JPS5840610A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

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JPS5840610A
JPS5840610A JP13849581A JP13849581A JPS5840610A JP S5840610 A JPS5840610 A JP S5840610A JP 13849581 A JP13849581 A JP 13849581A JP 13849581 A JP13849581 A JP 13849581A JP S5840610 A JPS5840610 A JP S5840610A
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JP
Japan
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efficiency
plant
point
trial
manipulated variable
Prior art date
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Application number
JP13849581A
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 JPS5840610A publication Critical patent/JPS5840610A/en
Pending legal-status Critical Current

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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 the opening extent m2 of the parallel damper 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.

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 the 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
づてから久しいが、プラントを総括的な観点から効率向
上を図った制御システムは未・だ実用化に至っていない
。僅かに、空燃比を操作することによるボイラ効率の最
適比に関する報告(例えば、poMoran et a
l 、 Developmeni andapplic
ation of self−optimising 
controlto coal−fired stea
m−generating plant 。
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. Reports on the optimum ratio of boiler efficiency by slightly manipulating the air-fuel ratio (e.g., poMoran et al.
l, Developmeni andapplic
self-optimizing
control to coal-fired steam
m-generating plant.

proc、 IEE、 voz、 115.42 (x
96’5−2))があるのみである。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。
proc, IEE, voz, 115.42 (x
96'5-2)). In these conventional control systems, as shown in FIG.
Determine ゛.

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 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、特に、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、プラントの負荷の関数としてノ(ラ
レルダ7)(開度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。
The purpose 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 in particular, to provide 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 initial trial point of the opening degree as a function of the load of the plant.

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1±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
ンステムμ用における最大効率探索手段主1」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2
40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、プラ
ントモデル240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慮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
を最大ならしめるパラレルダンパ開度の初期試行点をプ
ラント負荷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 1±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 rapid 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 main 1 for this control system μ is that the plant model 2 is
This is a method of searching for the maximum efficiency point by repeating the procedure of outputting a trial operation amount 9 for 40 and finding the corresponding plant efficiency 10. In this case, the initial trial point is determined in consideration of the plant efficiency characteristics and plant state constraints determined in advance using the plant model 240. That is, the initial trial point of the parallel damper opening 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.

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。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 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 cluttering the diagram. In FIG. 3, each symbol represents the following.

9aは試行02過剰率、9bは試行ダンパ開度、9Cは
試行復水器真空度、lla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(A)、13bは節炭器(B)、14は水壁、1
5は1次過熱器、16は2次過熱器、17は主蒸気、1
8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・低圧ターピ/、23は
発電機、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
吸引通風機、47はボイラ、50はターピ/、60は給
水系統。
9a is the trial 02 excess rate, 9b is the trial damper opening, 9C is the trial condenser vacuum, lla is the optimum 02 excess rate, 11b is the optimum damper opening, 11C is the optimum condenser vacuum, and 13a is carbon saving. container (A), 13b is the economizer (B), 14 is the water wall, 1
5 is the primary superheater, 16 is the secondary superheater, 17 is the main steam, 1
8 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 a generator, 24 is a condenser, 25 is a condensate , 26 is a low pressure feed water heater, 27 is a feed water pump, 28 is a high pressure feed water heater, 29
30 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 draft fan, 47 is a boiler, 50 is a turret, and 60 is a 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過剰率m1.パ
ラレルダンパ開度m3.復水器真空度m、の3つを選択
し、これを−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m、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mj。
Although there are many operating parameters that affect efficiency, in the description of this embodiment, 02 excess rate m1. Parallel damper opening m3. We selected three condenser vacuum degrees, m, and decided to optimize them as an example. 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 m are shown in order to explain the principle of maximum efficiency search using the complex method in an easy-to-understand manner. Now, the trial operation amount mj corresponding to trial point 1.

m;を効率計算用のプラ/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m7 、 m夛に対応
した効率η4を求める。ここで、試行点1ヶ除いて新た
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に戻シ、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シ、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mγ、m7)であり、プラントに対する実際
の操作出力となる。
m; is given to the Pratt model 240- for efficiency calculation, and the efficiency η1 as a steady value is determined. Similarly for trial points 2 and 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). Then, calculate the efficiency η4 corresponding to the trial operation amount m7 and m times. Here, a new trial point 5 is found in the same way from the newly created triangle 234, excluding one trial point. At this time, if trial point 5 violates the constraint condition of the plant state quantity, it is returned to 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. The manipulated variables corresponding to this point are the optimal values (mγ, m7 in this case) and become the actual manipulated outputs 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暫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 according to an embodiment of the present invention. The control algorithm will be explained step by step below. However, the symbols are defined as follows.

m鳥 :操作量 i=1 ot過剰率(%) 1=2 パラレルダンパ開度(%) i=3  復水器真空度(wm Hg、 1ここで、m
2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 bird: Operation amount i = 1 OT excess rate (%) 1 = 2 Parallel damper opening degree (%) i = 3 Condenser vacuum degree (wm Hg, 1 where, m
2 may indicate the opening degree of the parallel damper, but here it is defined by the following equation.

−・=一旦−X100  (%)・・・(1)G s 
+ G R ここで、Gelは第3図において1次週熱m15゜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199節炭器(B)13b
が配置されているガス通路でのガス流量を表わす。
-・=Once -X100 (%)...(1)G s
+ G R Here, Gel represents the gas flow rate in the gas passage where the primary reheater 199 economizer (A) 13a is arranged in FIG. B) 13b
represents the gas flow rate in the gas passage where is located.

m1□X + ml 、11  :操作量上、下限l=
102過剰率上、下限 皿=2 パラレルダ/パ開度上、下限 i=3  復水器真空度上、下限 GCL mHz * GCL +mla  +復水器循
環水流量上。
m1□X + ml, 11: Upper and lower limit of operation amount l=
102 Excess ratio upper, lower limit plate = 2 Parallel da/pa opening upper, lower limit i = 3 Condenser vacuum upper, lower limit GCL mHz * GCL + mla + condenser circulating water flow rate upper.

下限(kg/歎) D丁□、:復水器循環水温度上昇幅上限(C)Y□t:
低圧タービン排気湿り度上限(%)GGm□x + G
GRml++ aガス再循環流量上、下限(kg /s
ec ) 匿Ii弓I初期ン/プレックスの形成 初期試行点m、(1:1〜3)は上記制約条件を全て満
足するもの白し、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)個の点は例えば−掻乱数r
、(1=2〜k)を用いて次式によシ決定する。
Lower limit (kg/『) D□,: Upper limit of condenser circulating water temperature rise range (C) Y□t:
Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (%) GGm□x + G
GRml++ a Gas recirculation flow rate upper and lower limits (kg/s
ec) The initial trial points m, (1:1 to 3) for forming the initial plex are those that satisfy all of the above constraints, m, , m2. , m, form a polygon (called a simplex) with angles (-6 in the case of Fig. 4), and use this 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 -a random number r
, (1=2~k) and is determined by the following equation.

m、=m1111−1−r  (m、lIl、8−m、
1111 ・・・(2)但し、0くr く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3(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, = m1111-1-r (m, lIl, 8-m,
1111...(2) However, ml determined in this way always satisfies the constraint as a manipulated variable (this is called an explicit constraint), but it does not satisfy the constraint as a process state quantity. 3 (this is called the implicit constraint condition) 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 determined by the plant model 240.
obtained using

−w石=ヨ重心の計算 ここでは、7/プレツクスの各点のうち効、率が最も低
い点を除外した(k−11個の点で定義されるシンプレ
ックスの重心mQ、を求める。今、効率最低点をj−1
とするとm(IIは次式で表わされまた、効率最低点か
ら重心までの距離ΔmQ。
-W stone = Yo calculation of the center of gravity Here, we exclude the point with the lowest efficiency and rate among the points of the 7/plex (calculate the center of gravity mQ of the simplex defined by k-11 points. Now, Minimum efficiency point is j-1
Then, m(II is expressed by the following formula, and the distance from the lowest efficiency point to the center of gravity ΔmQ.

は次式で表わされる。is expressed by the following formula.

ΔmG、=mGI−mX     −、、、−・−(4
)7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シ
、両点間の距離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m :”とすると、 m 、”’ wm(、、−f−a 、ΔmG+   ”
・(51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。
ΔmG, = mGI−mX −, , −・−(4
)7 Determining the new trial point Set the direction of the new trial from the lowest efficiency point to the center of gravity, and define the new trial point as the point extended from the center of gravity by α1 times the distance between the two points, ΔmQ, and set this as m: ", then m,"' wm(,, -f-a, ΔmG+ "
- (Represented by 51. 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m 、、、、を侵害する場合は、m、 
  =m、、−〇       ・・・・・・・・・ 
(6)とし、下限m 1.1. f侵害する場合は、m
、+1 =m、、、、            ・・・
・・・・・・  (力とする。   。
That is, if the upper limit m, , , is violated, m,
=m,,-〇 ・・・・・・・・・
(6) and lower limit m 1.1. If f infringes, m
,+1=m,,,,...
・・・・・・ (As a force.

ETI戸請効率計算 効率計算用のプラントモデル240を用いて、新試行点
m、  に対応した効率ηに、l を求める。
ETI outsourcing efficiency calculation Using the plant model 240 for efficiency calculation, find l in 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、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.

区〒i遍■制約条件監視 効率計算用のプラントモデルl]」−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α五を修正して5T
EP=3に戻る。
〒〒〒〒〒〒〒Plant model for constraint monitoring efficiency calculation 〒〒〒〒〒〒〒〒Plant model for constraint monitoring efficiency calculation] - If the calculated process state 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, α5 is corrected according to the following formula, and 5T
Return to EP=3.

U(DT>DT−−−IU(Y>Y−−り  ・・・1
9)ここで、02過剰率に対するα、は修正しない。
U(DT>DT---IU(Y>Y---ri...1
9) Here, α for the 02 excess rate is not corrected.

その理由は、02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 02 excess rate is operated within the limit value, the implicit constraint condition will not be violated.

5TEP−6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η□8
及びη1.とじ、効率最大点に到達したか否かを次式に
従って判定する。
5TEP-6 Convergence Judgment Among the efficiencies corresponding to the new trial point and each point constituting the original simplex, the maximum and minimum efficiencies are calculated as η□8, respectively.
and η1. It is determined whether the maximum efficiency point has been reached or not according to the following formula.

ここに、1は効率最大点到達判定基準である。Here, 1 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η3.8に対応する操作tを出
力し、再び5TEP−1に戻9初期ンンプレツクスを形
成する。最大点に達しなければ次にi〒i雪■に進む。
If the above formula is satisfied, it can be said that the practical maximum efficiency point has been reached. When the maximum point is reached, the operation t corresponding to η3.8 is output, and the process returns to 5TEP-1 to form 9 initial amplifiers. If the maximum score is not reached, proceed to the next step.

8TEP−7効率向上方向判定 新試行点が元の77プレツ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。
8TEP-7 Efficiency Improvement Direction Judgment If the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of the points constituting the original 77 plexes, 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.

b〒i=1新シンプレシンプレック ス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
に個の点から新たなシンプレックスを形成し、5TEP
−2に戻る。
b〒i=1 Among the points that make up the simplex of the new simplex, exclude the operating point that shows the lowest efficiency, add new trial points, and form a new simplex 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、操作ノ(ラメータであるO7過剰率m
1.パラレルダンIく開度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
〜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 operation parameter (O7 excess rate m)
1. Parallel opening degree m2. In the three-dimensional space defined by the condenser vacuum degree m, the trajectories of each moving toward the optimum value are expressed as 3
It is projected onto two 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
The solid line connecting the points ~11 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、m、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 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
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m”凰を選ぶべきであり、また、このmlI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 the point with the highest possible efficiency, and the size of the initial simplex should be determined according to the distance between this mI and the operational tolerance limit. With this in mind, we decided on the following method.

第6図は02過剰率m、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。ml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”1
 mat (L) +下限”t−+−(Ll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mLM (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mj を選ぶ。次に初期7/グレツクス
の大きさを、mlがら操作許容限界までの距離に応じて
決定するために、mlを除く初期シ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 plant efficiency and 02 excess ratio m, and also shows the influence of atmospheric temperature on efficiency characteristics. That is, the solid line is the efficiency characteristic when the atmospheric temperature is 30C, and the dotted line is the efficiency characteristic when the atmospheric temperature is 10C. The upper and lower limits of the allowable range for ml are based on boiler exhaust gas regulation values, combustion stability,
It is determined by fan capacity, etc., but varies depending on the load level. From this characteristic, the upper limit of the manipulated variable as a function of load is ``1''.
mat (L) + lower limit "t-+- (Ll) can be expressed, and the manipulated variable mLM (L, Ta) corresponding to the maximum efficiency point can be expressed as a function of load and atmospheric temperature Ta. Therefore, As shown in Fig. 7, the initial trial point determination unit 96 selects the initial trial point mj at the point where maximum efficiency can be expected within the operational permissible range.Next, the initial trial point mj is determined from the initial 7/Grex size using ml as the operational permissible limit. In order to determine the m1 coordinates m,' (j=2 to k) of the vertices of the initial simplex excluding ml, the following equation is used to determine the m1 coordinates according to the distance to ml.

・・・・・・・・・ αυ 但し、m 、 = (m、 aha、+ ml min
 ) / 2 p ”は−掻乱数(o<r  り1) 
、 K、、は定数(0<KLI <。
・・・・・・・・・ αυ However, m, = (m, aha, + ml min
) / 2 p ” is - random number (o<r ri 1)
, K, is a constant (0<KLI<.

l)である。l).

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
3aのアッシュカットを防止するためのアッ7ユヵソト
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(B)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NoXp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。
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.
3a, the ash cut prevention and prevention limit characteristics for preventing ash cut have already been determined. Also, the lower limit is the primary reheater 1
9 and the ash cut prevention limit characteristic for the economizer (B) 13b C1 NOx countermeasure lower limit characteristic d and reheat steam temperature stabilization lower limit characteristic e for suppressing the increase in NoXp degree due to the decrease in gas recirculation flow rate Determined.

m2at e mtu+ + ”tLs 雪m2L21
 mtLt II’i夫k 特性a、b、c、d、eで
定まる限界点であシ、この図の場合はm21.とm2g
 、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。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m21.ヨとm2
1.は第10図に示すようにして決定する。即ちm2よ
、工は、ガス再循環ファン容量限界計算手段102で得
られた上限m2υ、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、υ1のうち低い方の値を低値
選択手段107によシ決定する。また、m、、、、は、
アッシュカット防止下限計算手段104で得られた下限
m 2 r、 & 、N OX対策下限計算手段105
で得られた下限m、L、、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、1..のうち最も大
きな値を最大値選択手段108によシ決定する。ここで
、m、、、 、 mB、2. m、L、は負荷L+7)
関数として計算され、m、Ut、 m、L、  は燃焼
ガス体積流量Va^8の関数として計算される。また、
VCAllは燃焼ガス体積流量計算手段101にょ9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m21.にあると見做して、初期試行点用を
これに選ぶ。また、mlの場合と同様に、初期ソングレ
ックスの大きさをml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、m4 を除く初期7ンプレツク
スの頂点のm2座標m2(J=2〜k)を次式で決定す
る。
m2at e mtu+ + “tLs snow m2L21
mtLt II'i k This is the limit point determined by the characteristics a, b, c, d, and e. In this figure, it is m21. and m2g
The range between is the permissible operating range. The physical basis for the characteristics shown in Figure 8 is that as m2 is reduced, 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. This is because the temperature control system maintains the reheated 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 m21. Yo and m2
1. is determined as shown in FIG. That is, for m2, the lower value of the upper limit m2υ obtained by the gas recirculation fan capacity limit calculation means 102 and the upper limit m, υ1 obtained by the ash cut prevention upper limit calculation means 103 is selected as the low value selection means. 107. Also, m...
Lower limit m 2 r, & , NO OX countermeasure lower limit calculation means 105 obtained by the ash cut prevention lower limit calculation means 104
The lower limit m, L obtained by , and the lower limit m, L obtained by the reheat steam temperature stabilization lower limit calculation means 106 .. The largest value among them is determined by the maximum value selection means 108. Here, m, , , mB, 2. m, L is load L+7)
m, Ut, m, L, are calculated as a function of the combustion gas volumetric flow rate Va^8. Also,
VCAll is calculated as a function of the combustion gas volumetric flow rate calculation means 1019 load. As shown in Figure 9, m2
The plant efficiency has a drooping characteristic because the gas recirculation flow rate increases as the value increases, and the gas recirculation fan power increases accordingly. Therefore, the point of maximum efficiency is always the lower limit of the operating tolerance limit m21. Assuming that it is, select this for the initial trial point. In addition, as in the case of ml, in order to determine the size of the initial song plex according to the distance from ml to the operational permissible limit, m2 coordinates m2 (J = 2 ~ k) is determined by the following formula.

・・・・・・・・・ αδ 但し、m2 =(rr12 was x +m2 m 
1 o 1 / 2 +  r ’ は−掻乱数(oa
r  くt>、KLIは定数(0(KLI り1)であ
る。
・・・・・・・・・ αδ However, m2 = (rr12 was x + m2 m
1 o 1/2 + r' is - random number (oa
r >, KLI is a constant (0(KLI ri 1)).

第10図は復水器真空度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i、
〜3の低下と共に循環水流量が低下するための循環水温
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ための循環水流
量下限特性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
の一制限は、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
21C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mAを決定するために第12図に
示すような初期試行点内定手段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 s+ax (L) + 下限m5
.!。(L)、最大効率点に対応する操作量m、M(L
)を表わすとともに、海水温度Tcをパラメータとして
T c 、、” T + −、T、2 。
FIG. 10 shows the relationship between the condenser vacuum degree m, plant efficiency, circulating water flow rate, and circulating water temperature rise width. 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. Well,
As the temperature decreases by ~3, the range of increase in temperature of the circulating water increases due to the decrease in the flow rate of the circulating water. Here, the permissible operation range is defined by the circulating water flow rate upper limit characteristic f1 determined by the circulating water pump capacity.
The lower limit characteristic g1 of the circulating water flow rate is for limiting the rate of scale deposition in the cooling pipe, and the upper limit characteristic of the circulating water temperature rise width is to protect the plankton contained in the circulating water. The above restrictions are determined at the plant planning stage and do not change during operation; however, the allowable operating range defined by these limits is greatly affected by the load level and seawater temperature, as shown in Figure 11. , will be done. In the figure, the solid line shows the efficiency when the seawater temperature is 21C, and the dotted line shows the efficiency when the seawater temperature is 18C. Therefore, in order to determine the initial trial point mA, an initial trial point informal determination means 109 as shown in FIG. 12 is used. In this means, based on the characteristics shown in FIG. 11, the upper limit m3 s+ax (L) + lower limit m5 of the manipulated variable is determined as a function of the load.
.. ! . (L), the manipulated variable m corresponding to the maximum efficiency point, M(L
) and the seawater temperature Tc as a parameter, T c ,,” T + −, T,2 .

・・・・・・T、に対応した特性関数を準備している。....A characteristic function corresponding to T is prepared.

従って、第12図に示すように、初期試行点決定手段1
09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mA を選ぶ。次に初期シンプレックスの大き
さを、mlから操作許容限界までk)を次式で決定する
Therefore, as shown in FIG.
In 09, the initial trial point mA is selected at the point where maximum efficiency can be expected within the operational tolerance range. Next, the initial simplex size (k) from ml to the operational tolerance limit is determined by the following equation.

・・・・・・・・・ a′5 但し、〜4 = (”s、ramy +m3 ml。)
/2. r’は一様乱数(o<r  く1)、KL、は
定数(oくKL、く1)である。
・・・・・・・・・ a'5 However, ~4 = ("s, ramy + m3 ml.)
/2. r' is a uniform random number (o<r, 1), and KL is a constant (o, KL, 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m、、、、(i=1〜3)及び下限
” l+m1m  (’ = 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。
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 m, ... (i = 1 to 3) and the lower limit "l + m1m (' = 1 to 3) determined by each means shown in Figs. 7, 9, and 12 are as follows. This takes implicit constraints into consideration, and has a different meaning from the explicit constraints used in equation (2).

従って0υ、 Qa、 Qa)式で決定する初期ノンプ
レノクスノ各頂点座標m’+  (j=1〜3.j=:
2〜k )が陽の制約条件を侵害する場合は、’ (6
) 、 (71式と同様の考え方によシ、各頂点座標を
陽の制約条件の上にとる。また、0υ、、(121,(
13式における定数KLL(i =l〜3)の値は、7
ミユレーシ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。
Therefore, the initial non-prenox noxno each vertex coordinate m'+ (j=1~3.j=:
2~k) violates the explicit constraint, then '(6
) , (Using the same idea as Equation 71, each vertex coordinate is taken on the explicit constraint condition. Also, 0υ, , (121, (
The value of the constant KLL (i = l~3) in equation 13 is 7
By analyzing control characteristics through simulation,
What is necessary is to determine an appropriate value that suits the plant to be controlled.

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 auxiliary machines in 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t。
Because plants have a large heat capacity, it is difficult to understand 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 set to t.

とじサンプリング間隔Δtで過去n点までの負荷L(t
o)、L(’o−Δj)、)−・−L(to−nΔt)
のうち最大値をL@aXj最小値をLl。とじ、L−−
−L−+−> at       −−Q41ならば負
荷変声が有ったと見做す。即ち第13図の時刻t2まで
は04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230は休止している。t
4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図の初期ンン
グレツクス形成ステップ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。
The load L(t
o), L('o-Δj), )-・-L(to-nΔt)
The maximum value is L@aXj and the minimum value is Ll. Binding, L--
-L-+->at--Q41, it is assumed that there was a load change in voice. That is, until time t2 in FIG. 13, the load is assumed to be steady according to formula 04, and after detecting load fluctuation at t2, 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 t, when the plant is in a thermally transient state. t
After 4, it is regarded as a steady state and starts operating again. In this case, the maximum efficiency search means 230 starts its operation from the initial wavelength formation step 1 shown in FIG. Here, the value of nΔt is the transient of the controlled plant,
Use necessary and sufficient values taking into consideration the characteristics.

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。
As long as the operation of the maximum efficiency search means 230 is not interrupted due to load fluctuations or switching of the number of operating auxiliary machines, 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(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
=1〜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t個決定する方法である。また、第3の方法
は、シンプレックスの重心mG1を求める際に、(3)
式を用いて各頂点・の効率η1を直接重み係数とする代
りに、標準値ηに対する差分ηl−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 is also possible by the following method. The first method is to locate a new trial point on a straight line that passes through the centroids of the p points with the lowest efficiency and the centroids of the remaining (k-p) points among the vertices forming the simplex. This is a method to determine. Also, the second method is
The k vertices are divided into group A, which consists of p vertices with lower efficiency, and group B, which consists of the remaining q vertices, and t(t
In this method, t new trial points are determined in a straight line direction passing through the center of gravity excluding the =1 to p)th points. In addition, the third method is (3) when determining the center of gravity mG1 of the simplex.
Instead of using the formula to directly use the efficiency η1 of each vertex as a weighting coefficient, this method uses the following formula to calculate the difference ηl−η with respect to the standard value η as a weighting coefficient.

1=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。また、(
ハ)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シ適確に見極め
て新試行点を決定するため、良好な収束性が期待できる
1=Correct, but 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. Also,(
Compared to equation (3), the third method based on equation (c) more accurately determines the maximum slope direction of the efficiency characteristic with respect to the manipulated variable and determines a new trial point, so it is expected to have better convergence. can.

また、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υ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。
In addition, in this example, if the new trial point has an efficiency higher than any of the efficiencies of the original simplex points, the operation output can be performed even if the maximum efficiency point has not been reached. Avoid sudden changes in volume. Furthermore, in order to increase this effect, it is also effective to select n vertices from the vertices of the simplex with the highest efficiency, 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+8L (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:α+(1−β)      ・・・・・・ (ト
)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=062程度とすればよい。また、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、−5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 %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 a 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). ing. 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, the formula +8L (9) should be used as is for the manipulated variable that is directly related to the violated constraint. , for manipulated variables that are not directly related, it is desirable to correct αl according to \αI:α+(1−β)... (g). However, in the above equation, β may be approximately 062. Another effective method is to estimate the operation amount limit based on the degree of violation of the implicit constraint condition and to retreat to the -5 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 simplex is Xl, and the state quantity at the new trial point is X2 + the constraint condition is XL, then to correct α and retreat the manipulated variable to the limit value, for example, use the following formula. 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<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 reality, the correction coefficient ξ (0 < ξ × 1) takes into account nonlinearity.
The new trial point will be determined using the following formula.

α’=((1+αl−−11ξ  ・・・ α槌x2−
x。
α'=((1+αl--11ξ... α mallet x2-
x.

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23013図、第1
4A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 23013 and 1
The load fluctuation monitoring interval nΔt shown in 4A 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, by sequentially making corrections according to the load level and the load fluctuation range, the maximum efficiency search means 230 can have more opportunities 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ts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ts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. Also,
For the above-mentioned reasons, it is desirable to modify the time ts required for heat equilibrium due to switching the number of operating auxiliary machines according to the load level. Since this ts also differs depending on the type of auxiliary equipment whose number is to be changed, it is desirable to modify it 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 function. In the conventional method, optimization takes 30 to 60 minutes, which means that the optimization function cannot be achieved unless the steady load condition continues for any longer. 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、効率インデツクヌ法
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, the plant efficiency is directly calculated using the plant model built into the control system, so efficiency is indirectly detected based on the efficiency index method. Compared to conventional methods, the convergence accuracy to the optimal 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、パラレルダンパ開度の初期
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 the initial trial point of the parallel damper opening can always be set near the maximum efficiency point.
This is the point where the convergence to the maximum efficiency point is extremely good under any plant load.

【図面の簡単な説明】 第1図は、第2図に示す本発明の制御システムとの対比
させて、従来方式の制御システムの構造的差異を説明す
るためのもの。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、的 本発明の制御システムの構Aと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10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1
5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・・・ブラント、2・・・制御ンステム、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、200・・・制御システム、叢ユニ
・・・最大効率探索手段、又1」・・・プラントモデル
、9・・・試行操作量、10・・・プラント効率、11
−・・最適操作竿5図 等す呂 vt、(θ234tツ*’−) 療り凪 琴、0躬 琴 ll 図 舛J(IW・k愁1督贋) ¥l50 1itq図
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is for explaining the structural differences of a conventional control system in comparison with the control system of the present invention shown in FIG. FIG. 2 is for explaining the structure A and characteristics 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 0.0. The method for determining the initial trial point and operating amount limit for the excess rate is shown. FIG. 8 shows the characteristics of plant efficiency and gas recirculation flow rate with respect to parallel damper opening. 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. Figure 10 shows plant efficiency and circulating water flow rate versus condenser vacuum degree. and the characteristics of the circulating water temperature rise range. FIG. 11 shows the characteristics of plant efficiency with respect to condenser vacuum degree using load level and seawater temperature as parameters. Figure 12 shows the 11th
The method for determining the initial trial point and operating amount limit for the condenser vacuum degree is shown based on the characteristics shown in the figure. 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. 1st
FIG. 5 shows processing means for realizing the purpose shown in FIG. 14. 100...blunt, 2...control system, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...optimal operation amount, 200...control system, plexiuni...maximum efficiency search means, 1''...plant model, 9...trial operation amount, 10...plant efficiency, 11
---Optimal operation rod 5 figures, etc., (θ234ttsu *'-) Medical Nagikin, 0 Yokoto ll Zumasu J (IW・k Shu 1 counterfeit) ¥150 1itq figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、パラレルダンパ開度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と、該プラント効率を
用いて前記パラメータの操作量を決定することと、前記
効率導出の試行操作によシ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慮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パ
ラレルダンパ開度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。
1. Obtaining plant efficiency as a function of the manipulated variable of the parameter of a thermal power plant in which the opening degree of the parallel damper is used as an operating parameter for operational control; and determining the manipulated variable of the parameter using the plant efficiency. , a control method comprising determining an operation amount that maximizes the efficiency through the trial operation for deriving the efficiency, and determining an initial trial point in consideration of predetermined efficiency characteristics of the plant and constraints on the plant state. An efficiency optimization control method for a thermal power plant, characterized in that an initial trial point of a parallel damper opening is determined as a function of the load of the plant.
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Cited By (1)

* 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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