JPS58144203A - プラント制御システム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

＋兄明ンよ、プラント制（２）システムに係り、特に、
だ富仏恕においてオフセント無しに制−電を設定ｉｎ！
ｉ　ＶＣ一致させ６ｔＬ　ｔｋｆ通なプラント制御シス
テムに関す心。 （ｉｔ米のプラント制のシステムは、比例・積分＋　＋
）　Ｉ　）制御を組合せて１ｔｓ成していた。このため
、慴叔の？１ｌｔ１４御菫と複数の操作音から成るプラ
ントをｌＩＪ＋１＠Ｊ−ｆ　６庵合、定常状態において
オフセット無しＶＣ市１ｊ御−を設にｆＩ＃ｌ　ＶＣ一
致きせることはできるが、ａ数の制＠皺間の干渉が起こ
りｆＯｌ制＠ｆ＋畦が得られないという間馳がめった。 本発明の目的は、複数の制御蓋と複数の操作音からなる
プラントをｆＩｔｌＪ御する鍮台、複数の制（財）１間
の干渉を抑制して外乱に対する制＃−の戻動を抑制する
と共に、定常状態においてオフセント無しに制御１１′
會設定値に一致させ侍なプラント制御システムを提供す
るにある。 本発８１Ｊは、複数の制御蓋と複数の操作−から成るプ
ラントを制御する場合、複数の制−に間の干渉を抑制し
て外乱に対する制御蓋の変動を抑制すると共に、定常状
態においてオフセット無しに制＃ｔを設定価に一致させ
るために、プラントをツー形回帰モデルで表わし、プラ
ントの制＃Ｍと収疋イ鉤との偏差を積分して、この積分
器とＬ紀＃ｌ形回帰モデルとを組合せた拡張モデルを作
＆してこの拡張モデルを用いてプラントの厳適操作−を
次足し、この１ｊｌｋ通操作皺に基づいてプラントケ制
岬することを％像とする。 本発明は、火カプラント制帆システムを例ｆｅｄ明する
。すなわち、本発明の一実施例は、第１図ｉ’ＬｙＹ＜
すように、モデル内被最適制御システム１００、第２図
に拝戯を示すフィード・フォワード制御システム２００
ふ−よびブブループ・コントローラ３００からなる。フ
ィード・フォワード制御システム２００おＩひサプルー
グ・コントローラ３００は、中夫給醸指令所（以下中給
と略称する）からのｗ６ｔｒ指令Ｌ　ｃ　　（＝　Ｅ　
Ｌ　ｌ’）　＋　Ａ　Ｆ　Ｃ）に追従して第３し１に旺
細を示す火力発酸プラント４００を開−１する。モデル
内幀岐珈詐Ｊ御システム１００は、フィード・フォワー
ド制御システム２００、−７プルートコントローラ３０
０および火力発電グラノド伊＠４８せたシステムケ制御
対象として、この市１１■Ｚ１象と中給から送られて来
る負荷指令の発生１樺を和賢せた特性のモデルに火力発
電プラントの制御−と設定（■との偏差の積分特性を追
加したイＩＩＱ・１にモデルを用いて上記制御対象を最
適制御する。 フィード・フォワード制御システム２００は、弔２凶に
）ｆ＜すように中給からの負荷指令Ｌｃ（＝ト；　Ｌ　
ｌ）十Ａ　）’　Ｃ）を変化率制限した負荷デマンドＬ
ｏ　ｋ各操作普の静特性に基ついて、ターヒ：／ｉＡ気
流量デマンドＦ　ｗ　１ｌＤｂ給水ａｉｒデマンドＦｒ
ｗｏ、燃料流量テマンドＦｙｏ、空気流奮テマンドＦム
Ｄ、スグレ流蓋デマンドＦＩＰＤ　および８備堪ガスω
Ｌ−ナマンドＦｏ虱ｏを先行的に決定（フィード・）、
１−１７−ド制御）すると共に、発電慎出力Ｍｖｖ、−
’＋：蒸気圧力ＰＭＩ　　、主蒸気ｍ度Ｔｍｓ、カス０
，０．および丹熱蒸気温度’ｌ”ｍｓとそれぞれの設定
値との偏脂ＭＷｍ　＋　Ｐｕ５ｈｓ　Ｔｖ＋ｍｓ　Ｏｔ
ｇおよびＴｍ５ｉ：’ｔｒ？ｌ’ｌＬする。また、フィ
ード・フォワード制御システム２００は、負荷デマンド
Ｌｏの変化率ＬｏＩＩふ・よひ火炉水壁出口蒸気ｍ度Ｔ
ｗｗの変化率’ｌ’　ｗｗｌＬ　を求める。 モデル内被最適制御システム１００は、フィード・フォ
ワード制御システム２００、プブ／ｌ−プ・コントロー
ラ３００および火力発電プラント４００を組合せたシス
テムを制御対象とし、フィード・フォワード制御システ
ム２００からの負性デマンド変化率ＬＩ）ｌを外乱とす
ると用番′こ、発畦恢出力偏差ＭＷｍ、主蒸気圧力偏差
ＰＭｓｔ、主蒸気【品曳諷点’Ｉ’ｖｇｇ＋　ガス０１
．偏差ＯＢ４　火炉水壁用１」蒸気ｆＭＩＪＬ質化率’
ｌ’ｗｗｌおよび再熱蒸気湯度偏差１’ｉｓｔを制（１
１４１菫として、上記外乱の発生過機と上ｄＣ刊（２）
朽験を組合せた特性のモデルに火力発醒プラントの制＠
ｉ４１ＪｓＭＭＷｔ　、　Ｐｗｓ＋ｃ、　Ｔｓｕｔ、　
ＯｔｇおよびＴｅ５ｔの槓５＋特性ケ追加した拡彊モデ
ルを用い一〇ヒ５己？ｂｌＪ■対歇會敢通制御する。以
下、詐細に＝５＋明王る。 νｊ句相合発生過程と上記制御対象ケ組会せた特＋％　
ｙ、Ｌｓ次のように目己回１４６移動平均（ＡＲ，ＭＡ
）Ｌデルで衣わされるものとする。 ｘｆｋ＞−Ａ（１）ｘ　（ｋ−１）＋Ａ（２）ｘ　（ｋ
−２）十・・・・・４　ＡＭｘ　（ｋ　−Ｍ　）−１）
ｍｌ）ｕ　（ｋ−１）＋　８（２）ｕ　（ｋ−２）十・
・−・−十団Ｍｕ（ｋ−Ｍ）＋ζ（ｋ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（１）（ｌ＝０．１，２．　
・・・、Ｍ） （ｌ＝１．２．　　・・・、Ｎ１） Ｌｏｗ　（ｋ−１）　　’　（ｋ　−１）　Ｖ　７ブリ
ング時点における負荷テマ７ド度 化率 ＭＷｇ−（ｋ　ｌ）　　’　（ｋ　　ｔ　）　Ｔ　７グ
＋）７７０点における発屯慎出カー差 Ｐｗｓ＋ｅ　（ｋ　ｌ）　　’　（ｋ−１）　ｙ７プリ
ング時点における主＃気圧力１ｊＩＩｌ差 Ｔｗｍ鳶（ｋ−（）　　：　（ｋ　−１）サンプリング
時点における主＃気編度一点 ０ｔｔ（ｋ−ｌ）　　’（ｋ　　１）ｖ７７”）７／ｈ
点におけるガスＯ！−差 Ｔｗｗｍ　（ｋ−１）　　’　（ｋ　−１）　”ｊ　ノ
ブリック時点における火炉氷壁出口蒸 気ｌＡ４嵐変化率 ’Ｌ’ａｓｇ　（ｋ−））　　：（ｋ−１）Ｖ：／グリ
ング時点における丹熱蒸気温度偏 差 Δｌｌ１ｏ（ｋ−１）　：　（ｋ−１）　９７ノリング
時点におけるタービン蒸気流 菫デマンド修正イ＾号 ΔＦｒｗｏ　（ｋ−７Ｅ　（ｋ−１）　ｔ”フ！７７／
時点における給水流量デマン ド修正信号 ΔＦｒｏ（ｋ−１）　　’　（ｋ　　ｌ　）”ｊングリ
ング時点における煤料流蓋デマン ド修正信号 ΔＦｉｏ　（ｋ−７）　　’　　（ｋ　　ｌ　）サップ
リング時点における空気流量デマン ド修正信号 ΔＰｓｐｏ　（ｋ−Ｊり　’　（ｋ　　ｌ　）　サップ
リング時点におけるスプレ流量デマ ンド修正個号 ΔＦａａｏ（ｋｊ）’　（ｋ−１）”ｊンプＩＪ　：、
ｙ　り＋Ｑ点におけるスプレ訛−テマ ント修正債号 ：係数 （１）式を状態遷移表視に変換するために、次式で示す
ｆａ　Ｚ　ｒ（ト））を導入する。 （２）弐を資十゛すと次のようになる。 Ｇ） Ｘだ、次式に示すように火力プラントの制御音とＩｆゾ
）Ｅ　ｆ＋ｈとの偏差を積分した変数’ｊ　ｔ（ｋ）を
導入する。 ここで、ｘｓ　（ｋ　１）”　ＭＷｍ　（ｋ　　ｌ　）
ｘｓ　（ｋ　　１）＝Ｐｗｇｍ　（ｋ　　１　）Ｘ４（
ｋ−１）＝　Ｔｖｍｍ　（ｋ−１）ｘｓ　（ｋ　１）＝
　（ｈｙｇ　　（ｋ−１）ｘｖ　（ｋ　　１）＝　Ｔｍ
５ｍ　（ｋ　　ｌ　）（３）式とは）式を組合せると、
次のように体感４９−％Ｑで表わすことができる。 Ｚ（ｋ）＝Φ−Ｚ　（ｋ−１）＋７’−ｕ　（ｋ−１）
＋Ｖ（ｋ）　　　　　（５）Ｘ（ｋ）＝［ＩＯ・・・・
・・Ｏ）Ｚへ）（６）ここで、Ｚ曝）＝（ｙｔ（’）ｙ
ｔ）ｙｓ（ｋ）　ｙ４（ｋ）　ｙｉ（ｋ）”＠（）ｋ”
＋’（ｋ）”・・・・ｚニー＋　（ｋ）　〕■旬＝（ｏ
ｒ’春）０・・・・・・０〕Φ＋ｉ−［＋］　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　、ｒΦ□＝

〔０〕 ！”＝’ｃＢ’ｔｌ）Ｂ−）・・・・・・Ｂ’　（Ｍ−
１＞　８’　（Ｍ）　］■：単位行列 評価間ｆｆＪとしては、次の２次形式計価関数を用いる
。 Ｑｉ（５＋（Ｍ−７）Ｘ（Ｍ−７）　）次の半正定餉行
列（重み） １（；　６　Ｘ６次の正定触行列（重み）（５）、（７
）式にダイナミック・プログラミング（ＤＰ）を適用し
て、次の順化式により最適操作ｒｉ　１１°（ｋ）を求
めることができる。 Ｑ（Ｉ）＝Ｑ （ｉ＝１．２．・・・・・・、Ｉ）　　　　　（８）（
８）式よりｕ＠（ｋ）は、次式のようになる。 すなわち、（９）式は、フィード・フォワード制御シス
テム２００からの負荷デマンド変化率Ｌｏｓｓ発電機出
力偏差ＭＷ■、主蒸気圧カーＭＰｂｕｖ、主蒸気温度偏
差ＴＭｓｍ、ガス０８、−差０１、火炉氷壁出口蒸気温
度偏差Ｔｗ−および丹熱蒸気編度偏差Ｔｍｍ１　ｔ−用
いて、タービン蒸気ｋｍデマンド修正信号ΔＦＭＩＤ％
給水流蓋デマンド修正匍号ΔＦｒ町、燃料流量デマンド
修正（ｍ号Δ）”ＦＤ％　　空気流量デマンド修正信号
ΔＦＡＤ％　　スグレａ′ｆｔデーンンド修正１占りΔ
Ｆ　ｔｒｐｏ　および８循環ガス流量デマンド修止伯号
Δに’ｏ＊ｏ　　１７Ｊ敢選稙を計算する式である。 サブルーズ・コントローラ３００は、（１０）式にηく
ず？！ｒ　Ｐ’ｗ作−の修正デマンドＦ”ＭＩＩＤ、　
Ｆ　’ｙｗｏａＦ　／　、　、　、　Ｆ／ムｏｓ　ｈ”
ｍｐｏおよびＦ’ｏ＊ｏに基づいて一タービン＃、気ｍ
ｊｍＦｕｓ、給水流皺Ｆｒｗ、燃料流量Ｆｒ１空気流置
Ｆム、スグレ流皺Ｆｓｐおよび再循環ガス流ｉｉｔ　Ｆ
　ａ凰を制御する。 以上の説明から分かるように、本発明の一実施列によれ
ば、負荷デマンドと火力発電プラントの６揮作にの静特
性に基づいて各操作祉のデマンド１ａＱを先行的に決定
するフィード・フォワード制（財）システム、このデマ
ンド信号に基づいて火力発電プラントの各操作ｔｆｔ制
御するサブルーズ・コントローラおよび火力発電プラン
トの３つを組合せたシステムを制御対象として、この制
＠ｉ対幕と中給からの負荷指令発生過程を組合せた特注
？モデル化し、このモデルに火力発電プラントの制（財
）菫と設定値との偏差を積分した特性を退／Ｊｔｌ　シ
’ｆＣ％張モデルを用いて、上記制御対象を破適酌帥す
るので、定常状態においてオフセント無しに火力発電プ
ラントの制＃綾を設定鎗に一攻させることができると共
に、火力発電プラントの４Ｘ数の制御１間の干渉を抑制
して外乱丁なわち中給からの負荷指令に対する火力発電
プラントの複数の制６１４１１６Ｌの変動を抑制できる
。 発明の実施例においては、負荷指令発生過程の特性と制
御対象の特性を組合せた特性のモデルの係数は予め求め
られているものとしたが、オンフィンで逐次固定するよ
うにしてもよい。 本発明によれば、複数の制御蓋とａ数の操ｒｖ　ｍから
なるプラントを制御する場合、プラント倉綜形回帰モデ
ルで表わし、プラントの制御祉と設定値との偏差を積分
し大特性を上記モデルに追加し斤拡張されたモデルを用
いてグ２ントのＩｎ操作−を決電し、この最適操作縁に
基づいてプラント？ｒ制御するので、定常状態において
オフセット無し７に市りＵ−ケ設疋（１自に一致させる
ことができると具に、抜数の制＃に間の干渉を抑制して
外乱に対する制御１の変動を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１，２凶は、本発明の一実施例を示す図、第３図は、
火力発電プラントの例を示す図である。 ２０１・・・ＪＩＩＩ算器、２０２・・・変化率制限器
、２０３゜２０４．２０５，２０６，２０７，２０８・
・・先行側−蕗、２０９・・・変化率Ｗ′ｆ″＃Ｌ器、
２１０，２１１゜２１２．２１３，２１４・・・減算器
、２１５・・・変化率８１綽器、２１６，２１７，２１
８，２１９゜２２０．２２１・・・８口算器、３０１・
・・タービン制御器、３０２・・・給水流を制６１４１
器、３０３・・・燃料流量制御指、３０４・・・空気苑
緻制御器、３０５・・・スグレ流社制御器、３０６・・
・再循環ガス流量制御器、４０１・・・押込通風機、４
０２・・・空気予熱器、４０３・・・−次空気フアン、
４０４・・・石炭バノカ、４０５・・・給炭機駆動モー
タ、４０６・・・給炭機、４０７・・・石炭ミル、４０
８・・・２次過熱器、４０９・・・２医書熱器、４１Ｏ
・・・火炉水冷壁、４１１・・・１次過熱Ｈｍｓ４１２
・・・ガスｓｉｎファン、４１３・・・スフ゛し・市１
」呻弁、４１４・・・誘引通風機、４１５・・・柘水ボ
／）°、４１６・・・主蒸気加減弁、４１７・・・尚圧
タービン、４１８・・・中・低圧タービン、４１９・・
・元祇憬、４２０・・・復水器、４２１・・・スプレ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　プラントを嫁杉回啼モデルで衣わし、プラントの制
   （２）１と＃ｉ矩１１扉との端差を積分して、この槍か
   器とＥｄ已線形回帰モデルとを組合せた拡張モデル１１
   乍Ｊ戊して該拡張モデルな用いてプラントの最珈煉咋−
   を決定し、この破迩操作綻に基づいてプフントケ制呻す
   ることを特徴とするプラント制御／ステム。