JP2019183783A - 冷却空気調整弁の弁開度決定装置、ディスクキャビティ目標温度決定装置、およびディスクキャビティ温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得部と、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出する弁開度算出部と、を備え、
前記弁開度算出部は、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とする。
前記弁開度算出部は、
前記予測モデルに基づいて作成された、前記運転状態毎に前記ディスクキャビティ温度の予測値を前記目標温度以下とすることが可能な前記弁開度を定義した開度マップを保持する開度マップ保持部と、
前記対象運転状態および前記開度マップに基づいて前記弁開度を得る算出部と、を有する。
前記開度マップ保持部は、
基準時に作成された前記開度マップである第1開度マップを保持する第1開度マップ保持部と、
前記基準時よりも後に作成された前記開度マップである第2開度マップと前記第1開度マップとの差分である開度補正マップを保持する開度補正マップ保持部と、を有し、
前記弁開度算出部の前記算出部は、前記第1開度マップおよび前記開度補正マップに基づいて、前記弁開度を算出する。
前記予測モデルは、前記複数の過去データを学習することにより作成される。
上記(4)の構成によれば、教師データとなる複数の過去データを機械学習、深層学習などすることにより、ディスクキャビティ温度の予測精度の向上を図ることができる。
前記予測モデルは、確率分布に基づいて前記ディスクキャビティ温度の予測値を求める確率分布モデルであり、前記確率分布に基づく前記予測値が前記ディスクキャビティ温度の前記目標温度以上となる確率が、所定の確率を超えない。
上記(5)の構成によれば、ディスクキャビティ温度の予測値を適切に求めることができる。
前記複数の過去データを生成する過去データ生成部と、
前記過去データ生成部によって生成された前記複数の過去データを記憶する過去データ記憶部と、をさらに備え、
前記過去データ記憶部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データであって、前記ディスクキャビティ温度の制限温度を超えている前記ディスクキャビティ温度のデータを有する重点管理データを記憶する重点管理履歴記憶部と、
前記重点管理データを除く前記運転履歴データである通常管理データを記憶する通常管理履歴記憶部と、を有する。
上記(6)の構成によれば、重点管理データおよび通常管理データを別々に分けて記憶することにより、それぞれ異なる方針で管理するなど、データの種類に応じた柔軟な管理を行うことができる。よって、予測モデルの精度の向上を効果的に行うことが過去データの生成なども行うことを可能とすることができる。
前記過去データ生成部は、
前記運転履歴データを取得する運転履歴データ取得部と、
前記重点管理データを前記重点管理履歴記憶部に記憶する重点管理履歴処理部と、
前記通常管理データを前記通常管理履歴記憶部に記憶する通常管理履歴処理部と、
少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方に含まれる前記ディスクキャビティ温度または前記運転状態に含まれるデータの少なくとも1つに基づいて、前記重点管理データを格納すべき前記重点管理履歴記憶部における管理領域または前記通常管理データを格納すべき前記通常管理履歴記憶部における管理領域を特定する管理領域特定部と、
前記管理領域毎の少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方の数が最新のものから所定数以下となるように管理するデータ数管理部と、を有する。
前記重点管理履歴処理部または前記通常管理履歴処理部の少なくとも一方は、前記管理領域特定部によって前記管理領域が特定された前記重点管理データまたは前記通常管理データである前記運転履歴データが所定のデータ追加条件を満たす場合に前記過去データ記憶部に記憶するよう構成されており、
前記データ追加条件は、第1の前記運転履歴データが格納された前記管理領域と、前記運転履歴データ取得部によって取得された第2の運転履歴データであって、前記第1の運転履歴データが取得されてからn番目(nは整数)または所定時間の経過までに取得された第2の運転履歴データの前記管理領域が異なる場合を含む。
前記ディスクキャビティ温度の計測値と前記目標温度との偏差に基づいて、前記弁開度を調整するための調整開度を決定するフィードバック制御を行うフィードバック制御部を、さらに備え、
前記過去データ生成部は、
前記目標温度が整定し、かつ、前記フィードバック制御が整定している時に取得された前記運転履歴データのみを通過させる整定フィルタを、さらに有し、
前記運転履歴データ取得部は、前記整定フィルタを通過した前記運転履歴データを取得する。
上記(9)の構成によれば、予測モデルの作成に用いるデータとして有効な運転履歴データを取得することができ、予測モデルによる予測精度の向上を図ることができる。
前記運転状態は、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つを含む。
上記(10)の構成によれば、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つに基づいて、冷却空気調整弁の弁開度を適切に決定することができる。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得部と、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出する目標温度算出部と、を備え、
前記目標温度算出部は、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とする。
前記目標温度算出部は、
前記分類モデルに基づいて作成された、前記運転状態毎に前記制御不能確率を前記所定の確率以下とすることが可能な前記目標温度を定義した目標温度マップを保持する目標温度マップ保持部と、
前記対象運転状態および前記目標温度マップに基づいて前記目標温度を得る算出部と、を有する。
上記(12)の構成によれば、上記(2)と同様に、対象運転状態に応じた目標温度を目標温度マップから直接求めることができ、目標温度を対象運転状態が得られた時からより短時間で決定することができる。
前記目標温度マップ保持部は、
基準時に作成された前記目標温度マップである第1目標温度マップを保持する第1目標温度マップ保持部と、
前記基準時よりも後に作成された前記目標温度マップである第2目標温度マップと前記第1目標温度マップとの差分である目標温度補正マップを保持する目標温度補正マップ保持部と、を有し、
前記目標温度算出部の前記算出部は、前記第1目標温度マップおよび前記目標温度補正マップに基づいて、前記目標温度を算出する。
上記(13)の構成によれば、上記(3)と同様に、目標温度補正マップで定義された値(補正量)が想定よりも大きい場合には、例えば分類モデルの再学習を行うようにすれば、目標温度マップの予測精度の維持を図ることができると共に、第1目標温度マップ(基準時)への初期化も容易となり、予測に基づいて行うガスタービンの制御の信頼性の維持を図ることができる。
前記分類モデルは、前記複数の過去データを学習することにより作成される。
上記(14)の構成によれば、教師データとなる複数の過去データを機械学習、深層学習などすることにより、ガスタービンが制御不能となる制御不能確率が所定値以下となるディスクキャビティ温度の予測精度の向上を図ることができる。
前記複数の過去データを生成する過去データ生成部と、
前記過去データ生成部によって生成された前記複数の過去データを記憶する過去データ記憶部と、をさらに備え、
前記過去データ記憶部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データであって、前記ディスクキャビティ温度の制限温度を超えている前記ディスクキャビティ温度のデータを有する重点管理データを記憶する重点管理履歴記憶部と、
前記重点管理データを除く前記運転履歴データである通常管理データを記憶する通常管理履歴記憶部と、を有する。
上記(15)の構成によれば、上記(6)と同様の効果を奏する。
前記過去データ生成部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データを取得する運転履歴データ取得部と、
前記重点管理データを前記重点管理履歴記憶部に記憶する重点管理履歴処理部と、
前記通常管理データを前記通常管理履歴記憶部に記憶する通常管理履歴処理部と、
少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方に含まれる前記ディスクキャビティ温度または前記運転状態に含まれるデータの少なくとも1つに基づいて、前記前記重点管理データを格納すべき前記重点管理履歴記憶部における管理領域または前記通常管理データを格納すべき前記通常管理履歴記憶部における管理領域を特定する管理領域特定部と、
前記管理領域毎の少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方の数が最新のものから所定数以下となるように管理するデータ数管理部と、を有する。
前記重点管理履歴処理部または前記通常管理履歴処理部の少なくとも一方は、前記管理領域特定部によって前記管理領域が特定された前記重点管理データまたは前記通常管理データである前記運転履歴データが所定のデータ追加条件を満たす場合に前記過去データ記憶部に記憶するよう構成されており、
前記データ追加条件は、第1の前記運転履歴が格納された前記管理領域と、前記運転履歴データ取得部によって取得された第2の運転履歴データであって、前記第1の運転履歴データが取得されてからn番目(nは整数)または所定時間の経過までに取得された第2の運転履歴データの前記管理領域が異なる場合を含む。
前記運転状態は、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つを含む。
上記(18)の構成によれば、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つに基づいて、ディスクキャビティ温度の目標温度を適切に決定することができる。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定する目標温度決定部と、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定する弁開度決定部と、
前記弁開度決定部によって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出する指令開度算出部と、を備える。
前記目標温度は、前記ディスクキャビティ温度の制限温度よりも小さく、
前記弁開度決定部は、上記(1)〜(10)のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置によって決定された弁開度になるように、前記冷却空気調整弁の弁開度を制御する。
上記(20)の構成によれば、上記(1)〜(10)と同様の効果を奏する。
また、ディスクキャビティ温度の制限温度よりも目標温度を小さく設定することにより、ディスクキャビティ温度の予測値に基づいて冷却空気調整弁の決定開度を決定する場合に、ディスクキャビティ温度がその制限温度を超える可能性の低減を図ることができ、ガスタービンの信頼性を確保することができる。
前記目標温度決定部は、上記(11)〜(18)のいずれか1項に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置によって決定された温度を前記目標温度に決定する。
上記(21)の構成によれば、上記(11)〜(18)と同様の効果を奏する。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得ステップと、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出する弁開度算出ステップと、を備え、
前記弁開度算出ステップは、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とする。
前記ディスクキャビティ温度の計測値と前記目標温度との偏差に基づいて、前記弁開度を調整するための調整開度を決定するフィードバック制御ステップを、さらに備える。
上記(23)の構成によれば、ディスクキャビティ温度の計測値をフィードバックして、冷却空気調整弁の弁開度を細かく制御するための調整開度を決定することにより、ディスクキャビティ温度の計測値と目標温度とがより確実な一致を図ることができる。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得ステップと、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出する目標温度算出ステップと、を備え、
前記目標温度算出ステップは、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とする。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定する目標温度決定ステップと、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定する弁開度決定ステップと、
前記弁開度決定ステップによって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出する指令開度算出ステップと、を備える。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得機能と、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出する弁開度算出機能と、を実現させると共に、
前記弁開度算出機能は、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とする。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得機能と、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出する目標温度算出機能と、を実現させると共に、
前記目標温度算出機能は、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とする。
ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定する目標温度決定機能と、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定する弁開度決定機能と、
前記弁開度決定機能によって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出する指令開度算出機能と、を実現させる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
以下、ディスクキャビティ温度制御装置1(以下、単に、温度制御装置1)が備える上記の構成について、それぞれ説明する。
他の幾つかの実施形態では、図3に示すように、目標温度決定部11は、ガスタービン7の運転員などによって予め設定された温度を目標温度Ttとして決定しても良い。図3に示す実施形態では、目標温度決定部11は、記憶装置mに記憶されている温度を取得して、目標温度Ttとするように構成されている。記憶装置mには、例えばディスクキャビティ温度の制限温度などが記憶されていても良く、目標温度決定部11は、記憶装置mに記憶されている温度(制限温度など)から所定値または制限温度の所定割合などを差し引いた温度など、制限温度以下の温度を算出し、目標温度Ttとしても良い。つまり、図3に示す実施形態の温度制御装置1は、対象運転状態Irに基づいた演算を行う目標温度決定部11を備えていない点で、図2に示す実施形態とは異なっており、上記の決定開度Dbのみをフィードフォワード的に決定することが可能となっている。
このような過程を繰り返すことにより、分類モデルMpによる制御不能の予測は、(6)に示すような予測結果を指すようになる。
ディスクキャビティ温度制御方法は、上述した冷却空気調整弁92の弁開度を制御することにより、ディスクキャビティ温度を制御するための方法である。図14に示すように、ディスクキャビティ温度制御方法(以下、単に、温度制御方法)は、目標温度決定ステップ(S11)と、弁開度決定ステップ(S12)と、指令開度算出ステップ(S13)と、を備える。この温度制御方法は、上述した温度制御装置1が実行しても良いし、例えば周期的に対象運転状態Irを取得しつつ、人手で実行しても良い。
図14のステップ順に温度制御方法を説明する。
冷却空気調整弁の弁開度決定方法は、上述した冷却空気調整弁92の弁開度(決定開度Db)を決定するための方法である。図15に示すように、冷却空気調整弁の弁開度決定方法(以下、単に、弁開度決定方法)は、対象運転状態取得ステップ(S21)と、弁開度算出ステップ(S22)と、を備える。この弁開度決定方法は、上述した弁開度決定装置2が実行しても良いし、例えば周期的に対象運転状態Irを取得しつつ、人手で実行しても良い。
図15のステップ順に弁開度決定方法を説明する。
ディスクキャビティ目標温度決定方法は、上述したディスクキャビティ温度の目標温度Ttを決定するための方法である。図16に示すように、ディスクキャビティ目標温度決定方法(以下、単に、目標温度決定方法)は、対象運転状態取得ステップ(S31)と、目標温度算出ステップ(S32)と、を備える。この目標温度決定方法は、上述した目標温度決定装置3が実行しても良いし、例えば周期的に対象運転状態Irを取得しつつ、人手で実行しても良い。
図16のステップ順に目標温度決定方法を説明する。
m 記憶装置
11 目標温度決定部
12 弁開度決定部
13 指令開度算出部
14 フィードバック制御部
15 異常検知部
17 ログ収集部
2 弁開度決定装置
21 対象運転状態取得部
22 弁開度算出部
23 開度マップ保持部
24 算出部
25 第1開度マップ保持部
26 開度補正マップ保持部
3 目標温度決定装置(ディスクキャビティ目標温度決定装置)
31 対象運転状態取得部
32 目標温度算出部
33 目標温度マップ保持部
34 算出部
35 第1目標温度マップ保持部
36 目標温度補正マップ保持部
4 予測モデル作成装置
4m 記憶装置
41 過去データ記憶部
41e 重点管理履歴記憶部
41n 通常管理履歴記憶部
42 予測モデル生成部
43 開度探索部
44 目標温度探索部
45 開度補正マップ作成部
45b 目標温度補正マップ作成部
46 第1開度マップ保持部
46b 第1目標温度マップ保持部
47 開度補正マップ算出部
47b 目標温度補正マップ算出部
48 送信部
49 検証部
5 過去データ生成部
51 運転履歴データ取得部
52 運転履歴分類部
53 重点管理履歴処理部
54e 第2の管理領域特定部
54 管理領域特定部
55 通常運転履歴処理部
56 データ数管理部
56e 第2のデータ数管理部
6 通信ネットワーク
7 ガスタービン
7i 入口
7s ロータ軸
7r ロータ
71 圧縮機
71c 圧縮機車室
71r 圧縮機側ロータ部
71m 動翼(圧縮機側)
71s 静翼(圧縮機側)
72 燃焼器
73 タービン
73c タービン車室
73r タービン側ロータ部
73m 動翼(タービン側)
73s 静翼(タービン側)
73a 静翼の先端部
73d タービンディスク
74 軸受
75 入口案内翼
75c 開度コントローラ
76 抽気室
77p 圧力計
77t 吸気温度計
78 発電機
78e 電力計
79 温度計
9 タービン冷却機構
91 抽気配管
92 冷却空気調整弁
C 冷却空気
D 指令開度
Da 調整開度
Db 決定開度
Dr 実開度
F マップ
Fc 補正マップ
Fd 開度マップ
Fda 第1開度マップ
Fdb 第2開度マップ
Fdc 開度補正マップ
Ft 目標温度マップ
Fta 第1目標温度マップ
Ftb 第2目標温度マップ
Ftc 目標温度補正マップ
Ir 対象運転状態
L 過去データ
Lc 運転履歴データ
Lce 重点管理データ
Lcn 通常管理データ
M 予測モデル
MW 発電機出力
Mp 分類モデル
Mt 予測モデル
S ディスクキャビティ
Ta 吸気温度
Ts ディスクキャビティ温度
Tt 目標温度
Vp 入口案内翼の翼開度
Claims (28)
- ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得部と、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出する弁開度算出部と、を備え、
前記弁開度算出部は、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とすることを特徴とする冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記弁開度算出部は、
前記予測モデルに基づいて作成された、前記運転状態毎に前記ディスクキャビティ温度の予測値を前記目標温度以下とすることが可能な前記弁開度を定義した開度マップを保持する開度マップ保持部と、
前記対象運転状態および前記開度マップに基づいて前記弁開度を得る算出部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記開度マップ保持部は、
基準時に作成された前記開度マップである第1開度マップを保持する第1開度マップ保持部と、
前記基準時よりも後に作成された前記開度マップである第2開度マップと前記第1開度マップとの差分である開度補正マップを保持する開度補正マップ保持部と、を有し、
前記弁開度算出部の前記算出部は、前記第1開度マップおよび前記開度補正マップに基づいて、前記弁開度を算出することを特徴とする請求項2に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記予測モデルは、前記複数の過去データを学習することにより作成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。
- 前記予測モデルは、確率分布に基づいて前記ディスクキャビティ温度の予測値を求める確率分布モデルであり、前記確率分布に基づく前記予測値が前記ディスクキャビティ温度の前記目標温度以上となる確率が、所定の確率を超えないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。
- 前記複数の過去データを生成する過去データ生成部と、
前記過去データ生成部によって生成された前記複数の過去データを記憶する過去データ記憶部と、をさらに備え、
前記過去データ記憶部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データであって、前記ディスクキャビティ温度の制限温度を超えている前記ディスクキャビティ温度のデータを有する重点管理データを記憶する重点管理履歴記憶部と、
前記重点管理データを除く前記運転履歴データである通常管理データを記憶する通常管理履歴記憶部と、を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記過去データ生成部は、
前記運転履歴データを取得する運転履歴データ取得部と、
前記重点管理データを前記重点管理履歴記憶部に記憶する重点管理履歴処理部と、
前記通常管理データを前記通常管理履歴記憶部に記憶する通常管理履歴処理部と
少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方に含まれる前記ディスクキャビティ温度または前記運転状態に含まれるデータの少なくとも1つに基づいて、前記前記重点管理データを格納すべき前記重点管理履歴記憶部における管理領域または前記通常管理データを格納すべき前記通常管理履歴記憶部における管理領域を特定する管理領域特定部と、
前記管理領域毎の少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方の数が最新のものから所定数以下となるように管理するデータ数管理部と、を有することを特徴とする請求項6に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記重点管理履歴処理部または前記通常管理履歴処理部の少なくとも一方は、前記管理領域特定部によって前記管理領域が特定された前記重点管理データまたは前記通常管理データである前記運転履歴データが所定のデータ追加条件を満たす場合に前記過去データ記憶部に記憶するよう構成されており、
前記データ追加条件は、第1の前記運転履歴データが格納された前記管理領域と、前記運転履歴データ取得部によって取得された第2の運転履歴データであって、前記第1の運転履歴データが取得されてからn番目(nは整数)または所定時間の経過までに取得された第2の運転履歴データの前記管理領域が異なる場合を含むことを特徴とする請求項7に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記ディスクキャビティ温度の計測値と前記目標温度との偏差に基づいて、前記弁開度を調整するための調整開度を決定するフィードバック制御を行うフィードバック制御部を、さらに備え、
前記過去データ生成部は、
前記目標温度が整定し、かつ、前記フィードバック制御が整定している時に取得された前記運転履歴データのみを通過させる整定フィルタを、さらに有し、
前記運転履歴データ取得部は、前記整定フィルタを通過した前記運転履歴データを取得することを特徴とする請求項7または8に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。 - 前記運転状態は、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置。
- ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得部と、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出する目標温度算出部と、を備え、
前記目標温度算出部は、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とすることを特徴とするディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記目標温度算出部は、
前記分類モデルに基づいて作成された、前記運転状態毎に前記制御不能確率を前記所定の確率以下とすることが可能な前記目標温度を定義した目標温度マップを保持する目標温度マップ保持部と、
前記対象運転状態および前記目標温度マップに基づいて前記目標温度を得る算出部と、を有することを特徴とする請求項11に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記目標温度マップ保持部は、
基準時に作成された前記目標温度マップである第1目標温度マップを保持する第1目標温度マップ保持部と、
前記基準時よりも後に作成された前記目標温度マップである第2目標温度マップと前記第1目標温度マップとの差分である目標温度補正マップを保持する目標温度補正マップ保持部と、を有し、
前記目標温度算出部の前記算出部は、前記第1目標温度マップおよび前記目標温度補正マップに基づいて、前記目標温度を算出することを特徴とする請求項12に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記分類モデルは、前記複数の過去データを学習することにより作成されることを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。
- 前記複数の過去データを生成する過去データ生成部と、
前記過去データ生成部によって生成された前記複数の過去データを記憶する過去データ記憶部と、をさらに備え、
前記過去データ記憶部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データであって、前記ディスクキャビティ温度の制限温度を超えている前記ディスクキャビティ温度のデータを有する重点管理データを記憶する重点管理履歴記憶部と、
前記重点管理データを除く前記運転履歴データである通常管理データを記憶する通常管理履歴記憶部と、を有することを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記過去データ生成部は、
前記複数の過去データの候補となる運転履歴データを取得する運転履歴データ取得部と、
前記重点管理データを前記重点管理履歴記憶部に記憶する重点管理履歴処理部と、
前記通常管理データを前記通常管理履歴記憶部に記憶する通常管理履歴処理部と、
少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方に含まれる前記ディスクキャビティ温度または前記運転状態に含まれるデータの少なくとも1つに基づいて、前記重点管理データを格納すべき前記重点管理履歴記憶部における管理領域または前記通常管理データを格納すべき前記通常管理履歴記憶部における管理領域を特定する管理領域特定部と、
前記管理領域毎の少なくとも前記重点管理データおよび前記通常管理データのいずれか一方の数が最新のものから所定数以下となるように管理するデータ数管理部と、を有することを特徴とする請求項15に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記重点管理履歴処理部または前記通常管理履歴処理部の少なくとも一方は、前記管理領域特定部によって前記管理領域が特定された前記重点管理データまたは前記通常管理データである前記運転履歴データが所定のデータ追加条件を満たす場合に前記過去データ記憶部に記憶するよう構成されており、
前記データ追加条件は、第1の前記運転履歴データが格納された前記管理領域と、前記運転履歴データ取得部によって取得された第2の運転履歴データであって、前記第1の運転履歴データが取得されてからn番目(nは整数)または所定時間の経過までに取得された第2の運転履歴データの前記管理領域が異なる場合を含むことを特徴とする請求項16に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。 - 前記運転状態は、入口案内翼の翼開度、吸気温度、出力、または圧縮機車室内圧力の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11〜17のいずれか1項に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置。
- ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御装置であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定する目標温度決定部と、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定する弁開度決定部と、
前記弁開度決定部によって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出する指令開度算出部と、を備えることを特徴とするディスクキャビティ温度制御装置。 - 前記目標温度は、前記ディスクキャビティ温度の制限温度よりも小さく、
前記弁開度決定部は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定装置によって決定された弁開度になるように、前記冷却空気調整弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項19に記載のディスクキャビティ温度制御装置。 - 前記目標温度決定部は、請求項11〜18のいずれか1項に記載のディスクキャビティ目標温度決定装置によって決定された温度を前記目標温度に決定することを特徴とする請求項19または20に記載のディスクキャビティ温度制御装置。
- ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得するステップと、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出するステップと、を備え、
前記弁開度を算出するステップは、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とすることを特徴とする冷却空気調整弁の弁開度決定方法。 - 前記ディスクキャビティ温度の計測値と前記目標温度との偏差に基づいて、前記弁開度を調整するための調整開度を決定するステップを、さらに備えることを特徴とする請求項22に記載の冷却空気調整弁の弁開度決定方法。
- ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得するステップと、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出するステップと、を備え、
前記目標温度を算出するステップは、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とすることを特徴とするディスクキャビティ目標温度決定方法。 - ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御方法であって、
前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定するステップと、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定するステップと、
前記弁開度を決定ステップによって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出するステップと、を備えることを特徴とするディスクキャビティ温度制御方法。 - ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定する冷却空気調整弁の弁開度決定プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得機能と、
前記対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度が制御後において目標温度以下になるような前記弁開度を算出する弁開度算出機能と、を実現させると共に、
前記弁開度算出機能は、過去に取得された前記運転状態、前記ディスクキャビティ温度、および前記冷却空気調整弁の実開度の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された予測モデルであって、前記運転状態の入力値および前記弁開度の入力値における前記ディスクキャビティ温度の予測値を求めるための予測モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記ディスクキャビティ温度の予測値が前記目標温度以下になる前記弁開度の入力値を前記弁開度とすることを特徴とする冷却空気調整弁の弁開度決定プログラム。 - ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を決定するのに用いる前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度の目標温度を決定するディスクキャビティ目標温度決定プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態を取得する対象運転状態取得機能と、
前記対象運転状態に基づいて、前記目標温度を算出する目標温度算出機能と、を実現させると共に、
前記目標温度算出機能は、
過去に取得された前記運転状態および前記ディスクキャビティ温度に対する前記ガスタービンの制御可否の関係を対応付けた複数の過去データに基づいて作成された分類モデルであって、前記運転状態の入力値及び前記ディスクキャビティ温度の入力値における前記ガスタービンの制御不能確率を求めるための分類モデルに基づいて、前記対象運転状態における前記制御不能確率が所定の確率以下になるような前記ディスクキャビティ温度の入力値を前記目標温度とすることを特徴とするディスクキャビティ目標温度決定プログラム。 - ガスタービンのディスクキャビティを冷却する冷却空気の供給を制御するための冷却空気調整弁の弁開度を制御することにより、前記ディスクキャビティの温度であるディスクキャビティ温度を制御するディスクキャビティ温度制御プログラムであって、
コンピュータに、前記ガスタービンの制御前の運転状態である対象運転状態に基づいて、前記ディスクキャビティ温度の目標温度を決定する目標温度決定機能と、
前記対象運転状態に基づいて、制御後の前記ディスクキャビティ温度が前記目標温度以下になるように前記弁開度を決定する弁開度決定機能と、
前記弁開度決定機能によって決定された決定開度に基づいて、前記冷却空気調整弁に対する指令開度を算出する指令開度算出機能と、を実現させることを特徴とするディスクキャビティ温度制御プログラム。
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