JPS5840609A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

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JPS5840609A
JPS5840609A JP13849481A JP13849481A JPS5840609A JP S5840609 A JPS5840609 A JP S5840609A JP 13849481 A JP13849481 A JP 13849481A JP 13849481 A JP13849481 A JP 13849481A JP S5840609 A JPS5840609 A JP S5840609A
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JP
Japan
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efficiency
plant
point
trial
load
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JP13849481A
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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    • 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 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 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 initial trial point with an O2 excess rate m1 which maximizes the plant efficiency within a manipulated variable range where restricted requirements of plant conditions are met is determined as a function of a plant load and atmospheric temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火力発電プラントの制御方法に係シ、特に通常
負荷運転時において海水温度、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 control method for a thermal power plant, and particularly to a method for constantly maintaining plant efficiency at the highest point even when ambient conditions such as seawater temperature and atmospheric temperature fluctuate during normal load operation. This invention relates to a preferred control method.

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一点から効率向
上を図った制御シ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 a single point in time 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、 pJoran et 
al、、l)evelopment andappli
carion of self−optimising
 controlto coal−fired ste
am−generating plant。
There are a few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio (e.g. p, pJoran et al.
al,,l)development andappli
carion of self-optimizing
control to coal-fired ste
am-generating plant.

proc、 IEE、 VOl、 115. No、 
2(1968−2) ) カあるのみである。これら従
来の制御/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内の探索単段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。
proc, IEE, VOl, 115. No,
2 (1968-2)) There is only one. In these conventional control/systems, as shown in FIG. 1, a maximum efficiency search is performed in a single search stage 3 in a control device 2 based on state feedback 4 from a plant 100 to determine an 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ックに基づいて制御
するため、最大効率点即ち最適操作量全見出すのに多大
に時間を要することである。
However, the first problem with the conventional system is that it takes a lot of time to find the maximum efficiency point, that is, the optimum operating amount, because the control is based on state feedback 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
することが困難なため、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
ため、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、実測値を用いるためノイズ及び検出
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, so an efficiency index method is used that uses behavior such as main steam pressure as a substitute for efficiency evaluation. It is a matter of low gender. Furthermore, the third problem with the conventional method is that it is easily influenced by noise and detection errors because it uses actually measured values.

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、荷に、プラン
ト状態に応じて適切な初期試行点を決定できる最大効率
探索手段を有し、プラントの負荷と大気温度の関叡とし
て02過剰率の初期試行点を決定できる火力発電プラン
トの効率最適化制御方法を提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional method in a control method for a thermal power plant, and also to improve the efficiency of the plant from an overall perspective, and to provide a method for controlling a thermal power plant by setting an appropriate initial trial point according to the plant condition. An object of the present invention is to provide an efficiency optimization control method for a thermal power plant, which has a maximum efficiency search means that can determine the maximum efficiency, and can determine the initial trial point of the 02 excess rate as a function of the plant load and atmospheric temperature.

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ム200に内蔵させた効率計算用の
プラントモデルl↓Aを用いて、モデル規範形効率予測
計算を施すことにより、プラント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1!2を求めるという手順kW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、
フリントモデルL土辺を用いて予め求めたプラントの効
率特性とプラント状態の制約条件を考濾して初期試行点
を決定する。即ち、制約条件を侵害しない操作量範囲で
効率を最大ならしめるOt過剰率の初期試行点をプラン
ト負荷及び大気温度の関数として決定する。
In the present invention, in order to overcome the problems of the conventional method, the second
By using the plant model l↓A for efficiency calculation built into the control system 200 shown in the figure, by performing model standard efficiency prediction calculation, it is possible to achieve fast and highly accurate efficiency without being constrained by the response speed of the plant. Achieved 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 a corresponding plant efficiency of 1!2. This is a method of searching for the maximum efficiency point by returning the procedure kW. in this case,
The initial trial point is determined by considering the efficiency characteristics of the plant and the constraints on the plant condition, which were determined in advance using the Flint Model L Tsuchibe. That is, the initial trial point of the Ot excess rate that maximizes the efficiency within the manipulated variable range that does not violate the constraint conditions is determined as a function of the plant load and atmospheric temperature.

第3図は本発明の実施例である効率最適化制御システム
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ために省略した。伺、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 that is 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. In Figure 3, each symbol represents the following.

9aは試行0□過剰率、9bは試行ダノノく開度、9C
は試行復水器真空度、11aは最適02過剰率、11b
は最適ダンパ開度、11Cは最適復水器真空度、13a
は節炭器■13bは節炭器[F])、14は氷壁、15
は1次過熱器、16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d、24は復水器、25は復水、26は低圧給水加熱
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はパラレルダンパ、31は微粉炭ミ
ル、32は空気予熱器、33は押込み通風機、34は吸
引通風慎、40はボイラ、50はタービン、60は給水
系統。
9a is the trial 0□excess rate, 9b is the trial open degree, 9C
is the trial condenser vacuum degree, 11a is the optimum 02 excess rate, 11b
is the optimum damper opening degree, 11C is the optimum condenser vacuum degree, 13a
is the economizer ■13b is the economizer [F]), 14 is the ice wall, 15
is the primary superheater, 16 is the secondary superheater, 17 is the main steam, 18
is a high pressure turbine, 19 is a primary reheater, 20 is a secondary reheater, 21 is reheated steam, 22 is a medium/low pressure turbine, 23 is power generation d, 24 is a condenser, 25 is condensate, 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 damper, 31 is a pulverized coal mill, 32 is an air preheater, 33 is a forced draft fan, 34 is a suction 40 is the boiler, 50 is the turbine, and 60 is the water supply system.

効率に影響?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過剰率m1、パ
ラレルダンノく開度m、、[水器真空度m3の3つを選
択踵これを一例として最適化することにした。最大効率
探索のた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た。今、
試行点1に対応した試行操作量m占m2′を効率計算用
の7リントモデルL工りに与え、定常値としての効率η
1を求める。試行点2,3についても同様にηミ、ηS
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m7.m、’に対応した効率η4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
から同様に新たな試行点5を求める。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346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。
Does it affect efficiency? Although there are many operating parameters, in the explanation of this embodiment, we selected three that have a relatively large effect: 02 excess ratio m1, parallel opening degree m, and water container vacuum degree m3. I decided to do it. The complex method, which is one of the extreme value search methods, is used as the basic algorithm for maximum efficiency search. 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 m2' corresponding to trial point 1 is given to the 7-lint model L machine for efficiency calculation, and the efficiency η as a steady value is calculated.
Find 1. Similarly for trial points 2 and 3, ηmi, ηS
seek. Among these, the point where the efficiency is the lowest (in this case 1
) and the center of gravity of the remaining point (in this case, on line segments 2 and 3), select a new trial point 4 on the extension of the straight line, and set the trial operation amount m7. Find the efficiency η4 corresponding to m,'. Here, a new triangle 234 is created excluding trial point 1.
Similarly, a new trial point 5 is determined from . At this time, if the trial point 5 violates the constraint conditions of the plant state quantity, the process returns to the trial point 6 within the defined domain, and a new triangle 346 is used to determine the trial direction. By repeating this trial method, the maximum efficiency point (7 in this case) can be reached.

この点に対応した操作量が最適値(この場合m 、’、
、 m2’ )であり、プラントに対する実際の操作出
力となる。
The manipulated variable corresponding to this point is the optimal value (in this case m,',
, m2'), which is the actual operating 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、これに追従上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.

mI:操作量 l=10□過剰率(%) i−2パラレルダンパ開度(%) 夏−3復水器真空度(mmHg) 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。
mI: Manipulated amount l = 10□ Excess rate (%) i-2 parallel damper opening degree (%) Summer-3 condenser vacuum degree (mmHg) Here, m2 may indicate the parallel damper opening degree. , here defined by the following equation.

ここで、Gs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
衣わしNGRは1次再熱器19、節炭器[F])13b
が配置されているガス通路でのガス流量を表わす。
Here, Gs determines the gas flow rate in the gas passage where the primary superheater 15 and the economizer (A) 13a are arranged in FIG. ])13b
represents the gas flow rate in the gas passage where is located.

町・・・・m 、、、・:操作量上、下限i−10,過
剰率上、下限 I−2パラレルダンパ開度上、下限 !−3復水器真空度上、下限 Gc L wax HαL1工:復水器循環水流量上、
下限(Kg / 5ec) 9丁・・・:復水器循環水温度上昇幅上限1)Y、エ 
:低圧タービイ排気湿り度上限(%)Gan mat 
@ G ORlal m :ガス再循環流量上、下限(
Kg / sec ) 巨Uアヨロ 初期シンプレックスの形成初期試行点m、
’(j=1〜3)は上記制約条件を全て満足するものと
し、m、、m2.m、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)個の点はレリえば一掻乱数rj(j=2〜
k)を用いて次式により決定する。
Town...m ,,,...: Operation amount upper limit, lower limit i-10, excess rate upper limit, lower limit I-2 parallel damper opening upper limit, lower limit! -3 Condenser vacuum level upper limit, lower limit Gc L wax HαL1 construction: Condenser circulating water flow rate upper limit,
Lower limit (Kg / 5ec) 9 pieces...: Upper limit of condenser circulating water temperature rise 1) Y, E
: Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (%) Gan mat
@ G ORlal m: Gas recirculation flow rate upper and lower limits (
Kg / sec) Giant U Ayoro Initial trial point for formation of initial simplex m,
'(j=1 to 3) satisfy all of the above constraints, and m,, m2. In the three-dimensional space created by m, a polygon (called a simplex) with angles (-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 set as an initial trial point m-, and the remaining (k-1) points are set as one random number rj (j=2 to
k) using the following formula.

m、j=m、 、nl、 +r 1(m、 、、、 −
m、 ffl、、、)    −(2)但し、0<rj
<1 このようにして決定したm 、j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η’(j=1〜6)がプラントモデル240
を用いて得られる。
m, j=m, , nl, +r 1(m, , ,, -
m, ffl,,,) −(2) However, 0<rj
<1 Although m and j determined in this way always satisfy the constraints as manipulated variables (this is called an explicit constraint),
Constraints as process state quantities (referred to as implicit constraints) 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 η' (j=1 to 6) corresponding to each point determined through the above trial is calculated as the plant model 240.
obtained using

F画工]ロ重心の計算 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molを求める。今、効率最低点を」=1と
するとmQ、は次式で表わされる。
F Artist] B Calculation of center of gravity Here, the center of gravity mol 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 efficiency point is 1, mQ is expressed by the following equation.

Ση11 j+2 また、効率最低点から重心までの距離ΔmQ、は次式で
表わされる。
Ση11 j+2 Further, the distance ΔmQ from the lowest efficiency point to the center of gravity is expressed by the following equation.

Δm(、1= mQ I −m 、’        
  −・・(4)「アE■弓新試行点の決定 新たに試行する方向を、最低効率点から重心方向にとり
、両点間の距離ΔmQlのα1倍だけ重心から延長した
点を新試行点とし、これをmと1とすると、 m、” ’= mQ 、 +a 量ΔmQ l    
   ・=・(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。
Δm(, 1= mQ I −m,'
-... (4) ``A E■ Determination of new bow trial point The new trial direction is taken from the lowest efficiency point to the direction of the center of gravity, and the point extending from the center of gravity by α1 times the distance ΔmQl between the two points is the new trial point. And if this is m and 1, then m, "' = mQ, +a quantity ΔmQ l
・=・It is expressed as (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、m 
、  =m、 、e、、            ・・
・(5)とし、下限mlff11゜を侵害する場合は、
m、” ’ =m 1 、、、           
           ・・−(7)とする。
That is, the upper limit m1. ,,,! m.
, =m, ,e,,...
・If (5) violates the lower limit mlff11°,
m,” ' = m 1 ,,,
...-(7).

仄蓮■三I効率計算 効率計算用のプラントモデルL土工を用いて、新試行点
m、”’に対応した効率ηに+1を求める。
组蓮■三I Efficiency Calculation Using the plant model L earthwork for efficiency calculation, calculate +1 for the efficiency η corresponding to the new trial point m, ``''.

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。
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、シール蒸
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統及びプ
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 seal 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.

区戸■ヨヨ 制約条件監視 効率計算用のプラントモデルリ」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m、”’
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αNを修正して5TEP
−3に戻る。
If the process state calculated by "Plant Model for Constraint Monitoring Efficiency Calculation" violates the implicit constraint, the trial point m, "'
All related information is invalidated, and the process returns to 5TEP-3 to determine a new trial point. In this case, considering the causal relationship between the operation and the process state, αN is corrected according to the following formula, and 5TEP
- Return to 3.

・・・(8) GCIF−1−)U(DT>DT−−りU(Y>Y、、
、)       ・・・(9)ことで、02過剰率に
対するα、は修正しない。
...(8) GCIF-1-)U(DT>DT--riU(Y>Y,,
, )...(9) Therefore, α for the 02 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,
This is because the implicit constraint conditions are not violated.

ロ鐙Iヨロ収束判定 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η1.
!及びη、、1.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。
The maximum and minimum efficiencies among the efficiencies corresponding to the new trial point and each point constituting the original simplex are determined by η1.
! and η, 1. Then, it is determined whether the maximum efficiency point has been reached or not according to the following equation.

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
。最大点に達したならばη、、、!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, η,,! The operation amount corresponding to 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.

ロ厖剪正−ロ効率向上方向判定 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。
(b) Pruning - (b) Efficiency improvement direction determination 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. Proceed to the next 5TEP-8. If you do not want to output the operation, continue with the next 5 TEP-
Proceed to step 8. 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.

20新シンプレツクスの形成 元の77プレツ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
に個の点から新たなシンプレックスを形成し、5TEP
−2に戻る。
20 Among the points that make up the 77 plexes from which the new simplex is formed, the operating point showing the lowest efficiency is excluded, new trial points are added, and a new simplex is formed 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一例を第5図
に示す。本図は、操作パラメータである02過剰率m1
、パラレルダンパ開度m2、復水器真空度m、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、7〜1
1の点を結ぶ実線は最適操作過程である。例えば、m、
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、m、につぃては、最適点の近傍ま
で来ているが、最適点には達していない。
Next, an example of the efficiency optimization control process according to the present invention is shown in FIG. This figure shows the operating parameters 02 excess rate m1
, parallel damper opening m2, condenser vacuum degree m, tension 3
It is a projection of trajectories each moving toward an optimal value in a dimensional space onto three planes. In this figure, 1 to 6 are the vertices of the initial simplex, 7 to 11 are 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 1
The solid line connecting the 1 points is the optimal operation process. For example, m,
Looking at the relationship between and m2, the optimum point is reached in the 11th trial. However, although m 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
ml11とシンプレックスの大きさを如何に決定するか
は、最大効率探索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mIiを選ぶべきであり、また、このml
’と操作許容限界までの距離に応じて初期ノンプレック
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 ml11 and the size of the simplex in the initial simplex formation step 1 is an important issue that affects the convergence of the maximum efficiency search. In order to improve convergence, the initial trial point mIi should be selected at a point with the highest possible efficiency, and this ml
We thought that the size of the initial nonplex should be determined according to the distance between ' and the allowable operating limit, and adopted the following method.

第6図は02過剰率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30Cのときの、点
線が10Cのときの効率特性である。m、の許容域とし
ての上限及び下限はボイラ排ガス規制値、燃料の安定性
、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”
I工、工(ト)、下限m、ffi、、(ト)を表わすこ
とができ、負荷りと大気温度Tの関数として最大効率点
に対応する操作量mr M(L + T a )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
き定するために、mt’を除く初期/ンプレックスの頂
点のm1座標m+’(j =2〜k)を次式で決定する
FIG. 6 shows the relationship between the plant efficiency and the 02 excess ratio m1, and also shows the influence of atmospheric temperature on the efficiency characteristics. In other words, the solid line represents the efficiency characteristics when the atmospheric temperature is 30C, and the dotted line represents the efficiency characteristics when the atmospheric temperature is 10C. The upper and lower limits of the permissible range of m are determined by boiler exhaust gas regulation values, fuel stability, fan capacity, etc., and vary depending on the load level. From this characteristic, the upper limit of the manipulated variable is determined as a function of the load.
The lower limit m, ffi, , (g) can be expressed, and the manipulated variable mr M (L + T a ) corresponding to the maximum efficiency point can be expressed as a function of the load and the atmospheric temperature T. be able to. Therefore, as shown in FIG. 7, the initial trial point determination unit 96 calculates m1 coordinates m+' (j = 2 to k) are determined by the following formula.

・・・(11) 但し、rl’%、:(m、、、、、+1””、、、、)
/2.  rj  は−掻乱数(0<r−’く1)、K
LIは定ff(0(I(Lt<1)である。
...(11) However, rl'%: (m, , , +1"", ,,,)
/2. rj is - random number (0<r-'ku1), K
LI is constant ff(0(I(Lt<1).

第9図はパラレルダンパ開度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。m、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)1
3 aのアソンユヵットを防止するだめのアッシュカッ
ト防止限界特性すで定まる。また、下限は1次再熱器1
9及び節炭器G3)13bに対するアッシュカット防止
限界特性c1ガス再循環流量低下に伴なうN Ox濃度
の上昇を抑制するためのN Ox対策下限特性d1及び
再熱蒸気温度安定化下限特性eで定まる。m、U2゜m
24)、 、 m213. m、L、 、 m2L、は
夫々特性a、b。
FIG. 9 shows the relationship between the plant efficiency and the gas recirculation flow rate with respect to the parallel damper opening m2. The upper limit of the allowable range of m is the gas recirculation fan capacity limit characteristic a
and primary superheater 15 and economizer (A) 1 using high-speed gas flow.
The ash cut prevention limit characteristics of the device that prevents assonyu cut in 3 a are already determined. Also, the lower limit is the primary reheater 1
9 and economizer G3) 13b, ash cut prevention limit characteristic c1, NOx countermeasure lower limit characteristic d1 for suppressing the increase in NOx concentration due to a decrease in gas recirculation flow rate, and reheat steam temperature stabilization lower limit characteristic e It is determined by m, U2゜m
24), , m213. m, L, , m2L are characteristics a and b, respectively.

c、d、eで定まる限界点であり、この図の場合はm 
2L3  とm、U、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、
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。
It is the limit point determined by c, d, and e, and in the case of this figure, m
The range between 2L3 and m, U 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,
This is to keep the reheated steam temperature constant by lowering the gas recirculation flow rate.

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.、tとm2山は第
10図に示すようにして決定する。即ちm2.、!は、
ガス再循環ファン許容限界計算手段102で得られた上
限m、Q2とアッシュカット防止上限計算手段103で
得られた上限m 、、U 、のうち低い方の値を低値選
択手段107により決定する。また、m、w、、は、ア
ッシュカット防止下限計算手段104で傅られた下限m
2L8、NOx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m、L、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、m2U21m2
L2゜m2L、は負荷りの関数として計算され、m2g
、  。
Since the five operating permissible limits shown in FIG. 9 change depending on the load level, the final permissible limit m2. , t and m2 peaks are determined as shown in FIG. That is, m2. ,! teeth,
The lower value of the upper limit m, Q2 obtained by the gas recirculation fan permissible limit calculation means 102 and the upper limit m, , U obtained by the ash cut prevention upper limit calculation means 103 is determined by the low value selection means 107. . Further, m, w, , are the lower limits m determined by the ash cut prevention lower limit calculation means 104.
2L8, the lower limit m2L2 obtained by the NOx countermeasure lower limit calculation means 105, and the reheat steam temperature stabilization lower limit calculation means 106
The maximum value selection means 108 determines the largest value among the lower limits m and L obtained in the above. Here, m2U21m2
L2゜m2L, is calculated as a function of load, m2g
, .

m2L、は燃焼ガス体積流量VGAS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1
01により負荷の関数として計算される。
m2L, is calculated as a function of the combustion gas volumetric flow rate VGAS. In addition, VGAs are the combustion gas volumetric flow rate calculation means 1
01 as a function of load.

第9図に示すように、m2が大きくなるにつれガス再循
環流量が増大し、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.。にあると
見做して、初期試行点m2′ヲこれに選ぶ。また、m、
の場合と同様に、初期ノンブレックスの大きさをm21
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
、m21を除く初期ノンプレツクスの頂点のm2座標m
2J(J=2〜k)を次式で決定する。
As shown in FIG. 9, as m2 increases, the gas recirculation flow rate increases and the gas recirculation fan power increases accordingly, so the plant efficiency has a drooping characteristic.
The point of maximum efficiency is always the lower limit of the operating tolerance limit m2. . , and select the initial trial point m2' as this. Also, m,
As in the case of , the initial non-breech size is m21
The m2 coordinates of the vertices of the initial nonplex excluding m21 are determined according to the distance from
2J (J=2~k) is determined by the following formula.

・・・(12) 但し、m2−(m、 、、、、+m2....)/2.
 rJは一様乱数(0<r’くl )、KL、は定数(
0<K Lt<1 )である。      − 第10図は覆水器真空度m、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、
m、の低下と共に循環水流量が低下するため循環水温度
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f、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量
下限特性g1及び循環水に含まれるブランク゛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、これらにより規定される操
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
rのときの、また点線は18Cのときの効率を示す。そ
こで、初期試行点mノを決定する 。
...(12) However, m2-(m, , ,, +m2...)/2.
rJ is a uniform random number (0<r'kl), KL is a constant (
0<K Lt<1 ). - Figure 10 shows the relationship between plant efficiency, circulating water flow rate, and circulating water temperature rise width with respect to water coverr vacuum degree m. 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,
Since the circulating water flow rate decreases as m, decreases, the circulating water temperature rise increases. Here, the operating permissible range is defined by the circulating water flow rate upper limit characteristic f determined by the circulating water pump capacity, the circulating water flow rate lower limit characteristic g1 that limits the scale deposition rate in the cooling pipe, and the protection of blank tons contained in the circulating water. This is the upper limit characteristic of the circulating water temperature rise. The above limits are determined at the plant planning stage and do not change during operation, but the allowable operating range defined by these limits 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 dotted line shows the efficiency at 18C. Therefore, an initial trial point m is determined.

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・m 3 B * x
 (IJ)、下限”3+zljυ、最大効率点に対応す
る操作量m3M(L)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 、・・四・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
許容限界で最大効率が期待できる点に初期試行点m、1
を選ぶ。次に初期シンプレックスの大きさf、m3’か
ら操作許容限界までの距離に応じて決定するために、’
m、’ を除く初期シンプレックスの頂点のm、座標”
a’(j−2〜k)を次式で決定する。
For this purpose, an initial trial point determining means 109 as shown in FIG.
Use. In this means, based on the characteristics shown in FIG.
Upper limit of manipulated variable as a function of load・m 3 B * x
(IJ), lower limit "3+zljυ, represents the manipulated variable m3M(L) corresponding to the maximum efficiency point, and seawater temperature Tc
With parameters as Tc = T, , T2 , 4・T
We have prepared characteristic functions corresponding to . Therefore, the 12th
As shown in the figure, the initial trial point determination means 109 sets the initial trial point m, 1
Choose. Next, in order to determine the initial simplex size f, depending on the distance from m3' to the operational tolerance limit, '
m, coordinates of the vertices of the initial simplex except m,'
a'(j-2~k) is determined by the following equation.

・・・(13) 但し、F6 s= (” 3 mat十”3mJ / 
2、r」は−掻乱数(0<r’く1)、KL3は定数(
o < KL3く1)である。
...(13) However, F6 s= (" 3 mat 10" 3 mJ /
2, r'' is a -random number (0<r'ku1), KL3 is a constant (
o < KL3ku1).

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.、、f(l=1〜3)及び下
限” 1m1a (’ 〜1〜3 )は、いずれも陰の
制約条件を考隙したものであり、(2)式で用いている
陽の制約条件とは意味が異なる。
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. ,,f(l=1~3) and the lower limit "1m1a ('~1~3)" are all taken into account the implicit constraint, and are the same as the explicit constraint used in equation (2). have different meanings.

従って(11) (12) (13)式で決定する初期
ノンプレノクスノ各頂点座標m+’(’=1〜3.J 
=2〜t<)が陽の制約条件を侵害する場合は、(6)
(7)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(11) (12) (1a)式
における定数KLI(1=1〜3)の値は、ンばニレ−
ジョ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。
Therefore, each vertex coordinate m+'('=1~3.J
If =2~t<) violates the explicit constraint, then (6)
Using the same concept as equation (7), each vertex coordinate is set under explicit constraint conditions. In addition, the value of the constant KLI (1=1 to 3) in equation (11), (12), and (1a) is
By analyzing the control characteristics using the method, appropriate values suitable for the plant to be controlled can be determined.

本発明の実施例に関する以上の説明では、負荷変動及び
補截運転台数切替に伴なうプラン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 plant due to load fluctuations and switching of the number of units in supplementary operation has not been mentioned, but this will be explained below.

プラントは大きな熱容量をもつため、過渡時に真の効率
を把握することは困嫉である。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1゜と
しサンプリング間隔Δtで過去n点までの負荷L(to
)、L(to−Δt)、・・・・・・L(to−nΔt
)のうち最大値をLゆ□、最小値をLmtmとし、 Lrmax  LInte >εL       ”・
・(14)ならば負荷変動が有ったと見做す。即ち第1
3図の時刻t2までは(14)式に従って定常負荷と見
做し、t2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t、までは最大効率探索手段2
30は休止している。t、以降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、nΔ【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。
Because plants have large heat capacities, it is difficult to know their true efficiency during transients. 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 assumed to be 1°, and the load L (to
), L(to-Δt),...L(to-nΔt
), the maximum value is Lyu□ and the minimum value is Lmtm, Lrmax LInte >εL ”・
- If (14), it is assumed that there was a load fluctuation. That is, the first
Until time t2 in FIG. 3, the load is regarded as a steady load according to equation (14), and after detecting load fluctuation at t2, the maximum efficiency search means 230 is stopped. Maximum efficiency search means 2 is used until time t, when the plant is in a thermally transient state even after the load change is completed.
30 is on hiatus. From t onwards, it is assumed to be in a steady state and the operation resumes. 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 nΔ[, 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囚に示すように、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
動作中及び台数切替結果必要となる熱平衡化時間t8だ
け経過してから最大効率探索手段230を動作させる。
That is, as shown in Figure 14, if the example shown in Figure 13 is accompanied by a change in the number of auxiliary machines in operation, during the sequence of changing the number of auxiliary machines and as a result of the change in the number of machines, the required heat equilibration time t8 has elapsed. 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、切替ンーケンス作動中と18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 operation will be stopped only during the switching sequence and 18 hours.

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、7−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、切替シーケンス光子
後の時間tA1計時するだめのタイマをリセットし、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【ムを計時手段114で計時すゐ。
FIG. 15 shows the processing procedure of the embodiment for the above purpose. This process operates at a period of Δt, and the 7-can operation determination means 111 determines whether the sequence for switching the number of auxiliary machines in operation is in operation, and if it is in operation, the timer reset means 112 Then, the timer for measuring the time tA1 after the switching sequence photon is reset, and the operation of the maximum efficiency search means 230 is stopped by the stop command means 113. On the other hand, when the switching sequence is completed, the elapsed time after that is measured by the clocking means 114.

次に、負荷変動状態判定手段115では(14)式に従
って負荷変動中であるが否がを判断する。
Next, the load fluctuation state determination means 115 determines whether the load is fluctuating or not according to equation (14).

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状態判定手
段116でtムとts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1
17にょ−り最大効率探索手段LLQを動作させる。
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 ts. If the state is in thermal equilibrium, the operation command means 1
17. The maximum efficiency search means LLQ is operated.

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、o2過剰率に関する初期試行点m1
を負荷りと大気温度T、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 、tを決定する
方式としても制御特性を大幅に悪化する必配はない。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 o2 excess rate is
is determined by considering both the load and the atmospheric temperature T. However, since the influence of atmospheric temperature on plant characteristics is relatively small, it is not necessarily necessary to take atmospheric temperature into account, and even if the initial trial points m and t are determined by simply considering the load, the control characteristics will deteriorate significantly. There is no need to do so. In addition, as shown in Fig. 4, when the manipulated variable converges to the maximum efficiency point, the initial simplex is formed again by the method shown in Figs. 6 to 12. As long as the operation of the maximum efficiency search means 230 is not interrupted due to switching of the number of operating vehicles, etc., the control characteristics will not be impaired even if the method 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う(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
化が可能である。その第1の方法は、シンプレックスを
形成するに個の頂点のうち、効率が低い方からp個の点
−の重心と残りの(ト)−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p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t<t=X〜p)番目の点をiいた重心を通る直線方
向に新たな試行点をt個決定する方法でアル。また、第
3の方法は、シンプレックスC7) 1ir4□ rr
l ’G 1を求める際に、“(3)式を用いて各頂点
の効率η、jを直接重み係数とする代りに、標準値ηに
対する差分η11−ηを重み係数とする次式で求める方
法である。
Further, in this embodiment, the direction of the new trial point is determined to be the direction of the center of gravity expressed by equation (3), which is the vertex of the simplex where the efficiency is the lowest, but it is not necessarily necessary to set it in such a direction. Stable efficiency optimization is also possible by the following method. The first method is to create a new line on a straight line that passes through the center of gravity of p points with the lowest efficiency and the center of gravity of the remaining (g)-p) points among the vertices forming the simplex. This is a method of determining trial points. In addition, the second method divides the k vertices into group A, which consists of p vertices with lower efficiency, and group B, which consists of the remaining q vertices, and calculates t<t= from the lowest efficiency point of both groups. Al. Also, the third method is simplex C7) 1ir4□ rr
When calculating l 'G 1, instead of using equation (3) and using the efficiency η,j of each vertex directly as a weighting coefficient, use the following equation to use the difference η11-η with respect to the standard value η as a weighting coefficient. It's a method.

j−ま ただし、ηは負荷レベルに応じて修正するのが望ましい
。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。捷だ、(
15)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、車行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。
However, it is desirable to modify η according to the load level. In the first and second methods described above, stable convergence can be expected without being affected by the singularity of the lowest efficiency point. It's Kade (
Compared to equation (3), the third method based on equation (15) more accurately determines the effect on the amount of operation and the direction of maximum inclination for driving performance, and determines a new trial point, resulting in better convergence. can be expected.

まだ、本′実施例に罫いて、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、シンプレックスの頂点
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くに/2の範囲で選ぶと有効である。
Still, based on this example, if the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of the points constituting the original simplex, even if the maximum efficiency point has not been reached, the operation output can be applied. , avoiding sudden changes in the amount of operation. Furthermore, in order to increase this effect, it is also effective to select n vertices from the ones with the highest efficiency at the vertices of the simplex and use their center of gravity as the actual manipulated variable. In this case, it is effective to select the value of n within the range of 2/2.

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(8)(9)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(8)(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 αI分αI (1−β)        ・・・(16
)に従ってαlを修正するのが望ましい。ただし、上式
においてβ=0.2程度とすればよい。また、別の方法
として、隙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、シンプレックスにおける
効率最低点での状態量をxl、新試行点での状態量をx
2、制約条件をX、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。
In addition, in this example, if the process state at the new trial point violates the implicit constraint, only the manipulated variables directly related to the violated constraint are retreated according to equations (8) and (9). There is. However, since the causal relationship between the process state where the constraint is imposed and the manipulated variable does not necessarily have a one-to-one correspondence, equations (8) and (9) can be used as is for the manipulated variable that is directly related to the violated constraint. For manipulated variables that are not directly related, αI minute αI (1-β) ... (16
) is desirable. However, in the above equation, β may be approximately 0.2. Another effective method is to estimate the operation amount limit based on the degree of violation of the clearance constraint condition and to 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, the state quantity at the lowest efficiency point in the simplex is xl, and the state quantity at the new trial point is x
2. Assuming that the constraint condition is X, in order to correct α and retreat the manipulated variable to the limit value, α' can be obtained by linear interpolation using the following equation, for example.

実際には非線形性を考慮して補正係数ξ(0<ξ<1)
を用いて次式で新試行点を決定することになる。
In reality, the correction coefficient ξ (0<ξ<1) takes into account nonlinearity.
The new trial point will be determined 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2307−−−−ゝ 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ょシ、
最大効率探索手段23旦が動作する機会を多くすること
ができる。
Furthermore, in this embodiment, the maximum efficiency searching means 2307 is activated or deactivated depending on the load fluctuation state and the switching of the number of auxiliary machines in operation. The load fluctuation monitoring interval nΔt shown does not necessarily have to be constant, and may just be the minimum necessary time for the plant to reach a thermal equilibrium state. Therefore, it is recommended to make adjustments sequentially depending on the load level and load fluctuation range.
It is possible to increase the chances that the maximum efficiency search means 23 operates.

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1sも上記
理由により負荷レベルに応じて修正することが望ましい
。この18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高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. Furthermore, it is desirable that the time required for heat equilibrium, 1 s, associated with switching the number of auxiliary machines in operation be modified in accordance with the load level for the above-mentioned reasons. Since this number 18 also varies depending on the type of auxiliary equipment whose number is to be changed, it is desirable to modify the number of auxiliary equipment in consideration of the load level and the type of auxiliary equipment. Thereby, it is possible to increase 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、最適化機能の稼
動率を大幅に向上できる点である。従来方式においては
最適化に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り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 function. In the conventional method, optimization takes 30 to 60 minutes; this means that if the steady load condition continues any longer, the optimization function will not function. 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ているため、効率インデックス法に
基づ諭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, the plant efficiency directly calculated using the plant model built into the control system is used, so the efficiency can be indirectly detected based on the efficiency index method. Compared to the conventional method,
The point is that the convergence accuracy 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2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 effects of noise and detection errors are greater than with conventional methods that optimize 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、Ot過剰率の初期試行点を
常に最大効率点近傍にとることができるため、いかなる
プラント負荷及び大気温度においても最大効率点への収
束性が極めて良好となる点である。
The fifth effect of the present invention is that since the initial trial point of the Ot excess rate can always be set near the maximum efficiency point, the convergence to the maximum efficiency point is extremely good under any plant load and atmospheric temperature. It is.

【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7ステムとの対比
させて、従来方式の制御シ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
御システムとの対比させて、本発明の制御システムの構
造的特徴を説明するためのもの。第3図は、効率最適化
制御システムの基本構成を示す。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
過程の一例を示す。第6図は、0.過剰率に対するプラ
ント効率の特性を示す。第7図は、第7°図の特性に基
づきO8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再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1
0図は、復水器真空度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ための処
理手段を示す。 100・・・プラント、2・・・制御システム、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、灸1旦・・・制御システム、;30
・・・最大効率探索手段、器工旦・・・プラントモデル
、ユ・・・試行操作量、10・・・プラント効率、11
・・・最適操作量10 第 20 嶋 3区 j4−   32             23ムL
ス5I21 第60 yn4((h通側章) 笥7図 6 第 δ ロ ア7?2()ぜうしルダじべ関&) 第9囚 躬to O 躬 11  口 m−3(イ夏)1(器、l聾徊度ジ シ13E1 賦 140
FIG. 1 is for explaining the structural differences of the conventional control system in comparison with the control system of the present invention shown in FIG. FIG. 2 is for explaining the structural features of the control system of the present invention in comparison with the conventional control system 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. Figure 6 shows 0. The characteristics of plant efficiency with respect to excess rate are shown. FIG. 7 shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the O8 excess rate based on the characteristics of FIG. 7. FIG. 8 shows the characteristics of plant efficiency and gas recirculation flow rate with respect to parallel damper opening. 9th
The figure shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the parallel damper opening based on the characteristics shown in FIG. 1st
Figure 0 shows the characteristics of plant efficiency, circulating water flow rate, and circulating water temperature rise width with respect to condenser vacuum degree. Figure 11 shows
The characteristics of plant efficiency with respect to condenser vacuum degree are shown 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 system, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...optimum operation amount, moxibustion 1 time...control system, ;30
...Maximum efficiency search means, equipment...Plant model, U...Trial operation amount, 10...Plant efficiency, 11
...Optimum operation amount 10 20th island 3rd ward j4- 32 23 ml
5I21 60th yn4 ((h side chapter) 7th figure 6th δ Roa 7? 2() Zeushi Luda Jibe Seki &) 9th prisoner to O yn4 11 mouth m-3 (Ixia) 1( Equipment, l deafness degree 13E1 charge 140

Claims (1)

【特許請求の範囲】 102過判:lI率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、このプラント効率を用い
て前記パラメータの操作量を決定することと、プラント
効率演算の試行操作により効率を最大ならしめる操作量
を決定することを有し、予め求めたプラントの効率特性
とプラント状態の制約条件を考イして初期試行点を決定
する制御方法において、プラントの負荷の関数として0
2過剰率の初期試行点を決定すること全特徴とする火力
発電プラントの効率最適化制御方法。 2、特許請求の範囲第1項記の制御システムにおいて、
プラントの負荷と大気温度の関数として02過剰率の初
期試行点を決定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。
[Claims] 102 Overjudgment: Determining plant efficiency as a function of the manipulated variable of a parameter of a thermal power plant in which the II rate is an operating parameter for operation control, and determining the manipulated variable of the parameter using this plant efficiency. and determining the amount of operation that maximizes the efficiency through trial operations of plant efficiency calculations. In the control method to be determined, 0 as a function of the plant load.
2. An efficiency optimization control method for a thermal power plant, the main feature of which is determining an initial trial point for excess ratio. 2. In the control system according to claim 1,
An efficiency optimization control method for a thermal power plant, characterized in that an initial trial point of 02 excess rate is determined as a function of plant load and atmospheric temperature.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0515661U (en) * 1990-12-17 1993-02-26 株式会社安川電機 Cooling device for frameless rotating electric machine
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
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0515661U (en) * 1990-12-17 1993-02-26 株式会社安川電機 Cooling device for frameless rotating electric machine
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