JPS5840612A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

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JPS5840612A
JPS5840612A JP13849781A JP13849781A JPS5840612A JP S5840612 A JPS5840612 A JP S5840612A JP 13849781 A JP13849781 A JP 13849781A JP 13849781 A JP13849781 A JP 13849781A JP S5840612 A JPS5840612 A JP S5840612A
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efficiency
point
trial
plant
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弘 松本
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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, if the efficiency of the new trial point is higher than those of trial points after trial, a manipulated variable which corresponds to the new trial point is regarded as an operation command value for the actual operation of the plant even before a maximum efficiency point.

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り、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 method for controlling a thermal power plant, and is particularly suitable for maintaining the plant efficiency at the highest level even when ambient conditions such as seawater temperature and atmospheric temperature fluctuate during normal load operation. related to control methods.

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ti括的な観点から効率向
上を図った制御/ステムは未だ実用化に至っていない。
Although the issue of highly efficient operational control of thermal power plants has been a hot topic for some time, a control/system that aims to improve efficiency from a comprehensive plant perspective has not yet been put into practical use.

僅かに、空燃比を操作することによるボイラ効率の最適
化に関する報告(例えば、FlMOr”net al 
、 Development andapplicat
ion of self−optimising co
ntrolto coal−fired steam−
generating plant。
Few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio (e.g. FlMOr”net al
, Development and application
ion of self-optimizing co
ntrolto coal-fired steam-
generating plant.

Pr0C,IEE 、 VOl、 115 、 A2 
(1968−2)  )があるのみである。これら従来
の制御ノステムでは、第1図に示すように、プラント1
00からの状態フィードバック4に基づいて制御装置2
内の探索手段3において最大効率探索を行ない、最適操
作量5を決定する。
Pr0C, IEE, VOl, 115, A2
(1968-2)). In these conventional control systems, as shown in Figure 1, the plant 1
The controller 2 based on the status feedback 4 from 00
The search means 3 performs a maximum efficiency search to determine the optimum operation amount 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、安全性
、安定性の高い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 methods as described above in a method of controlling a thermal power plant, and to improve the efficiency of the plant from an overall viewpoint. The purpose of the present invention is to provide an efficiency-optimized control method.

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240を用いて、モデル規範形効率予測
計算を施すことにより、プラン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
/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を決定する荊にプラントモデル
240に対して試行操作量9を出力し、これに対応した
プラント効率10を求めるという手順を繰返すことによ
り最大効率点を探索してゆく方法である。この場合、新
試行点における効率が既に試行済みの試行点における効
率↓シも高い場合は、最大効率点に達していなくとも、
この新試行点に対応した操作量を実際にプラントを運転
するための操作指令値とする。
In the present invention, in order to overcome the problems of the conventional method, the second
By using the plant model 240 for efficiency calculation built into the control system 200 shown in the figure to perform model standard efficiency prediction calculations, efficient efficiency optimization can be achieved quickly and with high accuracy without being constrained by the response speed of the plant. realized. The basic method of the maximum efficiency search means 230 in this control/system 200 is a procedure in which a trial operation amount 9 is output to the plant model 240 to determine the optimum operation amount 11, and the corresponding plant efficiency 10 is determined. This method searches for the maximum efficiency point by repeating the steps. In this case, if the efficiency at the new trial point is higher than the efficiency at the already tried trial point, even if the maximum efficiency point has not been reached,
The operation amount corresponding to this new trial point is set as the operation command value for actually operating the plant.

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グラフト制御系
については図面の緊線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 graft control systems to which conventional methods can be applied as is are omitted to avoid cluttering the diagram. still,
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、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(A)、13bは節炭器(B)、14は氷壁、1
5は1次過熱器、16は2次過熱器、17は主蒸気、1
8は高圧ターピ/、19は1次再熱器、2oは2次再熱
器、21は再熱蒸気、22は中・低圧タービン、23は
発電機、24は復水器、25は復水、26は低圧給水加
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、3o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、旦はタービ/、μμは給水
系統。
9a is trial 02 excess rate, 9b is trial damper opening degree, 9C is trial condenser vacuum degree, 11a is optimum 02 excess rate, 11b is optimum damper opening degree, 11C is optimum condenser vacuum degree, 13a is carbon saving container (A), 13b is the economizer (B), 14 is the ice 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, 2o 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
3o is a circulating water pump, 3o 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, dan is a turbine, and μμ 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o2過剰率m1.パ
ラレルダンパ開度m2.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シ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lに対応した試行操作量m1゜mj を効率計算
用のプラントモデル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.η
3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 、 m4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2
34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m7.
m:)であり、プラントに対する実際の操作出力となる
Although there are many operating parameters that affect efficiency, in the description of this embodiment, the o2 excess rate m1. Parallel damper opening m2. 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 m2 are shown in order to easily explain the principle of maximum efficiency search using the complex method. now,
The trial operation amount m1°mj corresponding to the trial point l is given to the plant model 240 for efficiency calculation, and the efficiency η1 as a steady value is determined. Similarly for trial point 2.3, η2. η
Find 3. Among these, the point with the lowest efficiency (in this case, it is set as 1) and the center of gravity of the remaining points (in this case, the line segment 2.3
A new trial point 4 is selected on the extension of the straight line connecting the above), and the efficiency η4 corresponding to the trial operation amounts m7 and m4 is determined. Here, excluding trial point 1, a new triangle 2 is created.
Similarly, a new trial point 5 is obtained from 34. 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. The manipulated variable corresponding to this point is the optimal value (in this case m7.
m:), 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、これに追従して最適操作針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 needle.

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図は本発明の実確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 a definite example of the present invention. The control algorithm will be explained step by step below. However, the symbols are defined as follows.

ml 、操作量 1−10□過剰率(%) 1=2 パラレルダンパ開度(%) i=3  復水器真空度(寵Hg) ここで、m2はパラレルダンパの開度を示してもよいが
、ここでは次式で定義する。
ml, operation amount 1-10□excess rate (%) 1=2 Parallel damper opening degree (%) i=3 Condenser vacuum degree (Hg) Here, m2 may indicate the opening degree of the parallel damper However, here it is defined by the following formula.

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
表わし、GRは1次再熱器19、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。
Here, Gs represents 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 it is arranged.

mI a+ax r m1m1n二操作量上、下限l二
102過剰率上、下限 1−2 パラレルダンパ開度上、下限 1−3 復水器真空度上、下限 GCL +naz + GcL m1m :復水器循環
水流量上、下限(kg/!1lec) DT□エ :復水器循環水温度上昇幅上限(C)Y□X
:低圧タービン排気湿り度上限(%)GGR□x HG
GRml++ :ガス再循環流量上、下限初期試行点5
  (i=1〜3)は上記制約条件を全て満足するもの
とし、m、、rr+2.m3が作る3次元空間にに角(
第4図の場合はに−6)の多角形(これを7ノプレツク
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−11個の点は例えば−掻乱数rj (J
−2〜k)を用いて次式により決定する。
mI a+ax r m1m1n Two operation amount upper, lower limit l2 102 Excess rate upper, lower limit 1-2 Parallel damper opening upper, lower limit 1-3 Condenser vacuum upper, lower limit GCL +naz + GcL m1m: Condenser circulating water Upper and lower flow limits (kg/!1lec) DT□E: Upper limit of condenser circulating water temperature rise (C) Y□X
:Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (%) GGR□x HG
GRml++: Gas recirculation flow rate upper and lower limit initial trial point 5
(i=1 to 3) satisfy all of the above constraints, m,, rr+2. In the three-dimensional space created by m3, there is an angle (
In the case of FIG. 4, a -6) polygon (this is called a 7-noplex) is formed, and this is taken as the initial simplex. As for this formation method, one point is the initial trial point m ~, and the remaining (k-11 points are, for example, − perturbation number rj (J
-2 to k) is determined by the following formula.

m  (=  rn  I −1,十 r   (ml
  □、 −ml  1 、  )    ・・・  
f21但し、0くrく1 このようにして決定したm、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 (」=1〜6)がプラントモデル240を用
いて得られる。
m (= rn I −1, 10 r (ml
□, -ml 1, )...
f21 However, m determined in this way always satisfies the constraint as a manipulated variable (this is called an explicit constraint), but it also satisfies the constraint as a process state quantity (this is called an implicit constraint). 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 (''=1 to 6) corresponding to each point determined through the above trial is obtained using the plant model 240.

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)(rlAの点で定義されるシン
プレックスの重心mGIを求める。今、効率最低点をJ
二1とするとmGIは次式で表わされる。
Here, the center of gravity mGI of the simplex defined by the point (k-1)(rlA) excluding the point with the lowest efficiency among the points of the simplex is calculated.Now, the lowest efficiency point is J
21, mGI is expressed by the following formula.

jη7 mi j曽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。
jη7 mi jso2 Moreover, the distance ΔmQ from the lowest efficiency point to the center of gravity is expressed by the following equation.

ΔmQ、 −mQ、 −m’i       ・・・・
・・・・・ (4)新たに試行する方向を、最低効率点
から重心方向にとり画点間の距離ΔmG1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、”:mG、十(Z、ΔmGI−−(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。
ΔmQ, -mQ, -m'i...
...... (4) 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 between image points ΔmG1 is set as a new trial point, and this is m,
Then, it is expressed as m, ": mG, 10 (Z, ΔmGI--(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、□8      ・・・・・・・・・・・・ (
6)とし、下限m、1.を侵害する場合は、m:”  
=m、mim           ・・・・・・・・
・・・・ (力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ηl(+lを求
める。
That is, if the upper limit m, □ is violated, m,
=m, □8 ・・・・・・・・・・・・ (
6) and lower limit m, 1. m:”
=m, mim・・・・・・・・・
(Using the plant model 240 for force efficiency calculation, find the efficiency ηl(+l) 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.

d制約条件監視 効率計算用のプラントモデル240で計算したプロセス
状態が陰の制約条件を侵害している場合は試行点m、”
’に関する情報は全て無効とし、8TEP−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αlを修正して5TE
P−3に戻る。
d If the process state calculated by the plant model 240 for monitoring efficiency calculation violates the implicit constraint, the trial point m,
Discard all information regarding ' and return to 8TEP-3.
Determine a new trial point. In this case, considering the causal relationship between the operation and the process state, αl is modified according to the following formula to obtain 5TE.
Return to P-3.

α2 α2会−・・・条件(GaR>GcR,−りU(GaR
<GaR,、+11)  2 ・・・・・・ (8) α3針シ・・・条件(Ocr、>0cL−−−)U (
Gcz<GcL−+−) 2 U (D t > D t□、)U(Y>Y□8) ・
・・ (9)ここで、02過剰率に対するα、は修正し
ない。
α2 α2 meeting - Condition (GaR>GcR, -riU(GaR
<GaR,, +11) 2 ...... (8) α3 needle...condition (Ocr, >0cL---)U (
Gcz<GcL−+−) 2 U (D t > D t□,)U(Y>Y□8) ・
(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.

ロ匠iコロ収束判定 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η11
、及びη、1゜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。
Among the efficiencies corresponding to the new trial point and each point constituting the original simplex, the maximum and minimum efficiencies are calculated by η11, respectively.
, and η, 1°, and it is determined whether the maximum efficiency point has been reached according to the following equation.

ここに、eは効率最大点到達判定基準である。Here, e 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、8に対応する操作量を出力
し、再び8T’EP−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. When the maximum point is reached, a manipulated variable corresponding to η, 8 is output, and the process returns to 8T'EP-1 to form an initial simplex. If the maximum score is not reached, proceed to the next 5TEP-7.

[マ五ア■口効率向上方向判定 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。
[M5 A ■ Mouth Efficiency Improvement Direction Judgment If the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of each point constituting 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 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.

元のシンプレックスを構成している点のうち、最も低い
効率を示す操作点を除外し、新試行点を追加してできた
に個の点から新たなシンプレックスを形成し、5TEP
−2に戻る。
Among the points composing the original simplex, exclude the operating point showing the lowest efficiency, add new trial points, form a new simplex from the resulting points, and perform 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m9
.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7ノ
プレツクスの頂点、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−at===r結ぶ実線は最適操作過程である。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。
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 m9
.. Parallel damper opening m2. Condenser vacuum level m, 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 7 noplexes, 7 to 11 are the trial points, the double circle is the maximum efficiency point, and the dotted line connecting points 7 to 11 is the trial operation process, 7 to 1
The solid line connecting -at===r in 1 is the optimal operation process. 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7ンプレツクス形成ステツプ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m11を選ぶべきであり、また、このm’lと
操作許容限界までの距離に応じて初期7ンブレツクスの
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 7-complex formation step 1 is as follows.
This is an important problem that affects the convergence of maximum efficiency search. In order to improve the convergence, the initial trial point m11 should be selected at a point with the highest possible efficiency, and the size of the initial 7 emblems should be determined according to this m'l and the distance to the operational tolerance limit. I thought that it should be done, and decided on the following method.

第6図は0□過剰率m、に対するプラン1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ml
 maw (L) +下限m、1゜(L)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m1M(L、Ta)を表わすことがで
きる。従って、第7図に示すように、初期試行点決定部
96では、操作許容域内で最大効率が期待できる点に初
期試行点m1を選ぶ。次に初期シンプレックスの大きさ
を、mj 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7ノプレツクスの頂゛点のm
1座標m11(」=2〜k)を次式で決定する。
FIG. 6 shows the relationship between Plan 1 efficiency and 0□excess ratio m, and also shows the influence of atmospheric temperature on the efficiency characteristics. That is, 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 allowable range for m 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 ml as a function of the load
maw (L) + lower limit m, 1° (L) can be expressed, and the manipulated variable m1M (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 m1 at a point within the operation permissible range where maximum efficiency can be expected. Next, in order to determine the size of the initial simplex according to the distance from mj to the operational limit, m
One coordinate m11 (''=2~k) is determined by the following equation.

但し、m、 −(m、 、、ン+”1 mla )/ 
2 + rJは一様乱数(0くrく1)、に、Llは定
数(0(KL 1く1)である。
However, m, −(m, ,,n+”1 mla)/
2 + rJ is a uniform random number (0 x 1), and Ll is a constant (0 (KL 1 x 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
3aのアッシュカットを防止するためのアラツユカット
防止限界特性すで定まる。また、下限は1次再熱器19
及び節、炭器(B)x3bに対するアラツユカット防止
限界特性C、ガス再循環流量低下に伴なうNOX濃度の
上昇を抑制するためのNOX対策下限特性d及び再熱蒸
気温度安定化下限特性eで定まる。
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 limit characteristic for preventing ash cuts in 3a has already been determined. Also, the lower limit is the primary reheater 19
and cut-off prevention limit characteristic C for the coal burner (B) Determined.

m212 、 m2.、 、 m2L3. m2L2.
 m2L、  は夫々特性a、b、c、d、eで定まる
限界点であり、この図の場合はm2L3  とm2UI
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m2□、とm2.、.
11は第10図に示すようにして決定する。即ちm2.
、、は、ガス再循環ファン容量限界計算手段102で得
られた上限m2[2とアッシュカット防止上限計算手段
103で得られた上限m2U、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、m2□、0は、
アッシュカット防止下限計算手段104で得られた下限
m2.、 、N OX対策下限計算手段105で得られ
た下限m2L2、及び再熱蒸気温度安定化下限計算手段
106で得られた下限m2L、のうち最も大きな値を最
大値選択手段108によシ決定する。ここで、m2[2
,m2.2.m、)、  は負荷りの関数として計算さ
れ、m2UI9m2L3は燃焼ガス体積流量V GAI
+の関数として計算される。また、VGA8は燃焼ガス
体積流量計算手段101によシ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m2w1n
にすると見做して、初期試行点m桑ヲこれに選ぶ。
m212, m2. , , m2L3. m2L2.
m2L, are the limit points determined by the characteristics a, b, c, d, and e, respectively, and in the case of this figure, m2L3 and m2UI
The area between them is the permissible operating 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. 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 limits m2□, m2. ,..
11 is determined as shown in FIG. That is, m2.
, , is determined by the lower value selection means 107 as the lower of the upper limit m2[2 obtained by the gas recirculation fan capacity limit calculation means 102 and the upper limit m2U obtained by the ash cut prevention upper limit calculation means 103. do. Also, m2□,0 is
The lower limit m2. obtained by the ash cut prevention lower limit calculation means 104. , , The maximum value selection means 108 determines the largest value among the lower limit m2L2 obtained by the NOx countermeasure lower limit calculation means 105 and the lower limit m2L obtained by the reheat steam temperature stabilization lower limit calculation means 106. . Here, m2[2
, m2.2. m, ), is calculated as a function of the load, m2UI9m2L3 is the combustion gas volumetric flow rate V GAI
Calculated as a function of +. Further, VGA8 is calculated by the combustion gas volumetric flow rate calculation means 101 as a function of the load. As shown in FIG. 9, as m2 increases, the gas recirculation flow rate increases, and the power of the gas recirculation fan increases accordingly, so that the plant efficiency has a drooping characteristic. Therefore, the maximum efficiency point is always the lower limit of the operational tolerance m2w1n
Assuming that this will be the case, I choose this as the initial trial point.

また、mlの場合と同様に、初期//プレックスの大き
さをm↓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、rJを除く初期7ノプレツクスの頂点のm2
座標m2 (J−2〜k)を次式で決定する。
In addition, as in the case of ml, in order to determine the size of the initial //plex according to the distance from m↓ to the operational permissible limit, m2 of the vertices of the initial 7 noplexes excluding rJ
Coordinates m2 (J-2 to k) are determined by the following equation.

・・・・・・ (13 但し、m2=(’m2□x+ ”2 +elj/ 2 
+  r  は−掻乱数(0くr く1)、KL2は定
数(0<KL2く1)である。
・・・・・・ (13 However, m2=('m2□x+ ”2 +elj/ 2
+r is a − disturbance number (0×1), and KL2 is a constant (0<KL2×1).

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。また、
m3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−こて、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、これらによシ規定される操
作許容域は、第11図に示すように負荷レベル及び海水
温度によシ大きく左右される。図で実線は海水温度21
Cのときの、また点線は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”3 ra*x (L) +下限m3 m+
a(Ll s最大効率点に対応する操作量”3M (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 、 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. Also,
Since the flow rate of circulating water decreases as m3 decreases, the range of increase in temperature of the circulating water increases. The permissible operating range for this iron is determined 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 limits are determined at the plant planning stage and do not change during operation, but the operational tolerance range defined by these limits depends on the load level and seawater temperature, as shown in Figure 11. It depends greatly on the situation. In the figure, the solid line is the seawater temperature 21
The dotted line shows the efficiency at 18C. Therefore, in order to determine the initial trial point mA, an initial trial point determining means 109 as shown in FIG. 12 is used. In this means, based on the characteristics shown in FIG. 11, the upper limit of the manipulated variable is set as a function of the load: ``3 ra*x (L) + lower limit m3 m+
a(Ll sOperation amount corresponding to the maximum efficiency point "3M (L
) and using the seawater temperature Tc as a parameter, T c = T t , T 2 .

・・・・・・Toに対応した特性関数を準備している。...A characteristic function corresponding to To is being 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、m7から操作許容限界までの距離に応じて決定する
ために、m11を除く初期7/プレツクスの頂点のm、
座標m3 (J=2〜k)を次式で決定する。
Therefore, as shown in FIG.
In step 09, the initial trial point mA is selected at the point where maximum efficiency can be expected within the operational tolerance range. Next, in order to determine the size of the initial simplex according to the distance from m7 to the operational tolerance limit, m of the vertices of the initial 7/plex excluding m11,
The coordinate m3 (J=2 to k) is determined by the following formula.

・・・・・・ (131 但し、m、=(m、工、、+m、、、。)/2.r  
は−掻乱数(o<r<、1)、に+、3は定数(0< 
K Lsり1 )である。
...... (131 However, m, = (m, k,, +m,,,.)/2.r
is - random number (o<r<, 1), +, 3 is constant (0<
KLSRI1).

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、−、工(I−1〜3)及び下限
m凰、。(I−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. Further, the upper limit of the operation amount m, -, (I-1 to I-3) and the lower limit m, which are determined by each means shown in FIGS. 7, 9, and 12. (I-1 to I-3) all take implicit constraints into consideration, and have different meanings from the explicit constraints used in equation (2).

従って0υ、 13. (131式で決定する初期シン
プレックスの各頂点座標ml (1=1〜3.」=2〜
k)が陽の制約条件を侵害する場合は、f61. を方
式と同様の考え方により、各頂点座標を陽の制約条件の
上にとる。また、0υ、 [121,03式における定
数K L 1(l=1〜3)の値は、シミュレー/ヨ/
により制(財)特性を解析することによシ、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, 0υ, 13. (Each vertex coordinate ml of the initial simplex determined by formula 131 (1=1~3.''=2~
If f61.k) violates the explicit constraint, then f61. Using the same idea as the method, each vertex coordinate is set under explicit constraints. In addition, 0υ, [121, The value of the constant K L 1 (l = 1 to 3) in equation 03 is calculated by simulation/yo/
By analyzing the control (property) characteristics, 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。と
じサンプリング間隔Δtで過去n点までq負荷L(to
+、L(’o−Δt ) 、 =−L (to−11Δ
t)のうち最大値をL□工、最小値をL m l mと
し、L 、x  Lmlm >εr、      −3
”  Q41ならば負荷変動が有ったと見做す。即ち第
13図の時刻t2まではαΦ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2
30を休止する。負荷変動が完了してもプラントが熱的
に過渡状態にある時刻t4″!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図の初期ノンブ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。
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. q load L(to
+, L('o-Δt), =-L(to-11Δ
t), the maximum value is L □ and the minimum value is L m l m, and L , x Lmlm > εr, −3
” If it is Q41, it is assumed that there has been a load change. That is, the load is considered to be steady according to the αΦ formula until time t2 in FIG. 13, and after detecting the load change at t2, the maximum efficiency search means
30 will be suspended. At time t4'' when the plant is in a thermal transient state even after the load change is completed, the maximum efficiency search means 2
'30 is on hiatus. t, and thereafter, it is considered to be a steady state,
works again. In this case, maximum efficiency search means-230
In the initial non-breathing step 1 shown in FIG.
The operation will start from. Here, as the value of nΔt, a necessary and sufficient value is used in consideration of the transient characteristics of the plant to be controlled.

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

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

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、切替ノーケンス作動中と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, it will be stopped only during the switching no-kense operation 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、シーケンス
作動判定手段111では、補機運転台数切替のシーケン
スが作動中であるかどうかを判断し、作動中であれば、
タイマリセット手段112で、切替シーケンス完了後の
時間LAを計時するた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LAを計時手段114で計時する。次に
、負荷変動状態判定手段115ではα4式に従って負荷
変動中であるか否かを判断する。負荷変動中であれば、
最大効率探索手段230の動作を休止させ、負荷変動が
完了していれば熱平衡状態判定手段116でIAと1s
の大小を比較することによシ熱平衡状態を判定する。熱
平衡状態であれば動作指令手段117により最大効率探
索手段230を動作させる。
FIG. 15 shows the processing procedure of the embodiment for the above purpose. This process operates at a period of Δt, and the sequence operation determining 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 resets a timer for measuring the time LA after the completion of the switching sequence, 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 timer 114 measures the subsequent elapsed time LA. Next, the load fluctuation state determination means 115 determines whether or not the load is fluctuating according to the α4 formula. If the load is changing,
The operation of the maximum efficiency search means 230 is stopped, and if the load change is completed, the thermal equilibrium state determination means 116 determines that IA and 1s.
The thermal equilibrium state is determined by comparing the magnitude of . If the state is in thermal equilibrium, the operation command means 117 causes the maximum efficiency search means 230 to operate.

本実施例において、初期ノンプレックスの各頂点の座標
を決めるにあたり、02過剰率に関する初期試行点m:
を負荷りと大気温度Taの両者を考慮して決定している
。しかし、大気温度がプラント特性に与える影響は比較
的小さいため、必ずしも大気温度を考慮する必要はなく
、単に負荷のみ考慮して初期試行点m(を決定する方式
としても制御特性を大幅に悪化する心配はない。また、
第4図で示したように、操作量が最大効率点に収束した
場合、第6図〜第12図に示すような方法で、再び初期
ノ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、収束点付近で初期ノンプレックス
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 nonplex, the initial trial point m regarding the 02 excess rate:
is determined by considering both the load and the atmospheric temperature Ta. However, since the influence of atmospheric temperature on plant characteristics is relatively small, it is not necessarily necessary to take atmospheric temperature into consideration, and even if the initial trial point m is determined by simply considering the load, the control characteristics will be significantly deteriorated. No worries. Also,
As shown in Figure 4, when the manipulated variable converges to the maximum efficiency point, the initial non-plex is formed again by the method shown in Figures 6 to 12, but load fluctuations or auxiliary equipment operation As long as the operation of the maximum efficiency search means 230 is not interrupted due to a change in the number of units, the control characteristics will not be impaired even if the initial non-plex is formed 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
低となるノ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、ノンプレックスを
形成するに藺の頂点Ωうち、効率が低い方から9個の点
の重心と残りの(k−p)個の点の重心を通る直線上に
新試行点を決定する方法である。また、第2の方法は、
k個の頂点を効率の低い方のり ((lilからなるA
群と残りの9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(B決定する方法である。また
、第3の方法は、ノンプレックスの重心mc+((−求
める際に、(3)式を用いて各頂点の効率ηlを直接重
み係数とする代りに、標準値ηに対する差分η1−ηを
重み係数とする次式で求める方法である。
In addition, in this example, the direction of the new trial point is determined from the vertex of the non-plex 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 create a new trial on a straight line that passes through the centroids of the 9 points with the lowest efficiency and the centroids of the remaining (k-p) points among the vertices Ω that form a nonplex. This is a method of determining points. Also, the second method is
k vertices are connected to the less efficient one ((A consisting of lil
and group B consisting of the remaining nine, and determine a new trial point t(B) in the straight line direction passing through the center of gravity excluding the t(t=1-p)th point from the lowest efficiency point of both groups. The third method is to calculate the nonplex center of gravity mc+((-) by using the difference with respect to the standard value This method is calculated using the following equation using η1-η as a weighting coefficient.

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、0
0式に基づく第3の方式は(3)式と比較して、操作量
に対する効率特性の最大傾斜方向をより適確に見極めて
新試行点を決定するため、良好な収束性が期待できる。
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. Also, 0
Compared to equation (3), the third method based on equation (3) more accurately determines the maximum slope direction of the efficiency characteristic with respect to the manipulated variable and determines a new trial point, so good convergence can be expected.

また、本実施例において、新試行点が元の7ンプレソク
スを構成する各点の効率のどれよりも高い効率が得られ
る場合は、最大効率点に達していなくとも操作出力をす
ることにより、操作量の急激な変更を避けている。更に
、この効果を上げるために、ノ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 embodiment, if the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of the points constituting the original seven-point press, the operation output is 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 among the non-plex vertices with higher 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(81,(91式に
従って後退させている。しかし、制約条件が課せられた
プロセス状態と操作量の因果関係は必ずしも1対1に対
応しないから、侵害した制約条件に直接関係する操作量
に対してはf81. (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介α+(1−β)      山・・ αQに従っ
てαi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、
陰の制約条件の侵害度合により操作量限界を推定し、限
界値まで後退させる方法も有効である。この方法は、操
作蓋に対する効−車行性が単調関数を示す操作量の最適
化に有効である。いま、ノンプレックスにおける効率最
低点での状態量をXI、新試行点での状態量をx2+制
約条件をxL、とすると、αを修正して操作量を限界値
まで後退させるには、例えば次式 によシ線形補間して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 variable directly related to the violated constraint is set back according to formulas (81, (91). However, since the causal relationship between the process state to which the constraint is imposed and the manipulated variable does not necessarily correspond one-to-one, f81.Equation (9) can be used as is for the manipulated variable that is directly related to the violated constraint. Assuming that, for manipulated variables that are not directly related, it is desirable to correct αi according to αI - α + (1 - β) mountain... αQ. However, in the above equation, it is sufficient to set β = about 0.2. Also, as another method,
It is also effective to estimate the operation amount limit based on the degree of violation of the implicit constraint condition and retreat to the limit value. This method is effective for optimizing the operating amount for which the effectiveness and drivability of the operating lid are a monotonous function. Now, if the state quantity at the lowest efficiency point in non-plex is XI, and the state quantity at the new trial point is x2 + the constraint condition is xL, then in order to correct α and retreat the manipulated variable to the limit value, for example, the following α' can be found by linear interpolation according to the equation.

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
) to determine the new trial point using the following formula.

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

火力発電プラントでは、一般に高負荷運転時には低負荷
運転時よりも熱時定数が小さいから、高負荷運転時はど
熱平衡時間は短かくなI)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1s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
適化側(財)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 shorter during high-load operation, and I) nΔt can be made smaller. Further, 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 for the above-mentioned reason. This 1s also differs depending on the type of auxiliary equipment whose number is to be changed, so 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 side (goods) 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、−夕の操作量を最適化することに
よシブ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 efficiency can be improved from a comprehensive perspective of Sibrand by optimizing multiple operating parameters that affect plant efficiency. Compared to the conventional method, efficiency can be significantly improved.

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 directly calculated using the plant model built into the control system is used, so the conventional method indirectly detects efficiency based on the efficiency index method. compared to
The point is that the convergence accuracy to the optimal value is high.

本発明による第4の効果は、制御ンステムに内蔵したプ
ラントモデルを用いて効率の最蝉化を図るため、実測値
に基づいて効率最適化を図る興来方式と比較して、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 the plant model built into the control system is used to optimize efficiency, noise and detection errors are reduced compared to the conventional method, which optimizes efficiency based on actual measured values. It is possible to perform stable and highly accurate optimization without being affected by

本発明による第5の効果は、急激な操作量の変更を防止
することにより、安全性、安定性の高いプラント運転が
可能となる点である。
A fifth effect of the present invention is that by preventing sudden changes in the manipulated variable, highly safe and stable plant operation is possible.

【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システムとの対比
させて、従来方式の制御ン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、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、02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
2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・・・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
・・・最新操作量、lO・・・プラント効率、11・・
・最適操作′!J1国 ′$2囚 第4図 第5図 02通劃側 $6国 第 7 口 t 7rlz  (ノマラしルグンノゾvt71)第9図 第1O図 vll記 f723 (復・K咎真空虚ジ 第12図 IJ /3囚 第1ヰ図 vI15囚 1Nθ □ //4 77g 〃7 ノ
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. 2. FIG. 3 shows the basic configuration of an efficiency-optimizing control system for explaining the structural features of the control system of the present invention in comparison with the control system of FIG. FIG. 4 shows the basic processing of efficiency optimization control. FIG. 5 shows an example of the efficiency optimization control process. FIG. 6 shows the characteristics of plant efficiency versus 02 excess rate. Figure 7 shows 0 based on the characteristics of Figure 7.
2 shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the excess rate. FIG. 8 shows the characteristics of plant efficiency and gas recirculation flow rate with respect to parallel damper opening. Figure 9 shows
A method for determining the initial trial point and operation amount limit for the parallel damper opening degree will be shown 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...Plant, 2...Control system, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...Latest manipulated variable, lO...Plant efficiency, 11...
・Optimal operation′! J1 country' $2 prisoner Figure 4 Figure 5 IJ /3rd prisoner 1st figure vI15th prisoner 1Nθ □ //4 77g 〃7 ノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.02過剰率、パラレルダンパ開度、復水器真空度の
うち少なくとも1つを運用制御上の操作パラメータとす
る火力発電プラントの該パラメータの操作量の関数とし
てプラント効率を求めることと、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を有し、前記
プラント効率を用いた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制御方法において、最大効率探索
過程で新試行点における効率が既に試行済みの試行点に
おける効率よシも高い場合は、最大効率点に達していな
くとも、この新試行点に対応した操作量を実際にプラン
トを運転するための操作指令値と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。
1.02 Determining plant efficiency as a function of the manipulated variable of a thermal power plant in which at least one of the excess ratio, parallel damper opening degree, and condenser vacuum degree is an operational parameter for operational control; In the control method, the control method includes determining the manipulated variable of the parameter using the plant efficiency, and determines the manipulated variable that maximizes the efficiency through a trial operation using the plant efficiency. If the efficiency at a point is higher than the efficiency at a trial point that has already been tried, even if the maximum efficiency point has not been reached, the operation amount corresponding to this new trial point is used as the operation command value for actually operating the plant. An efficiency optimization control method for a thermal power plant, characterized by:
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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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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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