JPH0434163B2 - - Google Patents
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- JPH0434163B2 JPH0434163B2 JP57088080A JP8808082A JPH0434163B2 JP H0434163 B2 JPH0434163 B2 JP H0434163B2 JP 57088080 A JP57088080 A JP 57088080A JP 8808082 A JP8808082 A JP 8808082A JP H0434163 B2 JPH0434163 B2 JP H0434163B2
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- steady
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- plant
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 15
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発電プラントの効率最適化制御方式に
係り、特に、プラント効率を最高点に維持するの
に好適な発電プラントの効率最適化制御方式に関
する。
係り、特に、プラント効率を最高点に維持するの
に好適な発電プラントの効率最適化制御方式に関
する。
発電プラントの高効率化運用制御の問題が話題
になつてから久しいが、発電プラントを総括的な
観点からみて、その効率向上を図つた制御方式
は、未だ実用化に至つていない。
になつてから久しいが、発電プラントを総括的な
観点からみて、その効率向上を図つた制御方式
は、未だ実用化に至つていない。
僅かに、火力発電プラントにおいて、空燃比を
操作することによるボイラ効率の最適化に関する
報告（例えば、F.Moran et al.；Development
and application of self−optimising control
to coal−fired steam−generating plant、
Proc.IEE、Vol.115、No.２（1968−２））があるの
みである。
操作することによるボイラ効率の最適化に関する
報告（例えば、F.Moran et al.；Development
and application of self−optimising control
to coal−fired steam−generating plant、
Proc.IEE、Vol.115、No.２（1968−２））があるの
みである。
これら従来の制御システムでは、第１図に示す
ように、プラント１００からの状態フイードバツ
ク信号４に基づいて、最大効率探索手段３におい
て、最適操作量５を決定し、これに基づいて発電
プラント１００を制御するという構造的特徴をも
つている。
ように、プラント１００からの状態フイードバツ
ク信号４に基づいて、最大効率探索手段３におい
て、最適操作量５を決定し、これに基づいて発電
プラント１００を制御するという構造的特徴をも
つている。
しかし、従来方式は、実機に適用する上で下記
に示す問題点をもつていた。
に示す問題点をもつていた。
() 大きな熱時定数をもつプラントからの状態
フイードバツク信号に基づいて最大効率を探索
するため、最大効率点即ち最適操作量を見出す
のに多大な時間を要すること。
フイードバツク信号に基づいて最大効率を探索
するため、最大効率点即ち最適操作量を見出す
のに多大な時間を要すること。
() 効率を高精度で実測することが困難なた
め、例えば、主蒸気圧力などの挙動を効率評価
の代用とする効率インデツクス法を用いてお
り、その信憑性が低いこと。
め、例えば、主蒸気圧力などの挙動を効率評価
の代用とする効率インデツクス法を用いてお
り、その信憑性が低いこと。
() 実測値を用いるため、ノイズ及び検出誤差
の影響を受け易いこと。
の影響を受け易いこと。
() 状態フイードバツク信号に基づいて最大効
率点を探索するため、最適化制御を施す期間が
定常負荷運転時に限られ、負荷変動時には制御
動作の休止が余儀なくされること。
率点を探索するため、最適化制御を施す期間が
定常負荷運転時に限られ、負荷変動時には制御
動作の休止が余儀なくされること。
本発明の目的は、発電プラントの制御システム
において、前記従来方式の欠点を無くすると共
に、総括的な観点からみたプラントの効率向上を
可能ならしめ、特に、発電プラントに対する負荷
要求の変化に伴なつて目標整定負荷が予知できる
場合はもちろんのこと、目標整定負荷が予知でき
ない場合でも、効率に影響を及ぼす複数の操作パ
ラメータの操作量を、能率良く最適化できる発電
プラントの効率最適化制御方式を提供するにあ
る。
において、前記従来方式の欠点を無くすると共
に、総括的な観点からみたプラントの効率向上を
可能ならしめ、特に、発電プラントに対する負荷
要求の変化に伴なつて目標整定負荷が予知できる
場合はもちろんのこと、目標整定負荷が予知でき
ない場合でも、効率に影響を及ぼす複数の操作パ
ラメータの操作量を、能率良く最適化できる発電
プラントの効率最適化制御方式を提供するにあ
る。
本発明は、従来方式の前記問題点を克服し、前
記目的を達成するために、第２図に示す制御装置
２００に内蔵された効率計算用のプラントモデル
２４０を用いて、モデル新規形予測制御を施すこ
とにより、プラントの応答速度に拘束されず、じ
ん速かつ高精度の効率最適化を実現したものであ
る。
記目的を達成するために、第２図に示す制御装置
２００に内蔵された効率計算用のプラントモデル
２４０を用いて、モデル新規形予測制御を施すこ
とにより、プラントの応答速度に拘束されず、じ
ん速かつ高精度の効率最適化を実現したものであ
る。
第２図に示した本制御装置２００における最大
効率探索手段２３０の基本方式は、実際に発電プ
ラント１００に出力する最適操作量１１を決定す
る前に、プラントモデル２４０に対して試行操作
量９を出力し、これに対応したプラント効率１０
を求めるという手順を繰返すことにより、最大効
率点を探索してゆく方法である。
効率探索手段２３０の基本方式は、実際に発電プ
ラント１００に出力する最適操作量１１を決定す
る前に、プラントモデル２４０に対して試行操作
量９を出力し、これに対応したプラント効率１０
を求めるという手順を繰返すことにより、最大効
率点を探索してゆく方法である。
この場合、プラントモデル２４０は、任意の負
荷及び複数の操作パラメータの操作量の関係とし
て、プラントの定常効率を求めることができるも
のである。
荷及び複数の操作パラメータの操作量の関係とし
て、プラントの定常効率を求めることができるも
のである。
以下においては、本発明を火力発電プラントに
適用した場合を実施例として、さらに具体的に説
明する。
適用した場合を実施例として、さらに具体的に説
明する。
第３図は、本発明を適用した火力発電プラント
の効率最適化制御方式の基本構成を示す概略ブロ
ツク図である。たゞし、この図は効率最適化に特
有な機能についてのみ示すもので、従来方式をそ
のまま適用できる各機器のマイナ制御系及びプラ
ント制御系については、図面の繁雑を避けるため
に、図示を省略した。
の効率最適化制御方式の基本構成を示す概略ブロ
ツク図である。たゞし、この図は効率最適化に特
有な機能についてのみ示すもので、従来方式をそ
のまま適用できる各機器のマイナ制御系及びプラ
ント制御系については、図面の繁雑を避けるため
に、図示を省略した。
効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数ある
が、本実施例では比較的効果が大きいO2過剰率、
パラレルダンパ開度、復水器真空度の３つを選択
し、これらの操作量を最適化する制御方式につい
て説明する。
が、本実施例では比較的効果が大きいO2過剰率、
パラレルダンパ開度、復水器真空度の３つを選択
し、これらの操作量を最適化する制御方式につい
て説明する。
制御システム全体の動作原理を説明する前に、
最大効率探索手段２３０について概説しておく。
なお、その詳細については、後に、第５図を参照
して説明する。こゝでは、最大効率探索のための
基本アルゴリズムとして、極値探索手法の１つで
ある公知のコンプレツクス法を利用する場合につ
いて説明する。
最大効率探索手段２３０について概説しておく。
なお、その詳細については、後に、第５図を参照
して説明する。こゝでは、最大効率探索のための
基本アルゴリズムとして、極値探索手法の１つで
ある公知のコンプレツクス法を利用する場合につ
いて説明する。
第３図では、コンプレツクス法による最大効率
探索の原理を視覚的に解説するために、操作パラ
メータがm1とm2の２つの場合について示した。
探索の原理を視覚的に解説するために、操作パラ
メータがm1とm2の２つの場合について示した。
はじめに、試行点１に対応した試行操作量
m1 1、m2 1を効率計算用のプラントモデル２４０
に与え、定常値としての効率η1を求める。試行点
２、３についても同様に効率η2、η3を求める。
m1 1、m2 1を効率計算用のプラントモデル２４０
に与え、定常値としての効率η1を求める。試行点
２、３についても同様に効率η2、η3を求める。
これらの各試行点のうち、効率が最低となる点
（この場合は、試行点１であると仮定する）と、
残された試行点の重心（この場合は試行点２、３
を結ぶ線分２−３上にある）を結んだ直線を、重
心側へ延長した線上に、新たな試行点４を選び、
試行操作量m1 4、m2 4に対応した効率η4を求める。
（この場合は、試行点１であると仮定する）と、
残された試行点の重心（この場合は試行点２、３
を結ぶ線分２−３上にある）を結んだ直線を、重
心側へ延長した線上に、新たな試行点４を選び、
試行操作量m1 4、m2 4に対応した効率η4を求める。
なお、この場合の延長線の長さは、対象となる
プラントに応じて、実験的、経験的に決められる
ものであるが、一般には、効率が最低となる試行
点と、前記試行点を除いた残りの試行点の重心と
の距離の1.3倍程度延長するのがよいとされてい
る。
プラントに応じて、実験的、経験的に決められる
ものであるが、一般には、効率が最低となる試行
点と、前記試行点を除いた残りの試行点の重心と
の距離の1.3倍程度延長するのがよいとされてい
る。
つぎに、効率が最低の試行点１を除いて、新た
にできた三角形234から、前述と同様にして新た
な試行点５を求める。このとき、新試行点５が、
プラント状態量の制約条件を侵害するようになる
場合は、定義域内の試行点６に戻り、新たな三角
形346を用いて試行方向を決定する。
にできた三角形234から、前述と同様にして新た
な試行点５を求める。このとき、新試行点５が、
プラント状態量の制約条件を侵害するようになる
場合は、定義域内の試行点６に戻り、新たな三角
形346を用いて試行方向を決定する。
前述のような試行方法を繰返すことにより、最
大効率点（この場合は、試行点７）に達すること
ができる。この最後の試行点に対応した操作量が
最適操作量m^i（この場合m1 7、m2 7）であり、第２
図において、プラント１００に対する実際の操作
出力１１となる。
大効率点（この場合は、試行点７）に達すること
ができる。この最後の試行点に対応した操作量が
最適操作量m^i（この場合m1 7、m2 7）であり、第２
図において、プラント１００に対する実際の操作
出力１１となる。
このような制御動作を続行することにより、海
水温度や大気温度などの周囲条件の変動にともな
つて、最大効率点が移動しても、これに追従して
最適操作量を決定することができる。
水温度や大気温度などの周囲条件の変動にともな
つて、最大効率点が移動しても、これに追従して
最適操作量を決定することができる。
以上は、公知のコンプレツクス法を適用した効
率最適化制御の原理説明であるが、次に実施例に
おける制御装置全体の動作原理について詳細に説
明する。なお、この場合の操作量はm1、m2、m3
の３種であると仮定している。
率最適化制御の原理説明であるが、次に実施例に
おける制御装置全体の動作原理について詳細に説
明する。なお、この場合の操作量はm1、m2、m3
の３種であると仮定している。
第３図に示す負荷要求値発生手段１１０から
は、第４図Ａに示すように、時間関数として負荷
要求値Lr（ｔ）１３が発生され、最大効率探索負
荷点決定手段２２０に送られる。最大効率探索負
荷点決定手段２２０は、負荷要求値が変化する直
前の現在負荷Lr（t0）から目標整定負荷Lrs＝Lr
（t3）に至る負荷変化領域内で、１込または複数
の最大効率探索負荷点Ls（ｐ）を適宜決定する。
は、第４図Ａに示すように、時間関数として負荷
要求値Lr（ｔ）１３が発生され、最大効率探索負
荷点決定手段２２０に送られる。最大効率探索負
荷点決定手段２２０は、負荷要求値が変化する直
前の現在負荷Lr（t0）から目標整定負荷Lrs＝Lr
（t3）に至る負荷変化領域内で、１込または複数
の最大効率探索負荷点Ls（ｐ）を適宜決定する。
ここで、Ls（ｐ）は、定常効率計算用のプラン
トモデル２４０を用いて、最大効率探索手段２３
０により最大効率を探索するための負荷点であ
る。第４図の例では、前記最大効率探索負荷点
は、Ls(1)、Ls(2)、Ls(3)の３点で示したが、この
数は、負荷変化幅及び負荷変化率（dLr／dt）に
応じて任意に決定することができる。
トモデル２４０を用いて、最大効率探索手段２３
０により最大効率を探索するための負荷点であ
る。第４図の例では、前記最大効率探索負荷点
は、Ls(1)、Ls(2)、Ls(3)の３点で示したが、この
数は、負荷変化幅及び負荷変化率（dLr／dt）に
応じて任意に決定することができる。
このようにして決定された最大効率探索負荷点
Ls（ｐ）の信号１４は、順次プラントモデル２４
０に送られる。一方、最大効率探索手段２３０
は、動作制御信号１５によつて、その動作タイミ
ングを制御され、プラントモデル２４０に試行操
作量９−すなわち、m1 j（ｐ）、m2 j（ｐ）、m3 j（ｐ）
を伝送し、かつプラントモデル２４０からその時
にプラント効率１０−すなわちηj（ｐ）を受取り
ながら、それぞれの負荷点Ls（ｐ）における効率
を最大ならしめる最適操作量１１−すなわち、
m^1（ｐ）、m^2（ｐ）、m^3（ｐ）を決定する。
Ls（ｐ）の信号１４は、順次プラントモデル２４
０に送られる。一方、最大効率探索手段２３０
は、動作制御信号１５によつて、その動作タイミ
ングを制御され、プラントモデル２４０に試行操
作量９−すなわち、m1 j（ｐ）、m2 j（ｐ）、m3 j（ｐ）
を伝送し、かつプラントモデル２４０からその時
にプラント効率１０−すなわちηj（ｐ）を受取り
ながら、それぞれの負荷点Ls（ｐ）における効率
を最大ならしめる最適操作量１１−すなわち、
m^1（ｐ）、m^2（ｐ）、m^3（ｐ）を決定する。
第５図は、最大効率探索手段２３０における処
理手順を示すものである。以下、順を追つてその
制御アルゴリズムを説明する。但し、以下におい
て用いる記号は次のように定義する。
理手順を示すものである。以下、順を追つてその
制御アルゴリズムを説明する。但し、以下におい
て用いる記号は次のように定義する。
mi：操作量
ｉ＝１……O2過剰率（％）
ｉ＝２……パラレルダンパ開度（％）
ｉ＝３……復水器真空度（mmHg）
ここで、m2はパラレルダンパの開度を直接示
すものではなく、次の(1)式で定義する。
すものではなく、次の(1)式で定義する。
m2＝Gs／GS＋GR×100（％） ……(1)
なお、前記(1)式において、GSは、火力発電プ
ラントのボイラ内の、１次過熱器および節炭器が
配置されているガス通路でのガス流量を表わし、
また、GRは、前記ボイラ内の１次再熱器および
節炭器が配置されているガス通路でのガス流量を
表わす。
ラントのボイラ内の、１次過熱器および節炭器が
配置されているガス通路でのガス流量を表わし、
また、GRは、前記ボイラ内の１次再熱器および
節炭器が配置されているガス通路でのガス流量を
表わす。
mi
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発電プラントの定常特性を計算する動的なプ
ラントモデルを含み、負荷要求値及び操作量を当
該プラントモデルに入力してモデルの動的挙動を
予測し、プラントの定常効率を演算する定常効率
計算手段と、 プラントに操作量を出力する前に、試行の操作
量を前記定常効率計算手段に出力して定常効率を
計算する手順を、許容操作量範囲内で、前記負荷
要求値に対応する定常効率を最大ならしめるため
の最適操作量が得られるまで繰り返す最大効率探
索手段と、 該発電プラントに与えられた負荷要求値の変化
に対応して、予定時間後における負荷要求値を、
最大効率探索負荷点として、少なくとも１個決定
し、その信号を該定常効率計算手段に供給する最
大効率探索負荷点決定手段と、 該少なくとも１個の最大効率探索負荷点に対応
して求められた最適操作量および操作量の現在値
に基づいて、時間関数としての操作指令値を決定
する操作指令値決定手段とを具備したことを特徴
とする発電プラントの効率最適化制御方式。 ２ 負荷要求値の変化が、予定時間後の目標整定
負荷として与えられ、最大効率探索負荷点決定手
段は、該目標整定負荷を含んで、少なくとも１個
の最大効率探索負荷点を決定することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の発電プラントの効
率最適化制御方式。 ３ 負荷要求値の変化が、負荷変化率として与え
られ、最大効率探索負荷点決定手段は、その後予
定時間の間、負荷要求値が同一の変化率で変化す
るものとして少なくとも１つの最大効率探索負荷
点を決定することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の発電プラントの効率最適化制御方式。 ４ 発電プラントの定常特性を計算する動的なプ
ラントモデルを含み、負荷要求値及び操作量を当
該プラントモデルに入力してモデルの動的挙動を
予測し、プラントの定常効率を演算する定常効率
計算手段と、 プラントに操作量を出力する前に、試行の操作
量を前記定常効率計算手段に出力して定常効率を
計算する手段を、許容操作量範囲内で、前記負荷
要求値に対応する定常効率を最大ならしめるため
の最適操作量が得られるまで繰り返す最大効率探
索手段と、 該発電プラントの定常負荷運転時に、負荷変化
を予測する手段と、 該予測された負荷変化に基づいて、予定時間後
における負荷変化予測値を、最大効率探索負荷点
として、少なくとも１個決定し、その信号を該定
常効率計算手段に供給する最大効率探索負荷点決
定手段と、 実際に発電プラントに与えられる負荷要求値が
変化した場合、該負荷要求値の変化および負荷変
化予測値を比較し、両者の差異に基づいて、該負
荷変化予測値に対応して予め求められた最適操作
量を修正し、実際の負荷要求値変化に対応する最
大効率探索負荷点での最適操作量を求める手段
と、 前記最適操作量および操作量の現在値に基づい
て、時間関数としての操作指令値を決定する操作
指令値決定手段とを具備したことを特徴とする発
電プラントの効率最適化制御方式。 ５ 負荷変化予測値が、予定時間後の目標整定負
荷として与えられ、最大効率探索負荷点決定手段
は、該目標整定負荷を含んで、少なくとも１個の
最大効率探索負荷点を決定することを特徴とする
特許請求の範囲第４項記載の発電プラントの効率
最適化制御方式。 ６ 負荷変化予測値が、負荷変化率として与えら
れ、最大効率探索負荷点決定手段は、その後予定
時間の間、負荷要求値が同一の変化率で変化する
ものとして、少なくとも１個の最大効率探査負荷
点を決定することを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の発電プラントの効率最適化制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8808082A JPS58205205A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 発電プラントの効率最適化制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8808082A JPS58205205A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 発電プラントの効率最適化制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58205205A JPS58205205A (ja) | 1983-11-30 |
| JPH0434163B2 true JPH0434163B2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=13932883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8808082A Granted JPS58205205A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 発電プラントの効率最適化制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58205205A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3144643B2 (ja) * | 1991-03-01 | 2001-03-12 | 出光石油化学株式会社 | 用役システムの制御方法 |
| CN106094521B (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-26 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | 柔性负荷能效电厂调度控制方法和系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124604A (en) * | 1979-11-27 | 1981-09-30 | Westinghouse Electric Corp | Method of optimizing efficiency of steam turbine power plant |
| JPS56153405A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Control system for thermal power plant |
| JPS576203A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Boiler steam temperature control system |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP8808082A patent/JPS58205205A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124604A (en) * | 1979-11-27 | 1981-09-30 | Westinghouse Electric Corp | Method of optimizing efficiency of steam turbine power plant |
| JPS56153405A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Control system for thermal power plant |
| JPS576203A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Boiler steam temperature control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58205205A (ja) | 1983-11-30 |
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