JP3001101B2 - プラントの起動停止スケジュール計算装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は火力・原子力発電プラントのプラント運転自
動化システムにおけるプラントの起動停止スケジュール
計算装置に関する。

（従来の技術） 従来のスケジュール計算装置１には、第９図に示すよ
うに、プラント２の起動停止スケジュール計算用のプラ
ント特性カーブデータを有するプラント特性記録装置３
と、このプラント特性記録装置３からプラント特性カー
ブデータを入力する一方、プラント２からプラントデー
タ４を入力して、計算時より先のプラント２の運転スケ
ジュールを計算するスケジュール計算機構５とが備えら
れる。プラント特性記録装置３に記録されているプラン
ト特性カーブデータは予め決められた一定値のデータが
用いられる。

このスケジュール計算装置１においてプラントの起動
停止スケジュールを計算するには、プラント２より入力
されるプラント２の現在値データをプラントデータ４と
して入力し、プラント特性記録装置３内のプラント特性
カーブデータを用いて、計算実行時点より先のプラント
２の状態や、運転操作に要する時間を予測することによ
り計算実行時点より先のプラントの運転スケジュールを
計算する。

（発明が解決しようとする課題） 従来、プラント特性記録装置３に格納されているプラ
ント特性カーブデータは、予め設定された定数値が用い
られる。このプラント特性カーブデータは、プラント２
の設計値や試運転結果のデータを参考にして決定されて
いるが、試運転回数が十分でない場合や、プラント２の
特性の経年変化が生じた場合等においては、プラント特
性記録装置３に格納されているプラント特性カーブデー
タと、計算時点におけるプラント２の実際の特性との差
が大きくなり、その結果スケジュール計算の精度が低下
することになる。すなわち、スケジュール計算の結果と
プラントの運転実績との間の誤差が増大することになる
という問題が生じる。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、プラ
ントの運転実績履歴データを記録し、そのデータを基に
スケジュール計算に用いるプラント特性カーブデータを
算出して更新することにより、常にその時点における現
実のプラント特性と一致したプラント特性カーブデータ
を用いて、高い精度のスケジュール計算を行うことがで
きるプラントの起動停止スケジュール計算装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係るプラントの起動停止スケジュール計算装
置は、上述した課題を解決するために、プラントの起動
停止スケジュール計算用のプラント特性カーブデータを
有するプラント特性記録装置と、このプラント特性記録
装置からプラント特性カーブデータを入力する一方、プ
ラントからプラント運転データを入力して、計算時より
先のプラントの運転スケジュールを計算するスケジュー
ル計算機構とを備えたプラントの起動停止スケジュール
計算装置において、プラントの起動停止実績の履歴デー
タを常時収集して記録する履歴データ収集記録装置と、
この履歴データ収集記録装置に記録された履歴データか
らプラントの起動停止スケジュール計算に用いるプラン
ト特性カーブデータに相当するプラントの運転実績デー
タを抽出して記録する実績データ抽出記録装置と、この
実績データ抽出記録装置に記録された運転実績データか
ら通常運転と異なる運転実績データを予め削除し、残さ
れた運転実績データから標準的な運転実績データのみを
選択して記録する標準データ選択記録装置と、この標準
データ選択記録装置に記録された標準データからプラン
トの起動停止スケジュール計算用のプラント特性カーブ
データを計算し、前記プラント特性記録装置に格納され
たプラント特性カーブデータを更新するプラント特性デ
ータ計算装置とを備えたものである。

（作用） プラントから履歴データ収集記録装置がプラントの起
動停止実績の履歴データを収集して記録する。記録され
た履歴データから実績データ抽出記録装置がプラントの
起動停止スケジュール計算に用いるプラント特性カーブ
データに相当するプラントの運転実績データを抽出して
記録し、その運転実績データから標準データ選択記録装
置が標準的な運転実績データのみを選択して記録する。
その標準データからプラント特性データ計算装置がプラ
ントの起動停止スケジュール計算用のプラント特性カー
ブデータを計算し、プラント特性記録装置に備えられた
プラント特性カーブデータを更新する。

したがって、スケジュール計算機構は、常にその時点
における現実のプラント特性と一致したプラント特性カ
ーブデータを用いてプラントの起動停止スケジュール計
算を行うことができ、極めて高精度のスケジュール計算
結果を提供することができる。

（実施例） 本発明に係るプラントの起動停止スケジュール計算装
置の一実施例について添付図面を参照して説明する。こ
の実施例においては、スケジュール計算に用いるプラン
ト特性カーブデータのうち、メタル温度の冷却、上昇曲
線、復水器真空度上昇カーブ等の１次遅れ系の出力信号
としてモデル化されるプラント状態量の時間変化曲線を
例にとり説明する。

起動停止スケジュール計算装置は、第１図に示すよう
に、従来のスケジュール計算装置１にスケジュール計算
用データ更新装置７を付加したものである。従来のスケ
ジュール計算装置１については第９図に示す場合と同様
であるため重複説明を省略する。

スケジュール計算用データ更新装置７にはプラント２
の起動停止実績の履歴データをプラント運転データ８と
して収集して記録する履歴データ収集記録装置９と、こ
の履歴データ収集記録装置９に記録された履歴データか
らプラント２の起動停止スケジュール計算に用いるプラ
ント特性カーブデータに相当するプラント２の運転実績
データを抽出して記録する実績データ抽出記録装置10
と、この実績データ抽出記録装置10に記録された運転実
績データから標準的な運転実績データのみを選択して記
録する標準データ選択記録装置11と、この標準データ選
択記録装置11に記録された標準データからプラント２の
起動停止スケジュール計算用のプラント特性カーブデー
タを計算し、プラント特性記録装置３に備えられたプラ
ント特性カーブデータを更新するプラント特性データ計
算装置12とが備えられる。

履歴データ収集記録装置９にはプラント２からプラン
ト運転データ８を収集するプラント運転データ収集装置
13と、このプラント運転データ収集装置13により収集し
た履歴データを記録する履歴データ記録装置14とが備え
られる。

実績データ抽出記録装置10には履歴データ記録装置14
からスケジュール計算に用いるプラント特性カーブデー
タに相当するプラント２の運転実績データを検索して抽
出する実績データ抽出装置15と、この実績データ抽出装
置15により抽出された実績データを記録する実績データ
記録装置16とが備えられる。

実績データ抽出装置15には、第２図に示すように、履
歴データ記録装置14からスケジュール計算用プラント特
性カーブデータの計算および更新に用いるプラント運転
履歴データを検索するデータ検索部15aと、検索された
１次遅れ時間変化パターンを特徴づける時定数パラメー
タを計算する特徴パラメータ抽出部15bとが備えられ
る。

すなわち、データ検索部15aは、履歴データ記録装置1
4に記録されているプラント２の運転履歴データの内、
スケジュール計算に用いるプラント特性カーブデータに
相当するプラント状態量について、特性カーブとして用
いる時間幅のデータを検索して入力する。スケジュール
計算用の復水器真空上昇カーブを例にとると、復水器真
空度を真空上昇開始時点から定格真空値到達時点の範囲
で検索する。検索されたデータの一例を第３図に示す。

次に、特徴パラメータ抽出部15bは、上記の検索され
たプラントデータを特徴づけるパラメータとして１次遅
れ系の時定数Ｔを計算する。時刻ｔにおけるプラント状
態量P_(t)は次式で表せる。

P_c:プラント状態量変化の最終値 T:プラント状態量変化の時定数 t₀:プラント状態量変化の開始時刻 時定数Ｔはデータ検索区間内のある時刻t₁を指定する
と、この時のプラント状態量の値P₁を用いて（１）式よ
り次式のように計算される。

データ検索部15aにより検索されるプラント運転履歴
データは過去のプラント起動停止の運転データであり、
過去の複数回分について上記（１）式および（２）式と
同様の計算処理を行うことにより、それぞれのケースに
対応いて、特徴パラメータである時定数T₁,T₂,T₃,…が
求められ、実績データ記録装置16に記録する。

標準データ選択記録装置11には、実績データ記録装置
16に記録された運転実績データのうちプラント運転上の
例外的なもの（例えば、試験や機器のトラブルのために
通常の運転と異なる運転を行った場合の運転実績デー
タ）を予め削除し、次に残された運転実績データから標
準的な運転パターンに相当するデータを選別し入力する
標準データ選択装置17と、この標準データ選択装置17に
より選択された標準データを記録する標準データ記録装
置18とが備えられる。標準データ選択装置17には、上記
特徴パラメータ抽出部15bにより計算されたパラメータ
のサンプルについて、以後の計算に使用するか否かの判
断をするためのしきい値を求めるしきい値計算部17a
と、このしきい値計算部17aで求めたしきい値を用いて
パラメータのサンプルを選択するデータ選択部17bとが
備えられる。

すなわち、しきい値計算部17aは、実績データ記録装
置16に記録されている運転履歴データの特徴パラメータ
T₁,T₂,T₃,…に対し、以後の計算処理に使用するか否か
を選定するためのしきい値の計算を行うようになってい
る。しきい値は、例えばT₁,T₂,T₃,…が第４図に示す分
布をしている場合、平均値を中心として標準偏差の１倍
あるいは２倍の幅で決定される。また、データ選択部17
bは、このしきい値を用いて実績データ記録装置16に記
録されている特徴パラメータを選別し、しきい値の範囲
以内のものを標準データとして標準データ記録装置18に
記録する。

プラント特性データ計算装置12は標準データ記録装置
18に記録された標準データを用いて、スケジュール計算
に用いるプラント経時変化特性カーブを計算出力し、プ
ラント特性記録装置３に格納されたプラント特性カーブ
データを最新のデータに更新するようになっており、標
準データ記録装置18に記録されている特徴パラメータサ
ンプルを用いて、最も標準的な変化パターンを代表する
パラメータを求める代表パラメータ計算部12aと、この
代表パラメータに対応したプラント特性カーブデータを
生成し、プラント特性記録装置３に格納されたプラント
特性カーブデータを更新するプラント特性データ生成部
12bとが備えられる。

すなわち、代表パラメータ計算部12aは、標準データ
記録装置18に記録されている標準データを用いて、第５
図に示すように、運転履歴データの特徴パラメータの代
表値（例えば平均値）を計算し、プラント特性データ生
成部12bがその代表値に対する標準カーブデータを生成
し、このプラント特性カーブデータをプラント特性更新
データ19としてプラント特性記録装置３に送って、プラ
ント特性記録装置３に格納されているプラント特性カー
ブデータを更新する。

次に作用について説明する。

プラント運転データ収集装置13はプラント２のプラン
ト運転データ８を常時収集し、履歴データとして履歴デ
ータ記録装置14に記録する。この履歴データは、生のプ
ラントデータであるため、実績データ抽出装置15は、タ
ービントリップから次回のタービン起動間におけるター
ビンメタル温度、真空上昇開始時点から定格真空度到達
時における復水器真空度等、スケジュール計算時に計算
時点より先のプラント状態や運転に要する時間を予測す
るためのプラント特性カーブデータに関係するプラント
運転実績データを抽出し、実績データ記録装置16に記録
する。

これらの実績データの中には、試験や機器のトラブル
等のために通常の標準的な運転パターンから外れた運転
データを含んでいる場合があるため、標準データ選択装
置17により標準運転パターンに相当するデータのみを選
別し標準データ記録装置18に記録する。

プラント特性データ計算装置12は、標準データ記録装
置18に記録されている標準データを用いて、スケジュー
ル計算用のプラント経時特性データを計算出力し、プラ
ント特性記録装置３のプラント特性カーブデータを最新
の計算結果により更新する。

このように、プラント特性記録装置３に格納されてい
るプラント特性カーブデータがスケジュール計算時にお
けるプラント２の実際の特性と正確に一致しているた
め、スケジュール計算機構５によってスケジュール計算
を行うことにより、極めて高精度の起動停止スケジュー
ル計算結果を提供することができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。

前記実施例は１次遅れ系の出力信号として近似できる
プラント状態量の時間変化曲線に対する構成例を示すも
のであるが、この実施例では起動時のクリーンアップ時
間のように静的なプラント運転特性パラメータに対する
例を示す。

まず、データ検索部15aは前記実施例と同様に運転履
歴データを検索して入力する。スケジュール計算用のク
リーンアップ時間のデータに対する例を第６図に示す。
第６図において、t_MFTは前回停止時のMFT時刻からクリ
ーンアップ開始までの時間、t_cはクリーンアップに要す
る時間を示す。スケジュール計算に用いるクリーンアッ
プ時間は、前回のMFTからクリーンアップ開始までの時
間の関数（カーブデータ）として与えられるため、特徴
パラメータ抽出部11bにおいては、上記の検索されたプ
ラントデータを特徴づけるパラメータとしてMFTからク
リーンアップ開始の時間t_MFTと、クリーンアップ時間t_c
を計算する。データ検索部11aにおいて検索される運転
履歴データは過去のプラント起動時の運転データであ
り、過去の複数回分について上記と同様の計算処理を行
うことにより、それぞれのケースに対応して特徴パラメ
ータ を計算する。

次にしきい値計算部17aは、上記の特徴パラメータの
列に対し、以後の計算処理に使用するか否かを選定する
ためのしきい値の計算を行う。しきい値は、例えば特徴
パラメータ列が第７図に示す分布をしている場合、中心
線として前回までに設定されているスケジュール計算用
クリーンアップ時間曲線を使用し、この中心線からある
一定幅のデータを採用するように選ぶことができる。デ
ータ選択部17bでは、このしきい値内のデータを選択し
て標準データ記録装置18に記録する。

最後に、代表パラメータ計算部12aは、標準データ記
録装置18の標準データを用いて運転履歴データの特徴パ
ラメータの代表値として、第８図に示すようにt_cとt_MFT
の相関曲線を最小二乗法等によって計算することによ
り、これを代表値としてこれを標準データ（スケジュー
ル計算用カーブ）として、プラント特性データ生成部12
bを介して、プラント特性記録装置３に送ってプラント
特性カーブデータを更新する。

この実施例によれば、スケジュール計算用のプラント
特性カーブデータのうち、各種のクリーンアップ時間に
ついて、常にプラントの運転データを反映したデータに
更新することができるため、試運転時におけるデータ設
定精度不足、プラント特性の経年変化等に対しても、ス
ケジュール計算の精度を良好に保持することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係るプラントの起動停止スケジュール計算装
置においては、プラントの起動停止スケジュール計算用
のプラント特性カーブデータを有するプラント特性記録
装置と、このプラント特性記録装置からプラント特性カ
ーブ運転データを入力する一方、プラントからプラント
運転データを入力して、計算時より先のプラントの運転
スケジュールを計算するスケジュール計算機構とを備え
たプラントの起動停止スケジュール計算装置において、
プラントの起動停止実績の履歴データを常時収集して記
録する履歴データ収集記録装置と、この履歴データ収集
記録装置に記録された履歴データからプラントの起動停
止スケジュール計算に用いるプラント特性カーブデータ
に相当するプラントの運転実績データを抽出して記録す
る実績データ抽出記録装置と、この実績データ抽出記録
装置に記録された運転実績データから通常運転と異なる
運転実績データを予め削除し、残された運転実績データ
から標準的な運転実績データのみを選択して記録する標
準データ選択記録装置と、この標準データ選択記録装置
に記録された標準データからプラントの起動停止スケジ
ュール計算用のプラント特性カーブデータを計算し、前
記プラント特性記録装置に格納されたプラント特性カー
ブデータを更新するプラント特性データ計算装置とを備
えたから、プラントの起動停止スケジュール計算に用い
るプラント特性カーブデータについて、初期の設定にお
いて精度不足である場合やプラントの特性の経年的変化
により精度が劣化してきた場合においても、プラントの
運転実績履歴データに基づいて、計算時点のプラントの
特性に一致したプラント特性カーブデータに更新するこ
とが可能となるため、そのプラント特性カーブデータを
用いてスケジュール計算を行なうことにより極めて高精
度のスケジュール計算結果を提供でき、プラントの運転
監視制御を高精度に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係るプラントの起動停止
スケジュール計算装置の一実施例を示すブロック構成
図、第３図は上記実施例におけるプラント運転履歴デー
タの一例を示す特性図、第４図は上記実施例における運
転履歴データの特徴パラメータの分布とデータの採用範
囲を示す特性図、第５図は上記実施例における運転履歴
データの特徴パラメータの代表値を示す特性図、第６図
は本発明の他の実施例におけるプラント運転履歴データ
を示す特性図、第７図は本発明の他の実施例における運
転履歴データの特徴パラメータの分布とデータの採用範
囲を示す特性図、第８図は本発明の他の実施例における
運転履歴データの特徴パラメータの代表値を示す特性
図、第９図は従来のスケジュール計算装置を示すブロッ
ク構成図である。 １……スケジュール計算装置、２……プラント、３……
プラント特性記録装置、４……プラントデータ、５……
スケジュール計算機構、７……スケジュール計算用デー
タ更新装置、８……プラント運転データ、９……履歴デ
ータ収集記録装置、10……実績データ抽出記録装置、11
……標準データ選択記録装置、12……プラント特性デー
タ計算装置、19……プラント特性更新データ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントの起動停止スケジュール計算用の
   プラント特性カーブデータを有するプラント特性記録装
   置と、このプラント特性記録装置からプラント特性カー
   ブデータを入力する一方、プラントからプラント運転デ
   ータを入力して、計算時より先のプラントの運転スケジ
   ュールを計算するスケジュール計算機構とを備えたプラ
   ントの起動停止スケジュール計算装置において、プラン
   トの起動停止実績の履歴データを常時収集して記録する
   履歴データ収集記録装置と、この履歴データ収集記録装
   置に記録された履歴データからプラントの起動停止スケ
   ジュール計算に用いるプラント特性カーブデータに相当
   するプラントの運転実績データを抽出して記録する実績
   データ抽出記録装置と、この実績データ抽出記録装置に
   記録された運転実績データから通常運転と異なる運転実
   績データを予め削除し、次に残された運転実績データか
   ら標準的な運転実績データのみを選択して記録する標準
   データ選択記録装置と、この標準データ選択記録装置に
   記録された標準データからプラントの起動停止スケジュ
   ール計算用のプラント特性カーブデータを計算し、前記
   プラント特性記録装置に格納されたプラント特性カーブ
   データを更新するプラント特性データ計算装置とを備え
   たことを特徴とするプラントの起動停止スケジュール計
   算装置。