JPS5840606A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

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JPS5840606A
JPS5840606A JP13846881A JP13846881A JPS5840606A JP S5840606 A JPS5840606 A JP S5840606A JP 13846881 A JP13846881 A JP 13846881A JP 13846881 A JP13846881 A JP 13846881A JP S5840606 A JPS5840606 A JP S5840606A
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JP
Japan
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efficiency
point
plant
trial
load
Prior art date
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Application number
JP13846881A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
弘 松本
Yoshio Sato
佐藤 美雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5840606A publication Critical patent/JPS5840606A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/18Applications of computers to steam boiler control

Abstract

PURPOSE:To optimize the efficiency of a plant speedily with high precision without any restriction of the response speed of the plant, by using a plant model for efficiency calculation which is incorporated in a control system, and then carrying out model standard type efficiency estimating calculation. CONSTITUTION:When a maximum efficiency searching means 230 has an O2 excess rate m1 and the opening extent m2 of a parallel damper as operation parameters, a trial manipulated variable which corresponds to a trial point 1 is supplied to a plant model 240 for efficiency calculation to find efficiency eta. At trial points 2 and 3, the efficiency eta is found similarly. On the prolonged line of the straight line which connects the point 1 with minimum efficiency to the center of the gravity between the remaining points 2 and 3, a new trial point 4 is set, and the efficiency which corresponds to its trial manipulated variable is found. Then, a new trial point 5 is found similarly from the triangle 234. In this case, the operation of the means 230 is stopped throughout load variation or a switching sequence for the number of auxiliary operator cabs. This trying method is repeated until a maximum efficiency point 7, thereby obtaining the best manipulated variables m1<7> and m2<7>.

Description

【発明の詳細な説明】 一本発明は火力発電プラントの制御方法に係り、特に通
常負荷運転時において海火温度、大気温度など周囲条件
が変動する場合でも常にプラント効率を最高点に維持す
るのに好適な制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling a thermal power plant, and in particular, to a method for constantly maintaining the plant efficiency at the highest point even when ambient conditions such as sea temperature and atmospheric temperature fluctuate during normal load operation. The present invention relates to a control method suitable for.

火力発電プラントの高効率化運用制御の問題は話題にな
ってから久しいが、プラントを総括的な観点から効率向
上を図った制御ンステムは未だ実用化に至っていない。
The issue of highly efficient operational control of thermal power plants has been a hot topic for some time, but a control system that aims to improve the efficiency of a plant from an overall perspective has not yet been put into practical use.

僅かに、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、p、 Moran et a
1+、0eve+opment andapplica
tion of self−optimisirjg 
contr61to  coal−fired   s
team−generating  plant。
There are a few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio (e.g., p. Moran et a.
1+, 0eve+opment andapplica
tion of self-optimisirjg
contr61to coal-fired s
team-generating plant.

Pr0C,IEE、 VOl、 115. No、 2
 (1968−2) ) カあるのみである。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からの状態フィードバック4に基づいて制御装置
2内の探索手段3において最大効率探索を行ない、最適
操作量5を決定する。
Pr0C, IEE, VOl, 115. No. 2
(1968-2) ) There is only power. In these conventional control systems, as shown in FIG. 1, the search means 3 in the control device 2 performs a maximum efficiency search based on the state feedback 4 from the plant 100 to determine the optimum manipulated variable 5.

しかし、従来方式の第1の問題点は、大きな熱時定数を
もつプラントからの状態フィードバンクに基づいて制御
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である。
However, the first problem with the conventional method is that it takes a large amount of time to find the maximum efficiency point, that is, the optimal operating amount, because control is based on the state feedbank from the plant with a large thermal time constant. .

また、従来方式の第2の問題点は、効率を高精度で実測
することが困舖なため、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ックス法を用いている
だめ、その信憑性が低いことである。さらに、従来方式
の第3の問題点は、実測値を用いるだめノイズ及び構出
誤差の影響を受は易いという点である。
The second problem with the conventional method is that it is difficult to actually measure efficiency with high precision. It has low credibility. Furthermore, the third problem with the conventional method is that it does not use actual measured values and is easily influenced by noise and composition errors.

本発明の目的は、火力発電プラントの制御方法において
、前記従来方式の欠点を無くすとともに、プラントを総
括的な観点から効率向上を可能ならしめ、特に、補機運
転台数の切替を伴なう大幅負荷変動後の安定な制御特性
をもつ火力発電プラットの効率最適化制御方法を提供す
るにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional methods described above in a control method for a thermal power plant, and also to improve the efficiency of the plant from an overall perspective. The purpose of the present invention is to provide an efficiency optimization control method for a thermal power generation platform that has stable control characteristics after load fluctuations.

本発明では、従来方式の問題点を克服するために、第2
図に示す制御システp−200−に内蔵させた効率計算
用のプラントモデル240を用いて、モデル規範形効率
予測計算を施すことにより、プランドの応答速度に拘束
されず、じん速かつ高精度の効率最適化を実現した。本
制御システム200における最大効率探索手段230の
基本方式は、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
、負荷変動開始あるいは補機運転台数切替シーケンスの
作動開始から負荷変動および補機運転台数切替シーケン
スが完了し、プラントが熱平衡状態となるまでは最大効
率探索手段230の動作を休止させる。
In the present invention, in order to overcome the problems of the conventional method, the second
By using the plant model 240 for efficiency calculation built into the control system p-200- shown in the figure to perform model standard efficiency prediction calculation, it is possible to achieve high speed and high accuracy without being constrained by the response speed of the plant. Achieved efficiency optimization. The basic method of the maximum efficiency search means 230 in this control system 200 is to output a trial operation amount 9 to the plant model 240 before determining the optimum operation amount 11, and to obtain the corresponding plant efficiency 10. This method searches for the maximum efficiency point by repeating the process. In this case, the operation of the maximum efficiency search means 230 is suspended from the start of load fluctuation or the start of the operation of the sequence for switching the number of operating auxiliary machines until the load fluctuation and the sequence for switching the number of operating auxiliary machines are completed and the plant is in a thermal equilibrium state.

第3図は本発明の実施例である効率最適化制御/ステム
の基本構成を示すものである。但し、本図は効率最適化
に特有な機能についてのみ示すもので、従来方式をその
まま適用できる各種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化を避けるだめに省略した。尚、
第3図において各記号は夫々以下のものを表わしている
FIG. 3 shows the basic configuration of an efficiency optimization control/system according to an embodiment of the present invention. However, this diagram only shows functions specific to efficiency optimization, and various minor control systems and plant control systems to which conventional methods can be applied as is are omitted to avoid complicating the diagram. still,
In FIG. 3, each symbol represents the following.

9aは試行0□過剰率、9bは試行ダンパ開度。9a is the trial 0□ excess rate, and 9b is the trial damper opening degree.

9Cは試行復水器真空度、11aは最適02過剰率、1
1bは最適ダンパ開度、IICは最適復水器真空度、1
3aは節炭器(A)、tabは節炭器(B)、14は氷
壁、15は1次過熱器、16aは2次過熱器、17は主
蒸気、18は高圧ター゛ビン、19は1次再熱器、20
は2次再熱器、21は再熱蒸気、22は中・低圧タービ
ン、23は発電機、24は復水器、25は復水、26は
低圧給水卯熱器、27は給水ポンプ、28は高圧給水加
熱器、29は循環水ポンプ、30はパラレルダ/バ、3
1は微粉炭ミル、32は空気予熱器、33は押込み通風
機、34は吸引通風機、40はボイラ、50はターピ/
、60は給水系統。
9C is the trial condenser vacuum degree, 11a is the optimum 02 excess rate, 1
1b is the optimum damper opening degree, IIC is the optimum condenser vacuum degree, 1
3a is the economizer (A), tab is the economizer (B), 14 is the ice wall, 15 is the primary superheater, 16a is the secondary superheater, 17 is the main steam, 18 is the high pressure turbine, 19 is the Primary reheater, 20
is a secondary reheater, 21 is a reheat steam, 22 is a medium/low pressure turbine, 23 is a generator, 24 is a condenser, 25 is a condensate water, 26 is a low pressure feed water heater, 27 is a feed water pump, 28 is a high-pressure feed water heater, 29 is a circulating water pump, 30 is a parallel da/ba, 3
1 is a pulverized coal mill, 32 is an air preheater, 33 is a forced draft fan, 34 is a suction draft fan, 40 is a boiler, and 50 is a turret/
, 60 is the water supply system.

効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数あるが、本実
施例の説明では比較的効果が大きい02過i’tt+ 
率mt 、パラレルダン・;開度m2.復水器真空度m
、の3つを準択し、これを−例として最適化することに
したり最大効率探索のだめの基本アルゴリズムとして、
極値探索手法の1つであるコンプレックス法を利用する
。第3図の最大効率探索手段230では、コンプレック
ス法による最大効率探索の原理をわかり易く解説するた
めに、操作パラメータがm、とm2の2つの場合につい
て示しだ。今、試行点1に対応した試行操作量m1゜m
lを効率計算用のプラットモデル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η2.η3を求める。このうちの効率が最低となる
点(この場合1とする)と残された点の重心(この場合
は線分2,3上にある)を結んだ直線の延長上に新たな
試行点4を選び、試行操作量mi 、mi に対応した
効率9番を求める。ここで、試行点1を除いて新たにで
きた三角形234から同様に新だな試行点5を求める。
There are many operating parameters that affect efficiency, but in the explanation of this example, 02 over i'tt+ has a relatively large effect.
rate mt, parallel dan; opening m2. Condenser vacuum degree m
, and choose them as an example for optimization.As a basic algorithm for maximum efficiency search,
The complex method, which is one of the extreme value search methods, is used. In the maximum efficiency search means 230 in FIG. 3, two cases where the operating parameters are m and m2 are shown in order to clearly explain the principle of maximum efficiency search using the complex method. Now, the trial operation amount m1゜m corresponding to trial point 1
l is given to the platform model 240 for calculating efficiency, and efficiency η1 as a steady value is determined. Similarly for trial point 2.3, η2. Find η3. A new trial point 4 is set on the extension of the straight line connecting the point with the lowest efficiency (in this case, 1) and the center of gravity of the remaining points (in this case, on line segments 2 and 3). and obtain efficiency No. 9 corresponding to the trial operation amounts mi and mi. Here, a new trial point 5 is similarly obtained from the newly created triangle 234 excluding trial point 1.

このとき、試行点5がプラント状態量の制約条件を侵害
する場合は定義域内の試行点6に戻り、新たな三角形3
46を用いて試行方向を決定する。このような試行方法
を繰返すことにより、最大効率点(この場合7)に達す
ることができる。この点に対応した操作量が最適値(こ
の場合m7 、 m7)でおり、プラントに対する実際
の操作出力となる。
At this time, if trial point 5 violates the constraints on the plant state quantity, return to trial point 6 within the domain and create a new triangle 3.
46 is used to determine the trial direction. By repeating this trial method, the maximum efficiency point (7 in this case) can be reached. The manipulated variable corresponding to this point is the optimal value (m7, m7 in this case) and becomes the actual manipulated output for the plant.

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より最大効率点が移動
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。
By continuing such control operations, even if the maximum efficiency point moves due to changes in ambient conditions such as seawater temperature and atmospheric temperature, it is possible to follow this and determine the optimum operation amount.

以上は、コンプレックス法を適用した効率最適化制御の
原理説明にとどめたが、次に実施例における制御アルゴ
リズムの概要について説明する。
The above has been limited to explaining the principle of efficiency optimization control applying the complex method, but next, an outline of the control algorithm in the embodiment will be explained.

第4図は本発明の実施例における効率最適化制御の基本
処理手順を示すものである。以下、順を追ってその制御
アルゴリズムを説明する。但し、記号は次゛のように定
義する。
FIG. 4 shows the basic processing procedure of efficiency optimization control in the embodiment of the present invention. The control algorithm will be explained step by step below. However, the symbols are defined as follows.

m、:操作量 !=10□過剰率(%) i =2  パラレルダンパ開度(%)1二3 復水器
真空度(簡Hg) ここで、m2はパラレルダンパの開度を示してもよいが
、ここでは次式で定義する。
m,: Operation amount! =10□Excess rate (%) i =2 Parallel damper opening degree (%) 123 Condenser vacuum degree (simplified Hg) Here, m2 may indicate the parallel damper opening degree, but here, the following Define by formula.

ここで、G8は第3図において1次過熱器15、節炭器
(A)13aが配置されているガス通路でのガス流量を
表わし、GRは1次再熱器19、節炭器(B) 13 
bが配置されているガス通路でのガス流普を表わす。
Here, G8 represents the gas flow rate in the gas passage where the primary superheater 15 and the economizer (A) 13a are arranged in FIG. ) 13
b represents the gas flow in the gas passage where it is located.

m、・・・・m、−、・:操作量上、下限I−10□過
剰率上、下限 1:2  /:ラレルダンパ開度上、下限1=3 復水
器真空度上、下限 GCLma、HGCL mla :復水器循壇水流量上
、下限(K9/5ec) D丁□、:復水器循環水温度上昇幅上限(r)Y rm
mx  :低圧タービン排気湿り度上限(%)Gca 
l1laX 、Gcu +ml+ ’ガス再循環流量上
、下限(Kg/5ec) [初期シンプレックスの形成 初期試行点m、(t=1〜3)は上記制約条件を全て満
足するものとし、m、、m2.m3が作る3次元空間に
に角(第4図の場合はに−6)の多角形(これをシンプ
レックスという)を形成させ、これを初期シンプレック
スとする。この形成方法としては、1点は初期試行点m
:とし、残りの(k−1)個の点は例えば−掻乱数r’
(j=2〜k)を用いて次式により決定する。
m, ... m, -, ・: Operation amount upper, lower limit I-10 □ Excess ratio upper, lower limit 1:2 /: Rarel damper opening upper, lower limit 1 = 3 Condenser vacuum upper, lower limit GCLma, HGCL mla: Upper and lower limits of condenser circulating water flow rate (K9/5ec) D □,: Upper limit of condenser circulating water temperature rise width (r) Y rm
mx: Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (%) Gca
1la In the three-dimensional space created by m3, a polygon (called a simplex) with an angle of (-6 in the case of Fig. 4) is formed, and this is set as an initial simplex. As for this formation method, one point is the initial trial point m
:, and the remaining (k-1) points are, for example, -random number r'
It is determined by the following equation using (j=2 to k).

”+=”+ mtn +r(mt mat  ”r a
rin)  +++++++++ (2)但し、θ< 
r ’ <、 1 このようにして決定したmlは操作量としての制約条件
(これを陽の制約条件という)を必ず満足するが、プロ
セス状態量としての制約条件(これを陰の制約条件とい
う)は満足しない場合もある。その場合は、その試行点
をすでに決定された点の重心方向へ中点まで移動させる
。このようにして究極的には全ての点が決定される。そ
して以上の試行により決定された各点に対応したプラン
ト効率η5(j=1〜6)がプラントモデル240を用
いて得られる。
”+=”+ mtn +r(mt mat ”ra
rin) +++++++++++ (2) However, θ<
r'<, 1 ml determined in this way always satisfies the constraints as a manipulated variable (this is called an explicit constraint), but it also satisfies the constraints as a process state quantity (this is called an implicit constraint) may not be satisfied. In that case, the trial point is moved in the direction of the center of gravity of the already determined point to the midpoint. In this way, ultimately all points are determined. Then, the plant efficiency η5 (j=1 to 6) corresponding to each point determined through the above trial is obtained using the plant model 240.

匠直テ三] 重心の計算 ここでは、シンプレックスの各点のうち効率が最も低い
点を除外した(k−1)個の点で定義されるシンプレッ
クスの重心mG1を求める。今、効率最低点をj−1と
するとmQ、は次式で表わされる。
[Takumi Nao Tesan] Calculation of center of gravity Here, the center of gravity mG1 of a simplex defined by (k-1) points excluding the point with the lowest efficiency among the points of the simplex is calculated. Now, assuming that the lowest point of efficiency is j-1, mQ is expressed by the following equation.

また、効率最低点から重心までの距離ΔmQlは次式で
表わされる。
Further, the distance ΔmQl from the lowest efficiency point to the center of gravity is expressed by the following equation.

4’mG、 = mGI−m i       =−−
−−−−−−−−−−−(4)「0〒ヨロ 新試行点の
決定 新たに試行する方向を、最低効率点から重心方向にとり
、両者間の距離ΔmQ、のα1倍だけ重心から延長した
点を新試行点とし、これをmk◆1とすると、 ”’;” =mc++ αtΔmG+・曲・曲・曲(5
)で表わされる。この場合、陽の制約条件を侵害する場
合は試行点を制約条件上にとることにする。
4'mG, = mGI-m i =--
−−−−−−−−−−−(4) ``0〒Yoro Determination of new trial point Set the new trial direction from the lowest efficiency point to the direction of the center of gravity, and move from the center of gravity by α1 times the distance ΔmQ between the two If the extended point is the new trial point and this is mk◆1, then ``';'' = mc++ αtΔmG+・song・song・song(5
). In this case, if an explicit constraint condition is violated, the trial point is set on the constraint condition.

すなわち、上限m1□を侵害する場合は、m1◆にm、
□8       曲・曲・・曲(6)とし、下限m、
1.を侵害する場合は、mPI−m11o・・・曲曲曲
(7) とする。
In other words, if the upper limit m1□ is violated, m1◆ is set to m,
□8 Song, song...Song (6), lower limit m,
1. If it violates mPI-m11o...Song (7).

じIア三A 効率計算 効率計算用のプラントモデル240を用い崖1新試行点
m1+1に対応した効率ηに+1を求める。ここで、プ
ラントモデルとしての模擬範囲は、通常負荷運転で必要
とされる系統のうち、エネルギー収支が問題となる系統
の全てを対象としている。
JIA3A Efficiency calculation Using the plant model 240 for efficiency calculation, calculate +1 for the efficiency η corresponding to cliff 1 new trial point m1+1. Here, the simulation range as a plant model covers all systems where energy balance is a problem among systems required for normal load operation.

タービン系統においては抽気系統はもとより、ンール蒸
気についても考慮する。また、ボイラ系統においては排
ガスによる熱損失はもちろん、ボイラ壁からの熱放射も
考慮する。さらに、各機に対するマイナ制御系及びプラ
ント制御系は当然のことではあるが模擬対象としている
。また、周囲条件としての海水温度、大気温度及び風速
は実測値を用いる。
In the turbine system, not only the extraction system but also the steam is considered. In addition, in the boiler system, not only heat loss due to exhaust gas but also heat radiation from the boiler wall is considered. Furthermore, the minor control system and plant control system for each aircraft are, of course, simulated. In addition, actual measured values are used for seawater temperature, atmospheric temperature, and wind speed as ambient conditions.

匠nヱ=l 制約条件監視 効率計算用のプラントモデル240で計算したプロセス
状態が陰の制約条件を侵害している場合は試行点m11
1に関する情報は全て無効とし、5TEP−3に戻り、
新試行点を決定□する。この場合、操作とプロセス状態
の因果関係を考慮して次式に従ってα魚を修正して5T
EP−3に戻る。
Takumi = l If the process state calculated by the plant model 240 for constraint monitoring efficiency calculation violates the implicit constraint, the trial point m11
Discard all information regarding 1 and return to 5TEP-3.
Determine a new trial point□. In this case, considering the causal relationship between the operation and the process state, the α-fish is modified according to the following formula, and 5T
Return to EP-3.

・・・・・・・・・・・・・・・ (8)U (DT 
>DT 、、、、) U (Y>Y−、、)−・−・−
(9)ここで、0□過剰率に対するα1は修正しない。
・・・・・・・・・・・・・・・ (8) U (DT
>DT ,,,,) U (Y>Y-,,)-・-・-
(9) Here, α1 for the 0□ excess rate is not corrected.

その理由は、0□過剰率を制限値内で操作する限り、陰
の制約条件を侵害することがないからである。
The reason is that as long as the 0□ excess rate is operated within the limit value, the implicit constraint condition will not be violated.

仄五ア=ロ 収束判定 新試行点と元のシンプレックスを構成する各点に対応し
た効率のうち、最大及び最小の効率を、それぞれηwa
x及びη、1ゎ とし、効率最大点に到達したか否かを
次式に従って判定する。
组5A=B Among the efficiencies corresponding to the new trial point for convergence judgment and each point constituting the original simplex, the maximum and minimum efficiencies are respectively ηwa
Assuming that x and η are 1ゎ, it is determined whether the maximum efficiency point has been reached or not according to the following formula.

ここに、εは効率最大点到達判定基準である。Here, ε is the criterion for reaching the maximum efficiency point.

上式が満足されれば実用上最大効率点到達したといえる
。最大点に達しだならばηtahx に対応する操作量
を出力し、再び5TEP−1に戻り初期シンプレックス
を形成する。最大点に達しなければ次の5TEP−7に
進む。
If the above formula is satisfied, it can be said that the practical maximum efficiency point has been reached. If the maximum point is reached, the manipulated variable corresponding to ηtahx is output, and the process returns to 5TEP-1 to form an initial simplex. If the maximum score is not reached, proceed to the next 5TEP-7.

F0ア三j 効率向上方向判定 新試行点が元のシンプレックスを構成する各点の効率の
どれよりも高い効率が得られる場合は\最大効率点に達
していなくとも、操作出力をし、次の5TEP−8へ進
む。操作出力しない場合は、そのまま次の5TEP−8
へ進む。本機能を設けた理由は、試行点が現在の運転状
態よりも効率を確実に向上させるならば、最大効率点に
到達するのを待たずして、実際に操作出力をするためで
ある。
F0A3j Judgment of efficiency improvement direction If the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of the points that make up the original simplex, the operation output is performed even if the maximum efficiency point has not been reached, and the next Proceed to 5TEP-8. If there is no operation output, continue with the next 5TEP-8
Proceed to. The reason for providing this function is that if the trial point reliably improves the efficiency compared to the current operating state, then the actual operation output will be performed without waiting for the maximum efficiency point to be reached.

ffi 新ノンプレックスの形成 元のシンプレックスを構成している点のうち、最も低い
効率を示す操作点を除外し、新試行点を追加してできた
に個の点から新だなツノプレックスを形成し、5TEP
−2に戻る。
ffi Among the points that make up the simplex from which the new nonplex is formed, exclude the operating point that shows the lowest efficiency, add new trial points, and form a new hornplex from the resulting points. 5TEP
- Return to 2.

次に、本発明による効率最適化制御過程の1例を第5図
に示す。本図は、操作パラメータであるQ2過剰率m、
、/:ラレルダンバ開度m2.復水器真空度m3が張る
3次元空間で各々が最適値に向って移動する軌跡を3つ
の平面に投影したものである。この図で1〜6は初期シ
ンプレックスの頂点、7〜11は試行点、二重丸は最大
効率点、7〜11の点を結ぶ点線は試行操作過程、7〜
11の点を線を結ぶ実線は最適操作過程である。
Next, an example of the efficiency optimization control process according to the present invention is shown in FIG. This figure shows the operating parameters Q2 excess rate m,
, /: Larel damper opening m2. This is a projection of trajectories each moving toward an optimum value onto three planes in a three-dimensional space defined by the condenser vacuum degree m3. In this figure, 1 to 6 are the vertices of the initial simplex, 7 to 11 are the trial points, the double circle is the maximum efficiency point, and the dotted line connecting points 7 to 11 is the trial operation process, 7 to 11 are the trial points.
The solid line connecting the 11 points is the optimal operation process.

例えば、mlとm2の関係をみると、第11回目の試行
で最適点に到達している。しかし、m3については、最
適点の近傍まで来ているが、最適点には達していない。
For example, looking at the relationship between ml and m2, the optimum point is reached in the 11th trial. However, although m3 has come close to the optimal point, it has not yet reached the optimal point.

以上は、実施例における制御アルゴリズムの概要説明に
とどめたが、以下その具体方式について追加説明する。
Although the above has been limited to a general explanation of the control algorithm in the embodiment, the specific method will be additionally explained below.

初期シンプレックス形成ステップ1において初期試行点
m:とシンプレックスの大きさを如何に決定するかは、
最大効率探津の収束性を左右する重要な問題である。収
束性を良くするためには、できるだけ効率が高い点に初
期試行点m)を選ぶべきであシ、また、このm:と操作
許容限界までの距離に応じて初期シンプレックスの大き
さを決定すべきと考え、次のような方式とした。
How to determine the initial trial point m: and the size of the simplex in the initial simplex formation step 1 is as follows.
This is an important problem that affects the convergence of maximum efficiency search. In order to improve convergence, the initial trial point m) should be selected at a point with the highest possible efficiency, and the size of the initial simplex should be determined according to this m: and the distance to the operational tolerance limit. I thought that it should be done, and decided on the following method.

第6図は02過酬[率m1に対するプラント効率の関係
を示すもので、大気温度が効率特性に与える影響につい
ても示した。つまり、実線が大気温度30rのときの点
勝が100のときの効率特性である。m、の計容域とし
ての上限及びTPAはボイラ排ガス規制値、燃焼の安定
性、ファン容量などで定まるが、負荷レベルによって異
なる。この特性から、負荷りの関数として操作量の上限
m1.、!(L)、下限m、 ml。(ト)を表わすこ
とができ、負荷りと大気温度Taの関数として最大効率
点に対応する操作量m、M(L、Ta)を表わすことが
できる。従って、第7図に示すように、初期試行点決定
部96では、操作許容域内で最大効率が期待できる点に
初期試行点m1 を選ぶ。次に初期/ンプレツクスの大
きさを、ml から操作許容限界までの距離に応じて決
定するために、ml を除く初期ノンプレックスの頂点
のm1座標mj (J=2〜k)を次式で決定する。
Figure 6 shows the relationship between plant efficiency and 02 excess rate m1, and also shows the influence of atmospheric temperature on efficiency characteristics. In other words, the solid line is the efficiency characteristic when the point score is 100 when the atmospheric temperature is 30 r. The upper limit of the measurement range of m and TPA are determined by boiler exhaust gas regulation values, combustion stability, fan capacity, etc., but vary depending on the load level. From this characteristic, the upper limit m1 of the manipulated variable is determined as a function of the load. ,! (L), lower limit m, ml. (g), and the manipulated variables m and M(L, Ta) corresponding to the maximum efficiency point can be expressed as a function of the load and the atmospheric temperature Ta. Therefore, as shown in FIG. 7, the initial trial point determining section 96 selects the initial trial point m1 at a point within the operation permissible range where maximum efficiency can be expected. Next, in order to determine the size of the initial complex according to the distance from ml to the operational tolerance limit, the m1 coordinates mj (J=2~k) of the vertices of the initial nonplex excluding ml are determined using the following formula. do.

・・・・・・・・・・・・・・・0υ 但し、”I = (ml wax +”1 mle )
/2 、 r’は一様乱数(0くγり1 ) 、K L
lは定数(0< K Ll <1 )である。
・・・・・・・・・・・・・・・0υ However, “I = (ml wax +”1 ml)
/2, r' is a uniform random number (0 less than 1), K L
l is a constant (0<K Ll <1).

第9図はパラレルダ/バ開度m2に対するプラント効率
及びガス再循環流量の関係を示すものである。m2の許
容域としての上限は、ガス再循環ファン容量限界特性a
と高速ガス流による1次過熱器15及び節炭器(A) 
13 aのアノ/ユカットを防止するためのアノツユカ
ット防止限界特性すで定まる。また、下限は1次再熱器
19及び節炭器■13bに対するアノツユカット防止限
界特性C。
FIG. 9 shows the relationship between the plant efficiency and the gas recirculation flow rate with respect to the parallel door/bar opening m2. The upper limit of the allowable range of m2 is the gas recirculation fan capacity limit characteristic a
and primary superheater 15 and economizer (A) with high-speed gas flow
13 A's cut prevention limit characteristics for preventing the cut/cut are already determined. Further, the lower limit is the cut prevention limit characteristic C for the primary reheater 19 and the economizer 13b.

ガス再循環流量低下に伴なうNOX濃度の上昇を抑制す
るためのNOX対策下限特性d及び再熱蒸気温度安定化
下限特性eで定まる。m2U2. m2[、。
It is determined by the NOx countermeasure lower limit characteristic d and the reheat steam temperature stabilization lower limit characteristic e for suppressing the increase in NOX concentration due to a decrease in the gas recirculation flow rate. m2U2. m2[,.

m2L5. m2L2. m2L、は夫々特性a、 b
、 c、 d、 eで定まる限界点であり、この図の場
合はm2L3とm2111の間が操作許容域となる。第
8図のような特性となる物理的根拠は、m2を小さくす
ると、(1)式の定義から明らかなように、1次再熱器
側に分流されるガス量が増すが、再熱蒸気温度制御系で
は、(16) ガス再循環流量を低下させることにより再熱蒸気温度を
一定に保つためである。第9図に示す5つの操作許容限
界は負荷レベルに応じて変化するため、最終的許容限界
m2.、xとm2イ、。は第10図に示すようにして決
定する。即ちm2゜、Xは、ガス再循環ファン容量限界
計算手段102で得られた上限m2u2とアソンユカノ
ト防止上限計算手段103で得られた上限m2υ1のう
ち低い方の値を低値選択手段107により決定する。ま
だ、m2゜1゜は、アッシュカット防止下限計算手段1
04で侍られた下限m2L31 N OX対策下限計算
手段105で得られた下限m2L2.及び再熱蒸気温度
安定化下限計算手段106で得られた下限m2L、のう
ち最も大きな値を最大値選択手段108により決定する
。ここで、m2U29m2L21m2L1は負荷りの関
数として計算され、m2uI9m2L3は燃焼ガス体積
流量■GASの関数として計算される。また、VGAS
は燃焼ガス体積流量計算手段101により負荷の関数と
して計算される。第9図に示すように、m2が大きくな
るにつれガス再循環流敏が増大し、これに伴なってガス
再循環ファン動力が増すため、プラント効率は垂下特性
をもつ。従って、最大効率点は常に操作許容限界の下限
m2山にあると見做して、初期試行点m+ をこれに選
ぶ。また、mlの場合と同様に、初期シンプレックスの
大きさをm4 からの操作許容限界までの距離に応じて
決定するために、m桑 を除く初期シンプレックスの頂
点のm2座標m2 (J=2〜k)を次式で決定する。
m2L5. m2L2. m2L, have characteristics a and b, respectively
, c, d, and e, and in the case of this figure, the range between m2L3 and m2111 is the allowable operation range. The physical basis for the characteristics shown in Figure 8 is that as m2 is decreased, the amount of gas diverted to the primary reheater side increases, as is clear from the definition of equation (1), but the amount of gas diverted to the primary reheater side increases. In the temperature control system, (16) this is to keep the reheat steam temperature constant by lowering the gas recirculation flow rate. Since the five operating permissible limits shown in FIG. 9 change depending on the load level, the final permissible limit m2. , x and m2 i,. is determined as shown in FIG. That is, m2゜, . Still, m2゜1゜ is the ash cut prevention lower limit calculation means 1
Lower limit m2L31 met in 04 Lower limit m2L2 obtained by NOX countermeasure lower limit calculation means 105. and the lower limit m2L obtained by the reheat steam temperature stabilization lower limit calculation means 106, the largest value is determined by the maximum value selection means 108. Here, m2U29m2L21m2L1 is calculated as a function of load, and m2uI9m2L3 is calculated as a function of combustion gas volumetric flow rate ■GAS. Also, VGAS
is calculated by the combustion gas volumetric flow calculation means 101 as a function of load. As shown in FIG. 9, as m2 increases, the gas recirculation flux increases and the gas recirculation fan power increases accordingly, so that the plant efficiency has a drooping characteristic. Therefore, assuming that the maximum efficiency point is always at the lower limit m2 of the operating allowable limit, the initial trial point m+ is selected as this point. In addition, as in the case of ml, in order to determine the size of the initial simplex according to the distance from m4 to the operational permissible limit, m2 coordinates m2 (J=2~k ) is determined by the following formula.

・・・・・・・・・・・・・・・(6)但し、m2= 
(m2.、、+m2゜、。)/2.γJは一様乱数(0
くγ’<、1 ) 、 Kl2は定数(0<Kl、2<
、1 )である。
・・・・・・・・・・・・・・・(6) However, m2=
(m2.,,+m2゜,.)/2. γJ is a uniform random number (0
γ′<,1), Kl2 is a constant (0<Kl, 2<
, 1).

第10図は復水器真空度m3に対するプラント効率、循
環水流量、及び循環水温度上昇幅の関係を示すものであ
る。このような特性を示す物理的根拠は、m、を大きく
するとタービン内部効率が上昇するが、その反面、循環
水流量の増加に伴ないポンプ動力が増し、結果として、
プラント効率が最大となる点をもつことによる。また、
m3の低下と共に循環水流量が低下するだめ循環水温度
上昇幅が大きくなる。ここで、操作許容域を規定するの
は循環水ポンプ容量で定まる循環水流量上限特性f1冷
却管内のスケール付着速度を制限するだめの循環水流箪
下限特性g1 及び循環水に含まれるプランクトンを保
護するための循環水温度上昇幅上限特性りである。以上
の制限は、プラントの計画段階で定まるもので、運転中
に変化するものではないが、これらにより規矩される操
作許容域は、第11図に示すように負荷レベル及び海水
温度により大きく左右される。図で実線は海水温度21
Cのときの、また点−は18Cのときの効率を示す。そ
こで、初期試行点mAを決定するために第12図に示す
ような初期試行点決定手段109を用いる。本手段では
、第11図に示す特性に基づき、負荷りの関数として操
作量の上限m3゜、8(ト)、下限m、1゜(υ、最大
効率点に対応する操作量m3M(ト)を表わすとともに
、海水温度TcをパラメータとしてTc =T+ 、 
T2 、・・・・・・T、に対応した特性関数を準備し
ている。従って、第12図に示すように、初期試行点決
定手段109では、操作許容域内で最大効率が期待でき
る点に初期試行点m4 を選ぶ。次に初期/ンプレノク
スの大きさを、mA から操作許容限界までの距離に応
じて決定するために、m4 を除く初期シンプレックス
の頂点のm3座標弓(J−2〜k)を次式で決定する。
FIG. 10 shows the relationship between the plant efficiency, the circulating water flow rate, and the circulating water temperature rise width with respect to the condenser vacuum degree m3. The physical basis for this characteristic is that increasing m increases the turbine internal efficiency, but on the other hand, as the circulating water flow rate increases, the pump power increases, and as a result,
By having a point where the plant efficiency is maximum. Also,
As the circulating water flow rate decreases as m3 decreases, the circulating water temperature rise increases. Here, the allowable operation range is defined by the upper limit characteristic of the circulating water flow rate f1 determined by the circulating water pump capacity, the lower limit characteristic g1 of the circulating water flow rate that limits the scale deposition rate in the cooling pipe, and the lower limit characteristic g1 of the circulating water flow rate, which is determined by the circulating water pump capacity and the protection of plankton contained in the circulating water. This is the upper limit characteristic of the circulating water temperature rise range. The above restrictions are determined at the plant planning stage and do not change during operation, but the allowable operating range defined by these is greatly influenced by the load level and seawater temperature, as shown in Figure 11. Ru. In the figure, the solid line is the seawater temperature 21
The point - indicates the efficiency when the temperature is 18C. Therefore, in order to determine the initial trial point mA, an initial trial point determining means 109 as shown in FIG. 12 is used. In this means, based on the characteristics shown in FIG. 11, the upper limit of the manipulated variable m3°, 8 (g), the lower limit m, 1° (υ) of the manipulated variable as a function of the load, the manipulated variable m3M (t) corresponding to the maximum efficiency point. and using the seawater temperature Tc as a parameter, Tc = T+,
Characteristic functions corresponding to T2, . . . T, are prepared. Therefore, as shown in FIG. 12, the initial trial point determining means 109 selects the initial trial point m4 at a point within the operation permissible range at which maximum efficiency can be expected. Next, in order to determine the size of the initial/amplenox according to the distance from mA to the operational tolerance limit, the m3 coordinate arch (J-2~k) of the apex of the initial simplex excluding m4 is determined using the following formula. .

・・・・・・・・・・・・・・・ Q3但し、市a−(
m3゜a x + ” 3゜1゜)/2.γjは一様乱
数(0〈γjりt )’、 Kt3は定数(’ O< 
K L3 り1 )である。
・・・・・・・・・・・・・・・ Q3 However, city a-(
m3゜a
K L3 ri 1).

第6図、第8図、第11図に示したプラントの緒特性に
ついては、プラントモデル240を用いて知ることがで
きる。また、第7図、第9図、第12図に示す各手段で
決定する操作量上限m1.、、.8(I=1〜3)及び
下限m1w+n(’=1〜3)は、いずれも陰の制約条
件を考慮したものであり、(2)式で用いている陽の制
約条件とは意味が異なる。従って0υ、(6)、 03
式で決定する初期7ノグレノクスの各頂点座標m、(−
=1〜3. 」=2〜k)が陽の制約条件を侵害する場
合は、+61. (71式と同様の考え方により、各頂
点座標を陽の制約条件の上にとる。また、0υ、叫、0
3式における定数Kt+(1=1〜3)の値は、シミュ
レー/ヨンにより制御特性を解析することにより、制御
対象プラントに合った適切な値を決定すればよい。
The plant characteristics shown in FIGS. 6, 8, and 11 can be known using the plant model 240. In addition, the upper limit of the operation amount m1 determined by each means shown in FIGS. 7, 9, and 12. ,,. 8 (I = 1 to 3) and the lower limit m1w+n (' = 1 to 3) are both taken into consideration implicit constraints, and have different meanings from the explicit constraints used in equation (2). . Therefore 0υ, (6), 03
The coordinates of each vertex of the initial 7 noglenox determined by the formula m, (-
=1~3. ”=2~k) violates the explicit constraint, then +61. (Using the same idea as Equation 71, each vertex coordinate is set on the explicit constraint condition. Also, 0υ, shout, 0
The value of the constant Kt+ (1=1 to 3) in Equation 3 may be determined to be an appropriate value suitable for the plant to be controlled by analyzing the control characteristics through simulation.

本発明の実施例に関する以上の説明では、負荷変動及び
補機運転台数切替に伴なうプラットの過渡状態に対する
取扱いについては触れなかったが、これについて以下に
説明する。
In the above description of the embodiments of the present invention, handling of transient states of the platform due to load fluctuations and switching of the number of operating auxiliary machines has not been mentioned, but this will be explained below.

プラントは大きな熱容量をもつだめ、過渡時に真の効率
を把握することは困難である。そのため本実施例では第
13図に示すように、負荷変動中と負荷変動完了直後は
最大効率探索手段230は動作を休止する方式としてい
る。負荷変動の有無を検知するために、現時刻をtoと
しサンプリング間隔Δtで過去n点までの負荷t(to
)、t(t。
Plants have a large heat capacity, so it is difficult to understand the true efficiency during transient periods. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the maximum efficiency search means 230 stops operating during the load change and immediately after the load change is completed. In order to detect the presence or absence of load fluctuation, the current time is set as to, and the load t(to
), t(t.

−Δt)I”’L(tO−nΔt)のうち最大値をLf
fiaK+最小値をLlmとし、 Laa、−L、i、 >εt、           
Q4)ならば負荷変動が有ったと見做す。即ち第13図
の時刻t2まではα荀式に従って定常負荷と見做し、1
2で負荷変動を検知したのち最大効率探索手段230を
休止する。負荷変動が完了してもプラントが熱的に過渡
状態にある時刻t4までは最大効率探索手段230は休
止している。t、以呻は定常状態と見做し、再び動作す
る。この場合は、最大効率探索手段230において、第
4図の初期シンプレックス形成ステップ1から動作が開
始されることになる。ここで、nΔtの値は制御対象プ
ラントの過渡特性を考慮して、必要十分な値を用いる。
−Δt)I'''L(tO−nΔt), the maximum value is Lf
Let fiaK+minimum value be Llm, Laa, -L,i, >εt,
Q4), it is assumed that there was a load fluctuation. That is, until time t2 in FIG.
After detecting the load fluctuation in step 2, the maximum efficiency search means 230 is stopped. Even after the load change is completed, the maximum efficiency search means 230 remains inactive until time t4 when the plant is in a thermally transient state. After t, it is considered to be in a steady state and it starts operating again. In this case, the maximum efficiency search means 230 starts its operation from initial simplex formation step 1 in FIG. Here, as the value of nΔt, a necessary and sufficient value is used in consideration of the transient characteristics of the plant to be controlled.

微粉炭ミル、給水ポンプなど補機類の運転台数に切替が
伴なうような大幅な負荷変動時に対しては、台数切替に
よる熱的過渡状態を考慮して最大効率探索手段230を
動作あるいは休止させる。
When there is a large load change that involves a change in the number of auxiliary machines in operation, such as a pulverized coal mill or water pump, the maximum efficiency search means 230 is activated or deactivated in consideration of the thermal transient state caused by the change in the number of auxiliary machines. let

即ち第14図に示すように、第13図に示した例に補機
運転台数の切替が伴なった場合は、台数切替シーケンス
作動中及び台数切替結果必要となる熱平衡化時間tsだ
け経過してから最大効率探索手段230を動作させる。
In other words, as shown in FIG. 14, when the example shown in FIG. 13 involves switching the number of auxiliary machines in operation, the number of auxiliary machines must be changed during the number switching sequence and after the required thermal equilibration time ts has elapsed as a result of the number switching. The maximum efficiency search means 230 is operated from.

定常負荷状態においても補機運転台数が切替えられる場
合は、切替ンニケンス作動中と1s間だけは休止するこ
とになる。
If the number of auxiliary machines in operation is to be changed even in a steady load state, the system will be stopped only for 1 second while the switching cycle is in operation.

第15図は、上記目的に対する実施例の処理手順を示す
ものである。この処理は周期Δtで動作し、/−ケンス
作動判定手段111では、補機運転台数切替のシーケン
スが作動中であるかどうかを判断し、作動中であれば、
タイマリセット手段112で、切替シーケンス完了恢の
時間t^を計時するだめのタイマをリセットし1.最大
効率探索手段230の動作を休止指令手段113により
休止させる。一方、切替シーケンスが完了した場合は、
その後の経過時間tAを計時手段114で計時する。次
に、負荷変動状態判定手段115では0411式に従っ
て負荷変動中であるか否かを判断する。負荷変動中であ
れば、最大効率探索手段230の動作を休止させ、負荷
変動が完了していれば熱平衡態判定手段116でtムと
t6の大小を比較することにより熱平衡状態を判定する
。熱平衡状態であれば動作指令手段117により最大効
率探索手段230を動作させる。
FIG. 15 shows the processing procedure of the embodiment for the above purpose. This process operates at a cycle Δt, and the /-can operation determining means 111 determines whether the sequence for switching the number of auxiliary equipment in operation is in operation, and if it is in operation,
The timer reset means 112 resets the timer that measures the time t^ at which the switching sequence is completed; 1. The operation of the maximum efficiency search means 230 is stopped by the stop command means 113. On the other hand, if the switching sequence is completed,
The elapsed time tA thereafter is measured by the clock means 114. Next, the load fluctuation state determining means 115 determines whether or not the load is fluctuating according to formula 0411. If the load is changing, the operation of the maximum efficiency searching means 230 is stopped, and if the load changing is completed, the thermal equilibrium state determining means 116 determines the thermal equilibrium state by comparing the magnitudes of t and t6. If the state is in thermal equilibrium, the operation command means 117 causes the maximum efficiency search means 230 to operate.

本実施例において、初期シンプレックスの各頂点の座標
を決めるにあたり、0□過剰率に関する初期試行点m1
 を負荷りと大気温度Taの両者を考慮して決定してい
る。しかし、大気温度がプラント特性に与える影響は比
較的小さいため、必ずしも大気温度を考慮する必要はな
く、単に負荷のみ考慮して初期試行点m(を決定する方
式としても制御特性を大幅に悪化する心配はない。また
、第4図で示したように、操作量が最大効率点に収束し
た場合、第6図〜第12図に示すような方法で、再び初
期シンプレックスを形成するとしたが、負荷変動あるい
は補機運転台数切替などで最大効率探索手段230の動
作が中断されない限り、収束点付近で初期シンプレック
スを形成する方式としても勿論制御特性は損わない。
In this example, when determining the coordinates of each vertex of the initial simplex, the initial trial point m1 regarding the 0□excess rate is
is determined by considering both the load and the atmospheric temperature Ta. However, since the influence of atmospheric temperature on plant characteristics is relatively small, it is not necessarily necessary to take atmospheric temperature into consideration, and even if the initial trial point m is determined by simply considering the load, the control characteristics will be significantly deteriorated. There is no need to worry. Also, as shown in Figure 4, when the manipulated variable converges to the maximum efficiency point, the initial simplex is formed again using the method shown in Figures 6 to 12. As long as the operation of the maximum efficiency search means 230 is not interrupted due to fluctuations or switching of the number of operating auxiliary machines, the control characteristics will of course not be impaired even if the system forms an initial simplex near the convergence point.

また、本実施例において、新試行点の方向を、効率が最
低となるシンプレックスの頂点から(3)式で表わされ
る重心方向に決定しているが、必ずしもこのような方向
とする必要はなく、次の方法によっても安定な効率最適
化かり能である。その第1の方法は、/ノブレックスを
形成するに個の頂点のうち、効率が低い方から9個の点
の重心と残りの(k−p)個の点の重心を通る直線上に
新試行点を決定する方法である。また、第2の方法は、
k個の頂点を効率の低い方の9個からなるA群と残りの
q個からなるB群に分け、両群の効率最低点からtct
=l−p)番目の点を除いた重心を通る直線方向に新た
な試行点を4個決定する方法である。また、第3の方法
は、/ノブレックスの重心mGIを求める際に、(3)
式を用いて各頂点の効率η魚を直接重み係数とする代り
に、標準値ηに対する差分η轟−ηを重み係数とする次
式で求める方法である。
Furthermore, in this embodiment, the direction of the new trial point is determined from the vertex of the simplex with the lowest efficiency to the direction of the center of gravity expressed by equation (3), but it is not necessarily necessary to set it in such a direction. Stable efficiency optimization can also be achieved by the following method. The first method is to create a new line on a straight line that passes through the centroids of the nine least efficient points and the centroids of the remaining (k-p) points among the vertices forming the /noblex. This is a method of determining trial points. Also, the second method is
Divide the k vertices into group A, which consists of 9 vertices with the lowest efficiency, and group B, which consists of the remaining q vertices, and calculate tct from the lowest efficiency point of both groups.
In this method, four new trial points are determined in a straight line direction passing through the center of gravity excluding the =l-p)th point. In addition, the third method is (3) when determining the center of gravity mGI of /Noblex.
Instead of using the equation to directly use the efficiency η of each vertex as a weighting coefficient, this method uses the following equation to calculate the weighting coefficient using the difference η-η with respect to the standard value η.

但し、ηは負荷レベルに応じて修正するのが望ましい。However, it is desirable to modify η according to the load level.

上記、第1及び第2の方式は最低効率点の特異性に左右
されることなく安定な収束性を期待できる。まだ、QF
J式に基づく第3の方式は(3)式と比較して、操作量
に対する効率特性の最大傾斜方向をより適確に見極めて
新試行点を決定するため、良好な収束性が期待できる。
In the first and second methods described above, stable convergence can be expected without being affected by the singularity of the lowest efficiency point. Still, QF
Compared to Equation (3), the third method based on Equation J determines a new trial point by more accurately determining the maximum slope direction of the efficiency characteristic with respect to the manipulated variable, so good convergence can be expected.

まだ、本実施例において、新試行点が元のシンプレック
スを構成する各点の効率のどれよりも高い効率が得られ
る場合は、最大効率点に達していなくとも操作出力をす
ることにより、操作量の急激な変更を避けている。更に
、この効果を上げるために、/ノブレックスの頂点での
効率が高い方からn個の頂点を選び、その重心点を実際
の操作量とする方式も有効である。この場合、nの値は
2くn<、に/2の範囲で選ぶと有効である。
In this example, if the efficiency at the new trial point is higher than any of the efficiencies of the points constituting the original simplex, the operation amount can be reduced by outputting the operation even if the maximum efficiency point has not been reached. Avoid sudden changes in Furthermore, in order to increase this effect, it is also effective to select n vertices from those with the highest efficiency at the vertices of /Noblex and use their center of gravity as the actual manipulated variable. In this case, it is effective to select the value of n in the range of 2 x n<,/2.

また、本実施例において、新試行点におけるプロセス状
態が陰の制約条件を侵害している場合は、侵害した制約
条件に直接関係のある操作量のみを(81,(91式に
従って後退させている。しかし、制約条件が課せられた
プロセス状態と操作量の因果関係は必ずしも1対1に対
応しないから、侵害した制約条件に直接関係する操作量
に対しては(s)、 (9!式をそのまま生かすものと
し、直接関係がない操作量に対しては α−qat(t−β)     ・・・・・・・・・・
・・・・・σQに従ってα唱を修正するのが望ましい。
In addition, in this example, if the process state at a new trial point violates the implicit constraint, only the manipulated variable directly related to the violated constraint is set back according to formulas (81, (91). However, since the causal relationship between the process state where the constraint is imposed and the amount of operation does not necessarily correspond one-to-one, for the amount of operation that is directly related to the violated constraint, (s), (9! Formula) It shall be used as is, and α-qat (t-β) shall be used for manipulated variables that are not directly related.
...It is desirable to modify the α chant according to σQ.

ただし、上式においてβ=0,2程度とすればよい。ま
だ、別の方法として、陰の制約条件の侵害度合により操
作量限界を推定し、限界値まで後退させる方法も有効で
ある。この方法は、操作量に対する効率特性が単調関数
を示す操作量の最適化に有効である。いま、7ンプレツ
クスにおける効率最低点での状態量をxl +新試行点
での状態量をx2 +制約条件をxLとすると、αを修
正して操作量を限界値まで後退させるには、例えば次式 により線形補間してα′を求めることができる。
However, in the above equation, β may be approximately 0.2. However, as another method, it is also effective to estimate the operation amount limit based on the degree of violation of the implicit constraint condition and retreat to the limit value. This method is effective for optimizing the manipulated variable whose efficiency characteristic with respect to the manipulated variable is a monotonic function. Now, if the state quantity at the lowest efficiency point in the 7-plex is xl + the state quantity at the new trial point x2 + the constraint condition xL, then in order to correct α and retreat the manipulated variable to the limit value, for example, the following α' can be found by linear interpolation using the formula.

実際−には非線形性を考慮して補正係数ξ(0くξく1
)を用いて次式で新試行点を決定することになる。
In fact, in consideration of nonlinearity, the correction coefficient ξ(0×ξ×1
) to determine the new trial point using the following formula.

また、本実施例において、負荷の変動状態及び補機運転
台数切替に応じて最大効率探索手段230を動作あるい
は休止させているが、この場合、第13図、第14図に
示す負荷変動監視区間nΔtは必ずしも一定である必要
はなく、要するにプラントが熱平衡状態に達する必要最
小限の時間であればよい。従って、負荷レベル及び負荷
変動幅に応じて逐次修正することにより、最大効率探索
手段230が動作する機会を多くすることができる。
In addition, in this embodiment, the maximum efficiency search means 230 is operated or paused depending on the load fluctuation state and the switching of the number of auxiliary machines in operation, but in this case, the load fluctuation monitoring section shown in FIGS. nΔt does not necessarily have to be constant, and in short, it is sufficient as long as it is the minimum necessary time for the plant to reach a state of thermal equilibrium. Therefore, by sequentially correcting the load level and the load fluctuation width, the maximum efficiency search means 230 can have many chances to operate.

火力発電プラントでは、一般に高負荷運転時には低負荷
運転時よりも熱時定数が小さいから、高負荷運転時はど
熱平衡時間は短かくなりnΔtは小さくできる。また、
補機運転台数の切替に伴なう熱平衡化所要時間t8も上
記理由によシ負荷レベルに応じて修正することが望まし
い。このIBはさらに、台数切替の対象となる補機の種
類によっても異なるから、負荷レベルと補機の種類を考
慮して修正することが望ましい。これにより、効率最適
化制御手段の稼動率を極力病めることが可能であり、プ
ラントの高効率化運用への貢献度を向上できる。
In a thermal power plant, the thermal time constant is generally smaller during high-load operation than during low-load operation, so the thermal equilibrium time is shortened during high-load operation, and nΔt can be reduced. Also,
For the above-mentioned reason, it is also desirable to modify the time t8 required for heat equilibrium due to switching of the number of auxiliary machines in operation according to the load level. Since this IB also differs depending on the type of auxiliary equipment whose number is to be changed, it is desirable to modify the IB in consideration of the load level and the type of auxiliary equipment. Thereby, it is possible to reduce the operating rate of the efficiency optimization control means as much as possible, and the degree of contribution to highly efficient operation of the plant can be improved.

本発明による第1の効果は、制御システムに内蔵したプ
ラントモデルを用いた予測制御を行なうため、大きな熱
時定数をもつプラントの応答速度に拘束されず、5分以
内のじん速な効率最適化が可能となり、最適化慎能の稼
動率を大幅に向上できる点である。従来方式においては
MA化に30〜60分の時間が必要であり、このことは
定常負荷状態がこれ以上継続しないと最適化の機能をな
さないことを意味し、近年の火力プラントに対する中間
負荷運用のニーズに対しては殆ど実用に供し得ないとい
える。
The first effect of the present invention is that because predictive control is performed using a plant model built into the control system, efficiency optimization can be achieved quickly within 5 minutes without being constrained by the response speed of a plant with a large thermal time constant. This makes it possible to significantly improve the operating rate of the optimization system. In the conventional method, it takes 30 to 60 minutes for MA, which means that the optimization function cannot be achieved unless the steady load state continues for any longer, and in recent years intermediate load operation for thermal power plants has been difficult. It can be said that it can hardly be put to practical use for the needs of

本発明による第2の効果は、プラント効率に影響を及ぼ
す複数の操作パラメータの操作量を最適化することによ
りプラントの総括的観点から効率を向上でき、機器単体
の効率向上を対象とした従来方式と比較して大幅に効率
を向上できる点である。
The second effect of the present invention is that by optimizing the manipulated variables of multiple operating parameters that affect plant efficiency, efficiency can be improved from a comprehensive perspective of the plant, and the conventional method targeted at improving the efficiency of individual equipment. The point is that the efficiency can be significantly improved compared to the conventional method.

本発明による第3の効果は、効率最適化に際し、制御シ
ステムに内蔵したプラントモデルを用いて直接計算した
プラント効率を用いるため、効率インデックス法に基づ
いて間接的に効率を検知する従来方式と比較して、最適
値への収束精度が高い点である。
The third effect of the present invention is that when optimizing efficiency, plant efficiency directly calculated using a plant model built into the control system is used, so compared to the conventional method that indirectly detects efficiency based on the efficiency index method. Therefore, the accuracy of convergence to the optimum value is high.

本発明による第4の効果は、制御システムに内蔵したプ
ラントモデルを用いて効率の最適化を図るため、実測値
に基づいて効率最適化を図る従来方式と比較して、ノイ
ズ及び検出誤差の影響を受けず、安定かつ高精度の最適
化が可能となる点である。
The fourth effect of the present invention is that since efficiency is optimized using a plant model built into the control system, the influence of noise and detection errors is greater than in the conventional method, which optimizes efficiency based on actual measured values. The point is that stable and highly accurate optimization is possible without being affected by

本発明による第5の効果は、補機運転台数の切替を伴な
う大幅負荷変動を行なうプラントにおいても安定な効率
最適化制御特性が得られることである。
A fifth effect of the present invention is that stable efficiency optimization control characteristics can be obtained even in a plant that undergoes large load fluctuations accompanied by switching of the number of operating auxiliary machines.

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

第1図は、第2図に示す本発明の制御ンステムとの対比
させて、従来方式の制御/ステムの構造的差異を説明す
るだめのもの。 第2図は、第1図に示した従来方式の制御/ステムとの
対比させて、本発明の制御/ステムめm造的′#徴を説
明するだめのもの。 第3図は、効率最適化制御ンステムの基本機成を示す。 第4図は、効率最適化制御の基本処理手順を示す。 第5図は、効率最適化制御過程の1例を示す。 第6図は、02過剰率に対するプラント効率の狩性を示
す。 第7図は、第7図の特性に基づき0□過剰率についての
初期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。 第8図は、パラレルダンパ開度に対するプラント効率及
びガス丹循環流量の特性を示す。 第9図は、第8図の特性に基づきパラレルダンパ開度に
ついての初期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。 第10図は、復水器真空度に対するグラノド効率、循環
水流量、及び循環水温度上昇幅の特性を示す。 第11図は、復水器真空度に対するプラント効率の特性
を負荷レベル及び海水温度をパラメータとして示す。 第12図は、第11図の特性に基づき復水器真空度につ
いての初期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。 第13図は、負荷変動に伴なう最大効率探索手段の動作
区間及び休止区間を示す。 第14図は、負荷変動と補機運転台数切替に伴なう最大
効率探索手段の動作区間及び休止区間を示す。 第15図は、第14図に示した目的を実現するだめの処
理手段を示す。 100・・・プラント、2・・・制御/ステム、3・・
・最大効率探索手段、4・・・状態フィードバック、5
・・・最適操作量、L立J・・・制御ンステム、23.
0・・・最大効率探索手段、240・・・プラントモデ
ル、且・・・試行操作量、IO・・・プラント効率、1
1・・・最適操作量。 ・1191 才)5 第10 才) 私2a 第30 84図 第5″a 箋6a 処7(θ2慢f)千) 犯7 口 96 %f3Q /77i20ぐうしルグ〉パ開崖う 猶9 口 %to F2r vt3(復+器触k) 箋130 笛14圏 W、t5 ’fa
FIG. 1 is for explaining the structural differences between the conventional control system and the control system of the present invention shown in FIG. FIG. 2 is for explaining the mechanical features of the control/stem of the present invention in comparison with the conventional control/stem shown in FIG. FIG. 3 shows the basic configuration of the efficiency optimization control system. FIG. 4 shows the basic processing procedure of efficiency optimization control. FIG. 5 shows an example of the efficiency optimization control process. FIG. 6 shows the relationship between plant efficiency and 02 excess rate. FIG. 7 shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the 0□ excess rate based on the characteristics shown in FIG. FIG. 8 shows the characteristics of plant efficiency and gas circulation flow rate with respect to parallel damper opening degree. FIG. 9 shows a method for determining the initial trial point and operation amount limit for the parallel damper opening based on the characteristics shown in FIG. FIG. 10 shows the characteristics of granoid efficiency, circulating water flow rate, and circulating water temperature rise width with respect to the degree of vacuum of the condenser. FIG. 11 shows the characteristics of plant efficiency with respect to condenser vacuum degree using load level and seawater temperature as parameters. FIG. 12 shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the condenser vacuum degree based on the characteristics shown in FIG. 11. FIG. 13 shows the operating section and the stopping section of the maximum efficiency search means due to load fluctuations. FIG. 14 shows the operation section and the stop section of the maximum efficiency search means due to load fluctuations and switching of the number of operating auxiliary machines. FIG. 15 shows processing means for realizing the purpose shown in FIG. 14. 100...Plant, 2...Control/Stem, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...optimum operation amount, L standing J...control system, 23.
0... Maximum efficiency search means, 240... Plant model, and... Trial operation amount, IO... Plant efficiency, 1
1...Optimum operation amount.・1191 years old) 5 10th year old) I2a 30 84th figure 5''a note 6a 7 (θ2 arrogant f) 1000) criminal 7 mouth 96 %f3Q /77i20guushirug〉paopen cliff Uyuu9 mouth%to F2r vt3 (return + instrument touch k) note 130 whistle 14 area W, t5 'fa

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.0□過剰率、パラレルダンパ開度、復水器真空度の
うち少なくとも1つを運用制御上の操作パラメータとす
る火力発電プラントの該パラメータの操作量の関数とし
てプラント効率を求めること、該プラントを用いて前記
パラメータの操作量を決定することを有し、前記プラッ
ト効率を用いた試行操作により効率を最大ならしめる操
作量を決定する制御方法において、所定幅以上の負荷変
動を検知し、補機運転台数切替/−ケンスが作動中であ
ることを判定し、プラントが熱的に平衡状態になったこ
とを判定し、前記負荷変動検知時もしくは前記ンーケン
ス作動開始時から前記プラントが熱平衡状態になったこ
とを判断するまでは前記最大効率探索動作を休止するこ
とを特徴とする火力発電プラントの効率最適化制御方法
1.0□ Determining plant efficiency as a function of the manipulated variable of a thermal power plant in which at least one of the excess rate, parallel damper opening, and condenser vacuum is an operating parameter for operational control; In a control method, the control method includes determining an operation amount of the parameter using a plant, and determining an operation amount that maximizes efficiency through a trial operation using the platform efficiency, wherein load fluctuation of a predetermined width or more is detected; Switching the number of auxiliary machines in operation/- Determine that the engine is in operation, determine that the plant has reached a thermal equilibrium state, and change the plant to a thermal equilibrium state from the time the load change is detected or from the time the engine starts operating. An efficiency optimization control method for a thermal power plant, characterized in that the maximum efficiency search operation is suspended until it is determined that the maximum efficiency has been reached.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9436168B2 (en) 2009-11-09 2016-09-06 Exergy Limited System and method for maximising thermal efficiency of a power plant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9436168B2 (en) 2009-11-09 2016-09-06 Exergy Limited System and method for maximising thermal efficiency of a power plant

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