JPS5840614A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

Info

Publication number
JPS5840614A
JPS5840614A JP13849981A JP13849981A JPS5840614A JP S5840614 A JPS5840614 A JP S5840614A JP 13849981 A JP13849981 A JP 13849981A JP 13849981 A JP13849981 A JP 13849981A JP S5840614 A JPS5840614 A JP S5840614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
efficiency
point
plant
trial
limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13849981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
弘 松本
Yoshio Sato
佐藤 美雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP13849981A priority Critical patent/JPS5840614A/en
Publication of JPS5840614A publication Critical patent/JPS5840614A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Abstract

PURPOSE:To optimize the efficiency of a plant speedily with high precision without any restriction of the response speed of the plant, by using a plant model for efficiency calculation which is incorporated in a control system, and then carrying out model standard type efficiency estimating calculation. CONSTITUTION:When a maximum efficiency searching means 230 has an O2 excess rate m1 and the opening extent m2 of a parallel damper as operation parameters, a trial manipulated variable which corresponds to a trial point 1 is supplied to a plant 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 also found similarly from the triangle 234. In this case, if plant conditions at the new trial point do not meet restricted requirements, only manipulated variables which concern the restricted requirements directly are corrected and a new trial point is determined.

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If総括的な観点から効率向
上全図った制御システムは未だ実州北に至っていない。
The issue of highly efficient operation and control of thermal power plants has been a hot topic for a while, but a control system that fully aims to improve efficiency from a comprehensive Plan If perspective has not yet reached North Jishu.

僅かに、空燃比を操作することによるボイラ効率の最適
化に関する報告(例えば、p、 MOran et a
l 、、  Developmentand appl
ication of self−optimisin
gcontrol to coal−f−ired s
team−generatingplant、 pro
c、■EE、 VO1,155,42(1968−2)
)があるのみである。これら従来の制御7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。
Few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio (e.g. p., MOran et a.
l,, Development and appl.
cation of self-optimism
gcontrol to coal-f-ireds
team-generating plant, pro
c, ■EE, VO1, 155, 42 (1968-2)
). With these conventional control 7 stems,
As shown in FIG. 1, the search means 3 in the control device 2 performs a maximum efficiency search based on the state feedback 4 from the plant 100, and determines the optimum manipulated variable 5.

しかし、従来方式の第1の問題点は、大きな熱時定数を
もつプラントからの状態フィードバ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、火力発電ジ°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、安定
な制御特性をもつ火力発電プラントの効率最適化制御方
法を提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the conventional method in a method for controlling a thermal power generation jet, and also to improve the efficiency of a plant from an overall viewpoint, and in particular, to provide a thermal power generation plant with stable control characteristics. The purpose of this invention is to provide an efficiency-optimized control method.

本発明では、従来方式の問題点を皮脂するために、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240i用いて、モデル規範形効率予測
計算を施すことにより、プラントの応答速度に拘束され
ず、じん速かつ高精度の効率最適化を実現した。本制御
システム200における最大効率探索手段230の基本
方式は、最適操作量11を決定する前にプラントモデル
240に対して試行操作量9を出力し、これに対応した
プラント効率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
試行点でのプラント状態が制約条件を侵害した場合は侵
害した制約条件に直接関係のある操作量のみを修正し、
新たな試行点を決定する。
In the present invention, in order to solve the problems of the conventional method, the second
By using the plant model 240i for efficiency calculation built into the control system 200 shown in the figure and performing model standard efficiency prediction calculation, rapid and highly accurate efficiency optimization is possible without being constrained by the response speed of the plant. It was realized. The basic method of the maximum efficiency search means 230 in this control system 200 is to output a trial operation amount 9 to the plant model 240 before determining the optimum operation amount 11, and to obtain the corresponding plant efficiency 10. This method searches for the maximum efficiency point by repeating the process. In this case, if the plant state at the new trial point violates the constraint, only the manipulated variables directly related to the violated constraint are corrected,
Determine a new trial point.

第3図は本発明の実施例である効率最適化制御7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1適用できる6穐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 seven efficiency optimization control systems according to an embodiment of the present invention. However, this diagram only shows functions specific to efficiency optimization, and the 6-scale minor control system and plant control system to which the conventional method can be directly applied are omitted to avoid complication of 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。9a is the trial 02 excess rate, and 9b is the trial damper opening degree.

9Cは試行復水器真空度、11aは最適02過剰率、1
1bは最適ダンパ開度、11Cは最適復水器真空度、1
3aは節炭器(A)、13bは節炭器(B)、14は水
壁、15は1次過熱器、16は2次過熱器、17は主蒸
気、18は高圧タービン、19は1次再熱器、20は2
次再熱器、21は再熱蒸気、22は中・低圧タービン、
23は発電機、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、3(l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、40はボイラ、50はタービン、
60は給水系統。
9C is the trial condenser vacuum degree, 11a is the optimum 02 excess rate, 1
1b is the optimum damper opening degree, 11C is the optimum condenser vacuum degree, 1
3a is the economizer (A), 13b is the economizer (B), 14 is the water wall, 15 is the primary superheater, 16 is the secondary superheater, 17 is the main steam, 18 is the high pressure turbine, 19 is the 1 Next reheater, 20 is 2
Secondary reheater, 21 is reheat steam, 22 is medium/low pressure turbine,
23 is a generator, 24 is a condenser, 25 is a condensate water, 26 is a low pressure feed water heater, 27 is a feed water pump, 28 is a high pressure feed water heater, 29 is a circulating water pump, 3 (l 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, 40 is a boiler, 50 is a turbine,
60 is the water supply system.

効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数あるが、本実
施例の説明では比較的効果が大きい62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り易く解説するために、操作パ
ラメータがmlとm2の2つの場合について示した。今
、試行点1に対応した試行操作量m1゜mlを効率計算
用のプラントモシル240に与え、定常値としての効率
η1全求める。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4t−
選び、試行操作量m4 、 m: に対応した効率η4
を求める。ここで、試行点1を除いて新たにできた三角
形234から同様に新たな試行点5を求める。このとき
、試行点5がプラント状態量の制約条件を侵害する場合
は定義域内の試行点6に戻り、新たな三角形346を用
いて試行方向を決定する。このような試行方法を繰返す
ことによシ、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m
7 、 m:  )であり、プラントに対する実際の操
作出力となる。
There are many operating parameters that affect efficiency, but in the description of this example, the 62 excess ratio m1, which has a relatively large effect,
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 ml and m2 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 m1°ml corresponding to trial point 1 is given to the plant mosil 240 for efficiency calculation, and the total efficiency η1 as a steady value is determined. Similarly for trial points 2 and 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, line segments 2 and 3
A new trial point 4t- is placed on the extension of the straight line connecting the
Efficiency η4 corresponding to the selected and trial operation amount m4, m:
seek. Here, a new trial point 5 is obtained in the same way from the newly created triangle 234 excluding the trial point 1. 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 m
7, m: ), which is the actual operating output for the plant.

このような制御動作全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、これに追従して再適操作量を決定することがで
きる。
By continuing all of these 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 re-optimal operation amount.

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

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

mI :操作量 i=1 o、過剰率(%) i−2パラレルダンパ開度(%) i=3  復水器真空度(閣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。
mI: Manipulated amount i=1 o, Excess rate (%) i-2 Parallel damper opening degree (%) i=3 Condenser vacuum degree (Hg) Here, m2 indicates the parallel damper opening degree. 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.

m、・・・・m、、、、、操作量上、下限i−10□過
剰率上、下限 1==2 /<ラレルダンバ開度上、下限i=3  復
水器真空度上、下限 GCLma、I GCL m l ll:復水器循環水
流量上、下限(Kg/武) D T ++ax  ;復水器循環水温度上昇幅上限(
r)Y wax   :低圧タービン排気湿り度上限(
%)GGRn+axlGGRml+ :ガス再循環流量
上、下限(Kg/式) [初期シンプレックスの形成 初期試行点m’I (i=1〜3)は上記制約条件を全
て満足するものとし、m、、m2.m、が作る3次元空
間にに角(第4図の場合はに二6)の多角形(これをシ
ンプレックスという)(+−形成させ、これを初期シン
プレックスとする。こ)形成方法としては、1点は初期
試行点m11 とし、残りの(k−1)個の点は例えば
一様乱数r(」−2〜k)t−用いて次式により決定す
る。
m,...m,,,, operation amount upper, lower limit i-10 □ Excess rate upper, lower limit 1 = = 2 /< Rarel damper opening upper, lower limit i = 3 Condenser vacuum upper, lower limit GCLma , I GCL m l ll: Upper and lower limits of condenser circulating water flow rate (Kg/bu) D T ++ax ; Upper limit of condenser circulating water temperature rise width (
r) Y wax: Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (
%) GGRn+axlGGRml+: Upper and lower limits of gas recirculation flow rate (Kg/formula) [The initial trial point m'I (i=1 to 3) for forming the initial simplex shall satisfy all of the above constraints, m, , m2. In the three-dimensional space created by m, a polygon (this is called a simplex) with angles (in the case of Figure 4, 26) (+- is formed and this is the initial simplex.) The method for forming is as follows. One point is set as the initial trial point m11, and the remaining (k-1) points are determined by the following equation using, for example, a uniform random number r(''-2~k)t-.

m1=m11.−1−r  (m、、、、−m11.)
  −・・−・・(21但し、O(r  <1 このようにして決定したmlは操作量としての制約条件
(これを陽の制約条件という)を必ず満足するが、グロ
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 。
m1=m11. -1-r (m, ,, -m11.)
−・・−・・(21 However, O(r <1) ml determined in this way always satisfies the constraint condition as a manipulated variable (this is called an explicit constraint condition), but it does not satisfy the constraint condition as a gross state quantity. The condition (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.

して究極的には全ての点が決定される。そして以上の試
行によシ決定された各点°に対応したプラント効率η’
  (j=x〜6)がグラ/トモデル240を用いて得
られる。
Ultimately, all points are determined. And the plant efficiency η' corresponding to each point determined through the above trials
(j=x~6) is obtained using the Gra/Gt model 240.

F工酊ヨ可重心の計算 ここでは、7/ブレツクスの各点のうち効率が最も低い
点を除外した(k−1)個の点で定義されるシンプレッ
クスの重心”c+  k求める。今、効率最低点ij 
=1とするとmGI は次式で表わされる。
Calculation of the center of gravity of the simplex defined by (k-1) points excluding the point with the lowest efficiency among the points in the 7/brecs. lowest point ij
When =1, mGI is expressed by the following formula.

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。
Further, the distance ΔmQ from the lowest efficiency point to the center of gravity is expressed by the following equation.

3m at = mG、 −m’、        ・
−−−−−−−・(410匝テ=1 新試行点の決定 新たに試行する方向を、最低効率点から重心方向にとり
、両点間の距離ΔmQ、  のαう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 ’、 ” ’ = m G、 +a 、Δ” a 
+       −−96,f51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。
3m at = mG, -m', ・
−−−−−−・(410 匝TE=1 Determination of new trial point The direction of the new trial is taken from the lowest efficiency point to the direction of the center of gravity, and the distance between the two points ΔmQ is extended by α times the center of gravity. Let the point be a new trial point and let it be m', '', then m', ``' = m G, +a, Δ'' a
+ −−96, f51. 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 1 Bat ’l”侵害する場合は
、し◆1 ml  =m、ff1−x−−−−−・−(61とし1
下限m、=、・を侵害する場合は、k+( rrll:mIIwI1190980013.(力とす
る。
In other words, if the upper limit m 1 Bat 'l'' is violated, then
If the lower limit m, =, · is violated, k+( rrll:mIIwI1190980013.(force).

5TEP−4効率計算 効率計算用のプラントモデル240を用いて、新試朽点
mτ゛1に対応した効率η  を求める。
5TEP-4 Efficiency Calculation Using the plant model 240 for efficiency calculation, the efficiency η corresponding to the new test point mτ゛1 is determined.

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、ノール蒸
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 nord 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.

口野匡ヨコ 制約条件監視 効率計算用のプラントモデル240で計1またプロセス
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α1を修正して5TE
P−3に戻る。
Yoko Kuchino In the plant model 240 for constraint monitoring efficiency calculation, if the process state violates the implicit constraint, the trial point m':
” will be invalidated and return to 5TEP-3.
Determine a new trial point. In this case, considering the causal relationship between the operation and the process state, α1 is modified according to the following formula to obtain 5TE.
Return to P-3.

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

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

1巨む=ロ 収束判定 新試行点と元の7ンプレツ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η71
、及びη+m1m とし、効率最大点に到達したか否か
を次式に従って判定する。
1 large = b Among the efficiencies corresponding to the new trial point for convergence judgment and each point constituting the original 7 complexes, the maximum and minimum efficiencies are calculated as η71, respectively.
, and η+m1m, and it is determined whether the maximum efficiency point has been reached according to the following formula.

ηIIIax ここに、εは効率最大点到達判定基準である。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ゆ、!に対応する操作量を出力し、再
び5TEP−1に戻り初期シンプレックスを形成する。
ηIIIax Here, ε is the criterion for reaching the maximum efficiency point. If the above formula is satisfied, it can be said that the practical maximum efficiency point has been reached. If you reach the maximum point, ηyu! The operation amount corresponding to is output, and the process returns to 5TEP-1 to form an initial simplex.

最大点に達しなければ次の5TEP−7に進む。If the maximum score is not reached, proceed to the next 5TEP-7.

四U■ヨコ 効率向上方向利足 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9けた理由は、試行点が現在の運転
状態よシも効率を確実に向上させるならば、最大効率点
に到達するの金持たずして、実際に操作出力をするため
である。
4U■Horizontal Efficiency Improvement Direction If the new trial point yields a higher efficiency than any of the efficiencies of the points that make up the original simplex, the operation output is performed even if the maximum efficiency point has not been reached, and the next Proceed to 5TEP-8. If there is no operation output, continue with the next 5TEP-8
Proceed to. The reason why this function was provided is that if the trial point can definitely improve efficiency even in the current operating state, then it will be possible to actually output the operation without having to spend money to reach the maximum efficiency point. .

ロ運τヨ日 新シンプレックスの形成 元の7ンプレツクスを構成している点のうち、最も低い
効率を示す操作点を除外し、新試行点を追加してできた
に個の点から新たなシンプレックスを形成し、5TEP
−2に戻る。
A new simplex is created by excluding the operating point that shows the lowest efficiency among the points that make up the seven complexes from which the new simplex is formed, and adding new trial points. form 5TEP
- Return to 2.

次に、本発明による効率最適化制御過程の1例を第5図
に示す。本図は、操作パラメータである02過剰率m 
+ 、 ハラレルダンバ開度m2.復水器真空度m3が
張る3次元空間で各々が最適値に向って移動する軌跡全
3つの平面に投影したものである。この図で1〜6は初
期シンプレックスの頂点、7〜11は試行点、二重丸は
最大効率点、7〜11の点を結ぶ点線は試行操作過程、
7〜11の点を線を結ぶ実線は最適操作過程である。
Next, an example of the efficiency optimization control process according to the present invention is shown in FIG. This figure shows the operating parameter 02 excess rate m
+, Halal damper opening m2. The trajectories each move toward the optimum value in the three-dimensional space defined by the condenser vacuum degree m3 are projected onto all three planes. In this figure, 1 to 6 are the vertices of the initial simplex, 7 to 11 are the trial points, the double circle is the maximum efficiency point, and the dotted line connecting points 7 to 11 is the trial operation process.
The solid line connecting points 7 to 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、m3については、最
適点の近傍まで来ているが、最適点には達していない。
For example, looking at the relationship between ml and m2, the optimum point is reached in the 11th trial. However, although m3 has come close to the optimal point, it has not yet reached the optimal point.

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

初期シンプレックス形成ステップ1において初期試行点
m〜とシンプレックスの大きさを如何に決定するかは、
最大効率探索の収束性を左右する重要な問題である。収
束性を良くするためには、できるだけ効率が高い点に初
期試行点mIIを選ぶべきであり、また、このm’l 
と操作許容限界1での距離に応じて初期シンプレックス
の大きさを決足すべきと考え、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 mII should be selected at a point with the highest possible efficiency, and this m'l
We thought that the size of the initial simplex should be determined according to the distance at the operating tolerance limit 1, and adopted the following method.

第6図はO1過剰率m1に対するプラント効率の関係を
示すもので、大気温度が効率特性に与える影響について
も示した。つまり、実線が大気温度301Z’のときの
点線が100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
四m、a+、(L)、下限m、−1゜(L)’!i=表
わすことができ、負荷りと大気温度T、の関数として最
大効率点に対応する操作量mI M (L、 T−) 
k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mi  f選ぶ。
FIG. 6 shows the relationship between plant efficiency and O1 excess rate m1, 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 301Z', and the dotted line is the efficiency characteristic when it is 100. The upper and lower limits of the permissible range of m are determined by boiler exhaust gas regulation values, combustion stability, fan capacity, etc., and vary depending on the load level. From this characteristic, as a function of the load, the upper limit of the manipulated variable is 4m, a+, (L), and the lower limit is m, -1° (L)'! i = the manipulated variable mI M (L, T-) which can be expressed and corresponds to the maximum efficiency point as a function of the load and the atmospheric temperature T.
k can be expressed. Therefore, as shown in Figure 7,
The initial trial point determination unit 96 selects the initial trial point mif at a point within the operation permissible range at which maximum efficiency can be expected.

次に初期シンプレックスの大きさを、m: がら操作許
容域内界までの距離に応じて決定するために、”Ik除
く初期シンプレックスの頂点のm、座標mIN:l:2
〜k)を次式で決定する。
Next, in order to determine the size of the initial simplex according to the distance from m to the inner boundary of the operation permissible area, m of the vertices of the initial simplex excluding Ik, coordinates mIN:l:2
~k) is determined by the following formula.

・・・・・・・・・0】) 但し、m I= (m 、、、、 +m、、、、)/ 
2、r は一様乱数(Oar  くI)、KLIは足数
(0(KL、<1)である。
・・・・・・・・・0]) However, m I= (m , ,, +m, ,,, )/
2, r is a uniform random number (Oar kuI), and KLI is a foot count (0 (KL, <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。m2の許
容域としての上限は、ガス再循環と ファン容量限界特性1速ガス流による1次過熱器15及
び節炭器(A)13aのγツシュヵットを防止するため
のアッシュカット防止限界特性すで定まる。また、下限
は1次再熱器19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。m2
(12゜rn2[、、m2L3 + TJ2L2 + 
”tL+は夫々特性a。
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 m2 is the ash cut prevention limit characteristic to prevent gamma cut of the primary superheater 15 and economizer (A) 13a due to gas recirculation and fan capacity limit characteristic 1-speed gas flow. Determined. In addition, the lower limit is the ash cut prevention limit characteristic C1 for the primary reheater 19 and the economizer (B) 13b, the NOx countermeasure lower limit characteristic d for suppressing the increase in NOX concentration due to the decrease in gas recirculation flow rate, and the It is determined by the thermal steam temperature stabilization lower limit characteristic e. m2
(12゜rn2[,, m2L3 + TJ2L2 +
``tL+ is each characteristic a.

b、c、d、eで定まる限界点であり、この図の場合は
m 2L、とm2L1の間が操作許容域となる。
These are the limit points determined by b, c, d, and e, and in the case of this figure, the range between m2L and m2L1 is the allowable operation range.

第8図のような特性となる物理的根拠は、m2 k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・、8とm、14は第10図に示すように
して決定する。
The physical basis for the characteristics shown in Figure 8 is that when m2 k 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 operational permissible limits shown in FIG. 9 change depending on the load level, the final permissible limits m2·, 8 and m, 14 are determined as shown in FIG. 10.

即ちm2□、は、ガス再循環ファン容量限界計算手段1
02で得られた上限m2.、とアツンユカット防止上限
計算手段103で得られた上限m2U。
That is, m2□ is the gas recirculation fan capacity limit calculation means 1
The upper limit m2 obtained in 02. , and the upper limit m2U obtained by the hot cut prevention upper limit calculation means 103.

のうち低い方の値を低値選択手段107によシ決   
1足する。また、m2111IIlは、アッンユヵソト
防止下限計算手段104で得られた下限m2 L3 、
 N Q x対策下限計算手段105で得られた下限m
2L2、及び再熱蒸気温度安定化下限計算手段106で
得られた下限m2L、のうち最も大きな値を最大値選択
手段108により決定する。ここで、m2,2゜m2L
2.m2L、は負荷りの関数として計算され、m2Ul
9m2L3は燃焼ガス体積流量VGAS(7)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により負荷の関数として計算される。第9図
に示すように、m2が大きくなるにつれガス再循環流量
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m211にあると見做し
て、初期試行点m↓をこれに選ぶ。筐た、mlの場合と
同様に、初期シンプレックスの大きさ七m黍からの操作
許容限界までの距離に応じて決定するために、”It除
く初期シンプレックスの頂点のm2座標”2(J=2〜
k)を次式で決足する。
The lower value of these is determined by the lower value selection means 107.
Add one. In addition, m2111IIl is the lower limit m2 L3 obtained by the lower limit calculation means 104 for preventing ann Yukasoto,
N Q x Lower limit m obtained by countermeasure lower limit calculation means 105
2L2 and the lower limit m2L obtained by the reheat steam temperature stabilization lower limit calculation means 106, the maximum value selection means 108 determines the largest value. Here, m2, 2゜m2L
2. m2L, is calculated as a function of loading, m2Ul
9m2L3 is calculated as a combustion gas volumetric flow rate VGAS(7) function. Further, VGA8 is calculated as a function of load by combustion gas volumetric flow rate calculation means 101. 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, assuming that the maximum efficiency point is always at the lower limit m211 of the operational allowable limit, the initial trial point m↓ is selected as this point. Similarly to the case of ml, in order to determine the distance from the initial simplex size 7 m to the operational tolerance limit, we calculate the ``m2 coordinates of the vertices of the initial simplex excluding It'' 2 (J = 2 ~
k) is determined by the following formula.

・・・・・・・・・α2 但し、In 、 : (In2.、、+m2...t、
) / 2. r  は一様乱数(0く「 く1)、L
L2は定数(0(KL!<1)である。
・・・・・・・・・α2 However, In, : (In2.,,+m2...t,
) / 2. r is a uniform random number (0 ku 1), L
L2 is a constant (0 (KL!<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、”s’に大き
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高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
温度により大きく左右される。図で実線は海水温度21
rのときの、また点線は18tll’のときの効率を示
す。そこで、初期試行点用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109t−用いる。本手
段では、第11図に示す特性に基づき、負荷りの関数と
して操作量の上限m 3 +aax (L ) +下限
m3.... (L ) 、最大効率点に対応する操作
量m8M (L)’r表わすとともに、海水a度Tc全
パラメータとしてTc=T、。
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 "s" 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, the plant efficiency is maximized. In addition, as the m3 decreases, the circulating water flow rate decreases, so the temperature rise of the circulating water increases.The allowable operation range is defined by the upper limit characteristic of the circulating water flow rate determined by the circulating water pump capacity. f1
There is a lower limit characteristic g1 of the circulating water flow rate for limiting the rate of scale deposition in the cooling pipe, and an upper limit characteristic of the circulating water altitude rise width for protecting 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 allowable operating range defined by these limits varies depending on the load level and seawater temperature, as shown in Figure 11. Depends on it. In the figure, the solid line is the seawater temperature 21
The dotted line shows the efficiency when r is 18tll'. Therefore, in order to determine the initial trial point, an initial trial point determining means 109t as shown in FIG. 12 is used. In this means, based on the characteristics shown in FIG. 11, the upper limit m3+aax(L)+lower limit m3. of the manipulated variable is determined as a function of the load. .. .. .. (L), represents the manipulated variable m8M (L)'r corresponding to the maximum efficiency point, and Tc=T as seawater a degree Tc as all parameters.

T、I・・・T、に対応した特性関数を準備している。Characteristic functions corresponding to T, I...T are 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ヲ選ぶ。次に初期シンプレックスの大きさ
ヲ、川から操作許容限界までの距離に応じて決定するた
めに、”l を除く初期シンプレックスの頂点のm3座
標m3(」二2〜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 the river to the operational limit, the m3 coordinates m3 (22~k) of the vertices of the initial simplex excluding "l" are determined using the following formula. .

・・・・・・・・・03 但し、”3 =(”3mmx +m3−tm)/ 2+
 ’  は一様乱数(o< ’  <1 ) 、 KL
3は定数(0<KL3(1)である。
・・・・・・・・・03 However, "3 = ("3mmx +m3-tm)/2+
' is a uniform random number (o<'<1), KL
3 is a constant (0<KL3(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24(l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rri 、、、、。
The plant characteristics shown in FIGS. 6, 8, and 11 can be known using the plant model 24 (l). The upper limit of the manipulated variable rri determined by , , , .

(i=1〜3)及び下限mt rain (1= l〜
3 )は、いずれも陰の制約条件全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
。。
(i=1~3) and lower limit mt rain (1=l~
3) all take into account all implicit constraints, and have different meanings from the explicit constraints used in equation (2). .

従って0υα2αy式で決定する初期シンプレックスの
各頂点座標m1 (I−1〜3.J=2〜k)が陽の制
約条件を侵害する場合は、161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、
■)O2O■式における定数Kt、+(i=1〜3)の
値は、シミュレーションにより制御特性を解析すること
により、制御対象プラントに合った適切な値を決定すれ
ばよい。
Therefore, if each vertex coordinate m1 (I-1~3.J=2~k) of the initial simplex determined by the 0υα2αy formula violates the explicit constraint, each vertex coordinate can be Taken above explicit constraints. Also,
(2) The value of the constant Kt, + (i=1 to 3) in the O2O2 formula may be determined to be an appropriate value suitable for the plant to be controlled by analyzing the control characteristics through simulation.

本発明の実施例に関する以上の説明では、負荷変動及び
補機運転台数切替に伴なうプラ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は動作全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It。と
しサンプリング間隔Δtで過去n点までの負荷L(to
)。
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 completely 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 It. Assume that the load L(to
).

L(tO−Δt)、・b(to−nΔt)のうち最大値
をL +sa□、最小値tL−+・とし〜L vaax
’  L lll11>εL       ・・・・・
・・・・(14)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α4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t4までは最大効率探索手段
230は休止している。t4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図の初期ンンプレックス形成ステップ1か
ら動作が開始されることになる。ここで、nΔtの値は
制御対象プラントの過渡特性を考慮して、必要十分な値
を用いる。
Let the maximum value of L(tO-Δt), ・b(to-nΔt) be L +sa□, and the minimum value tL-+・~L vaax
' L lll11>εL ・・・・・・
If (14), then it is assumed that there has been a load change, that is, the load is considered to be steady according to the α4 formula until time t2 in Fig. 13, and after detecting the load change at t2, the maximum efficiency search means 230 is suspended. Even after the load change is completed, the maximum efficiency search means 230 remains inactive until time t4 when the plant is in a thermally transient state. After t4, it is considered to be a steady state,
works again. In this case, the maximum efficiency search means 230 starts its operation from the initial amplifier formation step 1 in FIG. Here, as the value of nΔt, a necessary and sufficient value is used in consideration of the transient characteristics of the plant to be controlled.

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

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

定常負荷状態においても補機運転台数が切替えられる場
合は、切替シーケンス作動中と18間だけは休止するこ
とになる。
If the number of auxiliary machines in operation is to be changed even in a steady load state, the operation will be stopped only during the switching sequence 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がを判断し、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tA1計時するためのタイマk IJ上セツト、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tA1計時手段114で計時する。
FIG. 15 shows the processing procedure of the embodiment for the above purpose. This process operates at a cycle Δt, and the sequence operation determining means 111 determines whether the sequence for switching the number of operating auxiliary equipment is in operation, and if it is in operation,
The timer reset means 112 sets the timer kIJ for counting the time tA1 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 subsequent elapsed time tA1 is measured by the timer 114.

次に、負荷変動状態判定手段115では04)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1人
と1sの大小を比較することにより熱平衡状態を判定す
る。熱平衡状態であれば動作指令手段117により最大
効率探索手段230を動作させる。
Next, the load fluctuation state determination means 115 determines whether or not the load is fluctuating according to equation 04). If the load is changing, the operation of the maximum efficiency search means 230 is stopped, and if the load change has been completed, the thermal equilibrium state determining means 116 determines the thermal equilibrium state by comparing the magnitude of one person and 1 s. If the state is in thermal equilibrium, the operation command means 117 causes the maximum efficiency search means 230 to operate.

本実施例において、初期シンプレックスの各頂点の座標
を決めるにあたり、02過剰率に関する初期試行点mi
ミラ荷りと大気温度T、の両者を考慮して決定している
。しかし、大気温度がプラント特性に与える影響は比較
的小さいため、必ずしも大気温度を考慮する必要はなく
、単に負荷のみ考慮して初期試行点m)を決定する方式
としても制御特性を大幅に悪化する心配はない。また、
第4図で示したように、操作量が最大効率点に収束した
場合、第6図〜第12図に示すような方法で、再び初期
シンプレックスを形成するとしたが、負荷変動あるいは
補機運転台数切替などで最大効率探索手段230の動作
が中断されない限シ、収束点付近で初期シンプレックス
全形成する方式としても勿論制御特性は損わない。
In this example, when determining the coordinates of each vertex of the initial simplex, the initial trial point mi regarding the 02 excess rate is
It is determined by considering both the Mira load and the atmospheric temperature T. However, since the influence of atmospheric temperature on plant characteristics is relatively small, it is not necessarily necessary to take atmospheric temperature into consideration, and even if the method determines the initial trial point m) by simply considering only the load, the control characteristics will deteriorate significantly. No worries. Also,
As shown in Figure 4, when the manipulated variable converges to the maximum efficiency point, the initial simplex is formed again using the method shown in Figures 6 to 12. As long as the operation of the maximum efficiency search means 230 is not interrupted due to switching or the like, the control characteristics will of course not be impaired even if the initial simplex is completely 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
低となるシンプレックスの頂点かう(3)式で表わされ
る重心方向に決定しているが、必ずしもこのような方向
とする必要はなく、次の方法によっても安定な効率最適
化が可能である。その第1の方法は、シンプレックスを
形成するに個の頂点のうち、効率が低い方からp個の点
の重心と残りの(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群に盆け、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1個決定する方法である。また、第3の方法
は、/ンプレツクスの重心mGl  k求める際に、(
3)式を用いて各頂点の効率ηIk直接重み係数とする
代りに、標準値ηに対する差分ηl−η全重み係数とす
る次式で求める方法である。
Further, in this embodiment, the direction of the new trial point is determined to be the direction of the center of gravity expressed by equation (3), which is the vertex of the simplex where the efficiency is the lowest, but it is not necessarily necessary to set it in such a direction. Stable efficiency optimization is also possible by the following method. The first method is to 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
Divide the k vertices into group A, which consists of p vertices with lower efficiency, and group B, which consists of the remaining q vertices, and from the lowest efficiency point of both groups, t<t
In this method, one new trial point is determined in a straight line direction passing through the center of gravity excluding the points from =1 to p). In addition, the third method is to calculate the center of gravity mGlk of the / complex (
3) Instead of setting the efficiency ηIk of each vertex as a direct weighting coefficient using equation 3), this method uses the following equation to obtain the difference ηl−η total weighting coefficient with respect to the standard value η.

ただし、ηは負荷レベルに応じて修正するのが望筐しい
。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
5)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j′ 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
The third method based on equation 5) has better convergence than equation (3) because it determines the maximum slope direction of the efficiency characteristic with respect to the manipulated variable more accurately and determines the new trial point. can be expected.

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りも高い効率が得ら
れる場合は、最大効率点に達していなくとも操作出力を
することにより、操作量の急激な変更を避けている。更
に、この効果を上げるために、シンプレックスの頂点で
の効率が高い方からn個の頂点金運び、その重心点全実
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<k/2の範囲で選ぶと有効である。
In addition, in this embodiment, if the new trial point has a higher efficiency than any of the efficiencies of the points constituting the original simplex, 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 move the money to n vertices from the one with the highest efficiency at the vertices of the simplex, and set the center of gravity as the total actual operation amount. In this case, it is effective to select the value of n within the range of 2 x n<k/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(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(81(9)式をそのまま生かすものとし、直
接関係がない操作量に対しては α量−αI(1−β)         ・・・・・・
・・・+161に従ってα−を修正するのが望ましい。
Furthermore, in this embodiment, when the process state at the new trial point violates the implicit constraint condition, only the manipulated variable directly related to the violated constraint condition is retracted according to formula +81 (9). 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, Equation 81 (9) can be used as is for the manipulated variable that is directly related to the violated constraint. For manipulated variables that are not directly related, α amount - αI (1 - β) ...
It is desirable to correct α- according to ...+161.

ただし、上式においてβ=0.2程度とすればよい。ま
九、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([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eX++新試行点
での状態量をX2+制約条件をxLとすると、α全修正
して操作量を限界llLまで後退させるには、例えば次
式%式%(171 によシ線形補関してα′を求めることができる。
However, in the above equation, β may be approximately 0.2. Another effective method is to estimate the manipulated variable limit based on the degree of violation of the implicit constraint condition and regress to the limit ([. It is effective in optimizing the quantity. Now, if the state quantity at the lowest efficiency point in the simplex is eX++ + the state quantity at the new trial point is X2 + the constraint condition is xL, α is fully corrected and the manipulated variable is retreated to the limit llL. For example, α' can be obtained by linear interpolation using the following formula.

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)
The new trial point will be determined using the following formula.

XL−X。XL-X.

α’=((1+α)−−11ξ    ・・・・・・・
・・aex2−x。
α'=((1+α)−−11ξ ・・・・・・・・・
...aex2-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。
Further, 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 shown in FIGS. 13 and 14 The interval nΔt does not necessarily have to be constant, and in short, it may be the minimum necessary time for the plant to reach a state of thermal equilibrium. Therefore, by sequentially correcting the load level and the load fluctuation width, the maximum efficiency search means 230 can have many chances to operate.

火力発電プラントでは、一般に高負荷運転時には低負荷
運転時よりも熱時定数が小さいから、高負荷運転時はど
熱平衡時間は短かくなりnΔtは小さくできる。また、
補機運転台数の切替に伴なう熱平衡化所要時間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 that is directly calculated using the plant model built into the control system is used. The point is that the accuracy of convergence to the optimal value is higher than that of the method.

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、最大効率点への安定な収束
が可能となる点である。
The fifth effect of the present invention is that stable convergence to the maximum efficiency point 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、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/ステムの基本構成金示す。第4図は、効率最適化
制御の基本処理手順を示す。第5図は、効率最適化制御
過程の1例を示す。第6図は、02過剰率に対するプラ
ント効率の特性を示す。第7図は、第7図の特性に基づ
き02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、・くラレルダンパ開度に対す
るプラント効率及びガス再循環流量の特性を示す。第9
図は、第8図の特性に基づきパラレルダンパ開度につい
ての初期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。第1
0図は、復水器真空度に対するプラント効率、循環水流
量。 及び循環水温度上昇幅の特性を示す。第11図は、復水
器真空度に対するプラント効率の特性全負荷レベル及び
海水篇度全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/ステム、3・・
・最大効率探索手段、4・・・状態フィードバック、5
・・・最・適操装置、200・・・制御システム、23
0・・・最大効率探索手段、24o・・・プラントモデ
ル、9・・・試行操作量、IO・・・プラント効率、1
1・・・最適操作1、jマ」ノー」 第1図 第20 ′IIfJ30 YJ+口 0z通剥キ 第t−■ m+  C0zA刺幸ノ $qa口 9ム v;8  口 重2 (、X@ラレルダシノマ開崖) 第1図 蓼10日 重3(復7に番真墾崖) 第11  口 1.(儂y’g#’L”−jL) % 12図 第13 III 第14ω ′fJrsrn
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 structural features of the control system of the present invention in comparison with the conventional control system shown in FIG. FIG. 3 shows the basic structure of the efficiency optimization control/system. FIG. 4 shows the basic processing procedure of efficiency optimization control. FIG. 5 shows an example of the efficiency optimization control process. FIG. 6 shows the characteristics of plant efficiency versus 02 excess rate. FIG. 7 shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the 02 excess rate based on the characteristics shown in FIG. FIG. 8 shows the characteristics of plant efficiency and gas recirculation flow rate with respect to the opening degree of the Clarel damper. 9th
The figure shows a method for determining the initial trial point and operating amount limit for the parallel damper opening based on the characteristics shown in FIG. 1st
Figure 0 shows plant efficiency and circulating water flow rate versus condenser vacuum level. and the characteristics of the circulating water temperature rise range. FIG. 11 shows the characteristics of the plant efficiency with respect to the condenser vacuum level as a full load level and seawater level as a full parameter. 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/Stem, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...Optimization device, 200...Control system, 23
0...Maximum efficiency search means, 24o...Plant model, 9...Trial operation amount, IO...Plant efficiency, 1
1... Optimum operation 1, j ma'no' Figure 1 20 'IIfJ30 YJ+口0z通切KI th-■ m+ C0zA sashiko no $qa口9muv;8 mouthweight 2 (,X@Larelda Shinoma (open cliff) Figure 1 Tada 10th 3rd (Banshinken cliff on the 7th) No. 11 Exit 1. (I y'g#'L"-jL) % 12 Figure 13 III 14th ω 'fJrsrn

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.0.過剰率、パラレルダンパ開度、復水器真空度の
うち少なくとも1つを運用制御上の操作パラメータとす
る火力発電プラントの該パラメータの操作量の関数とし
てプラント効率を求めることと、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り効率を最大ならし
める操作量を決定することを有し、複数の試行点に対応
した効漬に基づいて新たな試行点を決定する制御方法に
おいて、該新試行点でのプラント状態が制約条件を侵害
した場合は侵害した制約条件に直接関係のある操作量の
みを修正し、新たな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。 2、特許請求範囲第1項記載の制御方法において、ガス
再循環ファン容量限界、アツンユカット防止限界、NO
X対策限界、再熱蒸気温度安定化限界のうち少なくとも
1つが侵害された場合はパラレルダンパ開度を修正して
、これを新試行点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。 3、特許請求範囲第1項記載の制御方法において、循環
水流量上限、循環水流量下限、循環水温度上昇幅上限の
うち少なくとも1つが侵害された場合は復水器真空度を
修正して、これを新試行点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。
1.0. Determining plant efficiency as a function of the manipulated variable of a thermal power plant in which at least one of an excess rate, a parallel damper opening degree, and a condenser vacuum degree is an operational parameter for operation control; determining the manipulated variable of the parameter using the plant efficiency, and determining the manipulated variable that maximizes the efficiency through a trial operation using the plant efficiency, based on the effect soak corresponding to a plurality of trial points. In a control method that decides a new trial point using An efficiency optimization control method for a thermal power plant, characterized by: 2. In the control method according to claim 1, the gas recirculation fan capacity limit, the hot cut prevention limit, and the NO.
Efficiency optimization control for a thermal power plant, characterized in that when at least one of the X countermeasure limit and the reheat steam temperature stabilization limit is violated, the parallel damper opening degree is corrected and this is set as a new trial point. Method. 3. In the control method described in claim 1, if at least one of the upper limit of the circulating water flow rate, the lower limit of the circulating water flow rate, and the upper limit of the circulating water temperature rise range is violated, the condenser vacuum degree is corrected, An efficiency optimization control method for a thermal power plant characterized by using this as a new trial point.
JP13849981A 1981-09-04 1981-09-04 Efficiency optimization controlling method of thermal power plant Pending JPS5840614A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13849981A JPS5840614A (en) 1981-09-04 1981-09-04 Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13849981A JPS5840614A (en) 1981-09-04 1981-09-04 Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5840614A true JPS5840614A (en) 1983-03-09

Family

ID=15223541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13849981A Pending JPS5840614A (en) 1981-09-04 1981-09-04 Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5840614A (en)

Cited By (2)

* 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
WO2020240936A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 ダイキン工業株式会社 Heat transfer tube and heat exchanger

Cited By (2)

* 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
WO2020240936A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 ダイキン工業株式会社 Heat transfer tube and heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Daren et al. Nonlinear coordinated control of drum boiler power unit based on feedback linearization
CN105201564A (en) Main-steam-flow-based steam turbine sliding pressure optimization control method
CN107947182B (en) Dynamic power flow analysis method and dynamic power flow analysis system
CN104123593A (en) Coal consumption characteristic curve on-line rolling update based multi-mode load scheduling method
CN105299612A (en) Main steam temperature control method based on multi-model switching and control system
CN103279658A (en) Thermal generator set working condition optimizing method
CN107831652A (en) A kind of unit load intelligent optimized control method based on cold end system energy storage
CN106340331A (en) Auto-disturbance-rejection control method used for nuclear reactor power
CN106801890A (en) The method for reducing boiler main reheat steam temperature fluctuation during lifting load
CN108762086B (en) Secondary reheat steam temperature control device and control system based on model predictive control
JPS5840614A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant
CN110939928B (en) Method for controlling water level of drum boiler of coal-fired unit with high robustness
CN108931928B (en) Simulation method for frequency modulation of two-region system with supercritical unit participating in wind power absorption
ABLAY A robust estimator-based optimal algebraic approach to steam generator feedwater control system
KR20200118685A (en) Apparatus and method for deriving boiler combustion model
Li et al. HTR-10GT dual bypass valve control features and decoupling strategy for power regulation
JPS5840607A (en) Optimization controlling method for plant efficiency
JPS6353561B2 (en)
JPS5840616A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant
JPS5840605A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant
JPS5840604A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant
JPS5843002A (en) Controlling method for optimum efficiency of thermal power plant
JPS6333164B2 (en)
JPS5840606A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant
JPS5840609A (en) Efficiency optimization controlling method of thermal power plant