JPH07334207A - プラントの負荷制御方法およびプラントの負荷制御システム - Google Patents

プラントの負荷制御方法およびプラントの負荷制御システム

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JPH07334207A
JPH07334207A JP6131974A JP13197494A JPH07334207A JP H07334207 A JPH07334207 A JP H07334207A JP 6131974 A JP6131974 A JP 6131974A JP 13197494 A JP13197494 A JP 13197494A JP H07334207 A JPH07334207 A JP H07334207A
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Japan
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target load
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Application number
JP6131974A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
弘 松本
Naoyuki Nagabuchi
尚之 永渕
Akira Osawa
陽 大澤
Yoshio Sato
美雄 佐藤
Kosei Akiyama
孝生 秋山
Masae Takahashi
正衛 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

(57)【要約】 【目的】負荷上昇時および負荷下降時におけるエネルギ
効率を考慮した目標負荷変化パタ−ンを用いた負荷制御
方法および負荷制御システムを提供する。 【構成】負荷指令手段４００から与えられる目標負荷レ
ベルに応じて、負荷を上昇させるための仮の目標負荷変
化パタ−ンおよび負荷を下降させるための仮の目標負荷
変化パタ−ンのうちいずれかを生成する目標負荷変化パ
タ−ン生成手段２００と、生成された仮の目標負荷変化
パタ−ンがプラント５００に適用された場合のプラント
効率を算出するプラント効率算出手段１００と、仮の目
標負荷変化パタ−ンを目的の目標負荷変化パタ−ンとし
て確定する確定手段６００と、目的の目標負荷変化パタ
−ンにしたがって、プラント５００の負荷を調節する調
節手段３００とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷変動に伴って内部
蓄積エネルギ若しくは損失エネルギ等が変化することに
より、同一幅の負荷変化をする場合でも、負荷上昇時と
負荷下降時とでは、エネルギの変換効率が異なる制御対
象を制御するための負荷制御方法および負荷制御システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼や伝熱を応用したプラントにおいて
は、普通、運転中の負荷変動に伴って、内部蓄積エネル
ギ若しくは損失エネルギ等が変化する。このようなプラ
ントを制御するためのプラント負荷制御システムは従来
から知られている。
【０００３】従来のプラント負荷制御システムでは、通
常、目標負荷指令（到達すべき次の負荷レベルを示すス
テップ信号）が与えられると、先ず、予め定められた負
荷変化率が規定されている、ランプ状の目標負荷変化パ
ターンを生成する。その後、調節手段により実負荷をフ
ィードバックしながら、入力エネルギ量、例えば、操作
量としての燃料量を変化させ、実負荷を前述の目標負荷
変化パターンに追従させている。そして、負荷の上昇時
と下降時において、負荷の変化幅が同じ、若しくは、同
一負荷帯であれば、同一の負荷変化率が規定されている
目標負荷変化パタ−ン（対称な目標負荷変化パターン）
が採用されていた。
【０００４】以上のことは、山下により、火力発電所に
おける最近の制御技術、計測と制御、Vol.30、No.7、19
91年7月、頁587に示されている。
【０００５】しかし、従来技術のように、負荷の上昇と
下降を、対称な目標負荷変化パターンを用いて実行する
方式は、プラントの高効率運転を維持するという観点か
らは、下記に述べる理由により必ずしも最適な方法とは
言えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した、燃焼や伝熱
を応用したプラントは、一般的に、内部の構造材として
のメタルや作動流体として、大きな熱容量を有してい
る。そのため、負荷変動の度に、熱容量効果としての保
有熱の変動、即ち、蓄熱と放熱が繰り返される。つま
り、負荷上昇時には保有熱の増加（蓄熱）を伴いなが
ら、また、負荷下降時には保有熱の減少（放熱）を伴い
ながら負荷変化することになる。
【０００７】また、プラントに投入した入力エネルギ
は、全て負荷として取り出せるわけではない。入力エネ
ルギは、エネルギ損失としてかなりの割合でプラント外
に放出される。このエネルギ損失は、前述した保有熱の
変動に伴い変化する。この特性は、例えば、発電用ボイ
ラの排ガスによるエネルギ損失にも見られる。このとき
のエネルギ損失も、負荷上昇時に大きく、負荷降下時に
小さくなる。
【０００８】即ち、プラントの動的効率（負荷変動時の
動特性としての瞬時効率および平均効率）は、静的効率
（定常負荷運転時の静特性としての定常効率）と比較し
て、負荷上昇時においては低めとなり、負荷下降時にお
いては高めとなる。つまり、負荷の上昇時と負荷の下降
時とで非対称動特性を示すことになる。
【０００９】換言すると、負荷上昇時には定常負荷運転
よりも多くの入力エネルギが必要となり、負荷下降時に
は定常負荷運転よりも少ない入力エネルギで済むことが
言える。つまり、負荷上昇時と負荷下降時とでは、エネ
ルギの変換効率が異なっている。
【００１０】したがって、負荷の上昇時と負荷の下降時
とで、対称な負荷変化パターンを用いる従来の方式は、
負荷変動中のプラントの高効率運転という観点からする
と、最適な負荷制御方法とは言えない。頻繁に負荷変動
を行うプラントにとって、負荷上昇時および負荷下降時
に、どのような負荷変化パターンを採用したらよいかと
いう問題は、プラントの高効率運転を維持するためには
極めて重要な課題となる。
【００１１】そこで、本発明の目的は、プラントの非対
称動特性を考慮した最適な目標負荷変化パターンを用い
た、負荷制御方法および負荷制御システムを提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の第１の態様として、ある負荷レベルと他の負荷レベル
との間を負荷が上昇または下降する際に、負荷上昇時と
負荷下降時とではエネルギの変換効率（以下、エネルギ
効率とする）が異なる制御対象を、負荷の目標値が規定
されている目標負荷変化パタ−ンを用いて制御を行う負
荷制御方法であって、負荷を上昇させるための目標負荷
変化パタ−ンを、負荷上昇時におけるエネルギ効率に基
づいて生成し、負荷を下降させるための目標負荷変化パ
タ−ンを、負荷下降時におけるエネルギ効率に基づいて
生成することを特徴とする負荷制御方法が提供される。
【００１３】前記目的を達成するための第２の態様とし
て、ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を負荷が上
昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降時とでは
エネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とする）が異
なる制御対象を制御するための負荷制御システムであっ
て、目標となる負荷レベルに応じて、負荷を上昇させる
ための仮の目標負荷変化パタ−ンおよび負荷を下降させ
るための仮の目標負荷変化パタ−ンのうちいずれかを生
成する目標負荷変化パタ−ン生成手段と、前記目標負荷
変化パタ−ン生成手段により生成された仮の目標負荷変
化パタ−ンが、前記制御対象に適用された場合のエネル
ギ効率を算出するエネルギ効率算出手段と、前記エネル
ギ効率算出手段により算出されたエネルギ効率が、予め
定めた収束条件を満たすか否かを判断し、前記収束条件
を満たすと判断したエネルギ効率を、算出されうるエネ
ルギ効率の最大値として確定する確定手段とを備え、前
記目標負荷変化パタ−ン生成手段は、算出されたエネル
ギ効率が前記最大値として確定された場合は、前記最大
値として確定されたエネルギ効率に対応する仮の目標負
荷変化パタ−ンを、目的の目標負荷変化パタ−ンとして
出力し、算出されたエネルギ効率が前記最大値として確
定されなかった場合は、前記最大値として確定されなか
ったエネルギ効率に基づいて、新たな仮の目標負荷変化
パタ−ンを生成することを特徴とする負荷制御システム
が提供される。
【００１４】前記目的を達成するための第３の態様とし
て、ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を負荷が上
昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降時とでは
エネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とする）が異
なる制御対象を制御するための負荷制御システムであっ
て、目標となる負荷レベルに応じて、負荷を上昇させる
ための目標負荷変化パタ−ンおよび負荷を下降させるた
めの目標負荷変化パタ−ンのうちいずれかを生成する目
標負荷変化パタ−ン生成手段を備え、前記目標負荷変化
パタ−ン生成手段は、前記負荷を上昇させるための目標
負荷変化パタ−ンを、負荷上昇時におけるエネルギ効率
に基づいて生成し、前記負荷を下降させるための目標負
荷変化パタ−ンを、負荷下降時におけるエネルギ効率に
基づいて生成することを特徴とする負荷制御システムが
提供される。
【００１５】前記目的を達成するための第４の態様とし
て、第２の態様または第３の態様において、目標負荷変
化パタ−ンにより規定される負荷の目標値にしたがっ
て、前記制御対象の負荷を追従させる調節手段を備える
ことを特徴とする負荷制御システムが提供される。
【００１６】前記目的を達成するための第５の態様とし
て、ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を負荷が上
昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降時とでは
エネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とする）が異
なる制御対象を複数備え、前記複数の制御対象で負荷を
分担する制御対象群を制御するための統合負荷制御シス
テムであって、前記複数の制御対象のうち、少なくとも
１つは、前記第２の態様の負荷制御システムを備え、前
記統合負荷制御システムは、前記負荷制御システムを備
える各制御対象で分担する総合負荷レベルを受け付け
て、前記総合負荷レベルに基づく、前記各制御対象の仮
の目標負荷レベルを算出する負荷配分仮定手段と、算出
された仮の目標負荷レベルのそれぞれが、その制御対象
に設定された場合のエネルギ効率をそれぞれ算出するエ
ネルギ効率仮定手段と、算出された各エネルギ効率の和
を求める加算手段と、前記各エネルギ効率の和（以下、
総合効率とする）が、予め定めた収束条件を満たすか否
かを判断する判断手段と、前記収束条件を満たすと判断
された総合効率に対応する、仮の目標負荷レベルのそれ
ぞれを、目的の目標負荷レベルとして出力する出力手段
とを備え、前記判断手段は、前記総合効率が前記収束条
件を満たしていないと判断すると、前記収束条件を満た
していないと判断した総合効率を示す情報を前記負荷配
分仮定手段に与え、前記負荷配分仮定手段は、前記総合
効率を示す情報に基づいて、各制御対象の新たな仮の目
標負荷レベルを算出することを特徴とする統合負荷制御
システムが提供される。また、第５の態様において、前
記第２の態様の負荷制御システムは、前記第３の態様の
負荷制御システムであってもよい。
【００１７】
【作用】前記第１の態様によれば、負荷を上昇させるた
めの目標負荷変化パタ−ンを、負荷上昇時におけるエネ
ルギ効率に基づいて生成し、負荷を下降させるための目
標負荷変化パタ−ンを、負荷下降時におけるエネルギ効
率に基づいて生成する。
【００１８】前記第２の態様によれば、目標負荷変化パ
タ−ン生成手段は、目標となる負荷レベルに応じて、負
荷を上昇させるための仮の目標負荷変化パタ−ンおよび
負荷を下降させるための仮の目標負荷変化パタ−ンのう
ちいずれかを生成する。エネルギ効率算出手段は、目標
負荷変化パタ−ン生成手段により生成された仮の目標負
荷変化パタ−ンが、前記制御対象に適用された場合のエ
ネルギ効率を算出する。確定手段は、エネルギ効率算出
手段により算出されたエネルギ効率が、予め定めた収束
条件を満たすか否かを判断し、前記収束条件を満たすと
判断したエネルギ効率を、算出されうるエネルギ効率の
最大値として確定する。
【００１９】そして、目標負荷変化パタ−ン生成手段
は、算出されたエネルギ効率が前記最大値として確定さ
れた場合は、前記最大値として確定されたエネルギ効率
に対応する仮の目標負荷変化パタ−ンを、目的の目標負
荷変化パタ−ンとして出力し、算出されたエネルギ効率
が前記最大値として確定されなかった場合は、前記最大
値として確定されなかったエネルギ効率に基づいて、新
たな仮の目標負荷変化パタ−ンを生成する。
【００２０】前記第３の態様によれば、目標負荷変化パ
タ−ン生成手段は、目標となる負荷レベルに応じて、負
荷を上昇させるための目標負荷変化パタ−ンおよび負荷
を下降させるための目標負荷変化パタ−ンのうちいずれ
かを生成する。また、目標負荷変化パタ−ン生成手段
は、前記負荷を上昇させるための目標負荷変化パタ−ン
を、負荷上昇時におけるエネルギ効率に基づいて生成
し、前記負荷を下降させるための目標負荷変化パタ−ン
を、負荷下降時におけるエネルギ効率に基づいて生成す
る。
【００２１】前記第４の態様によれば、調節手段は、目
標負荷変化パタ−ンにより規定される負荷の目標値にし
たがって、前記制御対象の負荷を追従させる。
【００２２】前記第５の態様によれば、負荷配分仮定手
段は、負荷制御システムを備える各制御対象で分担する
総合負荷レベルを受け付けて、前記総合負荷レベルに基
づく、前記各制御対象の仮の目標負荷レベルを算出す
る。エネルギ効率仮定手段は、算出された仮の目標負荷
レベルのそれぞれが、その制御対象に設定された場合の
エネルギ効率をそれぞれ算出する。加算手段は、算出さ
れた各エネルギ効率の和を求める。判断手段は、前記各
エネルギ効率の和（以下、総合効率とする）が、予め定
めた収束条件を満たすか否かを判断する。出力手段は、
前記収束条件を満たすと判断された総合効率に対応す
る、仮の目標負荷レベルのそれぞれを、目的の目標負荷
レベルとして出力する。そして、判断手段は、前記総合
効率が前記収束条件を満たしていないと判断すると、前
記収束条件を満たしていないと判断した総合効率を示す
情報を前記負荷配分仮定手段に与える。負荷配分仮定手
段は、総合効率を示す情報に基づいて、各制御対象の新
たな仮の目標負荷レベルを算出する。
【００２３】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明が対
象としているプラントに関わる動特性について具体的に
説明する。
【００２４】本発明が対象としているプラントでは、そ
の内部の構造材や作動流体のもつ熱容量効果により、負
荷変動のたびに蓄熱と放熱が繰り返されるということを
既に述べた。図１には、プラント内で一般的に用いら
れ、また前記プラントと等価な特性を有する熱交換器の
一部が示されている。図１では、熱交換器の伝熱管１に
おける伝熱過程に着目する。伝熱管１の内部には作動流
体が流れており、伝熱管１の外部には燃焼ガスが流れて
いる。いま、作動流体は熱容量ＷS、伝熱管１のメタル
は熱容量ＷMを有することとする。
【００２５】図１において、燃焼ガスにより持ち込まれ
る入力エネルギＱG1の一部ＱGMは、伝熱管１のメタルに
熱伝達というかたちで伝達し、熱容量ＷMに見合った分
だけメタルの温度を上げる。その結果、作動流体への伝
熱量ＱMSが増加し、作動流体が加熱される。そして、熱
容量ＷSに見合った分だけ作動流体の温度が上げる。
【００２６】これらの関係が時間的に一定で、バランス
している状態を定常状態と呼び、このときの状態変数の
特性を静特性と呼ぶ。一方、これらの関係が時間的に変
化している状態を過渡状態と呼び、このときの状態変数
の特性を動特性と呼ぶ。また、入力エネルギＱG1の変化
が出力エネルギＱS2（熱交換器出口における作動流体の
持つエネルギ）に与える動特性は、前述のＷMとＷSの２
つの熱容量効果により、２次遅れ特性となる。
【００２７】以上のことを一般的に表すと、図２に示す
ようになる。図２に示すように、入力エネルギｑINに対
する出力エネルギｑOUTの関係は、時定数Ｔ1とＴ2を有
する２次遅れ特性で近似できる。ただし、Ｋはゲイン
で、（１−Ｋ）はエネルギ損失を意味する。また、２次
遅れ特性の説明を簡単化するためにＫを一定としたが、
実際には、エネルギ損失（１−Ｋ）自体が動特性を有す
ることは明らかである。そして、プラントの負荷は、出
力エネルギｑOUTとして対応させることができる。した
がって、プラントの負荷を所望のパターンで増加させる
には、入力エネルギｑINを、２次遅れ特性に見合った分
だけ多めに（保有熱増加分としての蓄熱分を補うため
に）先行的に増加させることが必要である。逆に、プラ
ントの負荷を所望のパターンで減少させるには、保有熱
減少分としての放熱分が有効となるように、先行的に入
力エネルギｑINを減少させてもよいことになる。
【００２８】このことを図３を用いて具体的に説明す
る。図３には、一例として、プラントの負荷をランプ状
に上昇または下降させる場合の、エネルギの入出力特性
およびプラントの効率に関する特性が示されている。
【００２９】図３（ａ）に示すように、プラントの負荷
を変化率ｄｑOUT1／ｄｔでランプ状に上昇させる場合
は、前述の理由により、先行的に増加させる入力ｑIN1
が必要である。反対に、プラントの負荷を変化率ｄｑ
OUT2／ｄｔでランプ状に降下させる場合は、先行的に減
少させる入力ｑIN2で対応できることが示されている。
【００３０】このときの動的効率（エネルギ効率とも呼
ばれ、また、制御対象がプラントである場合、プラント
効率とも呼ばれる）ｅDは、ｅD＝ｑOUT／ｑINで定義さ
れ、図３（ａ）に示すような特性を呈する。即ち、負荷
上昇時の動的効率ｅD1は静的効率ｅS1よりも低くなり、
逆に負荷降下時の動的効率ｅD2は静的効率ｅS2よりも高
くなるという非対称特性を示す。この差分は、前述した
ように、主として２つの要因による。その１つは保有熱
としての蓄熱分ｑSTR1または放熱分ｑSRT2であり、もう
１つはエネルギ損失としての増加分ｑEX1または減少分
ｑEX2である。また、負荷変化時（過渡状態）におけ
る、静的効率ｅSと動的効率ｅDの偏差の絶対値積分値△
Ｅは次式のように定義することができる。
【００３１】
【数１】
【００３２】そして、プラントの負荷変化率ｄｑOUT／
ｄｔの変化に応じて、△Ｅも変化することになる。プラ
ントの負荷変化率ｄｑOUT／ｄｔに対する△Ｅの特性
は、図３（ｂ）に示すようになっている。つまり、負荷
上昇時には△Ｅを最小（△Ｅ1m in）ならしめる負荷変化
率（ｄｑOUT1／ｄｔ）OPTが最適な負荷変化パターンで
あり、負荷下降時には△Ｅを最大（△Ｅ2max）ならしめ
る負荷変化率（ｄｑOUT2／ｄｔ）OPTが最適な負荷変化
パターンであることが考えられる。
【００３３】図４には、上記知見に基づき、最適な負荷
変化パターンで負荷変化させたときのエネルギの入出力
特性とプラント効率特性が示されている。図４におい
て、注目すべき点は、最適な負荷変化パターンは、負荷
上昇時と負荷下降時とで非対称になるということであ
る。即ち、負荷上昇時には効率低下分を最小（△
Ｅ1min）とする負荷変化パターンが、負荷下降時には効
率向上分を最大（△Ｅ2max）とする負荷変化パターンが
最適となる。本発明の目的は、プラントの前記非対称動
特性を考慮した最適な目標負荷変化パターンを決定し、
この目標負荷変化パタ−ンを用いた負荷制御方法および
負荷制御システムを提供するものでり、その実施例につ
いて以下に具体的に説明する。
【００３４】図５には、本発明を適用したプラント負荷
制御システム１０００の基本構成が示されている。プラ
ント負荷制御システム１０００は、プラント効率算出手
段１００、目標負荷変化パターン生成手段２００、調節
手段３００、および、ここでは図示しない確定手段６０
０とを備えている。
【００３５】プラント効率算出手段１００は、目標負荷
変化パターン生成手段２００により生成された仮の目標
負荷変化パターンｑRiに対応した、プラント５００のプ
ラント効率Ｅiを予測可能なものである。
【００３６】目標負荷変化パターン生成手段２００は、
外部に設けられた負荷指令手段４００からの目標負荷指
令値ｑNR（到達すべき次の負荷レベル（目標となる負荷
レベル）を示すステップ信号）を受けて、仮の目標負荷
変化パターンｑRiを生成し、この仮の目標負荷変化パタ
ーンｑRiをプラント効率算出手段１００に与える。そし
て、プラント効率算出手段１００から得られた、仮の目
標負荷変化パターンｑRiに対応する予測結果Ｅiに基づ
いて、プラント効率を最大ならしめる目標負荷変化パタ
ーンｑRを生成する。この場合、目標負荷変化パターン
生成手段２００は、予測結果Ｅiに基づき前記仮の負荷
変化パターンｑRiを修正し、修正後の目標負荷変化パタ
ーンｑRiを再度プラント効率算出手段１００に与える。
そして、この手続を反復することにより、負荷変化時の
プラント効率を最大ならしめる最適な目標負荷変化パタ
ーンｑROPTを探索する。この最適な目標負荷変化パター
ンｑROPTが、実際の目標負荷変化パターンｑRとなる。
また、前述した、手続きの反復についての終了判定は、
確定手段６００（図２０参照）により行う。
【００３７】調節手段３００は、実負荷ｑOUTをフィー
ドバックしながら、目標負荷変化パターンｑRに実負荷
ｑOUTを追従させるよう、プラント５００に対する入力
エネルギ量ｑINを操作する。
【００３８】つぎに、図２０に基づいて、プラント負荷
制御システム１０００のハ−ドウエア構成の一例を説明
する。図２０のプラント負荷制御システム１０００は、
一つの計算機として構成されている。
【００３９】プラント負荷制御システム１０００が、プ
ラント効率算出手段１００と、目標負荷変化パターン生
成手段２００と、調節手段３００と、確定手段６００と
を備えていることは既に述べたが、この他にも、図２０
に示すように、入力手段（受信機）４０２、プロセス入
出力装置１００１、１００２を備えている。
【００４０】また、プラント負荷制御システム１０００
の周辺機器には、目標となる負荷レベル（目標負荷レベ
ル）を指示するための負荷指令手段４００と、プロセス
入出力装置１００１から出力される信号に基づいて、プ
ラント５００に対する操作量を調節する操作手段（アク
チュエ−タ）１００３と、プラント５００の制御量を検
出する検出手段（センサ）１００４とが存在する。負荷
指令手段４００は、例えば、プラント負荷制御システム
１０００から離れた場所にある中央給電指令所に設置さ
れる。そして、負荷指令手段４００から出力された目標
負荷レベルを示す信号は、電話回線または無線により受
信機４０２に送られる。
【００４１】プラント効率算出手段１００は、プラント
効率を算出するために必要なプログラムを記憶するため
のプラント効率算出手順記憶手段（プログラム記憶装
置）１０１と、プログラム記憶装置１０１に記憶されて
いるプログラムが実行される演算手段（中央演算装置）
１１００とを有する。中央演算装置１１００は、目標負
荷変化パターン生成手段２００、調節手段３００、確定
手段６００にも利用される。
【００４２】目標負荷変化パターン生成手段２００は、
受信機４０２から送られる目標負荷レベルを示す情報を
記憶するための目標負荷記憶手段（デ−タ記憶装置）２
０３と、目標負荷変化パタ−ンを生成するために必要な
プログラムを記憶するための目標負荷変化パタ−ン生成
手順記憶手段（プログラム記憶装置）２０１と、プログ
ラム記憶装置２０１に記憶されているプログラムが実行
される中央演算装置１１００と、生成された目標負荷変
化パタ−ンを記憶するための目標負荷変化パタ−ン記憶
手段（デ−タ記憶装置）２０２とを有する。
【００４３】調節手段３００は、プロセス入出力装置１
００１に送る制御信号を発生させるために必要なプログ
ラムを記憶する調節手順記憶手段（プログラム記憶装
置）３０１と、プログラム記憶装置３０１に記憶されて
いるプログラムが実行される中央演算装置１１００とを
有する。
【００４４】確定手段６００は、仮の目標負荷変化パタ
−ンを目的の目標負荷変化パタ−ンとして確定するため
に必要なプログラムを記憶する確定手順記憶手段（プロ
グラム記憶装置）６０１と、プログラム記憶装置６０１
に記憶されているプログラムが実行される中央演算装置
１１００とを有する。
【００４５】プログラム記憶装置１０１、２０１、３０
１、６０１、および、デ−タ記憶装置２０２、２０３の
各記憶装置には、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成される内部記
憶装置を用いてもよく、また、ハ−ドディスク等の外部
記憶装置を用いてもよい。
【００４６】次に、図２０および図２１に基づいて、プ
ラント負荷制御システム１０００の概略フロ−を説明す
る。
【００４７】負荷指令手段４００から送られる目標負荷
レベルｑNRを示す信号は、受信機４０２で受信される
（Ｓ１０１）。この信号が示す目標負荷レベルｑNRは、
デ−タ記憶装置２０３に記憶される。目標負荷変化パタ
ーン生成手段２００は、デ−タ記憶装置２０３に記憶さ
れている目標負荷レベルｑNRと、プロセス入出力装置１
００２から送られる現在の負荷レベルに基づいて、仮の
目標負荷変化パタ−ンｑRiを生成する（Ｓ１０２）。そ
して、プラント効率算出手段１００は、仮の目標負荷変
化パタ−ンｑRiがプラント５００に適用された場合のプ
ラント効率Ｅiを算出する（Ｓ１０３）。算出されたプ
ラント効率Ｅiは、確定手段６００により、最適なもの
か否かを判断され、最適なものと判断された場合には、
算出されうるプラント効率の最大値として確定される
（Ｓ１０４）。
【００４８】そして、Ｓ１０４にて、算出されたプラン
ト効率Ｅiが最適でないと判断された場合には、目標負
荷変化パターン生成手段２００は、このプラント効率に
基づいて、前述の仮の目標負荷変化パタ−ンｑRiを修正
する（Ｓ１０５）。修正された仮の目標負荷変化パタ−
ンは、新たな仮の目標負荷変化パタ−ンとして、Ｓ１０
３においてプラント効率が算出される。
【００４９】一方、Ｓ１０４において、算出されたプラ
ント効率Ｅiが最大値として確定された場合、このプラ
ント効率Ｅiに対応する、仮の目標負荷変化パタ−ンｑ
Riが、最適目標負荷変化パターンｑROPTとなる。最適目
標負荷変化パターンｑROPTは、実際の目標負荷変化パタ
−ンｑRとして、デ−タ記憶装置２０２に記憶される
（Ｓ１０６）。
【００５０】そして、調節手段３００は、デ−タ記憶装
置２０２に記憶されている目標負荷変化パタ−ンｑRに
したがって、プラント５００の制御を行う。具体的に
は、調節手段３００は、目標負荷変化パタ−ンｑRに規
定されている負荷の目標値にプラント５００の負荷が追
従するように、プロセス入出力装置１００２からの実負
荷ｑOUTをフィードバックしながら、入力エネルギ量ｑ
INを示す信号をプロセス入出力装置１００１に出力す
る。
【００５１】以上が概略フロ−であるが、Ｓ１０２にお
ける現在の負荷レベルは、負荷指令手段４００から与え
られるように構成してもよい。
【００５２】また、前述の確定手段６００が行う判断処
理においては、プラント効率を最大ならしめる目標負荷
変化パタ−ンをもって最適目標負荷変化パターンｑROPT
とするが、具体的には、次式に示す判定条件を用いて決
定する。
【００５３】
【数２】
【００５４】すなわち、反複過程で仮定したｎ個の目標
負荷変化パターンｑRi（ｉ＝１〜ｎ）に対して得られる
ｎ個のプラント効率予測値のうち、これを最大ならしめ
る目標負荷変化パターンを最適目標負荷変化パターンｑ
ROPTとする。
【００５５】この判定条件は、必ずしも上記方法とする
必要がなく、次式を満足する時点で反複を終了し、その
ときのプラント効率予測値Ｅiに対応する目標負荷変化
パタ−ンを最適目標負荷変化パターンｑROPTとしてもよ
い。
【００５６】
【数３】
【００５７】以上、プラント負荷制御システム１０００
の基本構成とその機能について説明したが、これらを具
体的に実現する方法は種々有り、以下、その実現方法に
ついて説明する。
【００５８】図６には、本発明に係るプラント負荷制御
システムの具体的な第１の実施例が示されている。本実
施例では、プラント効率算出手段１００として、実機で
あるプラント５００のプラント効率に関する特性を学習
するためのニューラルネットワーク１０と、学習用のプ
ラント効率データを作成するための実機効率評価手段２
０とを備えている。実機効率評価手段２０は、調節手段
３００から出力されるｑINとプラント５００の実負荷ｑ
OUTとの関係から、プラント５００のプラント効率を算
出する。そして、本実施例では、プラント５００の試運
転時に、実機のプラント効率特性をニューラルネットワ
ーク１０に予め学習させておき、通常負荷運転時には、
このニューラルネットワーク１０を用いてプラント効率
を予測する。もちろん、ニューラルネットワーク１０
は、通常運転時に得られたプラント効率に基づいて再び
学習させてもよい。
【００５９】ニューラルネットワーク１０の構造は図７
に示されている。図７に示すように、ニューラルネット
ワーク１０は、入力層１１、中間層１２、出力層１３の
三層から成る。本ニューラルネットワーク１０の学習時
における教師信号としては、図６に破線で示す信号が用
いられる。
【００６０】即ち、入力層１１には、負荷指令手段４０
０から与えられる、目標負荷指令値ｑNRおよび負荷変化
前の初期負荷ｑNR0と、目標負荷変化パターンｑRの負荷
変化率（ｄｑR／ｄｔ）とを与え、出力層１３には、こ
の時の実機運転結果であるプラント効率Ｅを実機効率評
価手段２０より算出して与える。ここで、プラント効率
Ｅは、負荷変化に伴う過渡期（図３に示した時刻ｔ0か
らｔSまでの期間）の平均効率であり、次式で定義され
る。
【００６１】
【数４】
【００６２】また、ニューラルネットワーク１０への学
習は、バックプロパゲーション法を用いることができ
る。バックプロパゲーション法の一般的アルゴリズムに
ついては、ザ エム・アイ・ティー プレス、 ニュー
ロコンピューティング ファンデーションズ オブ リ
サーチ、１９８８年、第３１８頁から第３６２頁（TheM
IT Press, Neurocomputing Foundations of Research,
1988, pp318 - 362)に詳しく述べられているが、本実施
例にあてはめて概略アルゴリズムを説明すると、次のよ
うになる。
【００６３】即ち、前記３つの入力信号を入力層１１に
与えたときの出力層１３からの出力信号Ｅ’が教師信号
Ｅと一致するように、その時の誤差（Ｅ−Ｅ’）に応じ
てニューラルネットワーク内の層間接続強度（シナプス
加重とも呼ぶ）を修正する。そして、種々の負荷変化パ
ターンで運転したときの実機のプラント効率特性をニュ
ーラルネットワーク１０へ学習させることにより、任意
の負荷変化パターンに対応したプラント効率の算出能力
を持つニューラルネットワーク１０を構築することがで
きる。
【００６４】次に、図６における目標負荷変化パターン
生成手段２００について具体的に説明する。目標負荷変
化パターン生成手段２００は極値探索を行うために、ま
ず最初に、仮の３つ目標負荷変化パターンｑR1、ｑR2、
ｑR3を規定する負荷変化率ｄｑR1／ｄｔ、ｄｑR2／ｄ
ｔ、ｄｑR3／ｄｔを上記学習済ニューラルネットワーク
１０に順次入力する。そして、ニューラルネットワーク
１０より前記３つの変化率に対応するプラント効率
Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3を得る。この３組の情報からプラント効
率特性を２次関数で近似すると、次式が得られる。
【００６５】
【数５】
【００６６】ここで、ａ、ｂ、ｃは定数である。
【００６７】次に、目標負荷変化パターン生成手段２０
０は、（５）式の最大値をとるｄｑR／ｄｔを算出す
る。このｄｑR／ｄｔは、ｄＥ／ｄ（ｄｑR／ｄｔ）＝０
を満足するｄｑR／ｄｔであり、即ち、次式で与えられ
る。
【００６８】
【数６】
【００６９】目標負荷変化パターン生成手段２００は、
このｄｑR／ｄｔ（＝−ｂ／２ａ）を試行点ｄｑR4／ｄ
ｔとして、ニューラルネットワーク１０に入力し、ｄｑ
R4／ｄｔに対するプラント効率Ｅ4を得る。そして、こ
のＥ4と、既に求めたＥ1、Ｅ2、Ｅ3の中から、プラント
効率の最小値をとる探索点（ｄｑR／ｄｔ）を探し、こ
の探索点を除外した新たな３組の情報を選択する。この
３組の情報を用いて、再び、２次関数で近似する。
【００７０】これらを繰返し行うことにより、目標負荷
変化パターン生成手段２００は、最大効率を与える負荷
変化率を探索する。この負荷変化率が規定されている目
標負荷変化パターンが、最適目標負荷変化パターンｑ
ROPTとなる。最適目標負荷変化パターンｑROPTは、調節
手段３００が参照する実際の目標負荷変化パターンｑR
である。
【００７１】但し、得られた最適な負荷変化率が、プラ
ント運用上の制約条件を超える場合、例えば、熱応力制
限値やメタル温度制限値等で予め規定した負荷変化率上
限値を上回る場合や負荷追従性を保証するために規定し
た最低負荷変化率を下回る場合は、これら制限値に従う
ことは勿論のことである。
【００７２】図８は、本発明を適用したプラント負荷制
御システムの第２の実施例を示す。本実施例は、前記第
１の実施例における目標負荷変化パターン生成手段２０
０をファジィ推論を用いた最適値探索手段３０と最適値
探索のためのファジィルール４０で実現したものであ
る。それ以外は、第１の実施例と同じである。従って、
ここでは目標負荷変化パターン生成手段２００を主体に
説明する。
【００７３】図９には、最適値探索手段３０が行うファ
ジィ推論による最適値探索方法が、示されている。ま
た、図１０には、ファジィルール４０（ル−ルテ−ブ
ル、メンバーシップ関数）が示されている。図９におい
て、ｉ番目とｉ＋１番目の探索点、即ち、ｄｑRi／ｄｔ
とｄｑRi+1／ｄｔに対応した効率予測値ＥiとＥi+1がニ
ューラルネットワーク１０より得られたとき、次の探索
ステップであるｉ＋２番目の探索点ｄｑRi+2／ｄｔの決
定方法は次のようになる。
【００７４】いま、図９に示すように、ｄｑRi／ｄｔ＜
ｄｑRi+1／ｄｔ、Ｅi＞Ｅi+1のとき、最適な負荷変化率
は、中点Ｍよりも左側にあるものと推定される。そこ
で、ｉ＋２番目の探索点ｄｑRi+2／ｄｔを次式から得ら
れる値で定義する。
【００７５】
【数７】
【００７６】ここで、Ｒは、既に算出した負荷変化率を
補正するための補正値であり、図１０に示すル−ルテ−
ブルとメンバシップ関数を用いたファジィ推論により求
まる値である。また、ファジィルールの入力条件である
ΔＥi+1とΔＳi+1は次式で定義する。
【００７７】
【数８】
【００７８】
【数９】
【００７９】また、図１０（ｂ）のメンバシップ関数
は、プラント効率に関する定性的な度合い（具体的に
は、プラント効率の変化率（ΔＥ）に関する定性的な度
合い）を定めるメンバシップ関数である。そして、図１
０（ｃ）のメンバシップ関数は、プラント効率に対する
負荷変化率に関する定性的な度合い（具体的には、プラ
ント効率の変化率（ΔＥ）に対する、負荷変化率の変化
率（ΔＳ）に関する定性的な度合い）を定めるメンバシ
ップ関数である。
【００８０】また、図１０（ｃ）は、プラント効率の変
化率（ΔＥ）に関する定性的な度合いと、プラント効率
の変化率（ΔＥ）に対する、負荷変化率の変化率（Δ
Ｓ）に関する定性的な度合いとの関係を、Ｒに関する定
性的な度合いとして算出するためのメンバシップ関数で
ある。
【００８１】最適値探索手段３０は、図１０（ａ）に示
すル−ルテ−ブル、および、図１０（ｂ）〜図１０
（ｄ）に示すメンバシップ関数を用いて、探索点ｄｑ
Ri+2／ｄｔを求める。そして、求めた探索点ｄｑRi+2／
ｄｔをニューラルネットワーク１０に入力し、探索点ｄ
ｑRi+2／ｄｔに対する効率予測値Ｅi+2を得る。最適値
探索手段３０は、この３つの探索点からプラント効率が
最小となる探索点（この場合、ｄｑRi+1／ｄｔ）を除
き、残る２つの探索点を用いて上記と同様の手順を繰り
返す。これにより、ｄｑRi+2／ｄｔは最適点に収束する
ことになる。
【００８２】尚、図１０に示すルールテーブル中のメン
バーッシップ関数に付けた記号の意味は、それぞれ、Ｐ
Ｂ＝Positive Big、ＰＭ＝Positive Medium、ＰＳ＝Pos
itive Small、ＺＯ＝Zero、ＮＳ＝Negative Small、Ｎ
Ｍ＝Negative Medium、ＮＢ＝Negative Bigである。ま
た、メンバーシップ関数の形は定数ａ1、ａ2、ａ3、
ｂ1、ｂ2、ｂ3、ｃ1、ｃ2、ｃ3、ｃ4で定義される。
【００８３】以上の実施例は、全て、プラント効率算出
手段１００をプラント負荷制御システム１０００に内臓
し、オンラインでこれを利用する方法としているが、本
発明の目的は最適な目標負荷変化パターンを決定するこ
とにあるので、プラント効率算出手段１００を必ずしも
内臓する必要はない。つまり、オフラインで予めプラン
ト効率特性を解析しておき、目標負荷指令値に対応して
一義的に目標負荷変化パターンを決定する方法を用いて
も本発明の目的を満たすことができる。例えば、図１１
に示す本発明の第３の実施例のように構成してもよい。
【００８４】図１１において、目標負荷変化パターン生
成手段２００は、目標負荷指令値ｑNRと現在負荷（初期
負荷ｑNR0）からテーブル情報を用いて目標負荷変化パ
ターンｑRを決定する。図１２には、このテーブル情報
の一例が示されている。
【００８５】このテーブルには、目標負荷変化パターン
生成手段２００に入力される、初期負荷ｑNR0（本テー
ブルでは初期負荷ｑNR0をプラントの最大負荷に対する
割合（％）で示した）および目標負荷指令値ｑNR（本テ
ーブルでは目標負荷指令値ｑNRを負荷変化幅（％）で示
した）と、初期負荷ｑNR0と目標負荷指令値ｑNRとの関
係に基づく、目標負荷変化パターンの目標負荷変化率ｄ
ｑR／ｄｔとが規定されている。そして、本テーブルで
は、同じ負荷変化幅でも負荷降下時の方が負荷上昇時よ
りも負荷変化率が大きくなるように規定されている。
【００８６】また、本発明の第４の実施例を示す図１３
には、第３の実施例と同様に予めオフラインで効率特性
を解析しておく方法が示されている。ただし、目標負荷
変化パターン生成手段２００における負荷変化率決定手
段３５では、テーブル情報の代りにファジィ推論を使用
している。
【００８７】図１４にはファジィ推論で用いるファジィ
ルール４５（ルールテーブルの構成（図１４（ａ））と
メンバーシップ関数の形（図１４（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）））が示されている。ここで、図１４に示すルー
ルテーブル中のメンバーシップ関数に付けた記号の意味
は、それぞれ、ＰＢ＝Positive Big、ＰＭ＝Positive M
edium、ＰＳ＝Positive Small、ＰＶＳ＝Positive Very
Small、ＺＯ＝Zero、ＮＶＳ＝Negative Very Small、
ＮＳ＝Negative Small、ＮＭ＝Negative Medium、ＮＢ
＝Negative Big、ＮＶＢ＝Negative Very Big、Ｐ80＝
第１負荷帯、Ｐ60＝第２負荷帯、Ｐ40＝第３負荷帯、Ｐ
20＝第４負荷帯である。また、メンバーシップ関数の形
は定数ｂ1、ｂ2、ｂ3、ｂ4、ｃ1、ｃ2、ｃ3、ｃ4、ｃ5
で定義する。
【００８８】また、図１４（ｂ）に示すメンバシップ関
数は、初期負荷ｑNR0に関する定性的な度合いを定める
ためのメンバシップ関数である。また、図１４（ｃ）に
示すメンバシップ関数は、目標負荷指令値ｑNRに関する
定性的な度合いを定めるためのメンバシップ関数であ
る。そして、図１４（ｄ）に示すメンバシップ関数は、
初期負荷ｑNR0に関する定性的な度合いと、目標負荷指
令値ｑNRに関する定性的な度合いとに基づく、負荷変化
率（ｄｑR／ｄｔ）を決定するためのメンバシップ関数
である。
【００８９】そして、負荷変化率決定手段３５は、図１
３に示すファジイル−ル４５を用いて最適な負荷変化率
（ｄｑR／ｄｔ）を求め、この負荷変化率が規定されて
いる目標負荷変化パタ−ンｑRを出力する。
【００９０】以上、説明した本発明の第１、２、３、４
の実施例においては、負荷変化パターンはランプ状、即
ち、負荷変化中は変化率一定を前提としたが、必ずしも
これに限定する必要はなく、種々の目標負荷変化パター
ンを生成する場合でも、本発明の本質を変えることなく
実施可能である。
【００９１】図１５は、本発明の実施例における目標負
荷変化パターンの各種変形例を示す。図１５（ａ）に
は、既に説明したランプ状の負荷変化パターンが示され
ている。図１５（ｂ）の負荷変化パターンは、負荷変化
途中で負荷変化率を一回変更するパターンである。図１
５（ｃ）の負荷変化パターンは、負荷変化率を２回変更
するパターンである。図１５（ｄ）の負荷変化パターン
は、負荷変化率を連続的に変更するパターンである。図
１５（ｂ）と図１５（ｃ）では、パターンを定義するパ
ラメータ（負荷変化率）の数は、それぞれ、２つと３つ
であるが、更に数を多くしても本質は変わらない。図１
５（ｄ）の場合は、図示のように連続関数で表現すると
パラメータの数は、１つ（図では定数ａ）で済む。図１
５（ｂ）と図１５（ｃ）の場合も、第２、第３パラメー
タが第１パラメータに従属するように予め定義しておけ
ば、実質的には１つのパラメータですむ。厳密に、複数
のパラメータを最適化する場合は、次のような多変数最
適問題となる。
【００９２】図６に示した第１の実施例のようにニュー
ラルネットワーク１０を使用する場合、図７に示したニ
ューラルネットワークの入力層１１に入力する負荷変化
率の数をパラメータ数に対応して増やすとともに、目標
負荷変化パターン生成手段２００では、多変数の極値探
索手法を適用する。多変数の極値探索手法としては、例
えば良く知られたコンプレックス法を使用する。コンプ
レックス法に関しては、志水により、システム最適化理
論、コロナ社、１９７６年、第９２頁から第９９に詳し
く述べられている。また、図１５（ｄ）の場合は、負荷
変化率の代りに、関数形を定義する“ａ”の値をニュー
ラルネットワークの入力層１１に入力することにより、
最適値を探索できる。
【００９３】図６、図８で説明した、本発明の第１、第
２の実施例におけるプラント効率算出手段１００では、
ニューラルネットワーク１０によりプラント効率を算出
しているが、自己回帰モデルや物理モデルによる方法で
も本発明の本質を変えることなく、同等の効果が期待で
きる。自己回帰モデルでは、図１６に示すような、実機
運転データである負荷変化データｑ0、ｑ1、ｑ2、・・
・ｑn、ｑR1、ｑR2、・・・ｑRm、ΔｑNRとその結果で
あるプラント効率Ｅを１セットとする複数のデータセッ
トを用いて、次式のように、プラント効率Ｅを上記負荷
変化データの線形結合で表現することができる。
【００９４】
【数１０】
【００９５】ここで、ｑi、ｑRjは、次式のように定義
され、ｔ0は、現在時刻を表す。
【００９６】 ｑi ＝ ｑ（ｔ0−ｉΔｔ） （ｉ＝０〜ｎ） ｑRj＝ｑR（ｔ0＋ｊΔｔ） （ｊ＝１〜ｍ） 本自己回帰モデルの同定は、基本的には上記複数のデー
タセットに最も（１０）式が良くフィットするように、
その係数を最小自乗法により決定することである。この
自己回帰モデルの一般的な同定方法については、寺尾
ら著、ロバスト適応制御入門、オーム社、１９９０年、
に詳細に述べられている。一方、物理モデルによる方法
は制御対象が比較的単純なプラントの場合は、プラント
動特性を物理的現象論的に定式化したモデルを用いるこ
とにより、本発明をそのまま適用することができる。
【００９７】図１１で説明した、本発明の第３の実施例
における目標負荷変化パターン生成手段２００では、テ
ーブル情報により目標負荷変化パターンを生成する方法
を示したが、自己回帰モデルやニューラルネットワーク
による方法でも本発明の本質を変えることなく、同等の
効果が期待できる。自己回帰モデルを用いれば、図１７
に示すような、実機運転データである負荷変化データｑ
0、ｑ1、ｑ2、・・・ｑn、ΔｑNRとそのときの最適運転
結果（最適負荷変化パターン）であるｑR1OPT、
ｑR2OPT、・・・ｑRmOPTを１セットとする複数のデータ
セットを用いて、最適負荷変化パターンｑR1OPT、ｑ
R2OPT、・・・ｑRmOPTを上記負荷変化データの線形結合
で表すことができる。
【００９８】
【数１１】
【００９９】ここで、ｑi、ｑRjOPTは、次式のように定
義され、ｔ0は現在時刻を表す。
【０１００】 ｑi ＝ ｑ（ｔ0−ｉΔｔ） （ｉ＝０〜ｎ） ｑRjOPT＝ｑROPT（ｔ0＋ｊΔｔ） （ｊ＝１〜ｍ） 本自己回帰モデルの同定は、基本的には上記複数のデー
タセットに最も（１１）式が良くフィットするように、
その係数を最小自乗法により決定することである。但
し、上記複数のデータセットは実機から直接得られるデ
ータとする場合、多くの試運転ケースが必要となり、大
規模プラントにおいては必ずしも実用的でない。その場
合には、一旦、（１０）式で表される形式の自己回帰モ
デルを構築してから、これを実機とみなして再度モデル
同定により、（１１）式で表現されるモデルを導く方法
をとればよい。一方、ニューラルネットワークによる方
法も、ニューラルネットワークを構築するために使用す
る実機運転データは同じである。即ち、ニューラルネッ
トワークへの学習用としての入力データはｑ0、ｑ1、ｑ
2、・・・ｑn、ΔｑNRであり、これを入力層に与え、出
力層に対する教師データはｑR 1OPT、ｑR2OPT、・・・ｑ
RmOPTとなる。学習アルゴリズムについては、図７で説
明したバックプロパゲーション法を用いることができ
る。そして、学習済のニューラルネットワークの入力層
に、実際の運転中の負荷変化トレンド情報ｑ0、ｑ1、ｑ
2、・・・ｑnと目標負荷指令値から求まる目標負荷変化
幅ΔｑNRとを入力し、出力層から、最適目標負荷変化パ
ターンｑR1OPT、ｑR2OPT、・・・ｑ RmOPTを得ることが
できる。
【０１０１】図１８は、本発明を発電プラント５００に
適用した場合のプラント負荷制御システム１０００とプ
ラントの機器構成を示す。発電プラント５００として
は、ガスタービン発電設備５１０と蒸気タービン発電設
備５２０からなる複合サイクル発電プラントの例を示し
た。プラント負荷制御システム１０００の機能およびそ
の動作原理については、既に詳細に述べてきたので、こ
こでは、発電プラント５００の動作原理を主体に説明す
る。
【０１０２】ガスタービン発電設備５１０には、燃料流
量調整弁５０１、コンプレッサ５０４、ガスタ−ビン５
０３、および、ガスタービン駆動発電機５０６が設けれ
ている。また、蒸気タービン発電設備５２０には、排熱
回収ボイラ５１２、蒸気タービン５１４、蒸気タービン
駆動発電機５１５、復水器５２１、および、給水ポンプ
５１８が設けれている。
【０１０３】ガスタービン発電設備５１０では、先ず、
プラント負荷制御システム１０００の調節手段３００か
ら、プラントの入力エネルギーの指令値である操作量ｑ
INを示す信号が出力される。燃料流量調整弁５０１で
は、この信号に基づいて弁の開度が決定され、燃料５０
２の流量が調節される。
【０１０４】また、燃料５０２およびコンプレッサ５０
４から圧入される燃焼用空気５０５による燃焼で発生す
る、高温燃焼ガスの熱エネルギーは、ガスタービン５０
３で機械エネルギーに変換される。この機械エネルギー
は、コンプレッサ５０４とガスタービン駆動発電機５０
６の動力となる。このとき、発電機５０６から電力ｑ
GOUT５０７が出力され、ガスタービン５０３からは高温
排気ガス５１１が排出される。
【０１０５】一方、蒸気タービン発電設備５２０では、
この高温排気ガス５１１を排熱回収ボイラ５１２に導入
して、ガスの持つ熱エネルギーを回収し、蒸気５１３を
発生する。このとき、回収されずに残った熱エネルギー
は低温排気ガス５１９として大気に放出される。蒸気５
１３のもつ熱エネルギーは蒸気タービン５１４により機
械エネルギーに変換され、蒸気タービン駆動発電機５１
５の動力源となる。このとき、発電機５１５から電力ｑ
SOUT５１６が出力され、蒸気タービン５１４からは復水
器５２１に蒸気が排出される。この蒸気は復水器循環水
５２２により冷却され復水される。このとき、蒸気が潜
熱としてもっていた熱エネルギーは循環水の温度上昇と
なってプラント系外に放出される。また、復水は、給水
ポンプ５１８により再び排熱回収ボイラ５１２に供給さ
れる。このようにして、２つの発電機５０６、５１５に
より発生した電力ｑGOUT、ｑSOUTの合計が本発電プラン
ト５００の出力ｑOUTとなる。
【０１０６】ここで、着目すべき点は、負荷変化時には
プラント出力ｑOUTが入力エネルギーｑINの変化に対し
て大きな遅れをもって応答するということである。
【０１０７】例えば、負荷上昇を目的として入力ｑINを
増加した場合、ガスタービン発電設備５１０では比較的
応答が速く、ｑGOUTが速やかに上昇するが、蒸気タービ
ン発電設備５２０では大きな熱時定数（約１０〜３０
分）をもつ排熱回収ボイラ５１２の応答遅れにより、ｑ
SOUTが大きく遅れて上昇する。これは、排熱回収ボイラ
５１２が大きな熱容量をもっているため、ガスタービン
５０３からの高温排気ガス５１１の温度が上昇して入熱
が増加しても保有熱の蓄積に奪われ、蒸気エネルギーの
上昇への寄与が遅れるためである。
【０１０８】また、負荷降下時には、この逆の現象とな
る。即ち、負荷降下を目的として入力ｑINを減少した場
合、ガスタービン発電設備５１０では比較的応答が速く
ｑGO UTが速やかに低下するが、蒸気タービン発電設備５
２０では大きな熱時定数をもつ排熱回収ボイラ５１２の
応答遅れによりｑSOUTは大きく遅れて低下する。これ
は、排熱回収ボイラ５１２の熱容量効果により、ガスタ
ービン５０３からの排気ガス温度が低下して入熱が減少
しても保有熱の一部が蒸気へ放出され、蒸気エネルギー
の低下が遅れるためである。
【０１０９】従って、図３で詳しく説明したとおり、動
的効率は、静的効率と比較して、負荷上昇時には低くな
り、負荷下降時には高くなるという非対称特性を示す。
また、エネルギー損失についても、前述のプラントの非
対称特性により、負荷上昇時と負荷降下時では非対称と
なる。
【０１１０】このような、プラントの非対称特性を考慮
した目標負荷変化パタ−ンの生成は、負荷変化時のプラ
ント効率を極力維持しようとする点から見て重要である
ことがわかる。
【０１１１】図１８では、複合発電プラントに本発明を
適用した場合を例として説明したが、その他にも本発明
は、例えば、ボイラ、蒸気タービン、発電機からなる通
常の発電プラントや、石炭ガス化発電プラント、ガスタ
ービン単独発電プラント、加圧流動層ボイラ発電プラン
トにも適用可能である。更に、発電プラントのみなら
ず、運転中の負荷変動に伴って内部蓄積エネルギー若し
くは損失エネルギーが変化する、プラントあるいは設備
の制御も可能である。例えば、自動車、鉄道、船舶、航
空機など輸送機器の動力設備の制御システムや、冷暖房
設備、蒸気若しくは温水による熱供給設備の制御システ
ム、そして、燃焼や伝熱を応用したプラントあるいは設
備の制御システムに広く適用できる。
【０１１２】以上、制御対象を単一設備とした実施例を
記述したが、複数の制御対象からなる制御対象群を制御
する場合でも、本発明を適用することができる。例え
ば、複数の機器ユニットから成るプラントにおいて、機
器ユニット毎に負荷制御を行う場合や、複数のプラント
から成るプラント群において、プラント毎に負荷制御を
行う場合等があるが、本発明の本質を変えることなく実
施可能である。
【０１１３】このような場合は、各制御対象毎に前述の
プラント負荷制御システムを設置すればよい。そして、
プラント負荷制御システムは、既に説明したように、目
標負荷指令を受けた後、最適な目標負荷変化パタ−ンを
生成し、これに負荷が追従するように制御を行う。
【０１１４】ここで、個々の機器ユニットの効率特性あ
るいは個々のプラントの効率特性がそれぞれ同じであれ
ば、全てを均等負荷運転すればよいが、個々の効率特性
が異なる場合は、全体を高効率で運転するために、最適
な負荷配分を決定する手段が必要となる。
【０１１５】このような場合においても、本発明は有効
であり、以下に説明するような方法で本発明を適用する
ことができる。
【０１１６】図１９には、負荷指令手段４００と、負荷
配分手段３０００と、プラント群２０００とが示されて
いる。プラント群２０００は、複数のプラント（ｎ個の
プラント５００1、５００2、・・・５００n）と、各プ
ラントに備えられているプラント負荷制御システム（１
０００1、１０００2、・・・１０００n）とを有する。
各プラント負荷制御システムには、目標負荷設定手段が
設けられている。目標負荷設定手段には、例えば、前述
した、プラント効率算出手段と目標負荷変化パタ−ン生
成手段が備えられている。そして、各プラント負荷制御
システムは、前述の実施例で説明した処理と同様な処理
を行う。即ち、目標負荷レベルを与えられると、仮の目
標負荷変化パタ−ンの生成、および、仮の目標負荷変化
パタ−ンに対するプラント効率の算出を繰返し行い、最
適な目標負荷変化パタ−ンを生成する。
【０１１７】負荷配分手段３０００は、各プラント負荷
制御システムの仮の目標負荷レベルを出力する最適負荷
配分探索手段３１００と、最適負荷配分探索手段３１０
０が出力した、各プラント負荷制御システムの目標負荷
レベルのそれぞれに対し、そのプラント効率を算出する
プラント効率仮定手段３２００とを備えている。そし
て、負荷配分手段３０００を、例えば、一つの計算機と
して構成すれば、この計算機と、各プラント負荷制御シ
ステムにより、プラント群２０００を制御する統合的な
負荷制御システムを構成することができる。
【０１１８】プラント効率仮定手段３２００には、各プ
ラント負荷制御システムが備える目標負荷設定手段と、
ほぼ同様な処理を行う目標負荷仮定手段（７００1’、
７００2’、・・・７００n’）を有する。例えば、目標
負荷仮定手段７００1’は、目標負荷設定手段７００1に
対応している。
【０１１９】最適負荷配分探索手段３１００は、各プラ
ント負荷制御システムの仮の目標負荷レベルを算出する
負荷配分仮定手段３１１０と、プラント効率仮定手段３
２００から出力された各プラント効率を加算（合計）す
る加算手段３１２０と、加算された各プラント効率（プ
ラント群の総合効率）が、予め定めた収束条件を満たす
か否かを判断する判断手段３１３０と、予め定めた収束
条件を満たす判断された総合効率に対応する、各プラン
トの仮の目標負荷レベルを、実際の目標負荷レベルとし
て、各負荷制御システムに出力する出力手段３１４０と
を備えている。
【０１２０】負荷配分手段３０００の概略動作は次のよ
うになっている。
【０１２１】まず、負荷指令手段４００から、プラント
群２０００の各プラント全体に対する総合負荷指令（図
１９では、目標とする負荷レベルを現在の負荷レベルか
らの上昇幅（ΔｑNR）で示している）が負荷配分仮定手
段３１１０に与えられる。
【０１２２】負荷配分仮定手段３１１０は、この総合負
荷指令に基づいて、各プラント負荷制御システムの仮の
目標負荷レベル（ΔｑNR1、ΔｑNR2、・・・Δｑ
NRn（図１９では、目標負荷レベルを負荷上昇幅として
示している））を算出する。プラント効率仮定手段３２
００は、それぞれの仮の目標負荷レベルに対する、各プ
ラントのプラント効率を算出する。例えば、仮の目標負
荷レベルΔｑNR1に対するプラント効率を算出する場
合、プラント効率仮定手段３２００は、プラント負荷制
御システム１０００1の目標負荷設定手段７００1に対応
する目標負荷仮定手段７００1’を用いて、プラント５
００1のプラント効率を予測する。目標負荷仮定手段７
００1’では、仮の目標負荷レベルΔｑNR1に応じて、目
標負荷パタ−ンの生成、および、生成された目標負荷パ
タ−ンのに対するプラント効率の算出が繰返し行われ、
算出されうるプラント効率の最大値（Ｅ1max）を出力す
る。そして、この最大値（Ｅ1max）は、プラント５００
のプラント効率として加算手段３１２０に入力される。
【０１２３】加算手段３１２０は、算出されたそれぞれ
のプラント効率（Ｅ1max、Ｅ2max、・・・Ｅnmax）を合
計し、プラント群の総合効率として出力する。判断手段
３１３０は、算出された総合効率が、前述の収束条件を
満たすか否かを判断する。算出された総合効率が、前述
の収束条件を満たすと判断された場合、このときの仮の
目標負荷レベル（ΔｑNR1、ΔｑNR2、・・・ΔｑNRn）
が、最適な目標負荷レベル（ΔｑNR1OPT、ΔｑNR2OPT、
・・・ΔｑNRnOPT）となる。そして、出力手段３１４０
は、最適な目標負荷レベル（ΔｑNR1OPT、ΔｑNR2OPT、
・・・ΔｑNRnOPT）を、各プラント負荷制御システムへ
出力する。
【０１２４】一方、算出された総合効率が、前述の収束
条件を満たしていない場合には、負荷配分仮定手段３１
１０は、この総合効率に基づいて、各プラントの仮の目
標負荷レベルを新たに算出する。これらの仮の目標負荷
レベルは、プラント効率仮定手段３２００で、プラント
効率が算出される。
【０１２５】つまり、負荷配分仮定手段３１１０が行
う、各プラントの仮の目標負荷レベルの算出処理、プラ
ント効率仮定手段３２００が行う、各プラントのプラン
ト効率の算出処理、および、加算手段３１２０が行う、
総合効率の算出処理のこれらの処理が、算出された総合
効率が前記収束条件を満たすと判断手段３１３０により
判断されるまで繰返し行なわれることにより、各プラン
トの最適な目標負荷レベルを得ることができる。また、
判断手段３１３０が行う総合効率の収束に関する処理に
ついては、式（２）に基づいて収束判定を行ってもよ
い。
【０１２６】また、最適負荷配分探索手段３１００は、
本実施例特有のものではなく、既に、他の実施例、例え
ば図１５において説明した多変数極値探索手法の一種で
あるコンプレクス法を用いて実現できる。
【０１２７】以上、述べたように、複数プラントを対象
とした場合でも、本発明は容易に適用可能であり、プラ
ント群全体の高効率運転に寄与する統合負荷制御システ
ムを実現できる。
【０１２８】また、複数機器ユニットから成るプラント
に本発明を適用する場合も、上記と同様に実施可能であ
る。即ち、図１９におけるプラント５００の代りに機器
ユニット、プラント群２０００の代りにプラント、プラ
ント負荷制御システム１０００の代りに機器ユニット制
御システムに置き換えれば、本発明は、そのまま実施可
能である。
【０１２９】
【発明の効果】本発明によれば、負荷変動に伴うプラン
トの動的効率（プラント効率）を考慮した目標負荷パタ
−ンが生成され、生成された目標負荷パタ−ンに基づい
て負荷が上昇または下降する。したがって、負荷上昇時
または負荷下降時において、プラントの高効率運転を実
現できる。具体的には、負荷上昇時には穏やかな負荷変
化によりエネルギー損失を低減でき、負荷降下時には比
較的急速な負荷変化によりプラントの保有熱を活用でき
ることになる。
【０１３０】また、負荷上昇時には穏やかな負荷変化パ
ターンでプラントが運転されるので、プラントへの熱衝
撃を軽減でき、プラントを構成する機器の寿命、およ
び、プラント運転の安全性、信頼性を向上することがで
きる。一方、負荷降下時には、プラントの保有熱を活用
した比較的急速な負荷変化パターンでの運転が可能とな
るので、負荷追従性が改善できる。
【０１３１】さらに、石油、ＬＮＧ、等の一次エネルギ
ーを大量に消費する発電プラントや輸送機器の負荷制御
システムに本発明を適用するば、大きな省エネルギー効
果が期待でき、その分、排ガスによるＣＯ2、ＮＯｘ、
ＳＯｘ、ＣＯ等の大気への放出量が低減できる。
【０１３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】熱交換器における伝熱過程に関する説明図。
【図２】プラントの入出力特性に関する説明図。
【図３】プラント負荷変化時の入出力特性と効率特性
［その１］に関する説明図。
【図４】プラント負荷変化時の入出力特性と効率特性
［その２］に関する説明図。
【図５】本発明を適用したプラント負荷制御システムの
基本構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図７】本発明の第１の実施例におけるニューラルネッ
トワークの構造に関する説明図。
【図８】本発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図９】本発明の第２の実施例におけるファジィ推論に
よる最適値探索方法に関する説明図。
【図１０】本発明の第２の実施例におけるファジィ推論
で用いるファジィルールに関する説明図。
【図１１】本発明の第３の実施例を示すブロック図。
【図１２】本発明の第３の実施例におけるテーブル情報
に関する説明図。
【図１３】本発明の第４の実施例を示すブロック図。
【図１４】本発明の第４の実施例におけるファジィ推論
で用いるファジィルールに関する説明図。
【図１５】本発明の実施例における目標負荷変化パター
ンの各種変形例に関する説明図。
【図１６】本発明の実施例における自己回帰モデルによ
るプラント効率算出方法に関する説明図。
【図１７】本発明の実施例における自己回帰モデルによ
る目標負荷変化パターン生成方法に関する説明図。
【図１８】本発明の実施例である発電プラントの負荷制
御システムとプラント機器構成を示す構成図。
【図１９】本発明を複数プラントからなるプラント群へ
の負荷配分手段として適用した場合に関する説明図。
【図２０】本発明を適用したプラント負荷制御システム
の基本構成におけるハ−ドウエア構成図。
【図２１】本発明を適用したプラント負荷制御システム
の基本構成におけるフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１：伝熱管、 １０：ニュ−ラルネットワ−ク、 １
１：入力層、 １２：中間層、 １３：出力層、 ２
０：実機効率評価手段、 ３０：最適値探索手段、３
５：負荷変化率決定手段、 ４０：ファジイル−ル、
１００：プラント効率算出手段、 １０１：プラント効
率算出手順記憶手段（プログラム記憶装置）、 ２０
０：目標負荷変化パタ−ン生成手段、 ２０１：目標負
荷変化パタ−ン生成手順記憶手段（プログラム記憶装
置）、 ２０２：目標負荷変化パタ−ン記憶手段（デ−
タ記憶装置）、 ２０３：目標負荷記憶手段（デ−タ記
憶装置）、３００：調節手段、 ３０１：調節手順記憶
手段（プログラム記憶装置）、４００：負荷指令手段、
４０２：入力手段（受信機）、 ５００：発電プラン
ト、 ５０１：燃料流量調節弁、 ５０２：燃料、 ５
０３：ガスタ−ビン、５０４：コンプレッサ、 ５０
５：燃焼用空気、 ５０６：ガスタ−ビン駆動発電機、
５０７：電力、 ５１１：高温排気ガス、 ５１２：
排熱回収ボイラ、５１３：蒸気、 ５１４：蒸気タ−ビ
ン、 ５１５：蒸気タ−ビン駆動発電機、 ５１６：電
力、 ５１７：復水、 ５１８：給水ポンプ、 ５１
９：低温排気ガス、 ５１０：ガスタ−ビン発電設備、
５２０：蒸気タ−ビン発電設備、５２１：復水器、
５２２：復水循環水、 ６００：確定手段、 ６０１：
確定手順記憶手段（プログラム記憶装置）、 １００
０：プラント負荷制御システム、 １００１、１００
２：プロセス入出力装置、 １００３：操作手段（アク
チュエ−タ）、 １００４：検出手段（センサ）、 １
１００：演算手段（中央演算装置）、 ２０００：プラ
ント群、 ３０００：負荷配分手段、 ３１００：最適
負荷配分探索手段、 ３１１０：負荷配分仮定手段、
３１２０：加算手段、 ３１３０：判断手段、 ３１４
０：出力手段、 ３２００：プラント効率仮定手段、
１０００1〜１０００n：プラント負荷制御システム、
２００1〜２００n：目標負荷変化パタ−ン生成手段、
３００1〜３００n：調節手段、５００1〜５００n：プラ
ント、 ７００1〜７００n：目標負荷設定手段、７００
1’〜７００’：目標負荷仮定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 13/04 7531−3Ｈ 19/02 Ａ Ｄ (72)発明者 佐藤 美雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 秋山 孝生 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 高橋 正衛 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

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を
    負荷が上昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降
    時とではエネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とす
    る）が異なる制御対象を、負荷の目標値が規定されてい
    る目標負荷変化パタ−ンを用いて制御を行う負荷制御方
    法において、 負荷を上昇させるための目標負荷変化パタ−ンを、負荷
    上昇時におけるエネルギ効率に基づいて生成し、負荷を
    下降させるための目標負荷変化パタ−ンを、負荷下降時
    におけるエネルギ効率に基づいて生成することを特徴と
    する負荷制御方法。
  2. 【請求項２】ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を
    負荷が上昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降
    時とではエネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とす
    る）が異なる制御対象を制御するための負荷制御システ
    ムにおいて、 目標となる負荷レベルに応じて、負荷を上昇させるため
    の仮の目標負荷変化パタ−ンおよび負荷を下降させるた
    めの仮の目標負荷変化パタ−ンのうちいずれかを生成す
    る目標負荷変化パタ−ン生成手段と、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段により生成された仮
    の目標負荷変化パタ−ンが、前記制御対象に適用された
    場合のエネルギ効率を算出するエネルギ効率算出手段
    と、 前記エネルギ効率算出手段により算出されたエネルギ効
    率が、予め定めた収束条件を満たすか否かを判断し、前
    記収束条件を満たすと判断したエネルギ効率を、算出さ
    れうるエネルギ効率の最大値として確定する確定手段と
    を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段は、 算出されたエネルギ効率が前記最大値として確定された
    場合は、前記最大値として確定されたエネルギ効率に対
    応する仮の目標負荷変化パタ−ンを、目的の目標負荷変
    化パタ−ンとして出力し、 算出されたエネルギ効率が前記最大値として確定されな
    かった場合は、前記最大値として確定されなかったエネ
    ルギ効率に基づいて、新たな仮の目標負荷変化パタ−ン
    を生成することを特徴とする負荷制御システム。
  3. 【請求項３】ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を
    負荷が上昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降
    時とではエネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とす
    る）が異なる制御対象を制御するための負荷制御システ
    ムにおいて、 目標となる負荷レベルに応じて、負荷を上昇させるため
    の目標負荷変化パタ−ンおよび負荷を下降させるための
    目標負荷変化パタ−ンのうちいずれかを生成する目標負
    荷変化パタ−ン生成手段を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段は、 前記負荷を上昇させるための目標負荷変化パタ−ンを、
    負荷上昇時におけるエネルギ効率に基づいて生成し、前
    記負荷を下降させるための目標負荷変化パタ−ンを、負
    荷下降時におけるエネルギ効率に基づいて生成すること
    を特徴とする負荷制御システム。
  4. 【請求項４】請求項２または３において、 前記目標負荷変化パタ−ンにより規定される負荷の目標
    値にしたがって、前記制御対象の負荷を追従させる調節
    手段を備えることを特徴とする負荷制御システム。
  5. 【請求項５】ある負荷レベルと他の負荷レベルとの間を
    負荷が上昇または下降する際に、負荷上昇時と負荷下降
    時とではエネルギの変換効率（以下、エネルギ効率とす
    る）が異なる制御対象を複数備え、前記複数の制御対象
    で負荷を分担する制御対象群を制御するための統合負荷
    制御システムにおいて、 前記複数の制御対象のうち、少なくとも１つは、請求項
    ２記載の負荷制御システムを備え、 前記統合負荷制御システムは、 前記負荷制御システムを備える各制御対象で分担する総
    合負荷レベルを受け付けて、前記総合負荷レベルに基づ
    く、前記各制御対象の仮の目標負荷レベルを算出する負
    荷配分仮定手段と、 算出された仮の目標負荷レベルのそれぞれが、その制御
    対象に設定された場合のエネルギ効率をそれぞれ算出す
    るエネルギ効率仮定手段と、 算出された各エネルギ効率の和を求める加算手段と、 前記各エネルギ効率の和（以下、総合効率とする）が、
    予め定めた収束条件を満たすか否かを判断する判断手段
    と、 前記収束条件を満たすと判断された総合効率に対応す
    る、仮の目標負荷レベルのそれぞれを、目的の目標負荷
    レベルとして出力する出力手段とを備え、 前記判断手段は、 前記総合効率が前記収束条件を満たしていないと判断す
    ると、前記収束条件を満たしていないと判断した総合効
    率を示す情報を前記負荷配分仮定手段に与え、 前記負荷配分仮定手段は、 前記総合効率を示す情報に基づいて、各制御対象の新た
    な仮の目標負荷レベルを算出することを特徴とする統合
    負荷制御システム。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記請求項２記載の負荷制御システムは、請求項３記載
    の負荷制御システムであることを特徴とする統合負荷制
    御システム。
  7. 【請求項７】請求項５または６において、 前記エネルギ効率仮定手段は、前記負荷制御システムを
    備える制御対象のそれぞれに対応した目標負荷仮定手段
    を備え、 前記各目標負荷仮定手段は、 与えられた仮の目標負荷レベルに応じて、負荷を上昇さ
    せるための仮の目標負荷変化パタ−ンおよび負荷を下降
    させるための仮の目標負荷変化パタ−ンのうちいずれか
    を生成する目標負荷変化パタ−ン生成手段と、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段により生成された仮
    の目標負荷変化パタ−ンが、対応する制御対象に適用さ
    れた場合のエネルギ効率を算出するエネルギ効率算出手
    段と、 前記エネルギ効率算出手段により算出されたエネルギ効
    率が、予め定めた収束条件を満たすか否かを判断し、前
    記収束条件を満たすと判断したエネルギ効率を、算出さ
    れうるエネルギ効率の最大値として確定する確定手段と
    を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段は、 算出されたエネルギ効率が前記最大値として確定された
    場合は、前記最大値として確定されたエネルギ効率を出
    力し、 算出されたエネルギ効率が前記最大値として確定されな
    かった場合は、前記最大値として確定されなかったエネ
    ルギ効率に基づいて、新たな仮の目標負荷変化パタ−ン
    を生成することを特徴とする総合負荷制御システム。
  8. 【請求項８】請求項２において、 負荷上昇時におけるエネルギ効率に関する情報と、負荷
    下降時におけるエネルギ効率に関する情報とを予め学習
    させたニュ−ラルネットワ−クを記憶する記憶手段を備
    え、 前記エネルギ効率算出手段は、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段により生成された仮
    の目標負荷変化パタ−ンを、前記ニュ−ラルネットワ−
    クに入力し、前記ニュ−ラルネットワ−クより得られた
    エネルギ効率を前記目標負荷変化パタ−ン生成手段に出
    力することを特徴とする負荷制御システム。
  9. 【請求項９】請求項８において、 前記ニュ−ラルネットワ−クは、 予め定めた目標負荷変化パタ−ンを示すデ−タ、およ
    び、前記予め定めた目標負荷変化パタ−ンが前記制御対
    象に適用された場合のエネルギ効率を示すデ−タからな
    る複数のデ−タセットに基づいて、入力される目標負荷
    変化パタ−ンと、出力するエネルギ効率との関係を予め
    学習していることを特徴とする負荷制御システム。
  10. 【請求項１０】請求項２において、 現状の負荷レベルに到達するまでの負荷の変化傾向と、
    目標負荷パタ−ンにより規定される負荷の変化傾向との
    関係に基いたエネルギ効率を算出するための自己回帰モ
    デルを記憶する記憶手段を備え、 前記エネルギ効率算出手段は、 前記自己回帰モデルを用いて、与えられた仮の目標負荷
    変化パタ−ンに対応するエネルギ効率を算出し、算出し
    たエネルギ効率を示す情報を前記目標負荷変化パタ−ン
    生成手段に出力することを特徴とする負荷制御システ
    ム。
  11. 【請求項１１】請求項２において、 負荷上昇時におけるエネルギ効率、および、負荷下降時
    におけるエネルギ効率を規定するための物理モデルを記
    憶する記憶手段を備え、 前記エネルギ効率算出手段は、 前記物理モデルを用いて、与えられた仮の目標負荷変化
    パタ−ンに対するエネルギ効率を算出し、算出したエネ
    ルギ効率を示す情報を前記目標負荷変化パタ−ン生成手
    段に出力することを特徴とする負荷制御システム。
  12. 【請求項１２】請求項２において、 前記目標負荷変化パタ−ン生成手段により生成された、
    複数の仮の目標負荷変化パタ−ンを記憶する記憶手段を
    備え、 前記記憶手段に記憶されている各目標負荷変化パタ−ン
    には、目標となる負荷レベルに到達するまでの負荷変化
    率を示す負荷変化率デ−タが含まれ、 前記目標負荷変化パタ−ン作成手段は、 前記記憶手段に記憶されている複数の負荷変化率デ−タ
    を予め定めた曲線で近似し、前記曲線の極値となる負荷
    変化率デ−タを算出し、算出した負荷変化率デ−タに対
    応する仮の目標負荷変化パタ−ンを、前記エネルギ効率
    算出手段に出力することを特徴とする負荷制御システ
    ム。
  13. 【請求項１３】請求項２において、 前記エネルギ効率算出手段により算出されるエネルギ効
    率に関する定性的な度合いを定めるための第１のメンバ
    シップ関数と、前記エネルギ効率に対する負荷変化率に
    関する定性的な度合いを定めるための第２のメンバシッ
    プ関数と、前記第１のメンバシップ関数で求められる、
    前記エネルギ効率に関する定性的な度合い、および、前
    記第２のメンバシップ関数で求められる、前記エネルギ
    効率に対する負荷変化率に関する定性的な度合いに基づ
    いて、既に算出した目標負荷変化パタ−ンに対する補正
    値を算出するための第３のメンバシップ関数と、前記第
    １のメンバシップと前記第２のメンバシップとの関係
    を、前記第３のメンバシップ関数を用いて表すためのル
    −ルテ−ブルとを記憶する記憶手段を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン作成手段は、 前記第１、第２、第３のメンバシップ関数、および、前
    記ル−ルテ−ブルを用いて前記補正値を求め、求めた補
    正値に基づいて、既に算出した目標負荷変化パタ−ンを
    補正し、補正した目標負荷変化パタ−ンを前記エネルギ
    効率算出手段に出力することを特徴とする負荷制御シス
    テム。
  14. 【請求項１４】請求項３において、 前記目標負荷変化パタ−ン作成手段は、 目標の負荷レベルと、目標の負荷レベルに向かって負荷
    変化する前の負荷レベル（以下、初期の負荷レベルとす
    る）との関係に基く目標負荷パタ−ンが規定されている
    テ−ブル情報を記憶する記憶手段を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン作成手段は、 前記テ−ブル情報を用いて、与えられた目標負荷レベル
    に対応する目標負荷パタ−ンを選択し、選択された目標
    負荷パタ−ンを前記エネルギ効率算出手段に出力するこ
    とを特徴とする負荷制御システム。
  15. 【請求項１５】請求項３において、 目標の負荷レベルに向かって負荷変化する前の負荷レベ
    ル（以下、初期の負荷レベルとする）に関する定性的な
    度合いを定めるための第１のメンバシップ関数と、目標
    負荷レベルに関する定性的な度合いを定めるための第２
    のメンバシップ関数と、前記第１のメンバシップ関数に
    よって求められる、初期の負荷レベルに関する定性的な
    度合い、および、前記第２のメンバシップ関数によって
    求められる、目標負荷レベルに関する定性的な度合いに
    基づく目標負荷変化パタ−ンを算出するための第３のメ
    ンバシップ関数と、前記第１のメンバシップと前記第２
    のメンバシップとの関係を前記第３のメンバシップ関数
    を用いて表すためのル−ルテ−ブルとを記憶する記憶手
    段を備え、 前記目標負荷変化パタ−ン作成手段は、 前記第１、第２、第３のメンバシップ関数、および、前
    記ル−ルテ−ブルを用いて、与えられた目標負荷レベル
    に対応する目標負荷変化パタ−ンを決定し、決定した目
    標負荷変化パタ−ンを前記エネルギ効率算出手段に出力
    することを特徴とする負荷制御システム。
  16. 【請求項１６】請求項１、２または３において、 前記制御対象は、燃焼や伝熱を用いたプラントであるこ
    とを特徴とする負荷制御システム。
  17. 【請求項１７】請求項１、２または３において、 前記制御対象は、プラントを構成するための、燃焼や伝
    熱を用いた機器ユニットであることを特徴とする負荷制
    御システム。
JP6131974A 1994-06-14 1994-06-14 プラントの負荷制御方法およびプラントの負荷制御システム Pending JPH07334207A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470910B1 (ko) * 2007-08-23 2014-12-09 가부시키가이샤 티엘브이 증기 사용 설비 시뮬레이션 시스템, 및 증기 사용 설비의 개선 수법 탐색 방법
KR20150004421A (ko) * 2012-05-03 2015-01-12 콩스베르그 마리타임 에이에스 예측 제어 시스템
JP2015162189A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 アズビル株式会社 最適化システム

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