Heat medium 2 Flow control valve 3 Flowmeter 4 Heat source device 6 Steam generating equipment 7 Water supply 8 Heat transfer pipe 9 Main steam 10 Main steam flow control valve 11 Main steam bypass valve 12 Steam turbine 13 Generator 14 Control device 15 Main steam Pressure gauge 16 Main steam thermometer 17 Steam turbine thermal expansion difference meter 18 State quantity acquisition means 19 Plant operation amount determination means (operation amount determination means)
20 Master curve management means (database management means, management means)
21 State quantity master curve (state quantity MC)
22 State quantity acquisition value 23 State quantity deviation 24 State quantity deviation calculator 25, 25m Manipulation variable master curve (manipulation variable MC)
26 Operation amount acquisition value 27a Operation amount deviation 27b Operation correction amount 28 Operation correction amount calculator 31, 32 Function or arithmetic circuit 211 Correction master curve (correction MC)
220 Master curve DB (database)
221 Registration I / F
222 Acquisition I / F
231 Startup condition 232 Startup MC
A transformation matrix

Claims (7)

蒸気タービンプラントを起動するための操作端への操作量の変化の計画値である操作量計画値および前記操作量に関連づけられた運転状態についての状態量の計画値である状態量計画値と、予め前記状態量から前記操作量を算出するために用いる変換値とを記憶するデータベースと、
前記起動を開始すると、所定時間毎に前記蒸気タービンの前記状態量の計測器から計測値を状態量実績値として取得し、前記データベースから前記状態量計画値を取得し、取得された前記状態量計画値および前記状態量実績値に基づいてその偏差である状態量偏差を算出する状態量取得手段と、
前記所定時間毎に、前記データベースから前記操作量計画値を取得し、前記状態量取得手段から前記状態量偏差を取得し、前記状態量偏差と前記変換値とに基づき、前記状態量に関連づけられた前記操作量の補正量を操作補正量として算出し、取得した前記操作量計画値および算出された前記操作補正量に基づいて前記操作端への操作量を決定する操作量決定手段と、
前記所定時間毎の前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量および前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差に基づき、前記変換値を評価するための誤差が小さくなる補正がされた前記変換値を算出し、前記データベースに記憶するデータベース管理手段と、を有し、
前記操作量決定手段は、前記補正された変換値を、次に起動する際に用いる
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
A manipulated variable planned value that is a planned value of a change in the manipulated variable to the operating end for starting the steam turbine plant, and a state quantity planned value that is a planned value of the state quantity for the operating state associated with the manipulated variable; A database for storing in advance conversion values used for calculating the manipulated variable from the state quantity;
When the start is started, the measured value is obtained as a state quantity actual value from the state quantity measuring instrument of the steam turbine every predetermined time, the state quantity planned value is obtained from the database, and the obtained state quantity is obtained. A state quantity obtaining means for calculating a state quantity deviation which is a deviation based on the plan value and the state quantity actual value;
The manipulated variable plan value is acquired from the database at each predetermined time, the state variable deviation is acquired from the state variable acquisition means, and is associated with the state variable based on the state variable deviation and the converted value. An operation amount determination means for calculating a correction amount of the operation amount as an operation correction amount, and determining an operation amount to the operation end based on the acquired operation amount plan value and the calculated operation correction amount;
Based on the operation correction amount calculated by the operation amount determination unit and the state amount deviation calculated by the state amount acquisition unit every predetermined time, correction for reducing the error for evaluating the conversion value is performed. Database conversion means for calculating the conversion value and storing it in the database,
The said operation amount determination means uses the corrected conversion value when starting next time. The steam turbine control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベースには、前記変換値として、
少なくとも1つ以上の要素からなる前記状態量偏差のベクトルΔYの第j番目の要素Δy_j(記号_は当該記号の右側に配置された記号が下付添字であることを示す。)に対応する少なくとも1つ以上の要素からなる前記操作補正量のベクトルΔXの第i番目の要素Δx_iの応答の係数
a_ij = Δx_i / Δy_j
を要素として構成された変換行列Aが記憶されており、
前記データベース管理手段は、前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYとに基づき、
ΔX~t=AΔY~t
(記号~tは、当該記号左側の行列またはベクトルの転置を表す。)
で示す前記変換行列Aを算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
In the steam turbine control device according to claim 1,
In the database, as the conversion value,
At least corresponding to the j-th element Δy_j of the state quantity deviation vector ΔY composed of at least one element (the symbol _ indicates that the symbol arranged on the right side of the symbol is a subscript). Response coefficient of the i-th element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX including one or more elements
a_ij = Δx_i / Δy_j
Is stored as an element, and
The database management unit is based on the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
ΔX ~ t = AΔY ~ t
(The symbol ~ t represents the transposition of the matrix or vector on the left side of the symbol.)
The steam matrix control device characterized in that the transformation matrix A shown by (2) is calculated and stored in the database.
請求項1に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベースには、前記変換値として、
少なくとも1つ以上の要素からなる前記状態量偏差のベクトルΔYの第j番目の要素Δy_j(記号_は当該記号の右側に配置された記号が下付添字であることを示す)に対応する少なくとも1つ以上の要素からなる前記操作補正量のベクトルΔXの第i番目の要素Δx_iの応答の係数
a_ij = Δx_i / Δy_j
を要素として構成された変換行列Aと、少なくとも1つ以上の要素c_iで構成されたオフセットベクトルCとが記憶されており、
前記データベース管理手段は、前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYとに基づき、
ΔX~t = AΔY~t + C~t
(記号~tは、当該記号左側の行列またはベクトルの転置を表す。)
で示す前記変換行列Aおよび前記オフセットベクトルCを算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
The steam turbine control device according to claim 1,
In the database, as the conversion value,
At least one corresponding to the j-th element Δy_j of the state quantity deviation vector ΔY composed of at least one element (the symbol _ indicates that the symbol arranged on the right side of the symbol is a subscript) Coefficient of response of the i-th element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX comprising two or more elements
a_ij = Δx_i / Δy_j
Is stored, and an offset vector C composed of at least one element c_i is stored.
The database management unit is based on the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
ΔX ~ t = AΔY ~ t + C ~ t
(The symbol ~ t represents the transposition of the matrix or vector on the left side of the symbol.)
The conversion matrix A and the offset vector C shown in FIG. 6 are calculated and stored in the database.
請求項2に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベース管理手段は、
前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYの要素Δy_j、の値に基づいて、
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j(a_ijΔy_j)]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で示す前記Errの値が最小になるような前記変換行列Aの各要素a_ijの値を算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
The steam turbine control device according to claim 2, wherein
The database management means includes:
Based on the values of the element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j (a_ijΔy_j)] ^ 2 dt
(Integration along the symbol ∫_t time, dt is a minute time, Σ_j is addition along the subscript j, and ^ indicates that the right symbol is a right shoulder subscript.)
The steam turbine control device, wherein the value of each element a_ij of the transformation matrix A that minimizes the value of the Err indicated by (2) is calculated and stored in the database.
請求項3に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベース管理手段は、
前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYの要素Δy_j、の値に基づいて、
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j(a_ijΔy_j) - c_i]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で示す前記Errの値が最小になるような前記変換行列Aの各要素a_ijおよび前記オフセットベクトルCの各要素c_iの値を算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
The steam turbine control device according to claim 3,
The database management means includes:
Based on the values of the element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j (a_ijΔy_j)-c_i] ^ 2 dt
(Integration along the symbol ∫_t time, dt is a minute time, Σ_j is addition along the subscript j, and ^ indicates that the right symbol is a right shoulder subscript.)
A steam turbine control device that calculates values of each element a_ij of the transformation matrix A and each element c_i of the offset vector C so that the value of the Err shown in FIG.
請求項2に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベース管理手段は、
前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYの要素Δy_j、の値に基づいて、
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j((Σ_k(b_ijk * λ^k))Δy_j)]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、Σ_kは添え字kに沿ったk=1,2,…Kまでの加算、b_ijkは添字i,j,kをもつスカラー定数、λは蒸気タービンまたは蒸気タービンを備える当該プラントの負荷率、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で示す前記Errの値が最小になるような前記スカラー定数b_ijkの各添字に応じた値を算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
The steam turbine control device according to claim 2, wherein
The database management means includes:
Based on the values of the element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j ((Σ_k (b_ijk * λ ^ k)) Δy_j)] ^ 2 dt
(Integration along symbol ∫_t time, dt is minute time, Σ_j is addition along subscript j, Σ_k is addition up to k = 1, 2,... K along subscript k, b_ijk is subscript i, (scalar constant with j, k, λ is the load factor of the steam turbine or the plant with the steam turbine, ^ indicates that the symbol on the right is the right subscript.)
A steam turbine control device that calculates and stores in the database a value corresponding to each subscript of the scalar constant b_ijk that minimizes the value of the Err shown in FIG.
請求項3に記載の蒸気タービン制御装置において、
前記データベース管理手段は、
前記操作量決定手段で算出された前記操作補正量のベクトルΔXの要素Δx_iと、前記状態量取得手段で算出された前記状態量偏差のベクトルΔYの要素Δy_j、の値に基づいて、
Err = ∫_t [Δx_i - Σ_j((Σ_k(b_ijk * λ^k))Δy_j) - c_i]^2 dt
(記号∫_t時間に沿った積分、dtは微小時間、Σ_jは添え字jに沿った加算、Σ_kは添え字kに沿ったk=1,2,…Kまでの加算、b_ijkは添字i,j,kをもつスカラー定数、λは蒸気タービンまたは蒸気タービンを備える当該プラントの負荷率、^は右側の記号が右肩添え字であることを示す。)
で示す前記Errの値が最小になるような前記スカラー定数b_ijkの各添字に応じた値および前記オフセットベクトルCの各要素c_iの値を算出して前記データベースに記憶する
ことを特徴とする蒸気タービン制御装置。
The steam turbine control device according to claim 3,
The database management means includes:
Based on the values of the element Δx_i of the operation correction amount vector ΔX calculated by the operation amount determination unit and the element Δy_j of the state amount deviation vector ΔY calculated by the state amount acquisition unit,
Err = ∫_t [Δx_i-Σ_j ((Σ_k (b_ijk * λ ^ k)) Δy_j)-c_i] ^ 2 dt
(Integration along symbol ∫_t time, dt is minute time, Σ_j is addition along subscript j, Σ_k is addition up to k = 1, 2,... K along subscript k, b_ijk is subscript i, (scalar constant with j, k, λ is the load factor of the steam turbine or the plant with the steam turbine, ^ indicates that the symbol on the right is the right subscript.)
A value corresponding to each subscript of the scalar constant b_ijk and a value of each element c_i of the offset vector C are calculated and stored in the database so that the value of the Err shown in FIG. Control device.
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