JPS58136903A - Optimum control system of heat power plant - Google Patents

Optimum control system of heat power plant

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JPS58136903A
JPS58136903A JP1753482A JP1753482A JPS58136903A JP S58136903 A JPS58136903 A JP S58136903A JP 1753482 A JP1753482 A JP 1753482A JP 1753482 A JP1753482 A JP 1753482A JP S58136903 A JPS58136903 A JP S58136903A
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temperature
flow rate
control system
thermal power
demand
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JP1753482A
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野村 政英
佐藤 美雄
斉藤 忠良
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火力プラント制御システムに係り。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a thermal power plant control system.

特に、プラント!性が時間的に大きく変動する場合Vこ
使用するに好適な火力プラント制御システムに関する。
Especially the plants! The present invention relates to a thermal power plant control system suitable for use in cases where the temperature varies greatly over time.

従来の火力プラント最適制御システムは1.ig1図に
示すように、モデル内蔵最適制御システム100、火力
プラント制御システムのマスタ・コントローラ200お
よびサブループ・コントローラ300からなり、中央給
電指令所(以下中給と略称する)からの負荷指令Lc 
(=ELD十人F’C)に追従して火力発電プラン)4
00t−制御する。
The conventional optimal control system for thermal power plants is 1. As shown in Fig. ig1, it consists of a model-embedded optimal control system 100, a master controller 200 of a thermal power plant control system, and a subloop controller 300, and receives load commands Lc from a central power dispatch center (hereinafter referred to as "intermediate dispatch").
(=Thermal power generation plan following ELD Junin F'C) 4
00t-control.

すなわち、火力プラント制御システムのマスク・コント
ローラ200#i、中給からの負荷指令Lc (=EL
D+AFC)’f:変化率制限処理した負荷デマンドL
oに基づいて、給水光量デマンドFvwos燃料流量デ
マンドFPD、空気流量デマンドFAD 、スプレ流量
デマンドFIPD および再循環ガス流量デマンドFa
vor先行的に決定(フィード・フォワード制#)する
と共に、主蒸気圧力Pwms主蒸気温[’rrs、ガス
Otおよび書熱蒸気温度TIHのフィード・バック制御
により上記各操作量のデマンドを補正し、補正デマンド
F’FWD%F’to、 P”an、 ?’虐PDおよ
びP’a凰Dt−作成する。なお、タービン蒸気流量デ
マンドF舅10は1発電機出力MWのフィード・バック
制御により決定する。
That is, the mask controller 200#i of the thermal power plant control system, load command Lc (=EL
D+AFC)'f: Load demand L subjected to change rate restriction processing
o Based on the water supply light demand Fvwos fuel flow demand FPD, air flow demand FAD, spray flow demand FIPD and recirculation gas flow demand Fa
vor is determined in advance (feed-forward system #), and the demand for each of the above-mentioned manipulated variables is corrected by feedback control of main steam pressure Pwms, main steam temperature ['rrs, gas Ot, and writing steam temperature TIH, Corrected demand F'FWD%F'to, P"an, ?'PD and P'a凰Dt- are created. Note that the turbine steam flow rate demand F舅10 is determined by feedback control of 1 generator output MW. do.

マタ、マスク・コントローラ200Fi、負荷デマンド
Loの変化率Laxおよび火炉氷壁出口蒸気温度Tww
の変化率Twwmを求める・ モデル内蔵最適制御システム100は、火力ブラン)制
御システムのマスク・コントローラ200゜サブループ
・コントローラ300および火力発電プラン)40(1
組合せたシステムを制御対象とし、マスク・コントロー
ラ200からの負荷7’マント変化軍Ltsmt外乱と
すると共に、主蒸気温度偏差TMロ、火炉水壁出O蒸気
温度変化本TWWIおよび再熱蒸気温度偏差Tmmmを
制御量として、外乱発生過程をホワイト・ノイズ発生過
程と見なすと共に上記制御対象の特性を自己回帰移動平
均(ARM人)モデルで同定し2次形式評価関数を用い
て最適制御する。モデルの出力変数は、マスク・コント
ローラ200からの負荷デマンド変化率L !1m s
主蒸気温度偏差T w s m s火炉水壁出口蒸気温
度変化車Twv*および再熱蒸気温度偏差Tmamであ
る。また、入力変数は、燃料流量デマンド修正信号ΔF
FD、スプレ流量デマンド修正信号ΔFIFDおよび再
循環ガス流量デマンド修正信号ΔPa凰りである。
Mata, mask controller 200Fi, rate of change of load demand Lo Lax and furnace ice wall outlet steam temperature Tww
The optimal control system 100 with a built-in model consists of the mask controller 200° subloop controller 300 of the thermal power generation plan) control system, and the thermal power generation plan) 40 (1
The combined system is to be controlled, and the load 7' cloak change force Ltsmt disturbance from the mask controller 200 is used, as well as the main steam temperature deviation TM, the furnace water wall output O steam temperature change TWWI, and the reheat steam temperature deviation Tmmm. As a control variable, the disturbance generation process is regarded as a white noise generation process, and the characteristics of the control object are identified using an autoregressive moving average (ARM model) model, and optimal control is performed using a quadratic evaluation function. The output variable of the model is the load demand change rate L! from the mask controller 200. 1m s
Main steam temperature deviation T w s m s Furnace water wall outlet steam temperature change wheel Twv* and reheat steam temperature deviation Tmam. In addition, the input variable is the fuel flow rate demand correction signal ΔF
FD, spray flow rate demand correction signal ΔFIFD, and recirculation gas flow rate demand correction signal ΔPa.

火力プラント制御システムのすプループΦコントローラ
300H,11)弐に示す各操作量の修正デマンドF%
sn e ]”rye * F〜D、 F’AD、 F
”lPDおよ水流量F rw 、燃料流量FF、空気流
量Fム、スプレ流量Pa Pおよび再循環ガス流量Fo
uを制御する。
Thermal power plant control system's pull loop Φ controller 300H, 11) Corrected demand F% for each manipulated variable shown in 2
sne ]”rye * F~D, F'AD, F
"lPD and water flow rate F rw , fuel flow rate FF, air flow rate Fm, spray flow rate Pa P and recirculation gas flow rate Fo
control u.

F“omn=F”amp+ΔFaun        
     )ここで、 f(ΔFFD)  を燃料流量
デマンド修正信号に対応する空気流 量デマンド修正信号 ところで、上述のように従来の火力プラント最適制御シ
ステムにおいて火力プラント制御システムのマスターコ
ントローラ200.?プループ・コントローラ300お
よび火力発電プラント400を組合せ九システムを制御
対象とし、この制御対象の特性tARMAで同定してい
た。モデルの出力変数は、マスク・コントローラ200
−りhら(D負荷デマンド変化率Lols主蒸気温度偏
差Twmxs火炉氷壁出口蒸気温度変化率Tww+aお
よび貴熱蒸気温駁儂差T 11111であり、入力変数
は、燃料流量デ→ンド修正信号jFyo、スプレ流量デ
マンド修正信号ΔF IPDおよび再循環ガス流量デマ
ンド修正信号ΔFansである。火力プラントは、燃料
を燃焼させてガス温度を変化させ、蒸発管のメタルを通
して燃焼ガスのエネルギが蒸気に伝達するので、燃料流
量変化による蒸気温度変化の応答遅れが大きくな9.A
’f’LMAモデルの入出力変数として燃料流量と蒸気
温度を使用している従来の火力プラント最適制御システ
ムでは燃料の性状、空気の性状等の変動(外乱)による
物性変化に適厄できず、制御特性が悪化するという問題
があった。
F“omn=F”amp+ΔFaun
) Here, f(ΔFFD) is the air flow rate demand correction signal corresponding to the fuel flow rate demand correction signal.By the way, as described above, in the conventional thermal power plant optimum control system, the master controller 200. ? A nine-system combination of the proof controller 300 and the thermal power plant 400 was controlled, and the characteristic tARMA of the controlled object was identified. The output variables of the model are mask controller 200
- Rih et al. (D Load demand change rate Lols Main steam temperature deviation Twmxs Furnace ice wall outlet steam temperature change rate Tww+a and precious heat steam temperature difference T 11111, and the input variables are fuel flow rate correction signal jFyo, The spray flow rate demand correction signal ΔF IPD and the recirculating gas flow rate demand correction signal ΔFans.Thermal power plants burn fuel to change the gas temperature, and the energy of the combustion gas is transferred to steam through the metal of the evaporator tube. 9. A: The response delay for steam temperature changes due to changes in fuel flow rate is large.
Conventional thermal power plant optimal control systems that use fuel flow rate and steam temperature as input and output variables of the 'f'LMA model cannot adapt to changes in physical properties due to fluctuations (disturbances) in fuel properties, air properties, etc. There was a problem that control characteristics deteriorated.

本発明の目的は、燃料の性状、空気の性状等の変動(外
乱)による火力プラントの特性の変動にすみやかに適応
して良好な負荷追従制御を行ない得る火力プラント最適
制御システムを提供するにある。
An object of the present invention is to provide an optimal control system for a thermal power plant that can quickly adapt to changes in the characteristics of a thermal power plant due to changes (disturbances) in the properties of fuel, air, etc., and perform good load follow-up control. .

火力プラントでは、燃料を燃焼させてガス温度を変化さ
せ、蒸発管のメタルを通して燃焼ガスのエネルギが蒸気
に伝達する。このプロセスは1次式により表わすことが
できる。
In thermal power plants, fuel is combusted to change the gas temperature, and the energy of the combustion gas is transferred to steam through the metal of the evaporator tube. This process can be expressed by a linear equation.

(a)  ガス系プロセス ここで、rl:燃焼ガス比重量 v9:ガス側容積 FF:燃料流量 Fム:空気流量 F5゜:此ロ燃焼ガス流量 H,:燃焼ガスエンタルピ Hr:発熱量 Hム:空気エンタルピ Qo:燃焼ガスから蒸発管メタ ルへの熱伝達量 C1,!燃焼ガスから蒸発管メタ ルへの熱伝達率 A1:燃焼ガスと蒸発管メタル との接触面積 T1:燃焼ガス温度 T、:蒸発管メタル温度 C,:燃焼ガス比熱 (b)  蒸発管プロセス ここで* Qss!蒸発賃メタルから蒸気への熱伝達量 C1:蒸発管メタル比熱 Mat蒸発管メタル重量 (C)  蒸気系プロセス ここで、r、:蒸気比重量 ■、:蒸気側容積 F、1:入口蒸気流量 Fl、:出口蒸気流量 H,:蒸気エンタルピ Hl:入口蒸気エンタルピ T、:蒸気温度 C1,:蒸発管メタルから蒸気へ の熱伝達率 A□:蒸発管メタルと蒸気との 接触面積 +21. (31,(41式から燃料流量変化による蒸
気温度変化の応答遅れが大きくなることが分かる。した
がって、燃料の性状、空気の性状すなわち発熱量。
(a) Gas system process where, rl: Specific weight of combustion gas v9: Gas side volume FF: Fuel flow rate Fm: Air flow rate F5゜: Combustion gas flow rate H,: Combustion gas enthalpy Hr: Calorific value Hm: Air enthalpy Qo: amount of heat transferred from combustion gas to evaporator tube metal C1,! Heat transfer coefficient from combustion gas to evaporator tube metal A1: Contact area between combustion gas and evaporator tube metal T1: Combustion gas temperature T, : Evaporator tube metal temperature C, : Combustion gas specific heat (b) Evaporator tube process where * Qss! Amount of heat transfer from evaporation metal to steam C1: Evaporation tube metal specific heat Mat Evaporation tube metal weight (C) Steam system process where, r: Steam specific weight ■: Steam side volume F, 1: Inlet steam flow rate Fl , : Outlet steam flow rate H, : Steam enthalpy Hl : Inlet steam enthalpy T, : Steam temperature C1, : Heat transfer coefficient from evaporator tube metal to steam A □ : Contact area between evaporator tube metal and steam +21. (31, (From Equation 41, it can be seen that the response delay in steam temperature changes due to changes in fuel flow rate becomes large. Therefore, the properties of fuel and air, that is, the calorific value.

空気温度(エンタルピ)が変動して蒸気温度が変化する
場合も応答遅れが大きい。このため、モデルの入出力変
数として燃料流量と蒸気温FIKを使用している従来の
火力プラント最適制御システムでは、燃料の性状、空気
の性状等の変動(外乱)による特性変化に適応できない
There is also a large response delay when the air temperature (enthalpy) fluctuates and the steam temperature changes. For this reason, conventional optimal control systems for thermal power plants that use fuel flow rate and steam temperature FIK as model input/output variables cannot adapt to changes in characteristics due to fluctuations (disturbances) in fuel properties, air properties, etc.

しかしながら、 +2)、 (31式から分かるように
燃料流量変化による燃焼ガス温度およびメタル温度変化
の応答遅れは蒸気温度変化と比べて小さくなる。
However, +2), (As seen from Equation 31, the response delay for combustion gas temperature and metal temperature changes due to fuel flow rate changes is smaller than that for steam temperature changes.

このため、燃料の性状、空気の性状すなわち発熱量、!
2気温度(エンタルピ)が変動して燃焼ガス温度および
メタル温度変化の応答遅れも蒸気温度変化と比べて小さ
くなる。
For this reason, the properties of fuel, properties of air, i.e. calorific value,!
2 The temperature (enthalpy) fluctuates, and the response delay for changes in combustion gas temperature and metal temperature also becomes smaller compared to changes in steam temperature.

本発明は、燃料の性状、空気の性状すなわち発熱量、空
気温f(エンタルピ)の変動(外乱)によるプラント特
性の変化は、蒸気温度よりも燃焼ガス温度、蒸発管メタ
ル温[を観測する方が早く検知できるということに注目
して、モデルの出力変数として燃焼ガス温度、蒸発管メ
タル温度を追加するようにしたものである。
In the present invention, changes in plant characteristics due to fluctuations (disturbances) in fuel properties, air properties, i.e., calorific value, and air temperature f (enthalpy) are observed by observing the combustion gas temperature and evaporator tube metal temperature rather than the steam temperature. With this in mind, we added combustion gas temperature and evaporator tube metal temperature as output variables of the model.

本発明の一実施例を第3,4図に示す。本発明は、モデ
ル内蔵最適制御システム500、火力プラント制御シス
テムのマスク・コントローラ600およびサブループ−
コントローラ300からなり、火カフラント制御システ
ムのマスク・コントローラ600およびサブループ−コ
ントローラ300は、中給からの負荷指令Lcに追従し
て火力発電プラン)400’i制御し、モデル内蔵最適
制御システム500は、火力プラント制御システムのマ
スタ・コントローラ600.サブループ・コントローラ
300および火力発電プラン) 400t’組合せたシ
ステムを制御対象として、この制御対象と中給からの負
荷指令を組合せた特性iARMAモデルで逐次同定し2
次形式評価関数を用いて最適制御する。モデル出力変数
として蒸気温度に加えて燃焼ガス温度および蒸発管メタ
ル温度を使用する0次に、これについて詳細に説明する
An embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3 and 4. The present invention provides a model-embedded optimal control system 500, a mask controller 600 for a thermal power plant control system, and a subloop.
The mask controller 600 and the subloop controller 300 of the fire cuffant control system control the thermal power generation plan) 400'i by following the load command Lc from the intermediate supply, and the model built-in optimal control system 500 Master controller 600 of thermal power plant control system. The subloop controller 300 and the thermal power generation plan) 400t' combined system is set as the control target, and the characteristic iARMA model that combines this control target and the load command from the intermediate supply is sequentially identified.
Optimal control is performed using the evaluation function of the following form. This will be explained in detail in the 0th order, which uses combustion gas temperature and evaporator tube metal temperature in addition to steam temperature as model output variables.

火力プラント制御システムのマスタ・コントローラ60
0Fi、中給からの負荷指令Lc(=ELD+A]’C
)を変化軍制限処理し九負荷デマンドLnK基づいて、
給水流量デマンドF ywn、燃料流量デマンドFFD
、空気流量デマンドPAD、スプレ流量デマンドF I
PDおよび再循環ガス流量デマンドFagot先行的に
決定(フィード・フオワード制御)すると共に、主蒸気
圧力PMms主蒸気温度T+gssガス0..0.およ
び再熱蒸気温度TRIのフィード・パック制御により上
記各操作量のデマンドを補正し、補正デマンドF〜v!
I、 FGE1eP’AD、 F’steおよび?−亀
Dt作成する。なお、タービン蒸気流量デマンドFII
IIBは1発電機出力MWのフィード・バック制御によ
り決定する。まり、マスク・コントローラ5ooFis
負WデマンドL!IO変化車Let  、火炉水壁出口
蒸気温度Twwの変化藁Twwm*2次過熱器燃焼ガス
温度T@!III  の変化率To1111mおよび2
次過熱器メタkmKT−虐冨0ffi化皐T菖雪謬冨鳳
を求める・モデル内蔵最適制御システム空OOは、火カ
プラント制御システムO″Vス一・コントローラ600
゜サブループ・コントローラ300および火力発電プラ
ン)400を組合せたシステムを制御対象とし、マスク
・コントローラ600からの負荷デマンド変化率Lam
e外乱とすると共に、主蒸気温度偏差Tm5m*火炉水
壁出口蒸気温度変化率Tww+a 。
Master controller 60 of thermal power plant control system
0Fi, load command Lc (=ELD+A]'C from intermediate supply
) based on the nine load demands LnK and the change force limit processing,
Water supply flow rate demand F ywn, fuel flow rate demand FFD
, air flow rate demand PAD, spray flow rate demand FI
PD and recirculation gas flow rate demand Fagot are determined in advance (feed forward control), and main steam pressure PMms main steam temperature T + gss gas 0. .. 0. Then, the demand for each of the above manipulated variables is corrected by feed pack control of the reheat steam temperature TRI, and the corrected demand F~v!
I, FGE1eP'AD, F'ste and? -Create turtle Dt. In addition, the turbine steam flow rate demand FII
IIB is determined by feedback control of one generator output MW. Mari, mask controller 5ooFis
Negative W demand L! IO change wheel Let, change in furnace water wall outlet steam temperature Tww * Secondary superheater combustion gas temperature T @! III Rate of change To1111m and 2
Next superheater meta km KT - 0ffi conversion 甐 T 菖 snow 謨 膨 鳳 ・Built-in model optimal control system empty OO fire Kaplant control system O″V ・ Controller 600
The control target is a system that combines the subloop controller 300 and the thermal power generation plan) 400, and the load demand change rate La from the mask controller 600 is
e disturbance and main steam temperature deviation Tm5m*rate of change in steam temperature at furnace water wall outlet Tww+a.

再熱蒸気温度偏差Tmmm、2次過熱器燃焼ガス温度変
化車TOIIIIIおよび2次過熱器メタル温度変化率
TにBmx菖を制御量として、上記外乱と制御対象を組
合せた特性t−(51式に示す人RMAモデルで逐次同
定し2次形式評価関数を用いて最適制御する。以下詳細
に説明する。
By using the reheat steam temperature deviation Tmmm, the secondary superheater combustion gas temperature change wheel TOIII, the secondary superheater metal temperature change rate T, and the Bmx iris as the control variables, the characteristic t-(which is a combination of the above disturbance and the controlled object) is expressed in equation 51. The person is sequentially identified using the RMA model shown in FIG.

X(k)= A11)X(k−1)−1−Aj21X(
k−2)+−・・・−+AMX(k−M)+B(flu
 (k−1)+B(21u(k−2)−)−・−・・−
+BIMu (k−M)+ξ(k)         
       (51L!1飄(k−i)=(k−1>
時点の負荷デマンド変化率 T菖111(k−2) t (k−を時点の主蒸気温度
偏差 Tvvm(k l> ! (k  L )時点の火炉氷
壁出口蒸気温度変化率 T鳳mm(k=t)富(k−1>時点の再熱蒸気温度偏
差 T@!−冨m(k−1> s (k −1)時点の2次
過熱器燃焼ガス温度変化率 T@un(k−j)s (k −t )時点の2次過熱
器メタル温度変化率 jFrD(k−t) ! (k −1)時点の燃料流量
デマンド修正信号 jFsp*(し41(k−1)時点のスプレ流量デマン
ド修正信号 4P@ve(k−1’s (k −1)時点の再循環ガ
ス流量デマンド修正信 号 しa、順” s*(4−・・・”as (6ass c
a、1(5)式は、次のように2つの式に分離できる。
X(k)=A11)X(k-1)-1-Aj21X(
k-2)+-...-+AMX(k-M)+B(flu
(k-1)+B(21u(k-2)-)-・-・・-
+BIMu (k-M)+ξ(k)
(51L!1飄(k-i)=(k-1>
The load demand change rate at the time T 111 (k-2) t (k- is the main steam temperature deviation at the time Tvvm (k l>! (k L) t) Reheat steam temperature deviation T@!-Ten (k-1> at the time of wealth (k-1> s) Secondary superheater combustion gas temperature change rate T@un (k-j )s Secondary superheater metal temperature change rate at time (k-t) jFrD(k-t)! Fuel flow rate demand correction signal at time (k-1) jFsp*(spray flow rate at time 41(k-1) Demand correction signal 4P@ve (k-1's Recirculation gas flow rate demand correction signal at (k -1) point a, order"s*(4-..."as (6ass c
a, 1 (5) can be separated into two equations as follows.

x℃)=”tt(1)Xs(k 1)+a、1(21x
1(k−2)+−−−−−・+a1,9x、(k M)
+ζ* OL)              (6)!
’(k)=3:A’(IIK’(k−υ+A’12)K
’(k−2)+−−−−−−+AM)Xτに−M)+B
’1l)L/(k−1)+B’121L/(k−2)+
・・・・・・+B’MI(k橿)+ξ’(k)    
            (7)(163 (6)式は、パラメータ”tt(6(t=1,2111
1+、M)の観測式として次のように変形できる。
x℃)=”tt(1)Xs(k 1)+a, 1(21x
1(k-2)+----・+a1,9x, (k M)
+ζ*OL) (6)!
'(k)=3:A'(IIK'(k-υ+A'12)K
'(k-2)+-----+AM)Xτ-M)+B
'1l)L/(k-1)+B'121L/(k-2)+
・・・・・・+B'MI(k)+ξ'(k)
(7) (163 Equation (6) has the parameter “tt(6(t=1,2111
1+, M) can be transformed as follows.

xt(k)= C1(k)Am(k)+ξt(’)  
         (8)ここで、 CI(k)(XI
(k−1)XI(k−2)−・・−XI(k−M))A
1勾=[”tt(isk) att(z*k)”’ B
+ Its(Me k)”1all(t、k)gk時点
における”5t(4パラメータAI(ト))の遷移式は
1次のようになるものとする。
xt(k)=C1(k)Am(k)+ξt(')
(8) Here, CI(k)(XI
(k-1)XI(k-2)--XI(k-M))A
1 gradient = [”tt(isk) att(z*k)”’ B
+ Its(Me k)"1all(t, k) The transition equation of "5t (4 parameters AI(g)) at gk is assumed to be linear.

a、(k+ i)= At(k)          
   (9)(8)、 (9)式に対してカルマン・フ
ィルタを構成すると次のようKなる。
a, (k+i) = At(k)
(9) When a Kalman filter is constructed for equations (8) and (9), the following K is obtained.

ここで、人、(ト))s As (k)の推定値Pl(
ト)):AtoL)の推定誤差の共分散行列 W、:C1(ト))の分散 まり、(7)式t−1、ハ9 メーI AIc6(t=
 1.2.−、M)の観測式として次のように変形でき
る。
Here, the estimated value Pl(
covariance matrix W of the estimation error of (g)):AtoL), the variance of C1(g)), equation (7) t-1, c9 MeI AIc6 (t=
1.2. −, M) can be transformed as follows.

x’(k)=gC辿) AI (’)+ξ隼)    
     αυb畠3(4k)s k時点におけるbI
j(イ)ハラメータA、(k)の遷移式は1次のように
なるものとする。
x'(k)=gC trace) AI(')+ξHayabusa)
αυb Hatake 3 (4k) s bI at time k
j(a) Harameter A, the transition equation of (k) is assumed to be linear.

λt(k+1>冨A、に)            0
zan、as式に対してカルマン・フィルタを構成スる
と次のようになる。
λt(k+1>Tomi A, to) 0
When a Kalman filter is constructed for the zan and as expressions, it becomes as follows.

跡)= (p−! (k−1)+cS(k)w−! C
m(k))−”     ”ここで、 4(k)−s 
A!伽)の推定値P、勾:A、(ト))の推定誤差の共
分散行列 Wlzξ’(kX)共分散行列 Ql−03式K ヨD 求メ7’?:、At (’)−
A! (’)?:(51弐に代入すると次のようになる
trace) = (p-! (k-1)+cS(k)w-!C
m(k))-""where, 4(k)-s
A! Covariance matrix Wlzξ'(kX) Covariance matrix Ql-03 Equation K YoD Calculation 7'? :, At(')-
A! (')? :(Substituting into 512 results in the following.

xat>= fmx(k−1)+i2+x (k−2)
+−・−十心JX(k−M)+fRt+u (k−13
+821u(k−2)+ ・・−+BMu tk−M)
+ξ(ト)’)                 (
14ここでmA(Z):A(Aの推定1 會(力!B(6)の推定値 α4式を状態遷移表現に変換するために次式で示a$式
を書下すと次のようになる。
xat>= fmx(k-1)+i2+x(k-2)
+-・-Jushin JX (k-M)+fRt+u (k-13
+821u(k-2)+...-+BMu tk-M)
+ξ(t)') (
14Here, mA(Z):A(Estimation of A1 Meeting(force!Estimated value of B(6)) To convert the α4 equation into a state transition expression, we write the a$ equation as follows. become.

α0式は1次のように状態遷移表現で表わすことができ
る。
The α0 expression can be expressed as a state transition expression as shown in the first order.

Z(k) =Φ−Z (k −1)+ P −u (k
−1))−V(k)    αDx(k)= (r o
−−−−−−−−・o ) Z (k)       
 Qlココチー z’(k)=(ze (’) Zt(
’)・・・・・・ZL(’))V’(k) =[ξ曝)
0−・・・・・・・・0 〕評価関数JFi、次02次
形式評価関数を用いる。
Z(k) = Φ−Z (k −1)+ P −u (k
−1))−V(k) αDx(k)=(r o
−−−−−−−・o ) Z (k)
Ql cocochi z'(k)=(ze(') Zt(
')...ZL('))V'(k) = [ξ exposure)
0-...0 ]Evaluation function JFi, the following 02-order form evaluation function is used.

J=E(Σ (ジ(k+1)QZ(k+i)+u’(k
+1−1)Ru(k+−1−1))〕s ξこで、E:期待値を表わす記号 Q: (M−4)X(M−4)次の 半玉定値マトリクス(重み) R:3X3次の正定値マトリクス (重み) αη、 61式にダイナミック会プログラミング(DP
)t−適用して次の漸化式により最適操作量−ヘ)を求
めることができる。
J=E(Σ(di(k+1)QZ(k+i)+u'(k
+1-1) Ru(k+-1-1))]s ξ Here, E: Symbol representing expected value Q: (M-4)X(M-4) Next half-ball constant value matrix (weight) R: 3X3 The following positive definite matrix (weight) αη, equation 61 is given by dynamic meeting programming (DP
) t - can be applied to obtain the optimal manipulated variable - f) using the following recurrence formula.

すなわち、モデル内蔵最適制御システム500は。That is, the model built-in optimal control system 500 is as follows.

マスー〇コントローラ600からの負荷デマンド変化車
Log、主蒸気温度偏差Tw口、火炉水壁出口蒸気温度
変化率Twwm 、再熱蒸気温度偏差Tmwms2次過
熱器燃焼ガス温度変化率Tolsmmおよび2次週熱器
メタル温度変化車TMII冨IIt用いて、@式により
燃料流量デマンド修正信号IFrn。
Load demand change car Log from mass controller 600, main steam temperature deviation Tw, furnace water wall outlet steam temperature change rate Twwm, reheating steam temperature deviation Tmwms, secondary superheater combustion gas temperature change rate Tolsmm, and secondary heating unit metal Using the temperature change vehicle TMIIF IIt, the fuel flow rate demand correction signal IFrn is generated by @formula.

スプレ流量デマンド修正信号I Fspoおよび再循環
ガス流量デマンド修正信号ΔFoamの最適I[を決定
する。
Determine the optimal I[ of the spray flow rate demand correction signal I Fspo and the recirculation gas flow rate demand correction signal ΔFoam.

火力プラント制御システムのサブループ・コントローラ
30Gは、@式に示す各操作量の修正デマンドF〜re
、 P’FWII %!I、 P’AD、 F”IPD
およびP’o**に基づいて、タービン蒸気流量FMS
、給水流量Pyv、燃料流量Fシ、空気流量FhSスプ
レ流量Fapおよび再循環ガス流量rank制御する。
The subloop controller 30G of the thermal power plant control system uses the correction demand F~re for each manipulated variable shown in the @formula.
, P'FWII%! I, P'AD, F"IPD
and P'o**, the turbine steam flow rate FMS
, water supply flow rate Pyv, fuel flow rate F, air flow rate FhS, spray flow rate Fap, and recirculation gas flow rate rank.

ここでo f(jFyn) を燃料流量デマンド修正信
号に対応する空気流 量デマンド修正信号 以上の説明から分かるように1本発明の一実施例によれ
ば、火力プラント制御システムのマスターコント四−ラ
、?プループ・コントローラおよび火力発電プラン)1
組合せたシステムを制御対象としてこの制御対象の特性
を逐次モデル同定し。
Here, of(jFyn) is the air flow rate demand correction signal corresponding to the fuel flow rate demand correction signal.As can be seen from the above description, according to one embodiment of the present invention, the master controller of the thermal power plant control system, ? Proop controller and thermal power generation plan) 1
Using the combined system as a control object, the characteristics of this control object are sequentially identified using a model.

この同定結果に基づいて制御対象を最適制御する火力プ
ラント最適制御システムにおいて、モデルの出力変数と
して蒸気温度の他に燃焼ガス温度および蒸発管メタル温
[を使用するので、燃料の性状、空気の性状すなわち発
熱量、空気温度(エンタルピ)の変動(外乱)によるプ
ラント特性の変動にすみやかに適応して良好な負荷追従
制御を行なうことができる。
In the thermal power plant optimal control system that optimally controls the controlled object based on this identification result, in addition to the steam temperature, combustion gas temperature and evaporator pipe metal temperature are used as output variables of the model, so fuel properties and air properties are In other words, it is possible to quickly adapt to fluctuations in plant characteristics due to fluctuations (disturbances) in calorific value and air temperature (enthalpy), and perform good load follow-up control.

発明の実施例においては、燃焼ガス温度および蒸発管メ
タル温度としてそれぞれ2次過熱器燃焼ガス温度および
2次過熱器メタル温Il:を使用したが、火力発電プラ
ントは1節炭器、火炉氷壁、1次過熱器、2次過熱器、
1次再熱器、2次再熱器等の熱交換器から成り、これら
の熱交換器の燃焼ガス温度およびメタル温度を使用する
ようにしてもよい。
In the embodiment of the invention, the secondary superheater combustion gas temperature and the secondary superheater metal temperature Il were used as the combustion gas temperature and the evaporator tube metal temperature, respectively, but the thermal power plant uses one economizer, one furnace ice wall, Primary superheater, secondary superheater,
It may consist of heat exchangers such as a primary reheater and a secondary reheater, and the combustion gas temperature and metal temperature of these heat exchangers may be used.

まえ、実施例においては、2次過熱器燃焼ガス温度およ
び2次過熱器メタル温度のように同じ熱交換器の燃焼ガ
ス温度およびメタル温度を使用するようKしたが、異な
る熱交換器の燃焼ガス温度とメタルSWを組合せて使用
するようにしてもよい。例えば、節炭器燃焼ガス温度と
2次過熱器メタル温度を組合せて使用する。あるいは1
節炭器燃焼ガス温度と1次過熱器メタル温度を組合せて
使用するようにしてもよい。
Previously, in the embodiment, the same combustion gas temperature and metal temperature of the heat exchanger were used, such as the secondary superheater combustion gas temperature and the secondary superheater metal temperature, but the combustion gas temperature of a different heat exchanger Temperature and metal SW may be used in combination. For example, a combination of the economizer combustion gas temperature and the secondary superheater metal temperature is used. Or 1
The economizer combustion gas temperature and the primary superheater metal temperature may be used in combination.

発明の実施例においては、燃焼ガス温度とメタル温度を
使用するようにしたが、燃焼ガス温度のみ、あるいは、
メタル温度のみを使用するようにしてもよい。
In the embodiment of the invention, combustion gas temperature and metal temperature are used, but only combustion gas temperature or
It is also possible to use only the metal temperature.

本発明によれば、火力プラント制御システムのマスタ・
コントローラ、サブループ・コントローラおよび火力発
電プラントを組合せたシステムを制御対象としてこの制
御対象の特性を逐次モデル同定し、この同定結果に基づ
いて制御対象を最適制御する火力プラント最適制御シス
テムにおいて。
According to the present invention, the master controller of the thermal power plant control system
In a thermal power plant optimal control system that uses a system that combines a controller, a subloop controller, and a thermal power plant as a control object, sequentially identifies the characteristics of this control object as a model, and optimally controls the control object based on the identification results.

モデルの出力変数として蒸気温度の他に燃焼ガス温度お
よび蒸発管メタル温度を使用するので、燃料の性状、空
気の性状すなわち発熱量、空気温度(エンタルピ)の変
動(外乱)Kよるプラン)!性の変動くすみやかに適応
して良好な負荷追従制御を行なうことができる。
In addition to the steam temperature, the combustion gas temperature and evaporator tube metal temperature are used as output variables of the model, so the plan is based on the properties of the fuel, the properties of the air, i.e. the calorific value, and the fluctuation (disturbance) K of the air temperature (enthalpy)! It is possible to perform good load following control by quickly adapting to fluctuations in performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、火力プラント制御システムにおいてボイラ・ガス温
度とボイラ・チューブ・メタル温度の少なくと4一方と
、燃tpIa量とを観測して、燃料の性状変化t4定し
、該推定データに基づいて燃料流量tv4整することt
−特徴とする火力プラント最適制御システム。
1. In the thermal power plant control system, at least one of the boiler gas temperature and boiler tube metal temperature and the amount of fuel tpIa are observed to determine the fuel property change t4, and the fuel flow rate is determined based on the estimated data. tv4 adjustment
- Features an optimal control system for thermal power plants.
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