JP6966307B2 - Auxiliary power determination device, plant, auxiliary power determination method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、複数の補機を有するプラントにおいて前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置、そのプラント、補機動力決定方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an auxiliary power determining device for determining the power of the plurality of auxiliary machines in a plant having a plurality of auxiliary machines, the plant thereof, an auxiliary power determining method, and a program.
発電プラントにおいて、実質発電電力量を増加させる方法として、発電機器の効率を向上させる方法と、補機電力を低減する方法とがある。すなわち、発電プラントにおいて、補機の効率を向上させることで、実質発電電力量の増加を期待することができる。
発電プラントには、冷却塔のファンや循環水ポンプなどの複数の補機が設けられる。各補機の動力は、当該補機の目的に係る状態量に基づいて個別に適正化することができる。例えば、冷却塔のファンの動力は、タービンの負荷、外気温度および外気湿度に基づいて必要な放熱量を算出することで適正化することができる。また例えば、循環水ポンプの動力は、タービンの負荷および補給水の水質に基づいて適切な濃縮倍率を算出することで適正化することができる。
In a power plant, there are a method of improving the efficiency of power generation equipment and a method of reducing auxiliary power as a method of increasing the actual power generation amount. That is, in a power plant, an increase in the actual amount of generated power can be expected by improving the efficiency of auxiliary equipment.
The power plant will be equipped with multiple auxiliary equipment such as cooling tower fans and circulating water pumps. The power of each auxiliary machine can be individually optimized based on the state quantity related to the purpose of the auxiliary machine. For example, the power of the cooling tower fan can be optimized by calculating the required heat dissipation amount based on the turbine load, outside air temperature and outside air humidity. Further, for example, the power of the circulating water pump can be optimized by calculating an appropriate concentration ratio based on the load of the turbine and the water quality of the make-up water.
特許文献1には、空調システムにおいて冷却塔のファンと冷却水ポンプの回転数の効率を向上させる技術が開示されている。また特許文献2には、空調システムにおける熱源機の台数制御に関する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for improving the efficiency of the rotation speed of a cooling tower fan and a cooling water pump in an air conditioning system. Further, Patent Document 2 discloses a technique for controlling the number of heat source units in an air conditioning system.
補機を稼動させることで、プラントにおける様々な状態量が変化する。そのため、ある機器の動力が変更されることで、他の補機の動力の決定に用いる状態量が変化する可能性がある。例えば、循環水ポンプの動力を変更すると、循環水の流速が変化し、単位時間当たりの熱交換量が変化する。
そのため、個々の補機を、個別の状態量に基づいて適正化した場合、複数の補機全体として最適な制御にならない可能性がある。
本発明の目的は、複数の補機の状態を考慮して補機の動力を適正化する補機動力決定装置、プラント、補機動力決定方法、およびプログラムを提供することにある。
By operating the auxiliary equipment, various state quantities in the plant change. Therefore, when the power of a certain device is changed, the state quantity used for determining the power of another auxiliary machine may change. For example, when the power of the circulating water pump is changed, the flow velocity of the circulating water changes, and the amount of heat exchange per unit time changes.
Therefore, if each auxiliary machine is optimized based on the individual state quantity, the control of the plurality of auxiliary machines as a whole may not be optimal.
An object of the present invention is to provide an auxiliary power determining device, a plant, an auxiliary power determining method, and a program for optimizing the power of an auxiliary machine in consideration of the state of a plurality of auxiliary machines.
本発明の第1の態様によれば、補機動力決定装置は、複数の補機を有し、冷却水を冷却するための冷却塔を備えるプラントにおいて前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置であって、前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出する最大濃縮倍率特定部と、前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出する算出部と、算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定する決定部とを備える。 According to a first aspect of the present invention, auxiliary power determination device, it has a plurality of auxiliary devices, to determine the power of the plurality of accessory in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water complement The maximum concentration factor of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state quantity of the plant which is a mobility determining device and affects the first auxiliary machine which is one of the plurality of auxiliary machines. With respect to the maximum concentration ratio specifying unit for calculating the maximum concentration ratio and the plurality of target concentration ratios equal to or less than the maximum concentration ratio, the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount, and the plurality of A calculation unit that calculates the power of the second auxiliary machine, which is one of the auxiliary machines of the above, and the plurality of target enrichment ratios based on the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary machine. It is provided with a determination unit that specifies one of the target enrichment ratios and determines the power of the first auxiliary machine and the second auxiliary equipment based on the specified target enrichment ratio.
本発明の第2の態様によれば、第1の態様に係る補機動力決定装置において、前記決定部は、前記第1の補機と第2の補機の動力の合計が最小になるように、前記動力を決定するものであってよい。 According to the second aspect of the present invention, in the auxiliary power determination device according to the first aspect, the determination unit minimizes the total power of the first auxiliary machine and the second auxiliary machine. In addition, it may determine the power.
本発明の第3の態様によれば、第1の態様に係る補機動力決定装置において、前記決定部は、前記プラントの前記補機が消費する電力の売電価格と前記目標濃縮倍率に応じて水源から供給される水の価格との差が最大となるように、前記動力を決定するものであってよい。 According to the third aspect of the present invention, in the auxiliary power determination device according to the first aspect, the determination unit corresponds to the selling price of the electric power consumed by the auxiliary machine in the plant and the target enrichment ratio. The power may be determined so as to maximize the difference from the price of water supplied from the water source.
本発明の第4の態様によれば、第1から第3の何れかの態様に係る補機動力決定装置において、前記第1の補機または前記第2の補機は、前記プラントの循環水系統の水を圧送するポンプであるものであってよい。 According to the fourth aspect of the present invention, in the auxiliary power determining device according to any one of the first to third aspects, the first auxiliary machine or the second auxiliary machine is the circulating water of the plant. It may be a pump that pumps water from the system.
本発明の第5の態様によれば、第1から第4の何れかの態様に係る補機動力決定装置において、前記第1の補機または前記第2の補機は、前記プラントに設けられる冷却塔のファンであるものであってよい。 According to the fifth aspect of the present invention, in the auxiliary machine power determining device according to any one of the first to fourth aspects, the first auxiliary machine or the second auxiliary machine is provided in the plant. It may be a fan of the cooling tower.
本発明の第6の態様によれば、プラントは、第1の補機および第2の補機を含む複数の補機を有し、冷却水を冷却するための冷却塔と、前記第1の補機に影響を与える状態量および前記第2の補機に影響を与える状態量を計測するセンサと、第1から第5の何れかの態様に係る補機動力決定装置とを備える。 According to a sixth aspect of the present invention, the plant has a plurality of auxiliary machines including a first auxiliary machine and a second auxiliary machine, and has a cooling tower for cooling cooling water and the first auxiliary machine. A sensor for measuring a state amount affecting the auxiliary machine and a state amount affecting the second auxiliary machine, and an auxiliary machine power determining device according to any one of the first to fifth aspects are provided.
本発明の第7の態様によれば、補機動力決定方法は、複数の補機を有し、冷却水を冷却するための冷却塔を備えるプラントにおける前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定方法であって、前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出するステップと、前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出するステップと、算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定するステップとを有する。 According to a seventh aspect of the present invention, auxiliary power determination method, it has a plurality of auxiliary devices, to determine the power of the plurality of accessory in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water complement The maximum concentration ratio of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state amount of the plant which is a mobility determination method and affects the first auxiliary machine which is one of the plurality of auxiliary machines. And the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount with respect to the plurality of target concentration ratios equal to or less than the maximum concentration ratio One of the plurality of target enrichment ratios based on the step of calculating the power of one second auxiliary machine and the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary machine. identifying the magnification, and determining a power of the first auxiliary and the second accessory based on the target concentration factor identified.
本発明の第8の態様によれば、プログラムは、複数の補機を有し、冷却水を冷却するための冷却塔を備えるプラントにおける前記複数の補機の動力を決定するコンピュータに、前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出するステップと、前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出するステップと、算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定するステップとを実行させる。
According to an eighth aspect of the present invention, the program to have a plurality of auxiliary devices, to determine the power of the plurality of accessory in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water computer, said plurality A step of calculating the maximum concentration ratio of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state quantity of the plant affecting the first auxiliary machine, which is one of the auxiliary equipments of the above, and the maximum concentration ratio. With respect to the following plurality of target concentration ratios, the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount, and the power of the second auxiliary machine that is one of the plurality of auxiliary machines. Based on the step of calculating the power and the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary machine, the target enrichment ratio of one of the plurality of target enrichment ratios is specified, and the specified target enrichment ratio is specified. and a step of determining the power of the first auxiliary and the second accessory based on the magnification.
上記態様のうち少なくとも1つの態様によれば、補機動力決定装置は、複数の補機の状態を考慮して補機の動力を適正化することができる。 According to at least one of the above aspects, the auxiliary power determining device can optimize the power of the auxiliary machine in consideration of the states of the plurality of auxiliary machines.
〈第1の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
《水処理システムの構成》
図1は、一実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略ブロック図である。
発電プラント10は、ボイラ11、蒸気タービン12、発電機13、復水器14、純水装置15、冷却塔16、蒸気循環ライン101、第1補給ライン102、第1排水ライン103、第1薬注ライン104、冷却水循環ライン105、第2補給ライン106、第2排水ライン107、第2薬注ライン108、排水処理装置109、補機制御装置110、環境測定装置111および運転監視装置112を備える。
<< Configuration of water treatment system >>
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a power plant according to an embodiment.
The
ボイラ11は、水を蒸発させて蒸気を発生させる。
蒸気タービン12は、ボイラ11が発生させた蒸気により回転する。
発電機13は、蒸気タービン12の回転エネルギーを電力に変換する。
復水器14は、蒸気タービン12から排出される蒸気と冷却水とを熱交換させ、蒸気を水に戻す。
純水装置15は、純水を生成する。
The
The
The
The
The
冷却塔16は、復水器14で熱交換された冷却水を冷却する。冷却塔16には、冷却水の蒸発を促すためのファン161と、ファン161の消費電力を計測する第1電力計162とが設けられる。ファン161は、台数制御またはインバータ制御によって風量を調節可能に構成される。第1電力計162は、補機制御装置110に計測した消費電力であるファン電力を送信する。
The
蒸気循環ライン101は、蒸気タービン12、復水器14、およびボイラ11に水および蒸気を循環させるラインである。蒸気循環ライン101のうち復水器14とボイラ11との間には、第1給水ポンプ1011が設けられる。第1給水ポンプ1011は、復水器14からボイラ11へ向けて水を圧送する。
The
第1補給ライン102は、純水装置15が生成する純水を蒸気循環ライン101に供給するためのラインである。第1補給ライン102には、第2給水ポンプ1021が設けられる。第2給水ポンプ1021は、復水器14への水張り時に使用される。運転中において第1補給ライン102内の水は、復水器14の減圧により純水装置15から復水器14へ向けて圧送される。
The
第1排水ライン103は、蒸気循環ライン101を循環する水の一部を、ボイラ11から排水処理装置109へ排出するためのラインである。
第1薬注ライン104は、蒸気循環ライン101に防食剤、防スケール剤、スライムコントロール剤などの薬剤を供給するためのラインである。第1薬注ライン104は、薬剤を貯留する第1薬剤タンク1041と、第1薬剤タンク1041から蒸気循環ライン101へ薬剤を供給する第1薬注ポンプ1042とを備える。
The
The first
冷却水循環ライン105は、復水器14および冷却塔16に冷却水を循環させるラインである。冷却水循環ライン105には、第3給水ポンプ1051、冷却水質センサ1052、循環水量センサ1053、冷却塔入口水温センサ1054、冷却塔出口水温センサ1055、第2電力計1056が設けられる。第3給水ポンプ1051は、冷却塔16から復水器14へ向けて冷却水を圧送する。
冷却水質センサ1052は、冷却水循環ライン105を循環する冷却水の水質を検出する。センサによって検出される水質の例としては、電気伝導率、pH値、塩濃度、金属濃度、COD(Chemical Oxygen Demand)、BOD(Biochemical Oxygen Demand)、微生物濃度、およびシリカ濃度、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。冷却水質センサ1052は、検出した水質を示す循環水質指標値を補機制御装置110に出力する。循環水量センサ1053は、冷却水循環ライン105を循環する冷却水の流量を検出する。循環水量センサ1053は、検出した水量を示す循環水量を補機制御装置110に出力する。冷却塔入口水温センサ1054は、冷却水循環ライン105を循環する冷却水の温度を検出する。冷却塔入口水温センサ1054は、検出した温度を示す循環水温を補機制御装置110に出力する。第2電力計1056は、第3給水ポンプ1051の消費電力を計測する。第2電力計1056は、計測した消費電力を示すポンプ電力を補機制御装置110に出力する。
The cooling
The cooling
第2補給ライン106は、水源から取水される原水を、補給水として冷却水循環ライン105に供給するためのラインである。第2補給ライン106には、第4給水ポンプ1061および補給水質センサ1062が設けられる。第4給水ポンプ1061は、水源から冷却塔16へ向けて補給水を圧送する。補給水質センサ1062は、検出した水質を示す補給水質指標値を補機制御装置110に出力する。
第2排水ライン107は、冷却水循環ライン105を循環する水の一部を排水処理装置109へ排出するためのラインである。第2排水ライン107には、ブロー弁1071および排水質センサ1072が設けられる。ブロー弁1071は、冷却水循環ライン105から排水処理装置109へブローする排水の量を制限する。
The
The
第2薬注ライン108は、冷却水循環ライン105に薬剤を供給するためのラインである。第2薬注ライン108は、薬剤を貯留する第2薬剤タンク1081と、第2薬剤タンク1081から冷却水循環ライン105へ薬剤を供給する第2薬注ポンプ1082とを備える。
The second
排水処理装置109は、第1排水ライン103および第2排水ライン107から排出された排水に、酸、アルカリ、凝集剤、またはその他の薬剤を注入する。排水処理装置109は、薬剤により処理された排水を廃棄する。
The
補機制御装置110は、第1電力計162が検出したファン電力、冷却水質センサ1052が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ1062が検出した補給水質指標値、循環水量センサ1053が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ1054が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ1055が検出した冷却塔出口水温、第2電力計1056が検出したポンプ電力、環境測定装置111が測定した湿球温度、運転監視装置112が測定した発電電力に基づいて、ファン161の動力および第3給水ポンプ1051の動力を決定する。ファン161および第3給水ポンプ1051は、補機の一例である。
The
環境測定装置111は、冷却塔16の近傍の湿球温度を測定する。
運転監視装置112は、発電プラント10の発電電力を測定する。
The
The
《発電プラントの状態量と補機の関係》
ファン161は、冷却塔16における水の蒸発を促進する。したがって、冷却塔16において水が蒸発しにくいほどファン161の動力を大きくする必要がある。水の蒸発量は、大気の湿球温度によって変化する。つまり、冷却塔16の近傍の湿球温度は、ファン161に影響を与える状態量の一例である。
第3給水ポンプ1051は、冷却水循環ライン105における冷却水の循環量を制御する。冷却水循環ライン105に腐食、スケーリング、ファウリングなどの障害が発生することを防ぐために、またブロー水による環境負荷を低減するために、冷却水の水質を一定水質以上に保つ必要がある。つまり、冷却水質指標値および補給水質指標値は、第3給水ポンプ1051に影響を与える状態量の一例である。また、発電プラント10の発電電力が高いほど、復水器14での熱交換量が多くする必要があるため、第3給水ポンプ1051の稼働量を大きくする必要がある。すなわち、発電プラント10の発電電力は、第3給水ポンプ1051に影響を与える状態量の一例である。
<< Relationship between the state quantity of the power plant and auxiliary equipment >>
The
The third
冷却水の水質が良好である場合、循環倍数を増加させても水質を一定水質以上に保つことができる可能性がある。この場合、循環倍数の増加が許容される場合、第3給水ポンプ1051の動力を低下させることができる。一方で、第3給水ポンプ1051の動力が低下すると、冷却塔16で熱交換される冷却水の流速が低下するため、熱交換量が低下する可能性がある。これにより、冷却塔16が奪った熱の放出量が低下するため、ファン161の動力を増加させる必要がある。
If the quality of the cooling water is good, it may be possible to keep the water quality above a certain level even if the circulation multiple is increased. In this case, if an increase in the circulation multiple is allowed, the power of the third
《補機制御装置の構成》
図2は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
補機制御装置110は、情報取得部1101、最大濃縮倍率特定部1102、ポンプ動力算出部1103、入口水温推定部1104、ファン動力算出部1105、決定部1106、出力部1107を備える。
<< Configuration of auxiliary control device >>
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of an auxiliary equipment control device according to an embodiment.
The
情報取得部1101は、第1電力計162が検出したファン電力、冷却水質センサ1052が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ1062が検出した補給水質指標値、循環水量センサ1053が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ1054が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ1055が検出した冷却塔出口水温、第2電力計1056が検出したポンプ電力、環境測定装置111が測定した湿球温度、運転監視装置112が測定した発電電力を取得する。
The
最大濃縮倍率特定部1102は、情報取得部1101が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン105において許容される最大の濃縮倍率を特定する。最大濃縮倍率特定部1102は、例えば、最大濃縮倍率特定部1102は、冷却水質指標値、補給水質指標値、発電電力、最大濃縮倍率を関連付けたテーブルに基づいて最大濃縮倍率を特定してもよいし、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力から一定時間後の冷却水質を推定し、一定時間後の冷却水質に基づいて最大濃縮倍率を特定してもよい。最大濃縮倍率は、冷却水質指標値が低いほど(よい水質であるほど)高い値となる。
The maximum concentration
ポンプ動力算出部1103は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第3給水ポンプ1051の動力を算出する。ポンプ動力算出部1103は、目標濃縮倍率が定まれば、これに対応するブロー水量および循環流量を算出することができる。なお、ブロー水量および循環流量は、目標濃縮倍率が高いほど、低い値となる。
The pump
入口水温推定部1104は、情報取得部1101が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する。発電電力が大きいほど、復水器14での熱交換量が増える。そのため、冷却塔入口水温は、発電電力が大きいほど高くなる。また、冷却塔入口水温は、冷却塔出口水温が高いほど高くなる。
The inlet water
ファン動力算出部1105は、入口水温推定部1104が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部1101が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部1103が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン161の動力を算出する。ファン161の動力は、湿球温度が高いほど高く、冷却塔入口水温が高いほど高く、循環水量が多いほど低くなる。
The fan
図3は、第3給水ポンプの動力とファンの動力の関係の例を示す図である。
決定部1106は、ポンプ動力算出部1103が算出した目標濃縮倍率ごとの第3給水ポンプ1051の動力と、ファン動力算出部1105が算出した目標濃縮倍率ごとのファン161の動力とに基づいて、複数の目標濃縮倍率のうち、第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力の合計が最小となるものを特定する。決定部1106は、特定した目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とを、第3給水ポンプ1051の動力およびファン161の動力に決定する。
図3に示すように、第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とはトレードオフの関係にある。図3の例においては、決定部1106は、第3給水ポンプ1051の動力を示す線とファン161の動力を示す線との交点に係る目標濃縮倍率が、第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力の合計が最小となる。なお、図3に示すように、各目標濃縮倍率は、最大濃縮倍率特定部1102が算出した最大濃縮倍率以下の値であるため、決定部1106は、複数の目標濃縮倍率の何れかに係る動力を用いることで、冷却水の水質を一定以上に保つことができる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the power of the third water supply pump and the power of the fan.
A plurality of
As shown in FIG. 3, there is a trade-off relationship between the power of the third
出力部1107は、第3給水ポンプ1051およびファン161に、決定部1106が決定した動力で稼働させる指示を出力する。
The
《補機制御装置の動作》
図4は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部1101は、第1電力計162が検出したファン電力、冷却水質センサ1052が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ1062が検出した補給水質指標値、循環水量センサ1053が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ1054が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ1055が検出した冷却塔出口水温、第2電力計1056が検出したポンプ電力、環境測定装置111が測定した湿球温度、運転監視装置112が測定した発電電力を取得する(ステップS11)。
<< Operation of auxiliary control device >>
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the auxiliary equipment control device according to the embodiment.
The
次に、最大濃縮倍率特定部1102は、情報取得部1101が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン105において許容される最大の濃縮倍率を特定する(ステップS12)。ポンプ動力算出部1103は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第3給水ポンプ1051の動力を算出する(ステップS13)。
Next, the maximum concentration
入口水温推定部1104は、情報取得部1101が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する(ステップS14)。ファン動力算出部1105は、入口水温推定部1104が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部1101が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部1103が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン161の動力を算出する(ステップS15)。なお、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて決定された第3給水ポンプ1051の動力に基づいてファン161の動力を算出することは、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいてファン161の動力を決定することと等しい。
The inlet water
決定部1106は、最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率のうち、第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とを、第3給水ポンプ1051の動力およびファン161の動力に決定する(ステップS16)。出力部1107は、第3給水ポンプ1051およびファン161に、決定部1106が決定した動力で稼働させる指示を出力する(ステップS17)。これにより、第3給水ポンプ1051およびファン161は、冷却水循環ライン105内の水質を一定以上に保ちつつ、小さい動力で稼働することができる。
The
《作用・効果》
このように、第1の実施形態によれば、補機制御装置110は、複数の補機の1つである第3給水ポンプ1051に影響を与える発電プラント10の状態量である冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて複数の補機の1つであるファン161の動力を決定する。これにより、補機制御装置110は、冷却水循環ライン105における水質に応じてファン161の動力を決定することができる。
《Action / Effect》
As described above, according to the first embodiment, the auxiliary
また、第1の実施形態によれば、補機制御装置110は、第3給水ポンプ1051とファン161の動力の合計が最小になるように、動力を決定する。これにより、プラントの補機による消費電力を低減し、実発電電力を増加させることができる。
Further, according to the first embodiment, the
なお、発電プラント10の循環水系統の水を圧送するポンプである第3給水ポンプ1051の動力および冷却塔16のファン161の動力は、発電プラント10全体における補機の合計動力の多くを占める。したがって、第3給水ポンプ1051の動力および冷却塔16のファン161の動力の合計値を最小化することで、発電プラント10全体の消費電力を大きく低減することができる。
The power of the third
〈第2の実施形態〉
第1の実施形態に係る補機制御装置110は、動力合計が最小になるように、第3給水ポンプ1051とファン161の動力を決定する。一方、水源から得られる水の価格および売電価格によっては、ブロー水量および第3給水ポンプ1051の動力をより増加またはより減少させたほうが安価である可能性がある。
これに鑑みて第2の実施形態に係る補機制御装置110は、プラントの実発電電力が最大となるように、補機の動力を決定する。
<Second embodiment>
The
In view of this, the auxiliary
《補機制御装置の構成》
図5は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態に係る補機制御装置110は、第1の実施形態に係る構成に加え、さらに価格記憶部1108およびブロー水量算出部1109を備える。
価格記憶部1108は、水源から得られる水の単位量あたりの価格、および単位電力あたりの売電価格を記憶する。
ブロー水量算出部1109は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときに第2排水ライン107から排水すべき水量(ブロー水量)を算出する。ブロー水量は、目標濃縮倍率が高いほど、低い値となる。
<< Configuration of auxiliary control device >>
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of an auxiliary equipment control device according to an embodiment.
The
The
The blow water
第2の実施形態に係る決定部1106は、目標濃縮倍率ごとの第3給水ポンプ1051およびファン161の動力と、価格記憶部1108が記憶する単位電力当たりの売電価格とに基づいて、第3給水ポンプ1051およびファン161の稼働によって消費される電力の売電価格を算出する。また決定部1106は、目標濃縮倍率ごとのブロー水量と価格記憶部1108が記憶する水の単位量当たりの価格とに基づいて、水源から取得する水の価格を算出する。決定部1106は、複数の目標濃縮倍率のうち、消費される電力の売電価格と水源から取得する水の価格との合計が最小になるものを特定する。決定部1106は、特定した目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とを、第3給水ポンプ1051の動力およびファン161の動力に決定する。
The
《補機制御装置の動作》
図6は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部1101は、第1電力計162が検出したファン電力、冷却水質センサ1052が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ1062が検出した補給水質指標値、循環水量センサ1053が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ1054が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ1055が検出した冷却塔出口水温、第2電力計1056が検出したポンプ電力、環境測定装置111が測定した湿球温度、運転監視装置112が測定した発電電力を取得する(ステップS21)。
<< Operation of auxiliary control device >>
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the auxiliary equipment control device according to the embodiment.
The
次に、最大濃縮倍率特定部1102は、情報取得部1101が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン105において許容される最大の濃縮倍率を特定する(ステップS22)。ポンプ動力算出部1103は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第3給水ポンプ1051の動力を算出する(ステップS23)。また、ブロー水量算出部1109は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときに、第2排水ライン107からのブロー水量を算出する(ステップS24)。
Next, the maximum concentration
入口水温推定部1104は、情報取得部1101が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する(ステップS25)。ファン動力算出部1105は、入口水温推定部1104が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部1101が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部1103が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン161の動力を算出する(ステップS26)。
The inlet water
決定部1106は、価格記憶部1108が記憶する情報に基づいて、各目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051が消費する電力の売電価格、各目標濃縮倍率に係るファン161が消費する電力の売電価格、および各目標濃縮倍率に係る水源から供給される水の価格を算出する(ステップS27)。決定部1106は、電力の売電価格と水の価格の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とを、第3給水ポンプ1051の動力およびファン161の動力に決定する(ステップS28)。出力部1107は、第3給水ポンプ1051およびファン161に、決定部1106が決定した動力で稼働させる指示を出力する(ステップS29)。これにより、第3給水ポンプ1051およびファン161は、冷却水循環ライン105内の水質を一定以上に保ちつつ、支出が小さくなるように稼働することができる。
Based on the information stored in the
《作用・効果》
このように、第2の実施形態によれば、補機制御装置110は、第3給水ポンプ1051とファン161の動力による売電価格と、水源からの補給水の価格との合計が最小になるように、動力を決定する。これにより、補機制御装置110は、補機による支出を低減し、実売電価格を増加させることができる。
《Action / Effect》
As described above, according to the second embodiment, the
〈第3の実施形態〉
発電プラント10は劣化等により特性が変化することが知られている。そこで、第3の実施形態に係る補機制御装置110は、発電プラント10の状態に基づく機械学習やシミュレーションにより、発電プラント10の変化に応じて、適切な補機の動力を決定する。
<Third embodiment>
It is known that the characteristics of the
《補機制御装置の構成》
図7は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
補機制御装置110は、情報取得部1101、モデル記憶部1110、最大濃縮倍率特定部1111、動力特定部1112、価格記憶部1108、決定部1106、出力部1107、入力部1113、更新部1114を備える。
<< Configuration of auxiliary control device >>
FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of the auxiliary equipment control device according to the embodiment.
The auxiliary
モデル記憶部1110は、情報取得部1101が取得した情報を入力として最大濃縮倍率を出力するための濃縮倍率モデルと、情報取得部1101が取得した情報および目標濃縮倍率を入力として、第3給水ポンプ1051およびファン161の動力、ならびにブロー水量を出力するための動力モデルとを記憶する。濃縮倍率モデルおよび動力モデルは、例えばニューラルネットワークモデルなどの機械学習モデル、またはシミュレーションモデルである。
The
最大濃縮倍率特定部1111は、モデル記憶部1110が記憶する濃縮倍率モデルに情報取得部1101が取得した情報を入力することで、最大濃縮倍率を特定する。
動力特定部1112は、最大濃縮倍率特定部1111が特定した最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率を特定する。動力特定部1112は、モデル記憶部1110が記憶する動力モデルに基づいて各目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051およびファン161の動力、ならびにブロー水量を特定する。つまり、動力特定部1112は、情報取得部1101が取得した第3給水ポンプ1051に影響を与える状態量に基づいてファン161の動力を特定し、またファン161に影響を与える状態量に基づいて第3給水ポンプ1051の動力を特定する。
The maximum enrichment
The
入力部1113は、利用者から第3給水ポンプ1051およびファン161の動力の入力を受け付ける。
更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報および入力部1113に入力された情報に基づいてモデル記憶部1110が記憶するモデルを更新する。例えば、更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報から、情報取得部1101が取得した情報と濃縮倍率との関係を特定することができる。具体的には、情報取得部1101が取得する循環水量から濃縮倍率を算出することができるため、更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報と当該濃縮倍率との組み合わせを用いて、濃縮倍率モデルを更新することができる。
また、例えば、更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報から、情報取得部1101が取得した情報とファン161の動力、第3給水ポンプ1051の動力、およびブロー水量との関係を特定することができる。具体的には、情報取得部1101が取得する循環水量からブロー水量を算出することができ、またファン電力およびポンプ電力からそれぞれファン161の動力および第3給水ポンプ1051の動力を算出することができるため、更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報とファン161および第3給水ポンプ1051の動力ならびに当該ブロー水量との組み合わせを教師データとして、動力モデルを更新することができる。
また、例えば、更新部1114は、情報取得部1101が取得した情報、ならびに入力部1113に入力されたファン161の動力および第3給水ポンプ1051の動力に基づいて、動力モデルを更新することができる。
The
The
Further, for example, the
Further, for example, the
《補機制御装置の動作》
図8は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部1101は、第1電力計162が検出したファン電力、冷却水質センサ1052が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ1062が検出した補給水質指標値、循環水量センサ1053が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ1054が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ1055が検出した冷却塔出口水温、第2電力計1056が検出したポンプ電力、環境測定装置111が測定した湿球温度、運転監視装置112が測定した発電電力を取得する(ステップS31)。
<< Operation of auxiliary control device >>
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the auxiliary equipment control device according to the embodiment.
The
次に、最大濃縮倍率特定部1111は、モデル記憶部1110が記憶する濃縮倍率モデルに情報取得部1101が取得した情報を入力することで、最大濃縮倍率を特定する(ステップS32)。次に、動力特定部1112は、最大濃縮倍率特定部1102が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率として特定する(ステップS33)。次に、動力特定部1112は、特定した目標濃縮倍率ごとに、モデル記憶部1110が記憶する動力モデルに情報取得部1101が取得した情報および当該目標濃縮倍率を入力することで、第3給水ポンプ1051およびファン161の動力、ならびにブロー水量を特定する(ステップS34)。
Next, the maximum enrichment
決定部1106は、価格記憶部1108が記憶する情報に基づいて、各目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051が消費する電力の売電価格、各目標濃縮倍率に係るファン161が消費する電力の売電価格、および各目標濃縮倍率に係る水源から供給される水の価格を算出する(ステップS35)。決定部1106は、電力の売電価格と水の価格の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第3給水ポンプ1051の動力とファン161の動力とを、第3給水ポンプ1051の動力およびファン161の動力に決定する(ステップS36)。出力部1107は、第3給水ポンプ1051およびファン161に、決定部1106が決定した動力で稼働させる指示を出力する(ステップS37)。これにより、第3給水ポンプ1051およびファン161は、冷却水循環ライン105内の水質を一定以上に保ちつつ、支出が小さくなるように稼働することができる。
Based on the information stored in the
《作用・効果》
このように、第3の実施形態によれば、補機制御装置110は、更新部1114によって濃縮倍率モデルおよび動力モデルが更新されることで、発電プラント10の劣化等により特性が変化する場合においても、適切に補機の動力を決定することができる。
《Action / Effect》
As described above, according to the third embodiment, when the characteristics of the
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述の実施形態においては補機制御装置110がファン161および第3給水ポンプ1051の動力を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、ファン161および第3給水ポンプ1051に加え、または代えて第1給水ポンプ1011などの他の補機の動力を決定してもよい。
Although one embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made.
For example, in the above embodiment, the
また、上述した実施形態においては、補機動力決定装置の一例として補機を制御する補機制御装置110について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、発電プラント10は、補機制御装置110に代えて、補機を直接制御せずに算出した動力をディスプレイ等に表示する補機動力決定装置を備えてもよい。この場合、オペレータが出力された値を視認して補機を制御する。
Further, in the above-described embodiment, the auxiliary
〈コンピュータ構成〉
図9は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ900は、CPU902、主記憶装置902、補助記憶装置903、インタフェース904を備える。
上述の補機制御装置110は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置903に記憶されている。CPU902は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU902は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置902または補助記憶装置903に確保する。
<Computer configuration>
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a configuration of a computer according to at least one embodiment.
The
The
補助記憶装置903の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置903は、コンピュータ900のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース904または通信回線を介してコンピュータ900に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、補助記憶装置903は、一時的でない有形の記憶媒体である。
Examples of the
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置903に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Further, the program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-mentioned function in combination with another program already stored in the
10 発電プラント
16 冷却塔
161 ファン
162 第1電力計
105 冷却水循環ライン
1051 第3給水ポンプ
1052 冷却水質センサ
1053 循環水量センサ
1054 冷却塔入口水温センサ
1055 冷却塔出口水温センサ
1056 第2電力計
110 補機制御装置
1101 情報取得部
1102 最大濃縮倍率特定部
1103 ポンプ動力算出部
1104 入口水温推定部
1105 ファン動力算出部
1106 決定部
1107 出力部
1108 価格記憶部
1109 ブロー水量算出部
1110 モデル記憶部
1111 最大濃縮倍率特定部
1112 動力特定部
1113 入力部
1114 更新部
111 環境測定装置
112 運転監視装置
10
Claims (8)
前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出する最大濃縮倍率特定部と、
前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出する算出部と、
算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定する決定部と
を備える補機動力決定装置。 Have a plurality of auxiliary devices, a auxiliary power determination device for determining the power of said plurality of auxiliary devices in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water,
Maximum concentration factor specifying unit that calculates the maximum concentration factor of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state quantity of the plant affecting the first auxiliary machine which is one of the plurality of auxiliary machines. When,
For a plurality of target concentration ratios equal to or lower than the maximum concentration ratio, the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount, and the second auxiliary machine that is one of the plurality of auxiliary machines. And the calculation unit that calculates the power of the auxiliary machine
The target enrichment ratio of one of the plurality of target enrichment ratios is specified based on the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary equipment, and the first enrichment ratio is based on the specified target enrichment ratio. auxiliary power determination device and a determining section for determining the auxiliary and power of the second accessory.
請求項1に記載の補機動力決定装置。 The auxiliary power determination device according to claim 1, wherein the determination unit determines the power so that the total power of the first auxiliary machine and the second auxiliary machine is minimized.
請求項1に記載の補機動力決定装置。 The determination unit determines the power so that the difference between the selling price of the electric power consumed by the auxiliary machine of the plant and the price of water supplied from the water source according to the target concentration ratio is maximized. The auxiliary power determination device according to claim 1.
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の補機動力決定装置。 The auxiliary power determining device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first auxiliary machine or the second auxiliary machine is a pump for pumping water from the circulating water system of the plant.
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の補機動力決定装置。 The auxiliary power determining device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first auxiliary machine or the second auxiliary machine is a fan of a cooling tower provided in the plant.
前記第1の補機に影響を与える状態量および前記第2の補機に影響を与える状態量を計測するセンサと、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の補機動力決定装置と
を備えるプラント。 A cooling tower having a plurality of auxiliary machines including a first auxiliary machine and a second auxiliary machine for cooling cooling water,
A sensor that measures the amount of state that affects the first auxiliary machine and the amount of state that affects the second auxiliary machine,
A plant including the auxiliary power determining device according to any one of claims 1 to 5.
前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出するステップと、
前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出するステップと、
算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定するステップと
を有する補機動力決定方法。 Have a plurality of auxiliary devices, a auxiliary power determination method for determining the power of said plurality of auxiliary equipment in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water,
A step of calculating the maximum concentration ratio of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state quantity of the plant affecting the first auxiliary machine which is one of the plurality of auxiliary machines.
For a plurality of target concentration ratios equal to or lower than the maximum concentration ratio, the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount, and the second auxiliary machine that is one of the plurality of auxiliary machines. Steps to calculate the power of auxiliary equipment and
The target enrichment ratio of one of the plurality of target enrichment ratios is specified based on the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary equipment, and the first enrichment ratio is based on the specified target enrichment ratio. auxiliary power determination method and a step of the auxiliary and determining power of the second accessory.
前記複数の補機の1つである第1の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記冷却塔において許容される前記冷却水の最大濃縮倍率を算出するステップと、
前記最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率について、当該目標濃縮倍率を達成し、かつ所定の熱交換量を達成する第1の補機の動力および前記複数の補機の1つである第2の補機の動力を算出するステップと、
算出された前記第1の補機および前記第2の補機の動力に基づいて前記複数の目標濃縮倍率のうち1つの目標濃縮倍率を特定し、特定した前記目標濃縮倍率に基づいて前記第1の補機および前記第2の補機の動力を決定するステップと
を実行させるためのプログラム。 To have a plurality of auxiliary devices, to determine the power of the plurality of accessory in the plant comprising the cooling tower for cooling the cooling water computer,
A step of calculating the maximum concentration ratio of the cooling water allowed in the cooling tower based on the state quantity of the plant affecting the first auxiliary machine which is one of the plurality of auxiliary machines.
For a plurality of target concentration ratios equal to or lower than the maximum concentration ratio, the power of the first auxiliary machine that achieves the target concentration ratio and achieves a predetermined heat exchange amount, and the second auxiliary machine that is one of the plurality of auxiliary machines. Steps to calculate the power of auxiliary equipment and
The target enrichment ratio of one of the plurality of target enrichment ratios is specified based on the calculated power of the first auxiliary machine and the second auxiliary equipment, and the first enrichment ratio is based on the specified target enrichment ratio. program for executing the steps of determining the power of the auxiliary and the second auxiliary machine.
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