JP3291467B2 - プロセスの予測制御方法及び装置 - Google Patents
プロセスの予測制御方法及び装置Info
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- JP3291467B2 JP3291467B2 JP13985198A JP13985198A JP3291467B2 JP 3291467 B2 JP3291467 B2 JP 3291467B2 JP 13985198 A JP13985198 A JP 13985198A JP 13985198 A JP13985198 A JP 13985198A JP 3291467 B2 JP3291467 B2 JP 3291467B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスの将来の
状態を予測し、その予測結果に基づいて操作量を決定し
て制御する予測制御方法、および該予測制御方法を実現
する制御装置に関する。
状態を予測し、その予測結果に基づいて操作量を決定し
て制御する予測制御方法、および該予測制御方法を実現
する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセスの応答特性として、応答時間遅
れが大きいものがある。例えば火力発電プラントでは、
燃料投入量に変更を加えてから主蒸気温度が変化するま
での時間が長く、その時定数は数分〜20分程度である。
れが大きいものがある。例えば火力発電プラントでは、
燃料投入量に変更を加えてから主蒸気温度が変化するま
での時間が長く、その時定数は数分〜20分程度である。
【０００３】従って通常のフィードバック制御では制御
偏差（主蒸気温度偏差）が大きくなり、タービン寿命が
短くなるという問題があった。
偏差（主蒸気温度偏差）が大きくなり、タービン寿命が
短くなるという問題があった。
【０００４】これに対して、将来のプロセス状態を事前
に予測し、その予測値に基づいて操作量を決定する予測
制御方法がある。火力プラントを対象にした予測制御方
法には、例えば以下のものがある。
に予測し、その予測値に基づいて操作量を決定する予測
制御方法がある。火力プラントを対象にした予測制御方
法には、例えば以下のものがある。
【０００５】（１）Y. Sato, et al., "Steam Predicti
on Control for Thermal Power Plant", IEEE/PES 1984
Winter Meeting, Dallas, Texas.U.S.A. January 29 -
February 3, 1984 （２）Y. Sato, et al., "Steam Temperature Predicti
on Control for Thermal Power Plant", IEEE Trans. o
n PowerApparatus and Systems, Vol.PAS-103,No.9, Se
ptember(1984), pp2382-2387 （３）特開平6-266408号公報 （４）特開平9-274507号公報 上記従来技術には、過熱器の特性を物理式で構成したモ
デルで表し、このモデルを用いて演算することにより、
将来の蒸気温度を予測する方法が述べられている。上記
従来技術のうち（１）及び（２）は最終段過熱器を集中
定数化モデルとし、その前段過熱器の出口蒸気温度を外
乱としている。上記（３）及び（４）は集中定数化モデ
ルの組合わせによりプロセスをモデル化し、本来は分布
定数系であるプロセスにできるだけモデルを近づける工
夫をしている。
on Control for Thermal Power Plant", IEEE/PES 1984
Winter Meeting, Dallas, Texas.U.S.A. January 29 -
February 3, 1984 （２）Y. Sato, et al., "Steam Temperature Predicti
on Control for Thermal Power Plant", IEEE Trans. o
n PowerApparatus and Systems, Vol.PAS-103,No.9, Se
ptember(1984), pp2382-2387 （３）特開平6-266408号公報 （４）特開平9-274507号公報 上記従来技術には、過熱器の特性を物理式で構成したモ
デルで表し、このモデルを用いて演算することにより、
将来の蒸気温度を予測する方法が述べられている。上記
従来技術のうち（１）及び（２）は最終段過熱器を集中
定数化モデルとし、その前段過熱器の出口蒸気温度を外
乱としている。上記（３）及び（４）は集中定数化モデ
ルの組合わせによりプロセスをモデル化し、本来は分布
定数系であるプロセスにできるだけモデルを近づける工
夫をしている。
【０００６】上記従来技術のモデルは何れも、基本的に
熱交換器（過熱器）の第１の媒体である水・蒸気系と、
第２の媒体である燃焼ガス系についてのエネルギー保存
式により構成されている。
熱交換器（過熱器）の第１の媒体である水・蒸気系と、
第２の媒体である燃焼ガス系についてのエネルギー保存
式により構成されている。
【０００７】従って、このモデルにより蒸気温度を予測
するためには、燃焼ガス温度の値が必要である。しかし
火力プラントの場合、燃焼ガス温度は1000°Ｃ以上の高
温になるため、その値を正確に測定することは困難であ
る場合が多い。そこで、上記従来技術（１）〜（３）で
は、以下の方法で対象熱交換器入口燃焼ガス温度θgを
計算している。
するためには、燃焼ガス温度の値が必要である。しかし
火力プラントの場合、燃焼ガス温度は1000°Ｃ以上の高
温になるため、その値を正確に測定することは困難であ
る場合が多い。そこで、上記従来技術（１）〜（３）で
は、以下の方法で対象熱交換器入口燃焼ガス温度θgを
計算している。
【０００８】まず、火炉に投入される燃料流量、空気流
量、ガス再循環流量などから火炉投入総熱量Qtを計算
し、火炉水壁での総熱吸収量Qw及びその他の対象熱交換
器前段までの熱吸収量Qhexを仮定して次式のように燃焼
ガス保有熱量Qgを算出する。
量、ガス再循環流量などから火炉投入総熱量Qtを計算
し、火炉水壁での総熱吸収量Qw及びその他の対象熱交換
器前段までの熱吸収量Qhexを仮定して次式のように燃焼
ガス保有熱量Qgを算出する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】ここで、βは火炉の輻射熱伝達係数、Cpg
はガス比熱、Fgは燃焼ガス流量である。
はガス比熱、Fgは燃焼ガス流量である。
【００１２】燃焼ガス温度θgは次式により算出してい
る。
る。
【００１３】
【数３】
【００１４】また、上記従来技術（４）では、観測器
（オブザーバ）を用いてガス温度補正値またはガス温度
を推定している。
（オブザーバ）を用いてガス温度補正値またはガス温度
を推定している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術（３）に
よれば、β，Cpg，Qhexは燃料流量の関数として設定し
ている。従って、これらの値はモデルの特性を実プロセ
スの特性に合わせるために調整すべきパラメータとなっ
ている。
よれば、β，Cpg，Qhexは燃料流量の関数として設定し
ている。従って、これらの値はモデルの特性を実プロセ
スの特性に合わせるために調整すべきパラメータとなっ
ている。
【００１６】しかし、これらの値を知ることは困難であ
り、試行錯誤的に調整する方法が一般的であった。その
ため、モデルの調整に長時間を要した他、パラメータの
設定値によっては、予測精度が低下するという問題点が
あった。
り、試行錯誤的に調整する方法が一般的であった。その
ため、モデルの調整に長時間を要した他、パラメータの
設定値によっては、予測精度が低下するという問題点が
あった。
【００１７】また、上記従来技術（４）に記載されてい
る方法は、推定時刻より前の時点の測定値を使用してガ
ス温度を推定するので蒸気温度の推定値に誤差が生じる
ことは避けられない。
る方法は、推定時刻より前の時点の測定値を使用してガ
ス温度を推定するので蒸気温度の推定値に誤差が生じる
ことは避けられない。
【００１８】また、上記従来技術（３）では、山登り法
などによりモデルパラメータを調整する方法も記載され
ているが、この方法を用いてもプロセス特性の経年変化
や燃料種類（性質）の変化に対しては、その都度調整し
直す必要があった。
などによりモデルパラメータを調整する方法も記載され
ているが、この方法を用いてもプロセス特性の経年変化
や燃料種類（性質）の変化に対しては、その都度調整し
直す必要があった。
【００１９】本発明の目的は、モデルの調整工程が短縮
でき、制御精度の向上を図ることができる予測制御方法
および装置を提供することにある。
でき、制御精度の向上を図ることができる予測制御方法
および装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、一実施態様として、少なくとも第１のプロ
セス量の測定値と、該第１のプロセス量と異なる第２の
プロセス量の非測定値である推定値とを用いて、前記第
１のプロセス量を測定した時刻以降の第１のプロセス量
を予測し、さらに所定時間経過後の前記第１のプロセス
量を予測する際には、該第１のプロセス量の測定値のか
わりに前記予測値を使用してプロセスの操作量を決定す
る予測制御方法または予測制御装置において、前記第２
のプロセス量の推定値は、前記第１のプロセス量を測定
した時刻以降の測定値を用いて算出する。
に本発明は、一実施態様として、少なくとも第１のプロ
セス量の測定値と、該第１のプロセス量と異なる第２の
プロセス量の非測定値である推定値とを用いて、前記第
１のプロセス量を測定した時刻以降の第１のプロセス量
を予測し、さらに所定時間経過後の前記第１のプロセス
量を予測する際には、該第１のプロセス量の測定値のか
わりに前記予測値を使用してプロセスの操作量を決定す
る予測制御方法または予測制御装置において、前記第２
のプロセス量の推定値は、前記第１のプロセス量を測定
した時刻以降の測定値を用いて算出する。
【００２１】また、上記目的を達成するために本発明
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器を含むプロセスについて、少なくと
も前記第１の媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基
づいて当該プロセスの操作量を決定する予測制御方法で
あって、前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づい
てモデル化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度
と前記第１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルに
より演算を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以
降の第１の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推
定し、さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する方法において、前記熱交換器の伝熱管温度
は、前記モデルに基づく状態観測器（オブザーバ）によ
り推定し、該推定値と少なくとも前記第１の媒体温度を
測定した時刻以降の第１の媒体温度の測定値とを使用し
て前記モデルにより演算して、前記第２の媒体温度を推
定する。
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器を含むプロセスについて、少なくと
も前記第１の媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基
づいて当該プロセスの操作量を決定する予測制御方法で
あって、前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づい
てモデル化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度
と前記第１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルに
より演算を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以
降の第１の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推
定し、さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する方法において、前記熱交換器の伝熱管温度
は、前記モデルに基づく状態観測器（オブザーバ）によ
り推定し、該推定値と少なくとも前記第１の媒体温度を
測定した時刻以降の第１の媒体温度の測定値とを使用し
て前記モデルにより演算して、前記第２の媒体温度を推
定する。
【００２２】ここで、上記本発明の予測制御方法におい
て、前記状態観測器としてカルマンフィルタを用いる構
成としてもよい。
て、前記状態観測器としてカルマンフィルタを用いる構
成としてもよい。
【００２３】また、上記本発明の予測制御方法におい
て、前記第２の媒体の推定温度は、少なくとも前記第１
の媒体温度を測定した時刻以前の前記熱交換器の伝熱管
温度推定値と前記時刻以降の第１の媒体温度の測定値と
を使用して前記モデルにより算出する構成としてもよ
い。
て、前記第２の媒体の推定温度は、少なくとも前記第１
の媒体温度を測定した時刻以前の前記熱交換器の伝熱管
温度推定値と前記時刻以降の第１の媒体温度の測定値と
を使用して前記モデルにより算出する構成としてもよ
い。
【００２４】この場合、前記第１の媒体温度と前記熱交
換器の伝熱管温度とは、物理式に基づくモデルに対して
構成したカルマンフィルタを用いて推定する構成として
もよい。
換器の伝熱管温度とは、物理式に基づくモデルに対して
構成したカルマンフィルタを用いて推定する構成として
もよい。
【００２５】また、上記目的を達成するために本発明
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器を含むプロセスについて、少なくと
も前記第１の媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基
づいて当該プロセスの操作量を決定する予測制御装置で
あって、前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づい
てモデル化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度
と前記第１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルに
より演算を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以
降の第１の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推
定し、さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する第１の媒体温度予測部を備える装置におい
て、前記モデルに基づき、前記熱交換器の伝熱管温度を
推定する状態観測器（オブザーバ）と、前記推定値と少
なくとも前記第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１
の媒体温度の測定値とを使用して前記モデルにより、前
記第２の媒体温度を推定する第２の媒体温度推定部とを
備える。
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器を含むプロセスについて、少なくと
も前記第１の媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基
づいて当該プロセスの操作量を決定する予測制御装置で
あって、前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づい
てモデル化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度
と前記第１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルに
より演算を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以
降の第１の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推
定し、さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する第１の媒体温度予測部を備える装置におい
て、前記モデルに基づき、前記熱交換器の伝熱管温度を
推定する状態観測器（オブザーバ）と、前記推定値と少
なくとも前記第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１
の媒体温度の測定値とを使用して前記モデルにより、前
記第２の媒体温度を推定する第２の媒体温度推定部とを
備える。
【００２６】ここで、上記本発明の予測制御装置におい
て、前記状態観測器としてカルマンフィルタを用いる構
成としてもよい。
て、前記状態観測器としてカルマンフィルタを用いる構
成としてもよい。
【００２７】また、上記目的を達成するために本発明
は、他の実施態様として、燃料を燃焼させた時に生じる
燃焼ガスと水または蒸気とを熱交換させて、該水または
蒸気を昇温する熱交換器の蒸気温度を予測し、該予測値
に基づいてプロセスの操作量を決定する予測制御方法で
あって、少なくとも前記燃焼ガス温度の推定値と前記蒸
気温度測定値とを用いて、該蒸気温度を測定した時刻以
降の蒸気温度を予測する方法において、前記燃焼ガス温
度は、少なくとも蒸気温度測定値を用いて算出する。
は、他の実施態様として、燃料を燃焼させた時に生じる
燃焼ガスと水または蒸気とを熱交換させて、該水または
蒸気を昇温する熱交換器の蒸気温度を予測し、該予測値
に基づいてプロセスの操作量を決定する予測制御方法で
あって、少なくとも前記燃焼ガス温度の推定値と前記蒸
気温度測定値とを用いて、該蒸気温度を測定した時刻以
降の蒸気温度を予測する方法において、前記燃焼ガス温
度は、少なくとも蒸気温度測定値を用いて算出する。
【００２８】さらに、上記本発明の予測制御装置におい
て、少なくとも前記燃焼ガス温度の推定値と前記蒸気温
度測定値とを用いて、該蒸気温度を測定した時刻以降の
蒸気温度と、前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、さ
らに所定時間経過後の蒸気温度を、推定した前記蒸気温
度と推定した前記伝熱管温度とを使用して予測するもの
であって、前記燃焼ガス温度は、少なくとも前記時刻以
前の前記伝熱管温度推定値と前記時刻以降の蒸気温度の
測定値とを使用して算出する構成としてもよい。
て、少なくとも前記燃焼ガス温度の推定値と前記蒸気温
度測定値とを用いて、該蒸気温度を測定した時刻以降の
蒸気温度と、前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、さ
らに所定時間経過後の蒸気温度を、推定した前記蒸気温
度と推定した前記伝熱管温度とを使用して予測するもの
であって、前記燃焼ガス温度は、少なくとも前記時刻以
前の前記伝熱管温度推定値と前記時刻以降の蒸気温度の
測定値とを使用して算出する構成としてもよい。
【００２９】さらに、上記本発明の予測制御方法におい
て、前記蒸気温度と前記熱交換器の伝熱管温度は、該熱
交換器の特性を模擬した物理式に基づくモデルに対して
構成したカルマンフィルタを用いて推定する構成として
もよい。
て、前記蒸気温度と前記熱交換器の伝熱管温度は、該熱
交換器の特性を模擬した物理式に基づくモデルに対して
構成したカルマンフィルタを用いて推定する構成として
もよい。
【００３０】また、上記目的を達成するために本発明
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器の少なくとも第１の媒体の温度を予
測し、該温度の予測値に基づいてプロセスの操作量を決
定する予測制御方法であって、少なくとも前記第２の媒
体の推定温度と前記第１の媒体の温度測定値とを用い
て、該第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１の媒体
温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、さらに所
定時間経過後の第１の媒体温度を予測する際には、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する方法において、前記熱交換器の伝熱管温度
は、前記熱交換器の特性を模擬した物理式モデルに基づ
く状態観測器により推定し、該推定値と少なくとも第１
の媒体温度の測定値とを使用して前記モデルにより演算
して前記第２の媒体温度を推定する。
は、他の実施態様として、第１の媒体と第２の媒体を熱
交換させる熱交換器の少なくとも第１の媒体の温度を予
測し、該温度の予測値に基づいてプロセスの操作量を決
定する予測制御方法であって、少なくとも前記第２の媒
体の推定温度と前記第１の媒体の温度測定値とを用い
て、該第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１の媒体
温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、さらに所
定時間経過後の第１の媒体温度を予測する際には、前記
第１の媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用し
て予測する方法において、前記熱交換器の伝熱管温度
は、前記熱交換器の特性を模擬した物理式モデルに基づ
く状態観測器により推定し、該推定値と少なくとも第１
の媒体温度の測定値とを使用して前記モデルにより演算
して前記第２の媒体温度を推定する。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。
する。
【００３２】本実施の形態では、本発明を火力発電プラ
ントの蒸気温度予測制御に適用した例について述べたも
のである。以下、図を参照して説明する。
ントの蒸気温度予測制御に適用した例について述べたも
のである。以下、図を参照して説明する。
【００３３】本実施形態において制御の対象とする石炭
焚き火力発電プラント１００の基本構成を図２に示す。
ボイラ１５０では燃料と空気をバーナー１６０に供給し
て燃焼させ、給水ポンプ１４０により循環する供給水を
火炉水壁１５２で蒸発させる。さらに過熱器１５４で昇
温して過熱状態となった蒸気はタービン加減弁１２１を
介して高圧タービン１３０に導かれて高圧タービン１３
０を駆動する。高圧タービンを通過した蒸気は再熱器１
５６で再び昇温されて低圧タービン１２０に入る。高圧
タービン１３０および低圧タービン１２０の回転により
発電機１１０で電力を発生させる。
焚き火力発電プラント１００の基本構成を図２に示す。
ボイラ１５０では燃料と空気をバーナー１６０に供給し
て燃焼させ、給水ポンプ１４０により循環する供給水を
火炉水壁１５２で蒸発させる。さらに過熱器１５４で昇
温して過熱状態となった蒸気はタービン加減弁１２１を
介して高圧タービン１３０に導かれて高圧タービン１３
０を駆動する。高圧タービンを通過した蒸気は再熱器１
５６で再び昇温されて低圧タービン１２０に入る。高圧
タービン１３０および低圧タービン１２０の回転により
発電機１１０で電力を発生させる。
【００３４】以降、高圧タービン１３０入口の蒸気を主
蒸気、低圧タービン１２０入口の蒸気を再熱蒸気と称す
る。
蒸気、低圧タービン１２０入口の蒸気を再熱蒸気と称す
る。
【００３５】火力発電プラントには、上記構成機器の他
にもタービンを駆動後の蒸気を冷却水１２６により冷却
する復水器１２５や燃焼排ガス処理装置１７０などの機
器もある。排ガス処理装置１７０を通過したガスは煙突
１７５から大気へ放出される。
にもタービンを駆動後の蒸気を冷却水１２６により冷却
する復水器１２５や燃焼排ガス処理装置１７０などの機
器もある。排ガス処理装置１７０を通過したガスは煙突
１７５から大気へ放出される。
【００３６】なお、本発明では、石油やガスなどの燃料
の種類は問わないが、例えば石炭を燃料とする場合は石
炭を粉砕する微粉炭機を制御して燃料流量を調整する。
の種類は問わないが、例えば石炭を燃料とする場合は石
炭を粉砕する微粉炭機を制御して燃料流量を調整する。
【００３７】プラント１００の運転状態は、発電機出力
計測器１１１、主蒸気温度（過熱器出口蒸気温度）測定
器１２２、過熱器入口蒸気温度測定器１２７、主蒸気圧
力測定器１２３、再熱蒸気温度測定器１２４等のデータ
測定装置で計測され、運転制御装置３００へ伝送され
る。プラントには、この他にも種々のプロセス量を計測
するための装置が取り付けられており、それらによる計
測値も運転制御装置３００で取込んでいる。ここでは、
それらの詳細な説明は省略する。
計測器１１１、主蒸気温度（過熱器出口蒸気温度）測定
器１２２、過熱器入口蒸気温度測定器１２７、主蒸気圧
力測定器１２３、再熱蒸気温度測定器１２４等のデータ
測定装置で計測され、運転制御装置３００へ伝送され
る。プラントには、この他にも種々のプロセス量を計測
するための装置が取り付けられており、それらによる計
測値も運転制御装置３００で取込んでいる。ここでは、
それらの詳細な説明は省略する。
【００３８】運転制御装置３００は、これらのプロセス
データを基にして、プラントの運転状態を把握し、プラ
ントが望ましい状態になるように燃料流量調節弁１６
２、空気流量調節弁１６１、タービン加減弁１２１、給
水ポンプ１４０などの機器を制御している。
データを基にして、プラントの運転状態を把握し、プラ
ントが望ましい状態になるように燃料流量調節弁１６
２、空気流量調節弁１６１、タービン加減弁１２１、給
水ポンプ１４０などの機器を制御している。
【００３９】火力プラントでは主蒸気温度のように、応
答時間が比較的大きい制御量があり、この制御は一般に
難しいとされている。そこで、主蒸気温度の制御に、本
発明の予測制御方法を適用する。
答時間が比較的大きい制御量があり、この制御は一般に
難しいとされている。そこで、主蒸気温度の制御に、本
発明の予測制御方法を適用する。
【００４０】予測制御の目的は、時定数が大きく、応答
が遅いプロセス量に対して、その将来の挙動を予測し、
先行的に操作量を決定することにより、制御精度を向上
させることにある。
が遅いプロセス量に対して、その将来の挙動を予測し、
先行的に操作量を決定することにより、制御精度を向上
させることにある。
【００４１】本実施形態の予測制御方法、およびそれを
実現する運転制御装置３００の概略構成を図３を参照し
て説明する。
実現する運転制御装置３００の概略構成を図３を参照し
て説明する。
【００４２】運転制御装置３００は、本発明が適用され
る蒸気温度予測部３１０、目標値算出部３２０、および
操作量算出部３３０を備えている。目標値算出部３２０
は、目的とする時間先の主蒸気温度の目標値を計算す
る。主蒸気温度目標値は、一定である場合もあるが、負
荷変化に伴って目標値が変化する場合がある。
る蒸気温度予測部３１０、目標値算出部３２０、および
操作量算出部３３０を備えている。目標値算出部３２０
は、目的とする時間先の主蒸気温度の目標値を計算す
る。主蒸気温度目標値は、一定である場合もあるが、負
荷変化に伴って目標値が変化する場合がある。
【００４３】負荷変化計画が既知の場合には、負荷の関
数である蒸気温度目標値Rs（数4）から、その負荷変化
計画に基づいて将来の負荷変化を算出する。
数である蒸気温度目標値Rs（数4）から、その負荷変化
計画に基づいて将来の負荷変化を算出する。
【００４４】
【数４】
【００４５】将来の負荷変化が未知の場合には、現在サ
ンプリングステップkでの蒸気温度目標値Rs(k)と１サン
プリングステップ前の目標値Rs(k-1)と、サンプリング
時間間隔Δt秒から、n秒先の目標値を次式で算出する。
ンプリングステップkでの蒸気温度目標値Rs(k)と１サン
プリングステップ前の目標値Rs(k-1)と、サンプリング
時間間隔Δt秒から、n秒先の目標値を次式で算出する。
【００４６】
【数５】
【００４７】本例では、目標値の変化を一次式で近似し
て求めているが、本発明はこの方法に限定されるもので
はない。
て求めているが、本発明はこの方法に限定されるもので
はない。
【００４８】このようにして求めた将来の蒸気温度目標
値に対して、蒸気温度が将来の同時刻に何°Ｃになるか
を蒸気温度予測部３１０で予測する。蒸気温度予測部３
１０の詳細は後述する。
値に対して、蒸気温度が将来の同時刻に何°Ｃになるか
を蒸気温度予測部３１０で予測する。蒸気温度予測部３
１０の詳細は後述する。
【００４９】蒸気温度目標値３２０ａと予測値３１０ａ
との偏差３２０ｂを算出し、これに基づいて操作量算出
部３３０で操作量を決定する。
との偏差３２０ｂを算出し、これに基づいて操作量算出
部３３０で操作量を決定する。
【００５０】操作量の決定方法を説明する。制御方式は
ＰＩ（比例・積分）制御を採用している。その具体的計
算方法は次式である。
ＰＩ（比例・積分）制御を採用している。その具体的計
算方法は次式である。
【００５１】
【数６】
【００５２】
【数７】
【００５３】ここで、uは操作量値、Δuは操作量値の変
化分、Ysは蒸気温度予測値、Kpは比例ゲイン、KIは積分
ゲインである。
化分、Ysは蒸気温度予測値、Kpは比例ゲイン、KIは積分
ゲインである。
【００５４】本実施形態では、蒸気温度制御の操作量と
して、燃料流量、過熱器スプレ流量、ガス再循環流量が
あり、それらを本発明の予測制御方法を用いて制御して
いる。過熱器スプレ流量調節弁、ガス再循環ポンプは図
２では省略している。また、これらの操作量のうちいず
れか一つ、または二つを選択してもよく、それ以外の操
作量を本発明の予測制御方法により操作してもよい。
して、燃料流量、過熱器スプレ流量、ガス再循環流量が
あり、それらを本発明の予測制御方法を用いて制御して
いる。過熱器スプレ流量調節弁、ガス再循環ポンプは図
２では省略している。また、これらの操作量のうちいず
れか一つ、または二つを選択してもよく、それ以外の操
作量を本発明の予測制御方法により操作してもよい。
【００５５】それぞれの操作量uが決定されると、この
値によりプラント１００の燃料流量調節弁１６２の開度
やスプレ流量調節弁開度、ガス再循環ポンプ出力などが
操作される。
値によりプラント１００の燃料流量調節弁１６２の開度
やスプレ流量調節弁開度、ガス再循環ポンプ出力などが
操作される。
【００５６】蒸気温度などのプロセス量は各種センサで
計測されて、次の時間ステップの蒸気温度予測部３１０
に入力される。図３では図示していないが、各種プロセ
ス量の測定値は、蒸気温度予測部３１０のみならず、運
転制御装置３００に入力されて、他の操作量を算出する
ために用いられる。
計測されて、次の時間ステップの蒸気温度予測部３１０
に入力される。図３では図示していないが、各種プロセ
ス量の測定値は、蒸気温度予測部３１０のみならず、運
転制御装置３００に入力されて、他の操作量を算出する
ために用いられる。
【００５７】運転制御装置３００は、例えば図８に示す
ように、マスタ制御部３７０とそれに基づくサブループ
制御部３９０とで構成されている。
ように、マスタ制御部３７０とそれに基づくサブループ
制御部３９０とで構成されている。
【００５８】マスタ制御部３７０は、以下に説明する予
測制御方法を実現するための制御プログラムを記憶する
記憶部、計測データの入力や演算結果の出力のためのイ
ンターフェース部、および前記制御プログラムを実行す
る演算処理部を備えるコンピュータシステムにより実現
されるものであり、通常制御コントローラ３７５と、本
発明を適用している蒸気温度予測制御コントローラ３８
０とに分かれている。
測制御方法を実現するための制御プログラムを記憶する
記憶部、計測データの入力や演算結果の出力のためのイ
ンターフェース部、および前記制御プログラムを実行す
る演算処理部を備えるコンピュータシステムにより実現
されるものであり、通常制御コントローラ３７５と、本
発明を適用している蒸気温度予測制御コントローラ３８
０とに分かれている。
【００５９】サブループ制御部３９０には、プラントを
運転するために操作される各アクチュエータへの制御信
号を生成するための、タービン制御コントローラ３９
１、給水ポンプコントローラ３９２、燃料流量調節弁コ
ントローラ３９３、押込みファンコントローラ３９４、
誘引ファンコントローラ３９５、スプレ流量コントロー
ラ３９６、ガス再循環流量コントローラ３９７等を備え
ている。
運転するために操作される各アクチュエータへの制御信
号を生成するための、タービン制御コントローラ３９
１、給水ポンプコントローラ３９２、燃料流量調節弁コ
ントローラ３９３、押込みファンコントローラ３９４、
誘引ファンコントローラ３９５、スプレ流量コントロー
ラ３９６、ガス再循環流量コントローラ３９７等を備え
ている。
【００６０】これらのコントローラは互いに信号伝送ネ
ットワーク４００に接続されており、信号の授受が可能
である。サブループ制御部３９０の各コントローラから
の出力は、プラント１００の各アクチュエータ１０１に
送られ、機器を操作する。
ットワーク４００に接続されており、信号の授受が可能
である。サブループ制御部３９０の各コントローラから
の出力は、プラント１００の各アクチュエータ１０１に
送られ、機器を操作する。
【００６１】次に、蒸気温度予測部３１０について、図
１を用いて説明する。蒸気温度予測部３１０は、状態観
測器（オブザーバ）３１４、予測部３１２、及び本発明
の特徴の一つであるガス温度推定部３１６を備えてい
る。この他に蒸気温度予測部３１０は、プラント１００
からの計測データの入力インターフェイス、コントロー
ラへの出力インターフェイスなどを備えている。
１を用いて説明する。蒸気温度予測部３１０は、状態観
測器（オブザーバ）３１４、予測部３１２、及び本発明
の特徴の一つであるガス温度推定部３１６を備えてい
る。この他に蒸気温度予測部３１０は、プラント１００
からの計測データの入力インターフェイス、コントロー
ラへの出力インターフェイスなどを備えている。
【００６２】過熱器１５４の入口蒸気温度と出口蒸気温
度はそれぞれ温度測定器１２７、１２２で測定し、その
値を取込んでいる。
度はそれぞれ温度測定器１２７、１２２で測定し、その
値を取込んでいる。
【００６３】状態観測器３１４では、熱交換器の特性を
エネルギー保存式に基づいてモデル化している。モデル
式を示す。
エネルギー保存式に基づいてモデル化している。モデル
式を示す。
【００６４】
【数８】
【００６５】
【数９】
【００６６】ここで、Vは容積[m3]、γは比重量[kg/
m3]、Hはエンタルピー[J/kg]、Fは流量[kg/s]、Aは伝熱
面積[m2]、αは熱伝達率[J/(m2・s・K)]、θは温度[°
Ｃ]、Mは重量[kg]、Cは比熱[J/(kg・K)]である。また、
添え字sは蒸気、mは伝熱管（メタル）、msは伝熱管から
蒸気、gmは燃焼ガスから伝熱管、inは入口位置、oは出
口位置をそれぞれ表す。
m3]、Hはエンタルピー[J/kg]、Fは流量[kg/s]、Aは伝熱
面積[m2]、αは熱伝達率[J/(m2・s・K)]、θは温度[°
Ｃ]、Mは重量[kg]、Cは比熱[J/(kg・K)]である。また、
添え字sは蒸気、mは伝熱管（メタル）、msは伝熱管から
蒸気、gmは燃焼ガスから伝熱管、inは入口位置、oは出
口位置をそれぞれ表す。
【００６７】
【数１０】
【００６８】
【数１１】
【００６９】ここで、CPsは定圧比熱[J/(kg・K)]、HsBo
は基準エンタルピ[J/kg]である。
は基準エンタルピ[J/kg]である。
【００７０】数8、9に、数10、11を代入して整理すると
次式が得られる。
次式が得られる。
【００７１】
【数１２】
【００７２】
【数１３】
【００７３】ここで、数12、13を整理すると次式とな
る。
る。
【００７４】
【数１４】
【００７５】
【数１５】
【００７６】
【数１６】
【００７７】
【数１７】
【００７８】
【数１８】
【００７９】
【数１９】
【００８０】
【数２０】
【００８１】
【数２１】
【００８２】
【数２２】
【００８３】
【数２３】
【００８４】
【数２４】
【００８５】
【数２５】
【００８６】数14及び15を時間的に離散化し、マトリク
ス表現すると次式となる。
ス表現すると次式となる。
【００８７】
【数２６】
【００８８】
【数２７】
【００８９】
【数２８】
【００９０】
【数２９】
【００９１】
【数３０】
【００９２】
【数３１】
【００９３】数27が状態方程式であり、出力方程式は次
式で表される。
式で表される。
【００９４】
【数３２】
【００９５】ここで、ZMは観測ベクトル（x1：出口蒸気
温度に対応）、CMは観測行列、VMは観測ノイズベクトル
である。
温度に対応）、CMは観測行列、VMは観測ノイズベクトル
である。
【００９６】この物理式モデルに基づいて蒸気温度を予
測する。状態ＸM(k)のうち、x1（過熱器出口蒸気温度）
は測定可能であるが、x2（過熱器伝熱管温度）は測定困
難であるため、カルマンフィルタを適用して状態ＸM(k)
を推定する。
測する。状態ＸM(k)のうち、x1（過熱器出口蒸気温度）
は測定可能であるが、x2（過熱器伝熱管温度）は測定困
難であるため、カルマンフィルタを適用して状態ＸM(k)
を推定する。
【００９７】カルマンフィルタを用いた状態観測器３１
４のアルゴリズムを説明する。以下では、現在サンプリ
ングステップをkとすると、サンプリングステップ(k-1)
における諸値を用いて物理モデル数27より算出した状態
値には上付添字“P”を、カルマンフィルタを構成して
求める最尤推定値には上付添字“SP”をつけて表すこと
にする。
４のアルゴリズムを説明する。以下では、現在サンプリ
ングステップをkとすると、サンプリングステップ(k-1)
における諸値を用いて物理モデル数27より算出した状態
値には上付添字“P”を、カルマンフィルタを構成して
求める最尤推定値には上付添字“SP”をつけて表すこと
にする。
【００９８】ＸM SP(k)は次式により求められる。
【００９９】
【数３３】
【０１００】
【数３４】
【０１０１】
【数３５】
【０１０２】
【数３６】
【０１０３】ここで記号上付添字“T”は転置行列、上
付添字“-1”は逆行列を意味する。
付添字“-1”は逆行列を意味する。
【０１０４】この状態観測器３１４を用いて、図１に示
す予測部３１２のように繰り返し計算することによって
将来の蒸気温度を予測する。
す予測部３１２のように繰り返し計算することによって
将来の蒸気温度を予測する。
【０１０５】さて、数9の右辺には過熱器入口ガス温度
θginが必要であるが、高温のガス温度は直接計測する
ことが困難であるため、この値を推定して用いる必要が
ある。本発明の特徴は、このガス温度の推定方法にあ
る。
θginが必要であるが、高温のガス温度は直接計測する
ことが困難であるため、この値を推定して用いる必要が
ある。本発明の特徴は、このガス温度の推定方法にあ
る。
【０１０６】ガス温度推定部３１６について説明する。
【０１０７】現在サンプリングステップをkとすると、
ステップ(k-1)での諸値を用いて数36により現在の過熱
器出口蒸気温度を推定する。将来の蒸気温度を予測する
ためには、(k-1)時点で得られる情報から、現在ステッ
プkの蒸気温度が正しく求められていることが前提にな
る。この関係を将来も維持しているという仮定の基で予
測しているからである。
ステップ(k-1)での諸値を用いて数36により現在の過熱
器出口蒸気温度を推定する。将来の蒸気温度を予測する
ためには、(k-1)時点で得られる情報から、現在ステッ
プkの蒸気温度が正しく求められていることが前提にな
る。この関係を将来も維持しているという仮定の基で予
測しているからである。
【０１０８】推定しているガス温度θginが適切でない
と、ＸM SP(k)に誤差を生じる原因になる。そこで、本実
施形態では、現在ステップｋにおける過熱器出口蒸気温
度x1(k)（＝θso(k)）の測定値と、ステップ(k-1)にお
ける伝熱管温度の最尤推定値x2 SP(k-1)（＝θm SP(k-
1)）とを用いて、物理モデル式の数26の関係から次式を
導き、ガス温度θginを算出する。
と、ＸM SP(k)に誤差を生じる原因になる。そこで、本実
施形態では、現在ステップｋにおける過熱器出口蒸気温
度x1(k)（＝θso(k)）の測定値と、ステップ(k-1)にお
ける伝熱管温度の最尤推定値x2 SP(k-1)（＝θm SP(k-
1)）とを用いて、物理モデル式の数26の関係から次式を
導き、ガス温度θginを算出する。
【０１０９】
【数３７】
【０１１０】ここで、θso(k)はステップkにおける出口
蒸気温度測定値である。
蒸気温度測定値である。
【０１１１】従って、現在ステップkにおける過熱器出
口蒸気温度の推定値が測定値と一致するように、ガス温
度を決定することができる。
口蒸気温度の推定値が測定値と一致するように、ガス温
度を決定することができる。
【０１１２】この方法によれば、逐次、適切なガス温度
を決定できるので、現在ステップにおけるモデル誤差が
小さくなる。また、ガス温度推定用の火炉モデルを準備
する必要がなく、従って、そのモデルのパラメータ調整
も不要である。また、モデル誤差、すなわち現在時刻の
測定値とその予測値の誤差が小さいため、予測精度が向
上する。
を決定できるので、現在ステップにおけるモデル誤差が
小さくなる。また、ガス温度推定用の火炉モデルを準備
する必要がなく、従って、そのモデルのパラメータ調整
も不要である。また、モデル誤差、すなわち現在時刻の
測定値とその予測値の誤差が小さいため、予測精度が向
上する。
【０１１３】なお、本例では過熱器入口蒸気温度θsin
（入口蒸気エンタルピーHsin）はサンプリングステップ
(k-1)における値を用いているが、ステップkにおける測
定値を用いてもよい。
（入口蒸気エンタルピーHsin）はサンプリングステップ
(k-1)における値を用いているが、ステップkにおける測
定値を用いてもよい。
【０１１４】蒸気温度予測部３１０の具体的な構成例と
して、当該蒸気温度予測部３１０を構成する状態観測器
３１４、ガス温度推定部３１６、予測部３１２の第一の
接続形態を図４に示す。
して、当該蒸気温度予測部３１０を構成する状態観測器
３１４、ガス温度推定部３１６、予測部３１２の第一の
接続形態を図４に示す。
【０１１５】入口蒸気温度θsin(k-1)または入口蒸気エ
ンタルピーHsin(k-1）（図示していない）は一次遅れ要
素３４２を経て状態観測器３１４に入力される。また、
ガス温度推定部３１６で算出したガス温度θgin(k)も同
様に一次遅れ要素３４１を経て状態観測器３１４に入力
される。
ンタルピーHsin(k-1）（図示していない）は一次遅れ要
素３４２を経て状態観測器３１４に入力される。また、
ガス温度推定部３１６で算出したガス温度θgin(k)も同
様に一次遅れ要素３４１を経て状態観測器３１４に入力
される。
【０１１６】予測部３１２には、入口蒸気温度θsin(k-
1)、ガス温度θgin(k)等は遅れ要素を介さずに入力され
る。なお、遅れ要素の次数は一次に限定されるものでは
い。また、複数の遅れ要素をカスケードに接続してもよ
い。
1)、ガス温度θgin(k)等は遅れ要素を介さずに入力され
る。なお、遅れ要素の次数は一次に限定されるものでは
い。また、複数の遅れ要素をカスケードに接続してもよ
い。
【０１１７】蒸気温度予測部３１０内における各要素の
第二の接続形態を図５に示す。前記第一の接続形態と異
なる点は、本発明の特徴であるガス温度推定部３１６と
ガス温度推定用火炉モデル３５０を併用した点である。
第二の接続形態を図５に示す。前記第一の接続形態と異
なる点は、本発明の特徴であるガス温度推定部３１６と
ガス温度推定用火炉モデル３５０を併用した点である。
【０１１８】ガス温度推定用火炉モデル３５０では、燃
料発熱量などの火炉への投入熱量から、火炉水壁１５２
での熱吸収量を輻射伝熱モデルで計算してガス温度を推
定するものである。詳細は前記従来技術（４）に記載さ
れているので、ここでは省略する。
料発熱量などの火炉への投入熱量から、火炉水壁１５２
での熱吸収量を輻射伝熱モデルで計算してガス温度を推
定するものである。詳細は前記従来技術（４）に記載さ
れているので、ここでは省略する。
【０１１９】本接続形態では、それぞれから出力される
ガス温度推定値を加重平均係数β（0≦β≦1）を用いて
合成して用いている。予測部３１２へは合成する前のガ
ス温度推定部３１６の出力値を入力している。
ガス温度推定値を加重平均係数β（0≦β≦1）を用いて
合成して用いている。予測部３１２へは合成する前のガ
ス温度推定部３１６の出力値を入力している。
【０１２０】蒸気温度予測部３１０内における各要素の
第三の接続形態を図６に示す。前記第二の接続形態と異
なる点は、ガス温度推定部３１６の出力値を直接、状態
観測器３１４に入力、予測部３１２にはガス温度推定用
火炉モデル３５０の出力をベースとして、遅れ要素３４
１を経た出力値とガス温度推定部３１６の出力値との偏
差分を加算したものを予測部３１２に入力している点で
ある。
第三の接続形態を図６に示す。前記第二の接続形態と異
なる点は、ガス温度推定部３１６の出力値を直接、状態
観測器３１４に入力、予測部３１２にはガス温度推定用
火炉モデル３５０の出力をベースとして、遅れ要素３４
１を経た出力値とガス温度推定部３１６の出力値との偏
差分を加算したものを予測部３１２に入力している点で
ある。
【０１２１】蒸気温度予測部３１０内における各要素の
第四の接続形態を図７に示す。前記第三の接続形態と異
なる点は、前記第二の接続形態と同様にガス温度推定用
火炉モデル３５０の出力値とガス温度推定部３１６の出
力値との加重平均値を状態観測器３１４に入力している
点である。この時、ガス温度推定用火炉モデル３５０の
出力値としては、遅れ要素３４１を通過後の値を使用し
ている。
第四の接続形態を図７に示す。前記第三の接続形態と異
なる点は、前記第二の接続形態と同様にガス温度推定用
火炉モデル３５０の出力値とガス温度推定部３１６の出
力値との加重平均値を状態観測器３１４に入力している
点である。この時、ガス温度推定用火炉モデル３５０の
出力値としては、遅れ要素３４１を通過後の値を使用し
ている。
【０１２２】また、予測部３１２には、ガス温度推定用
火炉モデル３５０の出力値に、ガス温度推定部３１６の
出力値と遅れ要素３４１通過後のガス温度推定用火炉モ
デル３５０の出力値との偏差分を加算したものを入力し
ている。
火炉モデル３５０の出力値に、ガス温度推定部３１６の
出力値と遅れ要素３４１通過後のガス温度推定用火炉モ
デル３５０の出力値との偏差分を加算したものを入力し
ている。
【０１２３】なお、蒸気温度予測部３１０での接続形態
はこれだけに限定されるものではない。また、遅れ要素
の次数や、複数の遅れ要素のカスケード接続などの組合
わせる構成としてもよい。
はこれだけに限定されるものではない。また、遅れ要素
の次数や、複数の遅れ要素のカスケード接続などの組合
わせる構成としてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】本発明によれば、逐次、適切なガス温度
を決定できるので、現在時刻におけるモデル誤差が小さ
くなる。
を決定できるので、現在時刻におけるモデル誤差が小さ
くなる。
【０１２５】さらに、本発明によれば、ガス温度推定用
のモデルを準備する必要がなく、従って、そのモデルの
パラメータ調整も不要となる。
のモデルを準備する必要がなく、従って、そのモデルの
パラメータ調整も不要となる。
【０１２６】さらに、本発明によれば、モデル誤差を小
さくすることが可能となるため、予測精度が向上し、従
ってプロセスの制御性能を向上させることができる。
さくすることが可能となるため、予測精度が向上し、従
ってプロセスの制御性能を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施形態における蒸気温度予測部の
基本的構成を示す説明図。
基本的構成を示す説明図。
【図２】火力発電プラントの構成を示すブロック構成
図。
図。
【図３】予測制御方法を実現する運転制御装置の構成を
示すブロック線図。
示すブロック線図。
【図４】蒸気温度予測部での各要素の第一の接続形態を
表すブロック線図。
表すブロック線図。
【図５】蒸気温度予測部での各要素の第二の接続形態を
表すブロック線図。
表すブロック線図。
【図６】蒸気温度予測部での各要素の第三の接続形態を
表すブロック線図。
表すブロック線図。
【図７】蒸気温度予測部での各要素の第四の接続形態を
表すブロック線図。
表すブロック線図。
【図８】運転制御装置の構成を示すブロック構成図。
１００…火力発電プラント、１１０…発電機、１１１…
発電機出力計測装置、１２０…低・中圧タービン、１２
１…タービン加減弁、１２２…過熱器出口蒸気温度測定
器、１２３…主蒸気圧力測定器、１２４…再熱蒸気温度
測定器、１２５…復水器、１２６…冷却水、１３０…高
圧タービン、１４０…給水ポンプ、１５０…ボイラ、１
５２…火炉水壁、１５４…過熱器、１５６…再熱器、１
６０…バーナー、１６１…空気流量調節弁、１６２…燃
料流量調節弁、１７０…排ガス処理装置、１７５…煙
突、３００…運転制御装置、３１０…予測制御部、３１
２…予測部、３１４…状態観測器、３１６ガス温度推定
部、３２０…目標値算出部、３３０…操作量算出部、３
５０…ガス温度推定用火炉モデル。
発電機出力計測装置、１２０…低・中圧タービン、１２
１…タービン加減弁、１２２…過熱器出口蒸気温度測定
器、１２３…主蒸気圧力測定器、１２４…再熱蒸気温度
測定器、１２５…復水器、１２６…冷却水、１３０…高
圧タービン、１４０…給水ポンプ、１５０…ボイラ、１
５２…火炉水壁、１５４…過熱器、１５６…再熱器、１
６０…バーナー、１６１…空気流量調節弁、１６２…燃
料流量調節弁、１７０…排ガス処理装置、１７５…煙
突、３００…運転制御装置、３１０…予測制御部、３１
２…予測部、３１４…状態観測器、３１６ガス温度推定
部、３２０…目標値算出部、３３０…操作量算出部、３
５０…ガス温度推定用火炉モデル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 亨 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株式会社日立製作所 大みか工場内 (72)発明者 菊池 信也 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株式会社日立製作所 大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭57−6203（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−266408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 11/00 - 13/04 F22B 35/00
Claims (3)
- 【請求項１】燃料を燃焼させた時に生じる燃焼ガスと水
または蒸気とを熱交換させて、該水または蒸気を昇温す
る熱交換器の蒸気温度を予測し、該予測値に基づいてプ
ロセスの操作量を決定する予測制御方法であって、 少なくとも前記燃焼ガス温度の推定値と前記蒸気温度測
定値とを用いて、該蒸気温度を測定した時刻以降の蒸気
温度と、前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、 さらに所定時間経過後の蒸気温度を、推定した前記蒸気
温度と推定した前記伝熱管温度とを使用して予測するも
のであって、 前記燃焼ガス温度は、少なくとも前記時刻以前の前記伝
熱管温度推定値と前記時刻以降の蒸気温度の測定値とを
使用して算出すること、 を特徴とする予測制御方法。 - 【請求項２】第１の媒体と第２の媒体を熱交換させる熱
交換器を含むプロセスについて、少なくとも前記第１の
媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基づいて当該プ
ロセスの操作量を決定する予測制御方法であって、 前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づいてモデル
化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度と前記第
１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルにより演算
を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１
の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、 さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記第１の
媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用して予測
する方法において、 前記熱交換器の伝熱管温度は、前記モデルに基づく状態
観測器（オブザーバ）により推定し、該推定値と少なく
とも前記第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１の媒
体温度の測定値とを使用して前記モデルより演算して、
前記第２の媒体温度を推定すること、 を特徴とする予測制御方法。 - 【請求項３】第１の媒体と第２の媒体を熱交換させる熱
交換器を含むプロセスについて、少なくとも前記第１の
媒体の温度を予測し、該温度の予測値に基づいて当該プ
ロセスの操作量を決定する予測制御装置であって、 前記熱交換器の特性を模擬した物理式に基づいてモデル
化して、少なくとも前記第２の媒体の推定温度と前記第
１の媒体の温度測定値とを用いて前記モデルにより演算
を行い、前記第１の媒体温度を測定した時刻以降の第１
の媒体温度と前記熱交換器の伝熱管温度とを推定し、 さらに所定時間経過後の第１の媒体温度を、前記第１の
媒体温度の測定値の代わりに前記推定値を使用して予測
する第１の媒体温度予測部を備える装置において、 前記モデルに基づき、前記熱交換器の伝熱管温度を推定
する状態観測器（オブザーバ）と、 前記推定値と少なくとも前記第１の媒体温度を測定した
時刻以降の第１の媒体温度の測定値とを使用して前記モ
デルにより、前記第２の媒体温度を推定する第２の媒体
温度推定部とを備えること、 を特徴とする予測制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13985198A JP3291467B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | プロセスの予測制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13985198A JP3291467B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | プロセスの予測制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11338506A JPH11338506A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3291467B2 true JP3291467B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=15255020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13985198A Expired - Lifetime JP3291467B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | プロセスの予測制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291467B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101501556B1 (ko) * | 2014-01-17 | 2015-03-12 | 두산중공업 주식회사 | 보일러의 증기 온도 제어 장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4986559B2 (ja) | 2006-09-25 | 2012-07-25 | 株式会社Ｋｅｌｋ | 流体の温度制御装置及び方法 |
| JP6260437B2 (ja) | 2014-04-28 | 2018-01-17 | 株式会社Ihi | 動的システムの推定装置及び方法 |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP13985198A patent/JP3291467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101501556B1 (ko) * | 2014-01-17 | 2015-03-12 | 두산중공업 주식회사 | 보일러의 증기 온도 제어 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11338506A (ja) | 1999-12-10 |
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