JPH09230778A - 火力発電所設備の発電操作用シミュレート方法 - Google Patents

火力発電所設備の発電操作用シミュレート方法

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JPH09230778A
JPH09230778A JP3637596A JP3637596A JPH09230778A JP H09230778 A JPH09230778 A JP H09230778A JP 3637596 A JP3637596 A JP 3637596A JP 3637596 A JP3637596 A JP 3637596A JP H09230778 A JPH09230778 A JP H09230778A
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Hiroharu Fukuda
弘治 福田
Seisaburo Murayama
誠三郎 村山
Takushi Nakano
拓史 中野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量小型の計算機を準備するだけで、発電設
備の基礎的な特性や操作技術の取得のための訓練を操作
員単位においても手軽に、かつ非常に経済的に実現する
ことができるようにする。 【解決手段】 火力発電所に設置されている発電設備の
起動、系統並列および出力上昇の各特性を時間軸を圧縮
してモデル化した3つの画面を時系列的に計算機の表示
装置2上に再現させ、それら各再現画面を見ながら機器
操作に代替するスイッチ3,4,5を操作して、これら
スイッチ操作に伴う特性変化が許容範囲内にあるか否か
を判定して、許容範囲内のままで所定の運転状態に達し
たときは次画面に自動切り替えし、かつ、許容範囲内か
ら逸脱する運転状態になったときは最先画面に自動復帰
させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所設備の
発電操作用シミュレート方法で、詳しくは、発電所の操
作員に対する初期教育、すなわち、火力発電所に設置さ
れているボイラ、タービン、発電機等の発電設備の基礎
的な特性の取得や操作技術の取得に適用される火力発電
所設備の発電操作用シミュレート方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近の火力発電所の発電設備は自動化が
図られて、小人数の操作員によって運用されているため
に、発電設備の故障発生時などには適切かつ迅速な措置
が要求されており、それゆえに、操作員においてはその
ような要求に応じうるだけの発電設備の基礎的な特性や
操作技術の取得が必要不可欠である。
【0003】そのような特性や操作技術取得のための手
段として、従来一般には、火力発電所に設置の発電設備
に対する操作盤を模擬した大掛かりなシミュレータを製
作し、このシミュレータを発電所とは別位置に建設され
た訓練センタに設置して、この訓練センタにおいて操作
員に対する操作技術などの訓練を実施する方法が採られ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
訓練方法では、大掛かりなシミュレータの製作およびそ
れを設置するための訓練センタの建設に多大な費用を要
するのはもとより、その訓練センタへの操作員の派遣お
よび訓練指導員の常勤、シミュレータ自体のメンテナン
スの必要性等も加わって、全体として非常に不経済な訓
練体制を採らざるを得ず、その上、一度に多人数の操作
員を対象にした訓練となるために、操作員単位での訓練
が実施しにくいという問題もあった。
【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、軽量小型の計算機を準備するのみで、発電設備の基
礎的な特性や操作技術の取得のための訓練を、操作員単
位においても手軽に、かつ非常に経済的に実現すること
ができる火力発電所設備の発電操作用シミュレート方法
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る火力発電所設備の発電操作用シミュレ
ート方法は、火力発電所に設置されている発電設備の起
動から全負荷運転までの特性を時間軸を圧縮してモデル
化した複数の画面を時系列的に計算機の表示装置上に再
現させ、それら各再現画面を見ながら画面毎に指定され
た機器操作に代替するスイッチ操作を行ない、このスイ
ッチ操作に伴う特性変化が許容範囲内にあるか否かを判
定して、許容範囲内のままで所定の運転状態に達したと
きは次画面に自動切り替えし、かつ、許容範囲内から逸
脱する運転状態になったときは最先画面に自動復帰させ
ることを特徴とするものである。
【0007】すなわち、本発明の方法は、発電設備の起
動から全負荷運転までの特性を時間軸を圧縮してモデル
化した画面を計算機の表示装置上に時系列的に再現さ
せ、その再現画面を見ながら、つまり、対話しながらス
イッチ操作を実行するといった遊び感覚での手軽かつ非
常に経済的な手段で、上記機器特性の把握および操作技
術の取得を実現することが可能である。また、操作員単
位でも任意に自主的に訓練することが可能で、教育・訓
練業務の合理化が図れる。
【0008】特に、上記のような方法の運用に際して、
請求項2に記載のように、特性モデル画面の第1画面の
再現に先行して、スイッチ操作を説明する最先画面を表
示させることにより、計算機操作に対する初心者であっ
ても、まごつきなく容易に機器特性や操作技術の取得が
可能となる。
【0009】また、上記機器特性や操作技術の取得に用
いる特性モデル画面としては、請求項3に記載のよう
に、火力発電所の発電設備を起動および全負荷運転する
上で基本となるタービン・発電機の回転上昇画面、発電
機系統並列画面、タービン・発電機出力上昇画面の3画
面であることが望ましく、また、実際のスイッチ操作に
あたっては、請求項4に記載のように、タービン・発電
機の回転上昇画面および発電機系統並列画面に対応する
初級者用の一つのスイッチ操作と、タービン・発電機出
力上昇画面に対応する上記初級者用スイッチ及びこれと
は別の上級者用スイッチの併用操作といったように、技
術取得等の程度に応じて選択可能とすることで、一層高
い教育・訓練成果を得ることが可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明方法を実施するた
めに製作された簡易シミュレータ6の概略斜視図であ
り、同図において、1は自立設置可能に構成された二段
ボックス形状のシミュレータケーシングで、該ケーシン
グ1内には計算機(図示省略)が収容されており、その
表示装置2(CRTもしくはLCD)の表示面2aがケ
ーシング1の上段部正面1aに露出状に配置されてい
る。3,4はそれぞれ十字状に移動操作可能なレバー式
スイッチで、その一方のスイッチ3は初級者用であり、
他方のスイッチ4は上級者用である。5は後述する発電
機系統並列画面に再現される同期検定器の押釦式操作ス
イッチであり、これらスイッチ3,4,5は上記ケーシ
ング1の下段部上面1bから上方に突出させて列状に配
置されている。
【0011】上記計算機のメモリには、第1画面として
図2に示すようなタービン・発電機回転上昇画面、第2
画面として図3に示すような発電機系統並列画面、第3
画面として図4に示すようなタービン・発電機出力上昇
画面および上記スイッチ3,4,5の操作要領を説明す
るための最先の操作説明画面の4画面が記憶されてお
り、これら各画面は電源スイッチ(図示省略)のON操
作にともない、操作説明画面を最優先にして第1画面〜
第3画面の順に時系列的に上記表示装置2の表示面2a
上に再現可能とされている。
【0012】一般に火力発電所の出力は、基本的に出力
に見合った燃料量・空気量・給水量をボイラに供給して
蒸気を発生させ、この蒸気をタービンに導入して該ター
ビンを回転させることにより、タービンに直結した発電
機を駆動して発電するものであって、起動時や出力増加
時は燃料量・空気量・給水量の増加率が出力増加率より
遅れ気味となるために、これら燃料量・空気量・給水量
を先行的に多く投入する操作が必要であり、逆に出力降
下時はボイラ保有エネルギーの存在により起動時や出力
増加時とは反対に燃料量・空気量・給水量を先行的に少
なくする操作が必要である。また、起動時に燃料量・空
気量・給水量を過度に多くすると、ボイラの時定数によ
って、ある時間経過後の過剰エネルギーにより蒸気圧
力、蒸気温度が過度に上昇する傾向がある。
【0013】上記第1画面であるタービン・発電機回転
上昇画面および第3画面であるタービン・発電機出力上
昇画面は、上記したような機器起動時および出力増加時
の特性を時間軸を圧縮してモデル化して、その特性モデ
ル画面を上記計算機の表示装置2の表示面2a上に再現
させるものであって、第1画面には、図2に明示するよ
うに、燃料量(空気量が連動)F及び給水量Wと蒸気圧
力P及び蒸気温度Tとの相関関係グラフG1と、燃料量
(空気量が連動)F及び給水量Wをコントロールするス
ロットル弁開度Thとタービン・発電機の回転数rpm
との相関関係グラフG2並びに、上記燃料量F及び給水
量Wをコントロールするためのスロットル弁開度Thの
調整操作に代替する上記レバー式スイッチ3の操作に伴
う特性変化、すなわち、スイッチ3の操作量に対するタ
ービン・発電機回転数の変化度合のグラフG3が表示さ
れ、第3画面では、図4に明示するように、燃料量(空
気量が連動)F、給水量W及びスロットル弁開度Thと
蒸気圧力Pとの相関関係グラフG4と、燃料量(空気量
が連動)F、給水量W及びスロットル弁開度Thと蒸気
温度Tとの相関関係グラフG5並びに、上記スロットル
弁開度Thの調整操作に代替する上記レバー式スイッチ
4の操作量に対する発電機出力(%)の変化度合のグラ
フG6が表示される。
【0014】そして、上記第1画面及び第3画面におけ
るグラフG3及びG6にはそれぞれ標準パターンaと、
上記のようなスイッチ4の操作に伴う特性変化が上記標
準パターンaを挟んで±方向に裕度をもつように設定さ
れた許容範囲の上下限界パターンa1,a2とが描かれ
ており、これら第1画面もしくは第3画面が表示装置2
の表示面2a上に再現されている状態で、それら再現画
面を見ながら上記レバー式スイッチ3もしくは4を操作
し、その操作に伴う特性変化が上下限界パターンa1,
a2間の許容範囲内にあるか否かの判定を行なうように
なっている。
【0015】また、上記第2画面である発電機系統並列
画面は、タービン・発電機が定格回転数(3,600r
pm)となった時、その発電機系統の電圧、周波数、位
相を調整して並列運転させるための操作を行なう画面で
あり、この第2画面には、図3に明示するように、スロ
ットル弁開度とタービン回転数との相関関係グラフG7
と、タービン・発電機回転数と同期検定器の回転速度と
の相関関係グラフG8並びに、時計に類似する形態をも
ち回転数の偏差に応じた速度で回転する針を有する同期
検定器Kが表示される。そして、この第2画面が表示装
置2の表示面2a上に再現されている状態で、その再現
画面を見ながら上記同期検定器Kの針が回転している時
に該針が12時になった時点で、上記スイッチ5を押圧
操作して針が±10度以内(許容範囲を示す)でONす
るか否かで並列の成功と失敗との判定を行なうようにな
っている。
【0016】つぎに、上記構成の簡易シミュレータによ
る発電操作用シミュレート方法について、図5のフロー
チャートを参照して簡単に説明する。電源スイッチ(図
示省略)をON操作すると、まず、計算機における表示
装置2の表示面2a上にスイッチ操作要領などの操作説
明画面が設定時間に亘って再現される(ステップS2
0)。次に、第1画面であるタービン・発電機回転上昇
画面が表示面2a上に再現される(ステップS21)の
で、操作者(訓練者)はその第1画面を見ながらレバー
式スイッチ3を指定された通りに操作する。このスイッ
チ3の操作に伴う特性変化が上下限界パターンa1,a
2間の許容範囲内にあるか否かの判定して(ステップS
22)、許容範囲内のままで所定の運転状態、つまりタ
ービン・発電機の回転数が定格回転数である3,600
rpmに達したときは第2画面に自動的に切り替えられ
(ステップS23)、かつ、許容範囲から逸脱する運転
状態になったときは最先画面である操作説明画面に自動
的に復帰される。
【0017】ついで、第2画面である発電機系統並列画
面が表示面2a上に再現された状態で、操作者(訓練
者)はその第2画面を見ながら同期検定器Kの針が回転
している時に該針が12時になった時点で、スイッチ5
を操作して針が±10度以内(許容範囲)でONするか
否かにより並列の成功と失敗とを判定して(ステップS
24)、並列成功の場合に限り、第3画面に自動的に切
り替えられ(ステップS25)、かつ、並列失敗の場合
は最先画面である操作説明画面に自動的に復帰される。
【0018】続いて、第3画面であるタービン・発電機
出力上昇画面が表示面2a上に再現された状態で、操作
者(訓練者)はその第3画面を見ながらレバー式スイッ
チ4を指定された通りに操作する。このスイッチ4の操
作に伴う特性変化が上下限界パターンa1,a2間の許
容範囲内にあるか否かの判定して(ステップS26)、
許容範囲内のままで所定の運転状態、つまり発電機出力
が100%に達したときは操作完了とし、かつ、許容範
囲から逸脱する運転状態になったときは最先画面である
操作説明画面に自動的に復帰される。
【0019】なお、上記の実施の態様では、特性モデル
画面として、タービン・発電機回転上昇画面、発電機系
統並列画面、タービン・発電機出力上昇画面の3画面を
例示したが、これ以外に、例えば系統クリンアップ画面
や炉内パージ画面などを付加してもよい。また、上記の
実施の態様では、機器操作に代替するスイッチとして、
レバー式スイッチを用いたが、計算機に付属のキーボー
ドやそれに類似するキースイッチを用いてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電設
備の起動から全負荷運転までの特性を時間軸を圧縮して
モデル化した画面を計算機の表示装置上に時系列的に再
現させ、その再現画面を見ながら、つまり、対話しなが
らスイッチ操作を実行するといった遊び感覚での操作に
よって、発電設備の特性の把握および操作技術の取得等
といった基礎的な訓練を実現することができるから、大
掛かりなシミュレータの製作やそれを設置するための訓
練センタの建設、操作員の派遣、訓練指導員の常勤、シ
ミュレータ自体のメンテナンスなどが不要で、軽量小型
の計算機を準備するのみでよく、訓練体制を手軽で、か
つ非常に経済的なものとすることができる。また、操作
員単位でも任意に自主的に訓練することが可能で、教育
・訓練業務の合理化を推進することができるという効果
を奏する。
【0021】特に、上記のような方法の運用に際して、
請求項2に記載のように、特性モデル画面の第1画面の
再現に先行して、スイッチ操作を説明する最先画面を表
示させることにより、計算機操作に対する初心者であっ
ても、機器特性や操作技術の取得をまごつきなく容易に
実施することができる。
【0022】また、上記機器特性や操作技術の取得に用
いる特性モデル画面として、請求項3に記載のように、
火力発電所の発電設備を起動および全負荷運転する上で
基本となるタービン・発電機の回転上昇画面、発電機系
統並列画面、タービン・発電機出力上昇画面の3画面と
する場合は、基礎的な訓練成果に大きな効果があり、さ
らに、実際のスイッチ操作にあたっては、請求項4に記
載のように、タービン・発電機の回転上昇画面および発
電機系統並列画面に対応する初級者用の一つのスイッチ
操作と、タービン・発電機出力上昇画面に対応する上記
初級者用スイッチ及びこれとは別の上級者用スイッチの
併用操作といったように、技術取得等の程度に応じて選
択可能とすることで、一層高い教育・訓練成果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するために製作された簡易シ
ミュレータの外観概略斜視図である。
【図2】第1画面であるタービン・発電機回転上昇画面
の説明図である。
【図3】第2画面である発電機系統並列画面の説明図で
ある。
【図4】第3画面であるタービン・発電機出力上昇画面
の説明図である。
【図5】簡易シミュレータによる発電操作用シミュレー
ト方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 シミュレータケーシング 2 表示装置 2a 表示面 3,4 レバー式スイッチ 5 押釦式操作スイッチ 6 簡易シミュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 誠三郎 大阪府摂津市千里丘3丁目14番40号 東光 精機株式会社内 (72)発明者 中野 拓史 大阪府摂津市千里丘3丁目14番40号 東光 精機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火力発電所に設置されている発電設備の
    起動から全負荷運転までの特性を時間軸を圧縮してモデ
    ル化した複数の画面を時系列的に計算機の表示装置上に
    再現させ、それら各再現画面を見ながら画面毎に指定さ
    れた機器操作に代替するスイッチ操作を行ない、このス
    イッチ操作に伴う特性変化が許容範囲内にあるか否かを
    判定して、許容範囲内のままで所定の運転状態に達した
    ときは次画面に自動切り替えし、かつ、許容範囲内から
    逸脱する運転状態になったときは最先画面に自動復帰さ
    せることを特徴とする火力発電所設備の発電操作用シミ
    ュレート方法。
  2. 【請求項2】 上記複数の特性モデル画面の第1画面の
    再現に先行して、スイッチ操作を説明する最先画面を計
    算機の表示装置上に表示させる請求項1記載の火力発電
    所設備の発電操作用シミュレート方法。
  3. 【請求項3】 上記複数の特性モデル画面は、その第1
    画面がタービン・発電機の回転上昇画面、第2画面が発
    電機系統並列画面、第3画面がタービン・発電機出力上
    昇画面の3画面である請求項1または2記載の火力発電
    所設備の発電操作用シミュレート方法。
  4. 【請求項4】 上記第1画面および第2画面に対応する
    スイッチ操作は初級者用の一つのスイッチで行ない、か
    つ、上記第3画面に対応するスイッチ操作は上記初級者
    用のスイッチとこれとは別に設けられた上級者用スイッ
    チとを併用して行なう請求項3記載の火力発電所設備の
    発電操作用シミュレート方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101706095B1 (ko) * 2016-05-16 2017-02-15 ㈜지엔피시스템 발전 시뮬레이터 자가 운전 지원시스템
CN110767017A (zh) * 2019-11-05 2020-02-07 积成电子股份有限公司 一种基于监控信号自动生成备自投仿真配置的方法

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CN110767017B (zh) * 2019-11-05 2021-11-30 积成电子股份有限公司 一种基于监控信号自动生成备自投仿真配置的方法

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