JP2564271B2 - Thermal power plant on-time shortest start method - Google Patents
Thermal power plant on-time shortest start methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は火力発電プラントの起動システムに係り、特
にプラント起動過程での運転制約条件を守り、指定され
た起動完了時刻に対して正確な起動を可能にし、短時間
で起動を完了するために好適な起動方式に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a start-up system for a thermal power plant, and particularly to an operation start-up system for a specified start-up completion time, in compliance with operation constraint conditions in the plant start-up process. The present invention relates to a start-up method suitable for enabling start-up and completing start-up in a short time.
火力発電プラントの起動に関する従来の方法は、起動
前の停止時間や機器の温度状態に応じて、ボイラへの初
期投入燃料量,主蒸気の昇温及び昇圧の時間関数,ター
ビンの昇速及び負荷上昇の時間関数が起動スケジユール
として決定し、この起動スケジユールをプラントの各系
統に設けられた制御系で実行するという方法である。こ
の最も代表的な方法は、エレクトリカル ワールド(19
66年2月第58頁から第62頁,Electrical World,Vol.165,
No.6の論文Thermal Stress Influence Starting,Loadin
gof Boilers,Turbines)で述べられている。The conventional method for starting a thermal power plant is, depending on the stop time before starting and the temperature condition of the equipment, the amount of fuel initially injected into the boiler, the time function of temperature rise and pressure rise of the main steam, the speed up and load of the turbine, and the load. In this method, the rising time function is determined as a start-up schedule and this start-up schedule is executed by a control system provided in each system of the plant. The most representative method is the Electrical World (19
February 66, pages 58 to 62, Electrical World, Vol.165,
No.6 paper Thermal Stress Influence Starting, Loadin
gof Boilers, Turbines).
この方法は、プラントの限られた部分の初期状態によ
つて一義的に起動スケジユールを決定する方法である。
即ち、ボイラ蒸気圧力,ボイラ出口蒸気温度,蒸気ター
ビンケーシング温度の初期値に応じて、蒸気タービンの
昇速率,初負荷量,速度保持並びに負荷保持による蒸気
タービンの暖機時間及び負荷変化率を決定する方法であ
る。この方法は、プラントの起動完了時刻を正確に守る
ことは可能であるが、ボイラ発生蒸気の昇温特性のばら
つきを起動スケジユールのマージンとして吸収している
ため、作成される起動スケジユールは必要以上に長くな
りがちである。また、別の従来方法としては、USP3,44
6,224及びUSP4,228,359が知られている。これらは蒸気
タービンに発生する熱応力をオンラインリアルタイムで
監視しながら蒸気タービンの急速起動を図るものである
が、指定された起動時刻を守る具体的な方法及びボイラ
の起動方法に関しては何ら言及していない。This method is a method for uniquely determining the start-up schedule according to the initial state of a limited part of the plant.
That is, according to the initial values of the boiler steam pressure, the boiler outlet steam temperature, and the steam turbine casing temperature, the steam turbine acceleration rate, initial load amount, speed retention, and steam turbine warm-up time and load change rate due to load retention are determined. Is the way to do it. Although this method can keep the start-up completion time of the plant accurately, it absorbs the variation in the temperature rise characteristics of the boiler-generated steam as the margin of the start-up schedule, so the start-up schedule created is longer than necessary. It tends to be long. As another conventional method, USP3,44
6,224 and USP 4,228,359 are known. These are intended for rapid start of the steam turbine while monitoring the thermal stress generated in the steam turbine in real time online, but there is no mention of a specific method for keeping the specified start time and a method for starting the boiler. Absent.
ボイラの起動時間短縮を目的とした従来方法として
は、特開昭59-157402が知られている。この方法はボイ
ラに発生する熱応力をオンラインリアルタイムで監視し
ながらボイラ発生蒸気の急速昇温を図るものである。し
かし、この方式も指定された起動時刻を守る具体的な方
法及びタービンの起動に関しては何ら言及していない。Japanese Patent Laid-Open No. 59-157402 is known as a conventional method for reducing the startup time of a boiler. This method aims to rapidly raise the temperature of the steam generated by the boiler while monitoring the thermal stress generated in the boiler in real time online. However, this method also makes no mention of a specific method of keeping the specified start time and start of the turbine.
以上述べたように、従来の方法は何れもボイラもしく
は蒸気タービンの片方のみに着目した急速起動方法であ
る。しかし、この様な個別の方法を組合わせたとして
も、プラント全体の起動完了時刻が正確かつ起動時間が
最短となる保証は何も無い。何故ならば、ボイラと蒸気
タービンは相互干渉が極めて強く、個々の最適化が必ず
しも全体の最適化とならないからである。As described above, each of the conventional methods is a rapid start method focusing on only one of the boiler and the steam turbine. However, even if such individual methods are combined, there is no guarantee that the start completion time of the entire plant is accurate and the start time is the shortest. This is because the boiler and the steam turbine have very strong mutual interference, and the individual optimization does not always result in the overall optimization.
本発明は、上記従来方法がボイラまたは蒸気タービン
の片方を対象としていたのに対し、両者の起動特性を総
合的に考慮して、プラント全体の起動完了時刻の高精度
化と起動時間の最短化を図ることを目的とする。The present invention, while the above-mentioned conventional method was intended for one of the boiler or the steam turbine, in consideration of the start characteristics of both, the accuracy of the start completion time of the entire plant was improved and the start time was minimized. The purpose is to
上記目的は、前記従来方式では考慮されていなかつた
プラント全系の起動特性に着目し、この起動特性を予測
するためのモデルを用いて、一種の山登り法により最短
起動スケジユールを決定する起動スケジユール作成機能
を設けるとともに、起動完了予想時刻が指定された時刻
と一致するように起動開始時刻を調節する機能を設ける
ことにより達成される。具体的には、火力発電プラント
の起動に必要な操作及び制御目標値設定に関する時間的
な起動スケジュールを該プラントの起動前に作成するた
めの起動スケジュール作成機能と、作成された起動スケ
ジュールに従って実際にプラントを起動するスケジュー
ル実行機能とを有する該プラントの起動システムにおい
て、 前記起動スケジュール作成機能を、起動完了時刻を守
るという条件のもとで起動時間を最短化する起動スケジ
ュールを探索する起動スケジュール最適化部とプラント
動特性予測部とで構成し、 該プラント動特性予測部には、起動スケジュールにし
たがってプラントが起動されると仮定した場合の起動特
性を予測するプラント動特性モデルと、該プラント動特
性モデルによって得られた起動特性と起動前に実プラン
トから計測した状態値とに基づいてプラントの応力を算
出する応力計算部とを内蔵し、 前記スケジュール最適化部には、前記プラント動特性
予測部にて算出された応力値が運転制約条件を侵害して
いるか否かを判定する制約条件侵害判定部と、該応力値
が運転制約条件を侵害せずに起動時間が最短となる最適
起動スケジュールを探索するために起動スケジュールを
修正して前記プラント動特性モデルに設定する手段とを
具備し、 前記スケジュール実行機能には、前記スケジュール最
適化部にて最適化された起動スケジュールにおける起動
完了時刻と予め指定された起動完了時刻との誤差が許容
値以下になるまでプラントを待機させる手段を備えたこ
とにある。The above-mentioned object focuses on the start-up characteristics of the entire plant system that has not been considered in the conventional method, and uses a model for predicting the start-up characteristics, and creates a start-up schedule that determines the shortest start-up schedule by a kind of hill climbing method. This is achieved by providing a function and adjusting a start start time such that the expected start completion time matches the designated time. Specifically, a start schedule creation function for creating a time-based start schedule related to the operation required to start the thermal power plant and the control target value setting before starting the plant, and actually according to the created start schedule. In a start-up system of the plant having a schedule execution function for starting a plant, the start-up schedule optimization function searches the start-up schedule that minimizes the start-up time under the condition that the start-up completion time is kept. Unit and a plant dynamic characteristic prediction unit, the plant dynamic characteristic prediction unit includes a plant dynamic characteristic model for predicting a start characteristic when the plant is assumed to be activated according to a start schedule, and the plant dynamic characteristic. The starting characteristics obtained by the model and measured from the actual plant before starting A stress calculation unit that calculates the stress of the plant based on the state value and a built-in stress calculation unit, and whether the stress value calculated by the plant dynamic characteristic prediction unit violates the operational constraint conditions in the schedule optimization unit. A constraint condition infringement determining unit that determines whether or not the start value is corrected to search for an optimum startup schedule in which the stress value does not violate the operation constraint conditions and has the shortest startup time, and the plant dynamic characteristic model is obtained. And a schedule setting function, wherein the schedule execution function is configured so that the error between the start completion time in the start schedule optimized by the schedule optimization unit and the start completion time specified in advance becomes less than or equal to an allowable value. There is a means to put the plant on standby.
火力発電プラントの起動システムに内蔵させたプラン
ト動特性モデルは、実際にプラントが起動される前に起
動特性予測用として使用される。このプラント動特性モ
デルに初期設定した運転制約条件下での起動特性を予測
し、起動時間が最短となるような起動スケジユールを求
める。このときの起動完了予想時刻と指定時刻との差が
許容値以上の場合はプラントを待機させ、許客値以下と
なつたとき起動を開始する。このような手続きにより起
動時間を最短に抑え、かつ指定時刻通りに起動を完了す
ることができる。The plant dynamic characteristic model incorporated in the startup system of the thermal power plant is used for predicting the startup characteristics before the plant is actually started. The start-up characteristics under the operation constraint conditions initially set in this plant dynamics model are predicted, and the start-up schedule that minimizes the start-up time is obtained. When the difference between the expected start completion time and the designated time at this time is equal to or larger than the allowable value, the plant is put on standby, and when the difference is equal to or smaller than the customer value, the start is started. With such a procedure, the startup time can be minimized and the startup can be completed at the designated time.
第1図は火力発電プラント最短起動方式の基本機能構
成を示すものである。機能を大別すると、起動スケジユ
ール作成機能1000とスケジユール実行機能2000から成
る。前者ではプラント起動時間を最短ならしめる最適起
動スケジユール101を作成し、後者は実際のプラント300
0を最適起動スケジユール通りに起動するために時々刻
々プラントに対する操作量201を変更する。FIG. 1 shows the basic functional configuration of the thermal power plant shortest start method. The functions are roughly divided into a startup schedule creation function 1000 and a schedule execution function 2000. The former creates the optimal start-up schedule 101 that minimizes the plant start-up time, and the latter creates the actual plant 300.
In order to start 0 according to the optimum start schedule, the operation amount 201 for the plant is changed every moment.
起動スケジユール作成機能1000は更にスケジユール最
適化機能1100とプラント動特性予測機能1200から成る。
前者は更にオフライン最適化機能1110とオンライン最適
化機能1120から成り、後者は更にプラント動特性モデル
1210,ボイラ応力計算機能1220及びタービン応力計算機
能1230から成る。オフライン最適化機能1110は起動スケ
ジユール111を仮定し、これをプラント動特性モデル121
0に設定することにより起動特性(213,211,212)を模擬
すると共に、ボイラ応力計算機能1220及びタービン応力
計算機能1230にて、それぞれボイラ応力221及びタービ
ン応力231を算出する。一方オンライン最適化機能1120
はプラント動特性モデル1210が動作するとき、タービン
応力231に応じてタービンの目標運転状態121を逐次最適
化する。オフライン最適化機能1110は、この結果算出さ
れた運転制限条件に関係するプロセス変数の挙動及び起
動所要時間を評価し、新たに起動スケジユール111を仮
定し、これをプラント動特性モデル1210に設定する。こ
の様な処理を繰返すことにより、プロセス状態が運転制
限を侵すことなく最短時間が起動を完了できる最適起動
スケジユール101が決定される。決定された最適起動ス
ケジユール101はスケジユール実効機能2000に設定さ
れ、実際にプラントを起動するための目標値となる。こ
こで、プラント動特性モデル1210、ボイラ応力計算機能
1220及びタービン応力計算機能1230は、それぞれ初期値
321,322及び323を必要とし、これらは起動前に計測され
たプロセス状態値とする。The startup schedule creation function 1000 further includes a schedule optimization function 1100 and a plant dynamic characteristic prediction function 1200.
The former is further composed of an offline optimization function 1110 and an online optimization function 1120, and the latter is further a plant dynamics model.
1210, a boiler stress calculation function 1220 and a turbine stress calculation function 1230. The off-line optimization function 1110 assumes the startup schedule 111, and uses this as the plant dynamics model 121.
By setting to 0, the starting characteristic (213, 211, 212) is simulated, and the boiler stress calculation function 1220 and the turbine stress calculation function 1230 calculate the boiler stress 221 and the turbine stress 231 respectively. On the other hand online optimization function 1120
Sequentially optimizes the target operating state 121 of the turbine according to the turbine stress 231 when the plant dynamic model 1210 operates. The off-line optimization function 1110 evaluates the behavior of the process variables related to the operation restriction conditions calculated as a result and the start-up required time, newly assumes the start-up schedule 111, and sets this in the plant dynamic characteristic model 1210. By repeating such processing, the optimum start schedule 101 that can complete the start in the shortest time without the process state violating the operation limit is determined. The determined optimum start-up schedule 101 is set in the schedule effective function 2000 and becomes a target value for actually starting the plant. Here, plant dynamic characteristic model 1210, boiler stress calculation function
1220 and turbine stress calculation function 1230 have initial values
321, 322 and 323 are required, and these are process state values measured before starting.
次ぎに、実施例における起動スケジユールを規定する
パラメータを定義する。プラントの起動時間は基本的に
プラントの温度特性に依存するため、プラントの昇温時
性と因果関係の強いものをパラメータとして選定すべき
である。このような基本的考え方に基づいて、イグナイ
タ点火間隔(TIG),ミル起動間隔(TPLV),主蒸気
昇温率(LTMS)及び再熱蒸気昇温率(TRHH)の4つを
パラメータとして選定した。Next, parameters that define the startup schedule in the embodiment will be defined. Since the start-up time of the plant basically depends on the temperature characteristic of the plant, one having a strong causal relationship with the temperature rise time of the plant should be selected as a parameter. Based on this basic concept, igniter ignition interval (T IG), mill initiation interval (T PLV), the four main steam NoboriAtsushiritsu (L TMS) and reheat steam NoboriAtsushiritsu (T RHH) Selected as a parameter.
イグナイタ点火間隔(TIG)とは、ボイラ点火指令が
発生されると、ボイラの各バーナ段に対応したイグナイ
タが時間間隔TIGで順次点火され軽油バーナが点火され
てゆく間隔である。The igniter ignition interval (T IG ) is the interval at which when a boiler ignition command is generated, the igniters corresponding to each burner stage of the boiler are sequentially ignited at time intervals T IG and the light oil burner is ignited.
ミル起動間隔(TPLV)とは、軽油バーナが全て点火
された後、微粉炭ミルが順次起動されてゆくときの時間
間隔である。この場合、2台目までのミルは運用基準に
従つて定格流量の50%の微粉炭を供給する。3台目のミ
ルが起動されると、ボイラへ投入される微粉炭の全流量
が定格値の40%(各ミルの分担量は67%)となるように
運転する。その後、タービンが起動される発電機出力が
40%に達すると通常負荷運転モードに移行し、負荷要求
に応じてミルが起動され、最大5台のミルが運転され
る。各ミルが起動されるにつれ、前記軽油バーナは消化
されてゆく。The mill starting interval (T PLV ) is a time interval when the pulverized coal mill is sequentially started after all the light oil burners are ignited. In this case, the mills up to the second unit supply 50% of the rated flow rate of pulverized coal according to the operation standard. When the 3rd mill is started, it operates so that the total flow rate of pulverized coal fed to the boiler is 40% of the rated value (the share of each mill is 67%). After that, the output of the generator that starts the turbine is
When it reaches 40%, it shifts to the normal load operation mode, the mill is started according to the load demand, and a maximum of 5 mills are operated. As each mill is started, the light oil burner is digested.
主蒸気昇温率(LTMS)は、通常負荷運転領域(40〜1
00%負荷)での主蒸気温度の上昇速度を規定するパラメ
ータであり、スケジユール実行機能2000で演算される主
蒸気温度目標値TMSSETに対して、次式に示す働きをも
つ。Main steam NoboriAtsushiritsu (L TMS) is the normal load operating range (40 to 1
This is a parameter that regulates the rate of rise of the main steam temperature at (00% load), and has the function shown in the following formula for the main steam temperature target value T MSSET calculated by the schedule execution function 2000.
ここで、TMS40:40%負荷に達したときの主蒸気温度
(℃) TMSR :主蒸気温度定格値(℃) L :負荷(%) 即ち、負荷がLTMS(%)に達するとき主蒸気温度を
定格値に到達させることを意味する。 Here, T MS40 : Main steam temperature when reaching 40% load (℃) T MSR : Main steam temperature rated value (℃) L: Load (%) That is, when the load reaches L TMS (%) It means that the steam temperature reaches the rated value.
再熱蒸気昇温率(LTRH)とは、主蒸気温度と同様に
通常負荷運転領域での再熱蒸気温度の上昇速度を規定す
るパラメータであり、スケジユール実行機能2000で演算
される再熱蒸気温度目標値TRHSETに対して、次式に示
す働きをもつ。The reheat steam temperature rise rate (L TRH ) is a parameter that regulates the rate of rise of the reheat steam temperature in the normal load operation region, similar to the main steam temperature, and is calculated by the schedule execution function 2000. It has a function shown in the following formula with respect to the temperature target value T RHSET .
ここで、TRH40:40%負荷に達したときの再熱蒸気温
度(℃) TRHR :再熱蒸気温度定格値(℃) L :負荷(%) 即ち、負荷がLTRH(%)に達するとき再熱蒸気温度
を定格値に到達させることを意味する。 Here, T RH40 : Reheated steam temperature when reaching 40% load (℃) T RHR : Reheated steam temperature rated value (℃) L: Load (%) That is, load reaches L TRH (%) This means that the reheat steam temperature reaches the rated value.
次ぎに、オフライン最適化機能1110における最適化ア
ルゴリズムについて詳細に述べる。Next, the optimization algorithm in the offline optimization function 1110 will be described in detail.
第2図は、本発明に非線形最適化手法の一つであるコ
ンプレツクス法を適用した起動スケジユール最適化アル
ゴリズムの基本処理手順を示す。ここで、スケジユール
パラメータは と表記する。以下、各処理機能について説明する。FIG. 2 shows the basic processing procedure of the startup schedule optimization algorithm to which the complex method, which is one of the nonlinear optimization methods, is applied to the present invention. Where the schedule parameter is It is written as. Hereinafter, each processing function will be described.
(1) イニシヤライズ100 最適化アルゴリズムで使用する定数及びイニシヤル値
に関して、その記号,値,単位及び意味を第3図に示
す。(1) Initialization 100 Fig. 3 shows the symbols, values, units and meanings of constants and initial values used in the optimization algorithm.
(2) 初期シンプレツクス形成200 処理手順を第4図に示す。初期試行点 には設定値 を設定し、シミユレーシヨンを実行する。この場合のシ
ミユレーシヨンとはプラント動特性予測機能1200を動作
させ、起動スケジユール に従ってプラントが起動される場合の起動特性を予測す
ることである。このとき、 に対する運転制限要因Y(NMV)が陰的制約条件Y
L(NMV)(第5図参照)を侵害していなければ、次式
に従つて の近傍で初期シンプレツクスを形成する。(2) The initial simplex formation 200 processing procedure is shown in FIG. Initial trial point Is the set value Set and execute simulation. In this case, the simulation means to activate the plant dynamic characteristic prediction function 1200 and start Is to predict the starting characteristics when the plant is started according to. At this time, The driving restriction factor Y (N MV ) for the implicit constraint condition Y
If L (N MV ) (see Fig. 5) is not violated, Form an initial simplex near.
ここで、BJは−1.BJ1.を満足する擬似乱数であ
り、第6図に示す手順で決定する。 Here, B J is a pseudo-random number that satisfies −1.B J 1. It is determined by the procedure shown in FIG.
が陰的制約条件を侵害する場合は第7図に示す手順で試
行点を修正する。 In case of violating the implicit constraint condition, the trial point is corrected by the procedure shown in FIG.
(a) 乱数発生220 第6図はMを変数とする擬似乱数の算出手順である。
本アルゴリズムは平方根の最上桁から5番目に現れれる
数字を利用する方法である。(A) Random number generation 220 FIG. 6 shows a procedure for calculating a pseudo random number in which M is a variable.
This algorithm is a method that uses the number appearing fifth from the most significant digit of the square root.
(b) 初期シンプレツクス修正240 延長倍率修正係数D(I)に従つて、試行点 を次式のように修正する。(B) Trial points according to the initial simplex correction 240 extension magnification correction coefficient D (I) Is corrected as follows.
(c) 延長倍率修正係数決定260 操作パラメータを変更した場合の運転制限要因に対す
る感度は、第8図に示すように、大,中,小及び零と種
々異なる。従つて、どの運転制限要因が陰的制約条件
(第5図参照)を侵害したかによつて、試行点の延長倍
率を修正した方が画一的に修正するよりも最適値の探索
効率が高くなると考えられる。第9図は、この考え方に
従つて陰的制約条件の監視アルゴリズム(第10図参照)
を基に延長倍率修正係数を決定するアルゴリズムを示
す。 (C) Extension magnification correction coefficient determination 260 Sensitivity to operation limiting factors when operating parameters are changed differs from large, medium, small, and zero, as shown in FIG. Therefore, depending on which driving restriction factor violates the implicit constraint condition (see FIG. 5), the optimum value search efficiency is better when the trial point extension magnification is modified than when it is uniformly modified. It is expected to increase. Figure 9 shows the implicit constraint monitoring algorithm based on this concept (see Figure 10).
An algorithm for determining the extension magnification correction coefficient based on
(3) 特性評価順位付け300 本機能は第11図に示すように、K個(本例ではK=
8)からなるシンプレツクスの頂点の中から特徴的な次
の3点を決定するためのアルゴリズムである。(3) Characteristic evaluation ranking 300 As shown in FIG. 11, this function has K (in this example, K =
It is an algorithm for determining the following three characteristic points from the vertices of the simplex consisting of 8).
K個の頂点のうち最短起動となる頂点に対応した操作
パラメータ と起動時間(TX,Q) K個の頂点のうち最長起動となる頂点に対応した操作
パラメータ と起動時間(TX,S) K個の頂点のうち起動時間が2番目に長い頂点に対応
した操作パラメータ と起動時間(TX,S2) (4) 重心計算400 第12図に示すように、最悪頂点 を除く(K−1)個の頂点からなるシンプレツクスの幾
何学的重心座標 を求める。 Operation parameter corresponding to the shortest activation vertex of K vertices And startup time (T X, Q ). Operation parameter corresponding to the longest activation vertex of K vertices And start-up time (T X, S ). Operation parameter corresponding to the vertex with the second longest startup time among the K vertices And start-up time (T X, S2 ) (4) Centroid calculation 400 As shown in Fig. 12, the worst vertex Geometric center of gravity of simplex consisting of (K-1) vertices excluding Ask for.
(5) 新試行点決定500 第13図に示すように、新試行点を として、次式を満足する座標で定義する。この点は最悪
頂点 を結ぶ直線上にあり、重心から距離 にある。ここでRは(7)で述べる延長倍率である。(5) New trial point determination 500 As shown in FIG. Is defined by coordinates that satisfy the following equation. This point is the worst vertex It is on a straight line that connects the It is in. Here, R is the extension magnification described in (7).
(6) 試行点後退不可判定600 延長倍率の修正が発生すると、次の試行点は重心方向
に後退するが、無制限に後退させるのではなく、第14図
に示すように、R−0.1R0となつたとき後退は中止
し、シンプレツクス全体を縮退させ、新たな探索方向を
見出す。この縮退方法に関しては(9)で説明する。 (6) Trial point retreat non-determination 600 When the extension magnification is corrected, the next trial point retreats toward the center of gravity, but instead of retreating indefinitely, as shown in Fig. 14, R-0.1R 0 When this happens, the retreat is stopped, the entire simplex is degenerated, and a new search direction is found. This degeneration method will be described in (9).
(7) 延長倍率修正700 陰的制約条件が侵害された場合は、第15図に示す方法
で延長倍率Rを修正する。(7) Extension rate modification 700 If the implicit constraint condition is violated, the extension rate R will be modified by the method shown in FIG.
(8) 新試行点延長800 新試行点 における起動時間TX,K+1が、それまでの最短時間TX,Q
よりも短い場合は、第16図に示すように、更に同一方向
に延長して最適点への接近にを図る。この再延長点を とする。(8) New trial point extension 800 New trial point The starting time T X, K + 1 at is the shortest time T X, Q
If it is shorter than the above, as shown in FIG. 16, further extend in the same direction to approach the optimum point. This re-extension point And
(9) 試行点後退900 新試行点 における起動時間TX,K+1が、それまでの2初目に長い
時間TX,S2よりも長い場合はXK+1が最適点を飛び越し
た可能性がある。そこで、第17図に示すようにTX,K+1
TX,Sの場合は試行点を重心方向へ中間まで後退(R
を0.5Rとする)させ、TX,K+1>TX,Sの場合は大きく後
退(R=−0.5とする)させる。このときの試行点を とする。(9) Trial point retreat 900 New trial point If the startup time T X, K + 1 at is longer than the second long time T X, S2 at that time , X K + 1 may have jumped over the optimum point. Therefore, as shown in FIG. 17, T X, K + 1
In the case of T X, S , the trial point moves backward toward the center of gravity (R
Is set to 0.5R), and when T X, K + 1 > T X, S , it is largely retracted (set to R = −0.5). The trial point at this time And
(10) シンプレツクスの縮退1300 を結ぶ直線上で特性改善点が見つからない場合(TX,C
<TX,Sとなる がない場合)は、シンプレツクスの大きさ最良点 の方向に縮小させることにより、新たに最適点への接近
の可能性を見出す。この場合、第18図に示すように最初
は縮退率を1/2とするが、各頂点が制約条件を侵害する
場合は縮退率を3/4とする。それでも制約条件を侵害す
る頂点は元の位置にもどす。ここで、陽的制約条件とは
最適化パラメータ自身の上下限値であり、それぞれ である。第19図に示すように全パラメータが陽的制約条
件を満足していることを確認した上でシミユレーシヨン
を実行する。(10) Degeneracy of simplex 1300 If no characteristic improvement point is found on the straight line connecting (T X, C
<T X, S Is the best point for the size of simplex By reducing in the direction of, a new possibility of approaching the optimum point is found. In this case, as shown in FIG. 18, the degeneracy rate is initially set to 1/2, but when each vertex violates the constraint condition, the degeneracy rate is set to 3/4. Nevertheless, the vertex that violates the constraint is returned to its original position. Here, the explicit constraints are the upper and lower limits of the optimization parameter itself, and Is. As shown in Fig. 19, the simulation is executed after confirming that all the parameters satisfy the explicit constraints.
(11) 最悪点除外1420,1440,1460 第20図に示すように を除外し、 を追加することにより新たなシンプレツクスを形成す
る。(11) Worst point exclusion 1420,1440,1460 As shown in Fig. 20 Exclude To form a new simplex.
(12) 探索回数制限到達判定1500 探索回数とはシミユレーシヨンの回数であり、これを
制限することにより、本アルゴリズムが無限ループに陥
らないようにする。第21図はそのための処理手順であ
り、信号の意味は次の通りである。(12) Search count limit arrival judgment 1500 The search count is the number of simulations, and by limiting this, this algorithm will not fall into an infinite loop. FIG. 21 shows a processing procedure therefor, and the meanings of the signals are as follows.
NT :全シミユレーシヨン回数 NAD:シユミレーシヨン結果がシンプレツクスの頂点と
して使用された回数 NNG:シミユレーシヨン結果がシンプレツクスの頂点と
して使用されなかつた回数 NSAD:シンプレツクス縮退のためのシミユレーシヨン
結果がシンプレツクスの頂点として使用された回数 NSNG:シンプレツクス縮退のためのシミユレーシヨン
結果がシンプレツクスの頂点として使用されなかつた回
数 (13) シミユレーシヨン1600 シミユレーシヨンの基本的手順を第22図に示す。シミ
ユレーシヨンでは、プラント起動過程をボイラ起動,昇
速,負荷上昇の3つのフエーズに分けた。ボイラ起動フ
エーズは、イグナイタ点火から昇圧制御(本機能はプラ
ント動特性モデルに内蔵されている)を実行し、起動時
設定圧力(主蒸気は94.9ata,再熱蒸気圧力は8.16ata)
に到達するまでの起動過程を示す。昇速フエーズは、昇
速制御機能を含むメタルマツチ制御機能により定格速度
まで昇速し、且つ高圧タービンのメタルマツチ条件が成
立するまでの起動過程を示す。負荷上昇フエーズは、併
入条件判定機能により負荷併入し、負荷上昇制御機能に
より定格負荷(実運用においては目標負荷)に達するま
での起動過程を示す。N T : Total number of simulations N AD : Number of times simulation results were used as apex of simplex N NG : Number of times simulation results were not used as apex of simplex N SAD : The number of times the simulation result for degeneracy of the simplex was used as the apex of the simplex. N SNG : Simulation for degeneration of simplex The number of times the result was not used as the peak of simplex. (13) Simulation 1600 The basic procedure of simulation is shown in FIG. At Simulation, the plant startup process was divided into three phases: boiler startup, speed increase, and load increase. The boiler start-up phase executes boost control from igniter ignition (this function is built into the plant dynamics model), and the start-up set pressure (main steam 94.9ata, reheat steam pressure 8.16ata)
The starting process until reaching is shown. Acceleration phase indicates the starting process until the metal match condition of the high-pressure turbine is satisfied by increasing the speed to the rated speed by the metal match control function including the speed increase control function. The load increase phase indicates the starting process until the load is included by the combination condition determination function and the rated load (the target load in actual operation) is reached by the load increase control function.
(14) 最適点収束判定1700 最適点、即ち最短起動スケジユールは次式を満足する とする。(14) Optimal point convergence judgment 1700 Optimal point, that is, the shortest start schedule satisfies the following equation. And
このとき と表記する。 At this time It is written as.
以上でオフライン最適化機能1110の詳細説明を完了し
た。次に、オンライン最適化機能1120について詳細を説
明する。This completes the detailed description of the offline optimization function 1110. Next, the online optimization function 1120 will be described in detail.
オンライン最適化により急速起動を実現するために、
次の点に着目した。In order to realize quick start by online optimization,
We paid attention to the following points.
(1) ドラム蒸気温度変化率を考慮した急速昇圧 主蒸気圧力の上昇はドラム圧力の上昇を意味し、ドラム
圧力の上昇は圧力で定まる飽和温度の上記となつて表わ
れる。更に、ドラム蒸気温度が変化するとドラムには熱
応力が発生する。このドラム熱応力を許容値以下にする
ためには蒸気温度の変化、且つ最大昇速率を逐次決定す
ることにより、最短時間が昇速を完了させる。(1) Rapid pressure increase considering the rate of change of drum steam temperature An increase in the main steam pressure means an increase in the drum pressure, and an increase in the drum pressure is expressed as the above-mentioned saturation temperature determined by the pressure. Further, when the drum steam temperature changes, thermal stress is generated in the drum. In order to reduce the thermal stress of the drum to the allowable value or less, the change of the steam temperature and the maximum speed increase rate are sequentially determined to complete the speed increase in the shortest time.
(4) 併入可能条件果定による早期併入 併入直後はボイラ発生蒸気温度が急上昇する。この現
象を考慮せず、高圧タービンのメタルマツチ条件確立の
みで併入してしまうと、負荷保持にもかかわらず、ロー
タには過大な熱応力が発生する方式とする。これによ
り、併入のための待ち時間を最小にし、起動時間の短縮
を図る。(4) Early merger due to establishment of possible merger conditions Immediately after merger, the steam temperature generated by the boiler rises sharply. If this phenomenon is not taken into consideration and only the metal matching conditions of the high-pressure turbine are established, excessive thermal stress will be generated in the rotor despite the load being retained. As a result, the waiting time for joining is minimized, and the startup time is shortened.
(5) 高圧及び中圧タービンの応力を考慮した急速負
荷上昇 高圧及び中圧タービンのロータ表面及びボアに発生す
る応力(熱応力+遠心応力)を許容値以下に抑え、且つ
最大負荷上昇率を逐次決定することにより、最短時間で
負荷上昇を完了させる。(5) Rapid load increase considering the stress of high-pressure and medium-pressure turbines The stress (thermal stress + centrifugal stress) generated on the rotor surface and bore of high-pressure and medium-pressure turbines is kept below the allowable value, and the maximum load increase rate is By sequentially determining, the load increase is completed in the shortest time.
以上に述べた基本的考え方に基づいて作成されたオン
ライン最適化機能1120の処理方式について詳細を述べ
る。The processing method of the online optimization function 1120 created based on the basic idea described above will be described in detail.
(1) 昇圧制御 プラント起動時のボイラのドラムには、内部流化率を
許容値以下とする必要がある。本発明では圧力と飽和温
度の関係が非線形性をもつていることを考慮して、常に
最大許容温度変化率となるように目標圧力を決定する方
式とする。これにより、昇圧に要する時間を最小にす
る。(1) Step-up control It is necessary to keep the internal fluidization rate below the allowable value for the boiler drum when the plant is started. In the present invention, in consideration of the fact that the relationship between the pressure and the saturation temperature has non-linearity, the target pressure is determined so that the maximum allowable temperature change rate is always obtained. This minimizes the time required for boosting.
(2) 最適メタルマツチ条件算出による昇速通気 制御対象であるプラントは、中圧起動(中圧タービン
により昇速する方式)とした。メタルマツチ条件は高圧
タービンと中圧タービンの両者を考慮する必要がある。
本発明では、中圧タービンのメタル温度から定まる通気
可能温度に再熱蒸気温度に達すると、直ちに中圧タービ
ンに通気し昇速する。昇速が完了すると、高圧タービン
のメタル温度から定まる通気可能温度に主蒸気温度が達
すると、直ちに負荷上昇フエーズへ制御を進める。これ
により、タービンの通気待ち時間を必要最小限にとどめ
る。(2) Acceleration / ventilation by calculating optimal metal matching conditions The plant to be controlled was started at medium pressure (method to accelerate by a medium-pressure turbine). It is necessary to consider both the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine as the metal match condition.
In the present invention, when the reheat steam temperature reaches the ventable temperature determined from the metal temperature of the intermediate pressure turbine, the intermediate pressure turbine is immediately ventilated and the speed is increased. When the speed-up is completed and the main steam temperature reaches the ventilation temperature that is determined by the metal temperature of the high-pressure turbine, the control is immediately advanced to the load increasing phase. As a result, the ventilation waiting time of the turbine is minimized.
(3) 中圧タービンの応力を考慮した急速昇速 中圧タービンのロータ表面及びボアに発生する応力
(熱応力+遠心応力)を許容値以下に抑え、体の温度変
化に伴つて熱応力が発生する。このとき過大熱応力の発
生を防ぐには、内部流体温度の変化率を許容値以下に抑
えなければならない。内部流体温度は、そのときの圧力
で一義的に定まる飽和温度と見做されるため、許容温度
変化率は許容圧力変化率で表わすことができる。第23図
に示すように、圧力Pと飽和温度TSATの関係1123は非
線形である。いま、圧力Pにおける飽和温度変化率の集
合α(P)を と表記し、飽和温度変化率許容値をαLとすれば、圧力
Pにおける許容圧力変化率β(P)1124は で表わされ、第24図に示す特性曲線が得られる。この特
性は圧力レベルが高くなるほど許容圧力変化率は大きく
なることを示している。昇圧制御にこの特徴を生かした
のが第25図に示す制御系ブロツク線図1125である。(3) Rapid acceleration in consideration of the stress of the medium-pressure turbine The stress (thermal stress + centrifugal stress) generated on the rotor surface and bore of the medium-pressure turbine is kept below the allowable value, and the thermal stress changes as the body temperature changes. appear. At this time, in order to prevent the occurrence of excessive thermal stress, the rate of change of the internal fluid temperature must be kept below the allowable value. Since the internal fluid temperature is regarded as a saturation temperature that is uniquely determined by the pressure at that time, the allowable temperature change rate can be expressed by the allowable pressure change rate. As shown in FIG. 23, the relationship 1123 between the pressure P and the saturation temperature T SAT is non-linear. Now, the set α (P) of saturation temperature change rates at pressure P is And the saturation temperature change rate allowable value is α L , the allowable pressure change rate β (P) 1124 at pressure P is And the characteristic curve shown in FIG. 24 is obtained. This characteristic shows that the higher the pressure level, the larger the allowable pressure change rate. The control system block diagram 1125 shown in FIG. 25 makes use of this feature in boost control.
(2) メタルマツチ制御1610 メタルマツチ制御の基本処理手順を第26図に示す。本
プラントは中圧タービン起動方式を採用しているため、
再熱蒸気温度TRHがTRMCHN(中圧タービンのメタルマ
ツチ条件下限温度を再熱蒸気温度に換算した値であり、
以下、中圧タービンに対するNegative Maxと呼ぶ)より
も高い場合はメタルマツチ条件が確立したことになり、
中圧タービンによる昇速が可能となる。低い場合は、そ
の状態で温度上昇を待つ。しかし、メタルマツチ条件が
確立した時点での主蒸気温度TMSがTMMCHP(高圧ター
ビンのメタルマツチ条件上限温度を主蒸気温度に換算し
た値であり、以下、高圧タービンに対するPositive Max
と呼ぶ)よりも高い場合は、主蒸気の昇温が早過ぎたこ
とになり、高圧タービン通気による負荷上昇が不可能な
ため、もはや中圧タービンによる昇速は無意味となる。
即ち、メタルマツチ失敗である。また、昇速中にTMS>
TMMCHPとなつた場合もメタルマツチ失敗である。昇速
完了後の主蒸気温度TMSがTMMCHN(高圧タービンのメ
タルマツチ条件下限温度を主蒸気温度に換算した値であ
り、以下、高圧タービンに対するNegative Max値と呼
ぶ)よりも低い場合は、主蒸気昇温待ちとなる。その
後、TMS>TMMCHNとなりメタルマツチ条件が確立すれ
ば、負荷上昇フエーズの併入可能条件判定機能へ処理は
移行する。昇速完了後、いつまでもメタルマツチ条件確
立待ちとなる場合は、シミユレーシヨン時間を制限(T
LIMIT)し、起動失敗と見做す。これにより、シミユレ
ーシヨンの計算時間を節約する。(2) Metal match control 1610 The basic processing procedure of metal match control is shown in FIG. Since this plant uses the medium pressure turbine starting method,
The reheat steam temperature T RH is T RMCHN (a value obtained by converting the metal match condition lower limit temperature of the intermediate pressure turbine into the reheat steam temperature,
(Hereinafter referred to as Negative Max for medium-pressure turbine), it means that the metal match condition has been established.
Acceleration by the medium-pressure turbine is possible. If it is low, wait for the temperature to rise in that state. However, the main steam temperature T MS at the time when the metal match condition is established is T MMCHP (a value obtained by converting the metal match condition upper limit temperature of the high-pressure turbine into the main steam temperature.
If it is higher than the above), it means that the temperature rise of the main steam has been too early and the load increase due to the high pressure turbine ventilation is impossible, so the speed increase by the intermediate pressure turbine is no longer meaningful.
That is, the metal match fails. In addition, T MS >
If you connect with T MMCHP , you also fail in metal matching. If the main steam temperature T MS after completion of the acceleration is lower than T MMCHN (a value obtained by converting the metal match condition lower limit temperature of the high-pressure turbine to the main steam temperature, hereinafter referred to as the Negative Max value for the high-pressure turbine), Waiting for steam temperature rise. After that, when T MS > T MMCHN and the metal match condition is established, the process shifts to the concomitant possible condition determination function of the load increase phase. If you wait forever to establish the metal matching condition after completing the speed increase, limit the simulation time (T
LIMIT ) and consider it as a startup failure. This saves the calculation time of the simulation.
次に、上記メタルマツチ条件の算出手順を説明する。 Next, a procedure for calculating the metal matching condition will be described.
i) 中圧タービンに対するNegative Max値
(TRMCHN)1611 第27図は、中圧タービンに対する再熱蒸気温度のNega
tive Max値(TRMCHN)の算出手順を示す。本例では、
通気時の中間タービンボール内蒸気温度のメタルマツチ
下限温度TRSMINを、ボール温度TIBOよりも50℃だけ低
い値に設定してある。同図に示す処理は、ボール内蒸気
温度がTRSMINとなるような再熱蒸気温度TRSMINを算出
するためのものである。本処理は、タービン応力計算機
能1230に含まれる計算ルーチン(再熱蒸気温度からボウ
ル内蒸気温度を計算する方法)を共用し、収束計算によ
り逆にTRSMINからTRMCHNを求める方法としている。i) Negative Max value (T RMCHN ) 1611 for medium pressure turbine Fig. 27 shows Nega of reheat steam temperature for medium pressure turbine.
The calculation procedure of the tive Max value (T RMCHN ) will be shown. In this example,
The metal match lower limit temperature T RSMIN of the steam temperature in the intermediate turbine ball during aeration is set to a value lower than the ball temperature T IBO by 50 ° C. The figure shows the process is for calculating the reheat steam temperature T RSMIN as steam temperature inside the ball is T RSMIN. In this processing, the calculation routine (method of calculating the steam temperature in the bowl from the reheat steam temperature) included in the turbine stress calculation function 1230 is shared, and the method of conversely obtaining T RMCHN from T RSMIN by convergence calculation is used.
ii) 高圧タービンに対するPositive Max値
(TMMCHP)1612 第28図は、高圧タービンに対する主蒸気温度のPositi
ve Max(TMMCHP)の算出手順を示す。本例では、通気
時の高圧タービン第1段後蒸気温度のメタルマツチ上限
温度TMSMAXを、ロータ表面温度(ケーシング内壁温度
と等しいと見做す)よりも50℃だけ高い値に設定してあ
る。同図に示す処理は、第1段後蒸気温度がTMSMAXと
なるような主蒸気温度TMMCHPを算出するためのもので
ある。本処理も、前項と同様、タービン応力計算機能12
30に含まれる計算ルーチン(主蒸気温度から第1段後蒸
気温度を算出する方法)を共用し、収束計算により逆に
TMSMAXからTMMCHPを算出する方式とした。ii) Positive Max value (T MMCHP ) 1612 for high-pressure turbine Figure 28 shows Positi of main steam temperature for high-pressure turbine.
The calculation procedure of ve Max (T MMCHP ) is shown. In this example, the metal match upper limit temperature T MSMAX of the steam temperature after the first-stage high-pressure turbine during ventilation is set to a value higher by 50 ° C. than the rotor surface temperature (which is considered to be equal to the casing inner wall temperature). The process shown in the figure is intended for steam temperature after the first stage is to calculate the main steam temperature T MMCHP such that T MSmax. This process also uses the turbine stress calculation function 12 as in the previous section.
The calculation routine (method of calculating the steam temperature after the first stage from the main steam temperature) included in 30 is shared, and the method of conversely calculating T MMCHP from T MSMAX by the convergence calculation is adopted .
iii) 高圧タービンに対するNegative Max値
(TMMCHN)1613 第29図は、高圧タービンに対する主蒸気温度のNegati
ve Max値(TMMCHN)の算出手順を示す。本処理手順
は、前項と全く同じであり、メタルマツチ下限温度T
MSMINに対応する主蒸気温度TMMCHNを求めるものであ
る。iii) Negative Max value (T MMCHN ) 1613 for high pressure turbine Fig. 29 shows Negati of main steam temperature for high pressure turbine.
The calculation procedure of the ve Max value (T MMCHN ) is shown. This processing procedure is exactly the same as the previous section, and the metal match lower limit temperature T
The main steam temperature T MMCHN corresponding to MSMIN is obtained.
(3) 昇速制御1640 第30図は、昇速制御の処理手順を示す。この処理の特
徴は、次の点である。(3) Speed-up control 1640 FIG. 30 shows a processing procedure of speed-up control. The characteristics of this processing are as follows.
i) 中圧タービンに発生する応力を予測し、この予測
値が許容値以下となる最大昇速率を逐次求めることによ
り、昇速時間が最短となる昇速パターンでタービンを起
動できること。i) The turbine can be started in a speed-up pattern in which the speed-up time is the shortest by predicting the stress generated in the medium-pressure turbine and sequentially obtaining the maximum speed-up rate at which the predicted value is equal to or less than the allowable value.
ii) 応力予測の精度を高めるために、プラントモデル
をそのまま予測に用いること。ii) To improve the accuracy of stress prediction, use the plant model as it is.
本方式では、基準時刻TIMEOからTNVARYの間を最大昇
速率DN(1)で昇速し、その後は速度保持したと仮定
し、時刻TIMEOTNUPまでタービンに発生する応力を予
測する。その結果、応力の予測値がどの時点においても
許容値以下であれば、昇速率DN(1)で時刻TIMEO+T
NVARYまで実際(起動のシミユレーシヨンとして)に昇
速する。逆に、予測値が許容値以上となつた場合は、1
ランク下の昇速率DN(2)をモデルに設定し、発生応力
を予測する。DN(3)の場合でも、なお応力予測値が許
容値以下にならない場合はDN(4)を設定して速度保持
状態とする。この様にして、時刻TIMEDからTNVARYに
達すると、この時刻を再び基準時刻TIMEOと置き、同様
の処理を行う。以上の処理を繰返すことにより定格速度
に達すると昇速制御が完了し、次の併入可能条件判定の
処理に移行する。In this method, it is assumed that the speed is increased at the maximum speed increase rate DN (1) from the reference time T IMEO to T NVARY and then the speed is maintained, and the stress generated in the turbine is predicted until the time T IMEO T NUP . As a result, if the predicted value of the stress is less than or equal to the allowable value at any time, the time T IMEO + T at the speed increase rate DN (1).
Actually speed up to NVARY (as a simulation for startup). Conversely, if the predicted value is greater than or equal to the allowable value, 1
Set the speed up rate DN (2) under the rank to the model and predict the generated stress. Even in the case of DN (3), if the predicted stress value does not fall below the allowable value, set DN (4) to keep the speed. In this way, when the time T IMED reaches T NVARY , this time is set as the reference time T IMEO again, and the same processing is performed. When the rated speed is reached by repeating the above process, the speed-up control is completed, and the process moves to the next process for determining the possible condition for merge.
(4) 併入可能条件判定1620 第31は、併入可能条件判定のための処理手順を示す。
本処理内容は同図の破線で示すように、大きく分けて次
の2つから成る。(4) Judgment of possible conditions for merger No. 1620 shows the procedure for judging the condition for possible mergers.
The content of this processing is roughly divided into the following two, as indicated by the broken line in the figure.
i) 併入後の状態予測 初負荷(L=3%)を投入した後の発生応力をプラン
トモデルを用いて予測し、これが全予測区間TILにおい
て、許容値以下となるか否かを判定する部分。許容値以
下であれば、負荷併入が実施される。i) State prediction after merger Predict the generated stress after inputting the initial load (L = 3%) using the plant model, and determine whether this is below the allowable value in the entire prediction section T IL . The part to do. If it is less than or equal to the allowable value, load combination is performed.
ii) 併入条件待ち 前項での予測結果が否の場合(予測応力が許容値以上
となる場合)、負荷併入を実施せず無負荷運転のまま制
御周期TCS(次に状態予測を実施するまでの時間)だけ
待つ。この間に、主蒸気温度TMSが高圧タービンのメタ
ルマツチ条件の上限温度TMMCHPを越す場合はメタルマ
ツチ失敗であり、起動失敗となる。メタルマツチ失敗と
ならなければ、次の制御周期に再びi)の処理にもどつ
て併入後の状態を予測する。併入可能条件が成立すれば
次の負荷上昇制御に移行する。ii) Waiting for concomitant conditions If the prediction result in the previous section is negative (if the predicted stress is above the allowable value), control cycle T CS without load co-inclusion and without load operation (state prediction next) Wait until you do). During this period, if the main steam temperature T MS exceeds the upper limit temperature T MMCHP of the metal matching condition of the high-pressure turbine, the metal matching fails and the startup fails. If the metal match does not fail, the process after i) is predicted again by returning to the process of i) in the next control cycle. If the condition for enabling the parallel insertion is satisfied, the process proceeds to the next load increase control.
(5) 負荷上昇制御1630 第32図は、負荷上昇制御の処理手順を示す。本制御方
式は基本的には昇速制御方式と同じである。本方式で
は、基準時刻TIMEOからTLVARYの間を最大負荷変化率D
L(1)で負荷上昇し、その後は負荷保持したと仮定
し、時刻TIMEO+TLUPまでタービンに発生する応力を
予測する。その結果、応力の予測値がどの時点において
も許容値以下であれば、負荷変化率DL(1)で時刻T
IMED+TLVARYまで実際(起動シミユレーシヨンとし
て)に負荷上昇する。逆に、予測値が許容値以上となつ
た場合は、1ランク下の負荷変化率DL(2)をモデルに
設定し、発生応力を予測する。DL(3)の場合でも、な
お応力予測値が許容値以下にならない場合はDL(4)を
設定して負荷保持状態とする。この様にして、時刻が次
の制御周期であるTIMEO+TLVARYに達すると、この時
刻を再び基準時刻TIMEOと置き、同様の処理を行う。以
上の処理を繰返すことにより目標負荷に到達すると起動
完了となる。(5) Load increase control 1630 FIG. 32 shows the processing procedure of the load increase control. This control method is basically the same as the speed-up control method. In this method, the maximum load change rate D is from the reference time T IMEO to T LVARY.
It is assumed that the load increases at L (1) and then the load is maintained, and the stress generated in the turbine is predicted until time T IMEO + T LUP . As a result, if the predicted value of stress is less than or equal to the allowable value at any point in time, the load change rate DL (1) is taken as
The load actually increases up to IMED + T LVARY (as a startup simulation). On the contrary, when the predicted value exceeds the allowable value, the load change rate DL (2) one rank lower is set in the model and the generated stress is predicted. Even in the case of DL (3), if the stress prediction value still does not fall below the allowable value, set DL (4) and put it in the load holding state. In this way, when the time reaches the next control cycle T IMEO + T LVARY , this time is set as the reference time T IMEO again, and the same processing is performed. When the target load is reached by repeating the above processing, the startup is completed.
以上の様にして、ボイラ点火から目標負荷到達に要し
た起動時間をTXとする。As described above, the starting time required to reach the target load from the boiler ignition is T X.
以上に説明した方法により、最短起動スケジユール と起動時間TX,Qが求まつたことになるが、定刻起動を
実現するために次の処理を行う。第2図に示すように、
現在時刻T0においてボイラを点火し、最短起動スケジ
ユール に従つて起動したときの起動完了予想時刻TPDは TPD=T0+TX,Q …(10) となる。従つて、起動完了指定時刻TSETと上記TPDの
誤差が許容値ε以下となるまでプラントはΔT1の時間
刻みで待機することになる。誤差が許容値ε以下となつ
たとき、最短起動スケジユール としてスケジユール実行機能2000に設定される。しか
し、指定時刻TSETと予想時刻TPDの誤差が所定値TL以
上の場合は、このまま待機すると起動スケジユールの最
適性が保証できなくなるため、時間刻みΔt2だけ待機
し、再度最適起動スケジユールを求める。但し、ΔT2
<TSET−TPDとする。By the method explained above, the shortest start schedule Then, the activation time T X, Q is obtained , but the following processing is performed in order to realize the on-time activation. As shown in FIG.
At the current time T 0 , the boiler is ignited and the shortest start schedule The expected start completion time T PD when starting according to the following formula is T PD = T 0 + T X, Q (10). Therefore, the plant waits at a time interval of ΔT 1 until the error between the designated start completion time T SET and the above T PD becomes equal to or less than the allowable value ε. When the error is less than the allowable value ε, the shortest start schedule Is set to the schedule execution function 2000 as. However, if the error between the specified time T SET and the estimated time T PD is greater than or equal to the predetermined value T L , the optimality of the startup schedule cannot be guaranteed if this condition is kept waiting. Therefore, the system waits for the time step Δt 2 and then restarts the optimal startup schedule again. Ask. However, ΔT 2
<T SET −T PD
本発明によれば、プラントの定刻起動と急速起動を同
時に実現できるため、電力系統における負荷調整精度が
向上し、電力供給の信頼性が向上するという効果があ
る。更に、各発電プラントにおいては、起動時間の短縮
に伴い起動損失が低減し、運転員の負担が軽減するとい
う効果がある。According to the present invention, since the on-time start and the rapid start of the plant can be realized at the same time, there is an effect that the load adjustment accuracy in the power system is improved and the reliability of the power supply is improved. Furthermore, in each power plant, there is an effect that the start-up loss is reduced as the start-up time is shortened, and the burden on the operator is reduced.
第1図は火力発電プラント最短起動方式の基本機能構成
を、第2図はコンプレツクス法を適用した起動スケジユ
ール最適化アルゴリズムの基本処理手順を、第3図は記
号の意味を、第4図は処理手順を、第5図は運転条件
を、第6図,第7図は処理手順を、第8図は運転制限要
因に対する感度を、第9図,第10図,第11図は監視アル
ゴリズムの説明フロー図を、第12図は重心計算フロー
を、第13図は新試行点決定フローを、第14図は試行点後
退不可判定フローを、第15図〜第21図は延長倍率修正な
どの処理フローを、第22図はシミユレーシヨンの手順フ
ローを、第23図は圧力Pと飽和感度TSATの関係を、第2
4図は応力Pとβ(P)の関係を、第25図は制御ブロツ
ク図を、第26図はメタルマツチ制御の基本手順を、第27
図は再熱蒸気温度の算出手順を、第28図は主蒸気温度の
算出手順を、第29図〜第32図は主蒸気温度ほかの処理手
順フローを示している。1000……起動スケジユール作成
機能、2000:スケジユール、3000:実プラント、1100:ス
ケジユール最適機能ブロツク。Fig. 1 shows the basic functional configuration of the thermal power plant shortest start method, Fig. 2 shows the basic processing procedure of the start schedule optimization algorithm to which the complex method is applied, Fig. 3 shows the meaning of symbols, and Fig. 4 shows Fig. 5 shows the operating conditions, Fig. 5 shows the operating conditions, Fig. 6 and Fig. 7 show the processing procedures, Fig. 8 shows the sensitivity to the driving limiting factors, and Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 show the monitoring algorithm. Fig. 12 is a flow chart for explaining the center of gravity, Fig. 13 is a flow for determining a new trial point, Fig. 14 is a flow for determining whether a trial point cannot be retracted, and Figs. FIG. 22 shows the processing flow, FIG. 22 shows the procedure flow of simulation, and FIG. 23 shows the relationship between pressure P and saturation sensitivity T SAT .
Fig. 4 shows the relationship between stress P and β (P), Fig. 25 shows the control block diagram, Fig. 26 shows the basic procedure for metal match control, and Fig. 27 shows
The figure shows the procedure for calculating the reheated steam temperature, FIG. 28 shows the procedure for calculating the main steam temperature, and FIGS. 29 to 32 show the processing procedure flow for the main steam temperature and others. 1000: Start schedule creation function, 2000: Schedule, 3000: Actual plant, 1100: Schedule optimum function block.
Claims (2)
制御目標値設定に関する時間的な起動スケジュールを該
プラントの起動前に作成するための起動スケジュール作
成機能と、作成された起動スケジュールに従って実際に
プラントを起動するスケジュール実行機能とを有する該
プラントの起動システムにおいて、 前記起動スケジュール作成機能を、起動完了時刻を守る
という条件のもとで起動時間を最短化する起動スケジュ
ールを探索する起動スケジュール最適化部とプラント動
特性予測部とで構成し、 該プラント動特性予測部には、起動スケジュールにした
がってプラントが起動されると仮定した場合の起動特性
を予測するプラント動特性モデルと、該プラント動特性
モデルによって得られた起動特性と起動前に実プラント
から計測した状態値とに基づいてプラントの応力を算出
する応力計算部とを内蔵し、 前記スケジュール最適化部には、前記プラント動特性予
測部にて算出された応力値が運転制約条件を侵害してい
るか否かを判定する制約条件侵害判定部と、該応力値が
運転制約条件を侵害せずに起動時間が最短となる最適起
動スケジュールを探索するために起動スケジュールを修
正して前記プラント動特性モデルに設定する手段とを具
備し、 前記スケジュール実行機能には、前記スケジュール最適
化部にて最適化された起動スケジュールにおける起動完
了時刻と予め指定された起動完了時刻との誤差が許容値
以下になるまでプラントを待機させる手段を備えたこと
を特徴とする火力発電プラント定刻最短起動方式。1. A start-up schedule creating function for creating a time-dependent start-up schedule related to operation and control target value setting required for starting a thermal power plant before starting the plant, and actually executing the start-up schedule according to the created start-up schedule. In a start-up system of the plant having a schedule execution function for starting a plant, the start-up schedule optimization function searches the start-up schedule that minimizes the start-up time under the condition that the start-up completion time is kept. Unit and a plant dynamic characteristic prediction unit, the plant dynamic characteristic prediction unit includes a plant dynamic characteristic model for predicting a start characteristic when the plant is assumed to be activated according to a start schedule, and the plant dynamic characteristic. The starting characteristics obtained by the model and measured from the actual plant before starting A stress calculation unit that calculates the stress of the plant based on the state value and a built-in stress calculation unit, and whether the stress value calculated by the plant dynamic characteristic prediction unit violates the operational constraint conditions in the schedule optimization unit. A constraint condition infringement determining unit that determines whether or not the start value is corrected to search for an optimum startup schedule in which the stress value does not violate the operation constraint conditions and has the shortest startup time, and the plant dynamic characteristic model is obtained. And a schedule setting function, wherein the schedule execution function is configured so that the error between the start completion time in the start schedule optimized by the schedule optimization unit and the start completion time specified in advance becomes less than or equal to an allowable value. A thermal power plant on-time shortest start method, which is equipped with a means for putting the plant on standby.
計算部には、火力発電プラントを構成するボイラの応力
計算部とタービンの応力計算部とを備えたことを特徴と
する火力発電プラント定刻最短起動方式。2. The thermal power plant according to claim 1, wherein the stress calculation unit includes a stress calculation unit of a boiler and a stress calculation unit of a turbine which constitute the thermal power generation plant. Shortest time starting method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61046177A JP2564271B2 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Thermal power plant on-time shortest start method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61046177A JP2564271B2 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Thermal power plant on-time shortest start method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62206204A JPS62206204A (en) | 1987-09-10 |
JP2564271B2 true JP2564271B2 (en) | 1996-12-18 |
Family
ID=12739744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61046177A Expired - Lifetime JP2564271B2 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Thermal power plant on-time shortest start method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2564271B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7351678B2 (en) * | 2019-09-03 | 2023-09-27 | 三菱重工業株式会社 | Start-up control device, start-up control method and program |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5865909A (en) * | 1981-10-16 | 1983-04-19 | Toshiba Corp | Operation controller for turbine |
-
1986
- 1986-03-05 JP JP61046177A patent/JP2564271B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62206204A (en) | 1987-09-10 |
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