JPS5840616A - Efficiency optimization controlling method of thermal power plant - Google Patents

Efficiency optimization controlling method of thermal power plant

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Publication number
JPS5840616A
JPS5840616A JP13850181A JP13850181A JPS5840616A JP S5840616 A JPS5840616 A JP S5840616A JP 13850181 A JP13850181 A JP 13850181A JP 13850181 A JP13850181 A JP 13850181A JP S5840616 A JPS5840616 A JP S5840616A
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JP
Japan
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efficiency
plant
point
trial
load
Prior art date
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Pending
Application number
JP13850181A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
弘 松本
Yoshio Sato
佐藤 美雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5840616A publication Critical patent/JPS5840616A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

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

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、プラントを総括的な観点から効率向
上を図った制御システムは末だ実用化に至っていない。
The issue of highly efficient operational control of thermal power plants has been a hot topic for some time, but control systems that aim to improve the efficiency of plants from an overall perspective have yet to be 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、F、M or an et 
of、、 l)eveLopment andappt
ication of setf−optimisin
g controtto coot−fired st
eam−generating plant。
Few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio (e.g. F, M or an et
of,, l) eveLopment andappt
cation of setf-optimisin
g control to coot-fired st
eam-generating plant.

Proc 、 IEE、 Vo/:、 115. A2
 (1968−2) )があるのみである。これら従来
の制御システムでは、第1図に示すように、プラント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。
Proc, IEE, Vo/:, 115. A2
(1968-2)). In these conventional control systems, as shown in FIG.
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ルドバンクに基づいて制御
するため、最大効率点即ち最適操作置を見出すのに多大
な時間を要することである。
However, the first problem with the conventional method is that it takes a lot of time to find the maximum efficiency point, that is, the optimal operating position, because control is based on the state field bank from the plant with a large thermal time constant. .

また、従来方式の第2の問題点け、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
効率計画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。
In addition, the second problem with the conventional method is that it is difficult to actually measure efficiency with high precision, so the efficiency index method is used, which uses the behavior of main steam pressure, etc., as a substitute for the efficiency plan. is low. 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、負荷変
動後の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、 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ζ±Aを用いて、モデル規範形効率予測
計算を施すことにより、プラントの応答速度に拘束され
ず、じん速かつ高精度の効率最適化を実現した。水制御
システムυ型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2
40に対して試行操作量旦を出力し、これに対応したプ
ラント効率10を求めるという手順を繰返すことにより
最大効率点を探索してゆく方法である。この場合、負荷
変動開始から負荷変動が完了し、プラントが熱平衡状態
となるまでは最大効率探索手段230の動作を休止させ
る。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional methods described above in a control method for a thermal power plant, and to improve the efficiency of the plant from an overall perspective, and in particular to provide a method for controlling a thermal power plant that has stable control characteristics after load fluctuations. The purpose of the present invention is to provide an efficiency optimization control method for a power generation plant.In order to overcome the problems of the conventional method,
By performing model standard efficiency prediction calculation using the plant model ζ±A for efficiency calculation built into the control system 200 shown in the figure, rapid and highly accurate efficiency can be achieved without being constrained by the response speed of the plant. Achieved optimization. The basic method of the maximum efficiency search means 230 in the υ type water control system is to
This is a method of searching for the maximum efficiency point by repeating the procedure of outputting the trial operation amount 10 for 40 and finding the corresponding plant efficiency 10. In this case, the operation of the maximum efficiency search means 230 is suspended from the start of the load change until the load change is completed and the plant is in a thermal equilibrium state.

第3図は本発明の実施例である効率最適化制御システム
の基本構成を示すものである。但し、本図は効率最適化
に特有な機能についてのみ示すもので、従来方式をその
まま適用でき・る各種のマイナ制御系及びプラント制御
系については図面の繁雑化を避けるために省略した。尚
、第3図において各記号は夫々以下のものを表わしてい
る。
FIG. 3 shows the basic configuration of an efficiency optimization control system that is an embodiment of the present invention. However, this diagram only shows functions specific to efficiency optimization, and various minor control systems and plant control systems to which conventional methods can be applied as is are omitted to avoid complicating the diagram. In FIG. 3, each symbol represents the following.

9aは試行02 過剰率、9bは試行ダンパ開度、9C
は試行復水器真空度、llaは最適02 過剰率、ll
bは最適ダンパ開度、llcは最適復水器真空度、13
aは節炭器囚、13bは節炭器(至)、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、30はパラレルダンパ、31は微粉炭
ミル、32は空気予熱器、33は押込み通風機、34は
吸引通風機、1遼はボイラ、Σ」畔タービン、60は給
水系統。
9a is trial 02 excess rate, 9b is trial damper opening degree, 9C
is the trial condenser vacuum degree, lla is the optimum 02 excess rate, ll
b is the optimum damper opening degree, llc is the optimum condenser vacuum degree, 13
a is economizer prisoner, 13b is economizer (to), 14 is 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, 20 is a secondary reheater, 21 is reheated steam, 22 is a medium/low pressure turbine, 23 is a generator, 24 is a condenser, 25 is condensate, 26 is a low-pressure feed water heater, 27 is a water pump, 28 is a high-pressure feed water heater, 29
30 is a circulating water pump, 30 is a parallel damper, 31 is a pulverized coal mill, 32 is an air preheater, 33 is a forced draft fan, 34 is a suction draft fan, 1 Liao is a boiler, Σ'' turbine, 60 is a water supply system.

効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数あるが、本実
施例の説明では比較的効果が大きい02過剰率m3.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m、とm2の2つの場合について示した。今、
試行点1に対応した試行操作量m11゜m2J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 
、η3を求める。このうちの効率が最低となる点(この
場合l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mI4.  m7に対応した効率η
4 を求める。ここで、試行点1を除いて新たにできた
三角形234から同様に新たな試行点5を求める。この
とき、試行点5がプラント状態量の制約条件を侵害する
場合は定義域内の試行点6に戻り、新たな三角形346
を用いて試行方向を決定する。このような試行方法を繰
返すことにより、最大効率点(この場合7)に達するこ
とができる。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 embodiment, 02 excess ratio m3. 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 clearly explain the principle of maximum efficiency search using the complex method. now,
The trial operation amount m11°m2J corresponding to the trial point 1 is given to the plant model 240 for efficiency calculation, and the efficiency η1 as a steady value is determined. Similarly, η2 for trial point 2.3
, η3 is determined. Among them, the point with the lowest efficiency (in this case, it is taken as l) and the center of gravity of the remaining points (in this case, the line segment 2
.. A new trial point 4 is placed on the extension of the straight line connecting
Select trial operation amount mI4. Efficiency η corresponding to m7
Find 4. 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 trial point 5 violates the constraint condition of the plant state quantity, return to trial point 6 within the domain and create a new triangle 346.
Determine the trial direction using . 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 (m, 7.m,' in this case) and becomes the actual manipulated output for the plant.

このような制御動作を続行することにより、海水温度や
大気温度などの周囲条件の変動により最大効率点が移動
しても、これに追従して最適操作量を決定することがで
きる。
By continuing such control operations, even if the maximum efficiency point moves due to changes in ambient conditions such as seawater temperature and atmospheric temperature, it is possible to follow this and determine the optimum operation amount.

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

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

m、:操作量 i:102過剰率(%) i二2 パラレルダンハ開度(%) l二3 復水器真空度(wHg) ここで、m2はパラレルダンパの開度を示してもよいが
、ここでは次式で定義する。
m,: Manipulated amount i: 102 Excess ratio (%) i22 Parallel damper opening degree (%) l23 Condenser vacuum degree (wHg) Here, m2 may indicate the parallel damper opening degree, 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■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. 3, and GR represents the primary reheater 19 and the economizer (A) 13b represents the gas flow rate in the gas passage where it is arranged.

ml 、、、 、 ml ff11. :操作量上、下
限i−10□過剰率上、下限 i−2パラレルダンパ開度上、下限 i=3  復水器真空度上、下限 Gct、 、aax g Gct、 、、l+  :復
水器循環水流量上、下限(kg/5ee) Dr Wall ;復水器循環水温度上昇幅上限(tr
)Y++ax  :低圧タービン排気湿り度上限(%)
GGReast 、 GGRm1m  :ガス再循環流
量上、下限(kg/5ec) 回連〒I 初期シンプレックスの形成 初期試行点m1(i=1〜3)は上記制約条件を全て満
足するものとし、m、  、 m2. m3 が作る3
次元空間にに角(第4図の場合はに−6)の多角形(こ
れをシンプレックスという)を形成すせ、これを初期シ
ンプレックスとする。この形成方法としては、1点は初
期試行点m−とし、残りの(k−1)個の点は例えば一
様乱数r’(j=2〜k)を用いて次式により決定する
ml , , , ml ff11. : Operation amount upper, lower limit i-10 □ Excess ratio upper, lower limit i-2 Parallel damper opening upper, lower limit i=3 Condenser vacuum upper, lower limit Gct, , aax g Gct, ,, l+: Condenser Upper and lower limits of circulating water flow rate (kg/5ee) Dr Wall ; Upper limit of condenser circulating water temperature rise width (tr
)Y++ax: Low pressure turbine exhaust humidity upper limit (%)
GGReast, GGRm1m: Upper and lower limits of gas recirculation flow rate (kg/5ec) Reset I Initial simplex formation initial trial point m1 (i=1 to 3) shall satisfy all of the above constraint conditions, m, , m2 .. m3 makes 3
A polygon (called a simplex) with angles (in the case of FIG. 4, -6) is formed in the dimensional space, and this is set as the initial simplex. As for this formation method, one point is set as the initial trial point m-, and the remaining (k-1) points are determined by the following equation using, for example, a uniform random number r' (j=2 to k).

m、j=m、、、、II+rj、(m、、、、−ml、
1.)  −−−−・42)但し、O< r’ S 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。
m, j=m, , , II+rj, (m, , , -ml,
1. ) ----・42) However, O<r' S 1 m- determined in this way always satisfies the constraint condition as a manipulated variable (this is called an explicit constraint condition), but as a process state variable The constraint 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, ultimately all points are determined.

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η1j=1〜6)が〆う/トモデルん±夕を用
いて得られる。
Then, the plant efficiency η1j=1 to 6) corresponding to each point determined through the above trial is obtained using the equation.

F戸アヨ■ 重心の計算 ココテは、シンプレックスの各点のうち効率が最も低い
点を除外した(k−1)個の点で定義されるシンプレッ
クスの重心mQ、を求める。今、効率最低点をj=lと
するとmGIは次式で表わされる。
Fdo Ayo ■ Calculation of the center of gravity This calculates the center of gravity mQ of a simplex defined by (k-1) points excluding the point with the lowest efficiency among the points of the simplex. Now, assuming that the lowest point of efficiency is j=l, 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.

ΔrnGl :l: mat−m+’   ・・−−−
(4)  −F亜下二因新試行点の決定 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Δmclのα1 倍だけ重心から延長し
た点を新試行点とし、これfm、”とすると、 ml”’ ::m(H4+ 引ΔmQl   −−−−
−−−−+(+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。
ΔrnGl :l: mat-m+' ・・---
(4) Determining the new trial point under -F sub-two causes The new trial direction is taken from the lowest efficiency point to the direction of the center of gravity, and the point extended from the center of gravity by α1 times the distance Δmcl between both points is set as the new trial point, If this is fm, then ml”' ::m(H4+ minus ΔmQl −−−−
−−−−+(represented by +51. In this case, if an explicit constraint condition is violated, the trial point is set on the constraint condition.

すなわち、上限mlff1.□を侵害する場合は、m、
  =m、ffi、、   −−−−−−−−−(6)
k◆1 とし、下限m1ff11.を侵害する場合は、m?′+
にmlff1+、    ・・・・・・・・・(力とす
る。
That is, the upper limit mlff1. If it infringes □, m,
=m, ffi,, −−−−−−−−(6)
Let k◆1 and lower limit m1ff11. m? ′+
mlff1+, ...... (force).

区五アコ■効率計算 効率計算用のプラントモデル240を用いて、新試行点
mIk+1に対応した効率ηに+1を求める。ここで、
プラントモデルとしての模擬範囲は、通常負荷運転で必
要とされる系統のうち、エネルギ下、収支が問題となる
系統の全てを対象としている。タービン系統においては
抽気系統はもとより、/−ル蒸気についても考慮する。
Efficiency calculation Using the plant model 240 for efficiency calculation, calculate +1 for the efficiency η corresponding to the new trial point mIk+1. here,
The range of simulation as a plant model covers all systems required for normal load operation where energy balance is an issue. In the turbine system, not only the extraction system but also the /-le steam is considered.

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 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.

口石正1)制約条件監視 効率計算用のプラントモデルスまJで計算したプロセス
状態が陰の制約条件を侵害している場合は試行点m?”
に関する情報は全て無効とし、5TEP−3に戻り、新
試行点を決定する。この場合、操作とプロセス状態の因
果関係を考慮して次式に従ってα1を修正して5TEp
’−3に戻る。
Tadashi Kuchiishi 1) If the process state calculated by the plant model for constraint monitoring efficiency calculation violates the implicit constraint, the trial point m? ”
All related information is invalidated, and the process returns to 5TEP-3 to determine a new trial point. In this case, considering the causal relationship between the operation and the process state, α1 is corrected according to the following formula, and 5TEp
' Return to -3.

α2合4・・・条件(G GR> GGRo−) U 
(GGRml。)・・・・・・・・・(8) u (DT >DT 、、、)U (Y >Y、、、、
、) −・−−−・(9)ここで、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。
α2 go 4...Condition (G GR> GGRo-) U
(GGRml.)・・・・・・・・・(8) u (DT >DT ,,,)U (Y >Y,,,,
, ) -・---・(9) Here, 02 This is because as long as the excess rate is operated within the limit value, the implicit constraint condition will not be violated.

巨】匝で一司収束判定 新試行点と元のシンプレックスを構成する各点に対応し
た効率のうち、最大及び最小の効率を、それぞれη、、
、8及びη、n、、、!: L、効率最大点に到達した
か否かを次式に従って判定する。
[Giant] Kazushi Convergence Judgment Among the efficiencies corresponding to the new trial point and each point constituting the original simplex, the maximum and minimum efficiencies are η, respectively.
,8 and η,n, ,! : L, determine whether the maximum efficiency point has been reached according to the following formula.

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

上式が満足されれば実用上最大効率点到達したといえる
。最大点に達したならばηmat K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
形成するム最大点に達しなければ次の(12) 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、操作出力とし、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、電′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。
If the above formula is satisfied, it can be said that the practical maximum efficiency point has been reached. When the maximum point is reached, the operation amount corresponding to ηmatK is output, and the process returns to 5TEP-1 to form the initial simplex.If the maximum point is not reached, the next (12) new trial points form the original simplex. If an efficiency higher than any of the efficiencies at each point is obtained, the operation output is used even if the maximum efficiency point has not been reached, and the process proceeds 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 efficiency compared to the current operating state, it will actually output the operation without waiting for the electric power to reach the high efficiency point. .

ロ亘ア=圃  新シンプレックスの形成元のシンプレッ
クスを構成している点のうち、最も低い効率を示す操作
点を除外し、新試行点を追加してできたに個の点から新
たなシンプレックスを形成し、5TEP−2に戻る。
Lower Wata = Field Among the points that make up the simplex from which a new simplex is formed, exclude the operating point that shows the lowest efficiency, add new trial points, and create a new simplex from the resulting points. form and return to 5TEP-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0□過剰率m、
  、 ハラレルダンパ開度m2 + a水葬真空度m
3 が張る3次元空間で各々が最適値に向って移動する
軌跡を3つの平面に投影したものである。この図で1〜
6は初期シンプレックスの頂点、7〜11は試行点、二
重丸は最大効率点、7〜11の点を結ぶ点線は試行操作
過程、7〜11の点を結ぶ実線は最適操作過程である。
Next, an example of the efficiency optimization control process according to the present invention is shown in FIG. This figure shows the operating parameters 0□excess rate m,
, Haralel damper opening degree m2 + a water burial vacuum degree m
3 are projections of trajectories each moving toward an optimal value onto three planes in a three-dimensional space. In this diagram 1~
6 is the vertex of the initial simplex, 7 to 11 are trial points, the double circle is the maximum efficiency point, the dotted line connecting points 7 to 11 is the trial operation process, and the solid line connecting points 7 to 11 is the optimal operation process.

例えば、m、とm2の関係をみると、第11回目の試行
で最適点に到達している。しかし、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 m 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
rQI’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ml’ を選ぶべきであり、また、このm
/と操作許容限界までの距離に応じて初期シンプレック
スの大きさを決定すべきと考え、次のような方式とした
How to determine the initial trial point rQI' and the size of the simplex in the initial simplex formation step 1 is an important issue that affects the convergence of the maximum efficiency search. In order to improve convergence, the initial trial point ml' should be selected at a point with the highest possible efficiency, and this m
We thought that the size of the initial simplex should be determined according to the distance between / and the allowable operating limit, and adopted the following method.

第6図は02過剰率m1に対するプラント効率の関係を
示すもので、大気温度が効率特性に与える影響について
も示した。つまシ、実線が大気温度30rのときの点線
が1Orのときの効率特性である。m、L/J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
m1.、、x(ト)、下限m、−iゎ(ト)を表わすこ
とができ、負荷りと大気温度Taの関数として最大効率
点に対応する操作量rJM(L、Ta )を表わすこと
ができる。
FIG. 6 shows the relationship between the plant efficiency and the 02 excess ratio m1, and also shows the influence of atmospheric temperature on the efficiency characteristics. The solid line is the efficiency characteristic when the atmospheric temperature is 30 r, and the dotted line is the efficiency characteristic when the atmospheric temperature is 1 orr. The upper and lower limits of the allowable range for m, L/J are determined by boiler exhaust gas regulation values, combustion stability, fan capacity, etc., and vary depending on the load level. From this characteristic, the upper limit m1 of the manipulated variable is determined as a function of the load. . .

従って、第7図に示すように、初期試行点決定部96で
は、操作許容域内で最大効率が期待できる点に初期試行
点m1′  を選ぶ。次に初期/ンプレノクスの大きさ
を、mlから操作許容限界までの距離−に応じて決定す
るために、m、′  を除く初期/ンプレツクスの頂点
のm、座標Tll、j  (j = 2〜k ) k次
式で決定する。
Therefore, as shown in FIG. 7, the initial trial point determining section 96 selects the initial trial point m1' at a point within the operational allowable range at which maximum efficiency can be expected. Next, in order to determine the size of the initial/amplenox according to the distance from ml to the operational tolerance limit, m, the coordinates Tll,j of the vertices of the initial/umprenex excluding m,' (j = 2~k ) Determined by the k-th equation.

・・・・・・・・・(II) 但し、ml =(m 1+++az + m1+m1.
)/2 、  rj  は一様乱数(o(r ’<1 
) 、 KLIは定数(o<KLl<1)である。
・・・・・・・・・(II) However, ml = (m 1+++az + m1+m1.
)/2, rj is a uniform random number (o(r'<1
), KLI is a constant (o<KLl<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If防止するだめのアッシュカット
防止限界特性すで定まる。また、下限は1次再熱器19
及び節炭器(ト)13bに対するアツンユカット防止限
界特性C。
FIG. 9 shows the relationship between the plant efficiency and the gas recirculation flow rate with respect to the parallel damper opening m2. The upper limit of the allowable range of m2 is the gas recirculation fan capacity limit characteristic a
and primary superheater 15 and economizer (A) 1 using high-speed gas flow.
The ash cut prevention limit characteristic of 3a if ash cut should be prevented is already determined. Also, the lower limit is the primary reheater 19
and the excessive cut prevention limit characteristic C for the economizer (G) 13b.

ガス再循環流量低下に伴なうNOX濃度の上昇を抑制す
るだめの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。m2112. m2U、 。
It is determined by the NOx countermeasure lower limit characteristic d, which suppresses the increase in NOX concentration due to the decrease in the gas recirculation flow rate, and the reheat steam temperature stabilization lower limit characteristic e. m2112. m2U, .

m2L、 、 m、L2. m2L、は夫り特性a、b
、c、d、eで定まる限界点であり、この図の場合はm
2L3とm2u、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、m、i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。
m2L, , m, L2. m2L, characteristic characteristics a, b
, c, d, and e, and in the case of this figure, m
The range between 2L3 and m2u is the allowable operation range. The physical basis for the characteristics shown in Figure 8 is that when m and i are reduced, (
1) As is clear from the definition of equation, the amount of gas diverted to the primary reheater side increases, but in the reheat steam temperature control system, the reheat steam temperature can be kept constant by lowering the gas recirculation flow rate. This is to keep it safe.

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+yazとm2m1
゜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m2υ2とアッシュカット防止上限計算手段1
03で得られた上限m2υ1のうち低い方の値を低値選
択手段107により決定する。
The five operating permissible limits shown in Figure 9 change depending on the load level, so the final permissible limits m2+yaz and m2m1
° is determined as shown in FIG. That is, m2. ,
, is the upper limit m2υ2 obtained by the gas recirculation fan capacity limit calculation means 102 and the ash cut prevention upper limit calculation means 1
The lower value of the upper limits m2υ1 obtained in step 03 is determined by the low value selection means 107.

また、m2..1つは、アッシュカット防止下限計算手
段104で得られた下限m2L8、NOx対策下限計算
手段105で得られた下限m2L2、及び再熱蒸気温度
安定化下限計算手段106で得られた下限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、m2U2. m2L2. m2L、は負荷り
の関数として計算され、m2U、 、 m2L3は燃焼
ガス体積流量VaAsの関数として計算される。また、
vGAsVi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てガス再循環流量が増大し、これに
伴ってガス再循環ファン動力が増すため、プラント効率
は垂下特性をもつ。従って、最大効率点は常に操作許容
限界の下限m2.ml7にあると見做して、初期試行点
mj をこれに選ぶ。また、mlの場合と同様に、初期
ンンプレツクスの大きさをm21からの操作許容限界ま
での距離に応じて決定するために、m2′を除く初期/
ンン゛レックスの頂点のm、座標m2’(j=2〜k)
e次式で決定する。
Also, m2. .. One is the lower limit m2L8 obtained by the ash cut prevention lower limit calculation means 104, 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. The largest value among them is determined by the maximum value selection means 108. Here, m2U2. m2L2. m2L, is calculated as a function of the load, m2U, , m2L3 is calculated as a function of the combustion gas volumetric flow rate VaAs. Also,
It is calculated by the vGAsVi combustion gas volumetric flow rate calculation means 101 as a function of load. As shown in Figure 9, m2
The plant efficiency has a drooping characteristic because the gas recirculation flow rate increases as the gas recirculation flow rate increases, and the gas recirculation fan power increases accordingly. Therefore, the point of maximum efficiency is always the lower limit of the operating tolerance limit m2. Assuming that it is at ml7, select this as the initial trial point mj. In addition, as in the case of ml, in order to determine the size of the initial amplifier according to the distance from m21 to the operational allowable limit, the initial /
m of the vertex of Ninrex, coordinate m2' (j = 2 ~ k)
eDetermined by the following formula.

・・・・・・・・・(12) 但し、m 2 ”” (m2 ma x + m2 m
 1 s )/2、rjは一様乱数(0<”、1)、K
−は定数(0< KLl <、1 )である。
・・・・・・・・・(12) However, m 2 ”” (m2 max + m2 m
1 s )/2, rj is a uniform random number (0<”, 1), K
- is a constant (0<KLl<, 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、m3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
水流量の増加に伴いポンプ動力が増し、結果として、プ
ラント効率が最大となる点をもつことによる。また、m
3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5、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
るだめの循環水温度上昇幅上限特性りである。以上の制
限は、プラントの計画段階で定まるもので、運転中に変
化するものではないが、これらにより規定される操作許
容域は、第11図に示すように負荷レベル及び海水温度
により大きく左右される。図で実線は海水温度21Cの
ときの、また点線は18cのときの効率を示す。そこで
、初期試行点m31に決定するために第12図に示すよ
うな初期試行点決定手段109を用いる。
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 m3 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 reaches its maximum. It depends. Also, m
3, the flow rate of circulating water decreases, and therefore the range of increase in temperature of circulating water increases. Here, the allowable operation range is defined by the circulating water flow rate upper limit characteristic 5 determined by the circulating water pump capacity, the circulating water flow rate lower limit characteristic g1 for limiting the scale deposition rate in the cooling pipe, and the protection of plankton contained in the circulating water. This is the upper limit characteristic of the circulating water temperature rise range. The above limits are determined at the plant planning stage and do not change during operation, but the allowable operating range defined by these limits is greatly influenced by the load level and seawater temperature, as shown in Figure 11. Ru. In the figure, the solid line shows the efficiency when the seawater temperature is 21C, and the dotted line shows the efficiency when the seawater temperature is 18C. Therefore, in order to determine the initial trial point m31, an initial trial point determining means 109 as shown in FIG. 12 is used.

本手段では、第11図に示す特性に基づき、負荷りの関
数として操作量の上限m3□8(ト)、下限m3m1.
■、最大効率点に対応する操作量m3M(ト)を表わす
とともに、海水温度Tc をパラメータとしてTc 二
Tl s T2 i ・・・T、に対応した特性関数を
準備している。従って、第12図に示すように、初期試
行点決定手段109では、操作許容域内で最大効率が期
待できる点に初期試行点m、′を選ぶ。
In this means, based on the characteristics shown in FIG. 11, the upper limit m3□8 (g), the lower limit m3m1 .
(2) A characteristic function representing the manipulated variable m3M (g) corresponding to the maximum efficiency point and corresponding to Tc2Tl s T2 i . . . T with the seawater temperature Tc as a parameter is prepared. Therefore, as shown in FIG. 12, the initial trial point determining means 109 selects the initial trial point m,' at the point where maximum efficiency can be expected within the operational tolerance range.

次に初期ノンプレックスの大きさを、m3′から操作許
容限界までの距離に応じて決定するために、m1′を除
く初期シンプレックスの頂点のm、座標m3J(j=2
〜k)を次式で決定する。
Next, in order to determine the size of the initial nonplex according to the distance from m3' to the operational tolerance limit, m of the vertices of the initial simplex excluding m1', coordinates m3J (j = 2
~k) is determined by the following formula.

・・・・・・・・・03) 但し、m、 = (m3mm、” m3m1n )/2
、rjは一様乱数(0< rj<1 )、K Llは7
定数(0< KL3 <1)である。
・・・・・・・・・03) However, m, = (m3mm, "m3m1n)/2
, rj is a uniform random number (0 < rj < 1), K Ll is 7
It 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m1ffl、。
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 m1ffl is determined by each means shown in FIGS. 7, 9, and 12.

(i=1〜3)及び下限m1m1゜(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。、従って
(IJ)H(13式で決定する初期シンプレックスの各
頂点座標mt’  (i=1〜3.j=2〜k)が陽の
制約条件を侵害する場合は、(6)(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。
(i=1~3) and the lower limit m1m1゜(i=1~3) are
Both of them take implicit constraints into consideration, and have different meanings from the explicit constraints used in equation (2). , Therefore, if each vertex coordinate mt' (i=1~3.j=2~k) of the initial simplex determined by (IJ)H(Equation 13) violates the explicit constraint, then Using the same idea, each vertex coordinate is set under explicit constraints.

ま&、HQZ(+3)式における定数KL、(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。
Ma&, the constant KL in the HQZ(+3) formula, (i-1~
As for the value of 3), an appropriate value suitable for the plant to be controlled may be determined 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
餉13図に示すように、負荷変動中と負荷変動完了直後
は最大効率探索手段230は動作を休止する方式として
いる。負荷変動の有無を検知するために、現時刻をto
としサンプリング間隔Δtで過去n点までの負荷L (
to)、 L(to−Δt) 、 ・L (to −n
ot )のうち最大値をLmmx、最小値をL ail
m とし、L、−−L−1−>iL     −+++
+ma4)ならば負荷変動が有ったと見做す。即ち第1
3図の時刻t、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図の初期シンプレックス形成ステップ1
から動作が開始されることになる。ここで、nΔt の
値は制御対象プラントの過渡特性を考慮して、必要十分
な値を用いる。
Because the plant has a large heat capacity, it is difficult to know the 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 fluctuations, the current time is
Assume that the load L (
to), L(to-Δt), ・L(to-n
ot ), the maximum value is Lmmx, and the minimum value is L ail
m, L, −−L−1−>iL −+++
+ma4), it is assumed that there has been a load change. That is, the first
Until time t in FIG. 3, the load is regarded as steady according to the α4 formula, and after detecting load fluctuation at t2, the maximum efficiency search means 230 is stopped. Even after the load change is completed, the maximum efficiency search means 230 remains inactive until time t4 when the plant is in a thermally transient state. After t4, it is regarded as a steady state and operates again. In this case, the maximum efficiency search means 230
In the initial simplex formation step 1 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1sだけ
経過してから最大効率探索手段玄ユ」を動作させる。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7−ケンス作動中とts間だけは休止すること
になる。
In other words, as shown in Fig. 14, when the example shown in Fig. 13 involves switching the number of auxiliary machines in operation, during the number switching sequence and after 1 s of heat equilibration time required as a result of the number switching has elapsed. Activate "Genyu, the most efficient search method." If the number of operating auxiliary machines is to be changed even in a steady load state, the operation will be stopped only during the switching operation and during the period ts.

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7−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tA を計時するためのタイマラリセットし、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1A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、最大効率探索手段主ユ」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tAと
tsの大小を比較することにより熱平衡状態を判定する
。熱平衡状態であれば動作指令手段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 determination means 111 determines whether the 7-can 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 counting the time tA 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, if the switching sequence is completed,
The time measuring means 114 measures the elapsed time 1A thereafter. 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 searching means main unit is stopped, and if the load changing is completed, the thermal equilibrium state determining means 116 determines the thermal equilibrium state by comparing the magnitudes of tA and ts. If the state is in thermal equilibrium, the operation command means 117 causes the maximum efficiency search means 230 to operate.

本実施例において、初期シンプレックスの各頂点の座標
を決めるにあたり、0□過剰率に関する初期試行点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、I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又ユ」の動
作が中断されない限り、収束点付近で初期シンプレック
スを形成する方式としても勿論制御特性は損わない。
In this example, when determining the coordinates of each vertex of the initial simplex, the initial trial point m-
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 account, and even if the initial trial points m and I are determined by simply considering the load, the control characteristics will deteriorate significantly. There's no need to worry about it. In addition, as shown in Fig. 4, when the manipulated variable converges to the maximum efficiency point, the initial simplex is formed again by the method shown in Figs. 6 to 12. As long as the operation of the maximum efficiency search means is not interrupted due to switching of the number of operating vehicles, etc., the control characteristics will not be impaired even if the method forms an initial simplex near the convergence point.

また、本実施例において、新試行点の方向を、効率が最
低となるシンプレックスの頂点から(3)式で表わされ
る重心方向に決定しているが、必ずしもこのような方向
とする必要はなく、次の方法によっても安定な効率最適
化が可能である。その第1の方法は、シンプレックスを
形成するに個の頂点のうち、効率が低い方からp個の点
の重心と残りの(k=P)個の点の重心を通る直線上に
新試行点を決定する方法である。また、第2の方法は、
k個の頂点を効率の低い方のp個からなるA群と残りの
g個からなる8群に分け、両群の効率最低点からtct
=1〜p)番目の点を除いた重心を通る直線方向に新た
な試行点をt個決定する方法である。また、第3の方法
は、シンプレックスの重心mc+’t”求める際に、(
3)式を用いて各頂点の効率η2を直接重み係数とする
代りに、標準値rに対する差分η−−vk重み係数とす
る次式で求める方法である。
Furthermore, in this embodiment, the direction of the new trial point is determined from the vertex of the simplex with the lowest efficiency to the direction of the center of gravity expressed by equation (3), but it is not necessarily necessary to set it in such a direction. Stable efficiency optimization is also possible by the following method. The first method is to locate a new trial point on a straight line that passes through the centroids of the p points with the lowest efficiency and the centroids of the remaining (k=P) points among the vertices forming the simplex. This is a method to determine. Also, the second method is
Divide the k vertices into a group A consisting of p vertices with lower efficiency and 8 groups consisting of the remaining g vertices, and calculate tct from the lowest efficiency point of both groups.
In this method, t new trial points are determined in a straight line direction passing through the center of gravity excluding the =1 to p)th points. In addition, the third method is to calculate the center of gravity mc+'t'' of the simplex by (
3) Instead of directly using the efficiency η2 of each vertex as a weighting coefficient, this method uses the following equation to determine the difference η−−vk with respect to the standard value r.

ただし、ザ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
51式に基づく第3の方式は(3)式と比較して、操作
量に対する効率特性の最大傾斜方向をよシ適確に見極め
て新試行点を決定するため、良好な収束性が期待できる
However, it is desirable to modify it 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 51 can be expected to have better convergence because it more accurately determines the maximum slope direction of the efficiency characteristic with respect to the manipulated variable and determines a new trial point. .

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、//プレックスの頂点での
効率が高い方からn個の頂点を選び、その重心点を実際
の操作量とする方式も有効である。この場合、nの値は
2くnくに/2の範囲で選ぶと有効である。
In addition, in this example, if the new trial point has a higher efficiency than any of the efficiencies of the points constituting the original simplex, the manipulated variable is Avoid sudden changes in Furthermore, in order to increase this effect, it is also effective to select n vertices from the ones with the highest efficiency at the vertices of the //plex 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件が課せられたプロ
セス状態と操作量の因果関係は必ずしも1対1に対応し
ないから、侵害した制約条件に直接関係する操作量に対
しては(8)(9)式をそのまま生かすものとし、直接
関係がない操作量に対しては αI告αI(1−β)       ・・・・・・・・
・Ooに従ってα1 を修正するのが望ましい。ただし
、上式においてβ二0.2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。
In addition, in this example, if the process state at the new trial point violates the implicit constraint, only the manipulated variable directly related to the violated constraint is Since causal relationships do not necessarily have a one-to-one correspondence, equations (8) and (9) should be used as is for the manipulated variables that are directly related to the violated constraint, and αI should be used for the manipulated variables that are not directly related. Notice αI (1-β) ・・・・・・・・・
・It is desirable to correct α1 according to Oo. However, in the above equation, β2 may be approximately 0.2. Another effective method is to estimate the operation amount limit based on the degree of violation of the implicit constraint condition and to retreat to the limit value.

この方法は、操作量に対する効率特性が単調関数を示す
操作量の最適化に有効である。いま、シンプレックスに
おける効率最低点での状態量をXl、新試行点での状態
量をX2、制約条件をXLとすると、αを修正して操作
量を限界値まで後退させるには、例えば次式 により線形補間してα′を求めることができる。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。
This method is effective for optimizing the manipulated variable whose efficiency characteristic with respect to the manipulated variable is a monotonic function. Now, assuming that the state quantity at the lowest efficiency point in the simplex is Xl, the state quantity at the new trial point is X2, and the constraint condition is XL, in order to correct α and retreat the manipulated variable to the limit value, for example, the following formula is used. α' can be found by linear interpolation. In reality, a new trial point is determined using the following equation using a correction coefficient ξ (0<ξ<1) in consideration of nonlinearity.

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 range, 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
運転時よシ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pnΔtf′i小さくできる。ま
た、補機運転台数の切替に伴う熱平衡化所要時間t8 
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1.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カ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 not short during high-load operation, and pnΔtf'i can be reduced. In addition, the time required for heat equilibrium due to switching the number of auxiliary machines in operation t8
For the above reasons, it is also desirable to modify the load level according to the load level. This 1. Furthermore, since it differs depending on the type of auxiliary equipment whose number is to be changed, it is desirable to modify it by considering the load level and the type of auxiliary equipment. Thereby, it is possible to greatly increase the operating rate of the efficiency optimization control means, 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、制御ン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 efficiency can be improved from a comprehensive perspective of the plant by optimizing the manipulated variables of multiple operating parameters that affect plant efficiency, which is compared to conventional techniques that target efficiency improvement of individual equipment. The point is that 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 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 optimum value is high.

本発明による第4の効果は、制御/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, noise and detection errors are reduced compared to conventional methods that optimize efficiency based on actual measured values. The point is that it is possible to perform stable and highly accurate optimization without being affected.

本発明による第5の効果は、負荷変動中及び負荷変動完
了後プラントが熱平衡状態となるまでは最大効率探索手
段を休止することにより、負荷変動を伴うプラントにお
いても安定な効率最適化制御特性が得られることである
The fifth effect of the present invention is that by suspending the maximum efficiency search means during load fluctuations and until the plant reaches a thermal equilibrium state after the completion of load fluctuations, stable efficiency optimization control characteristics can be achieved even in plants with load fluctuations. That's what you get.

【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
るだめのもの。 第2図は、第1図に示した従来方式の制御システムとの
対比させて、本発明の制御7ステムの構造的特徴を説明
するだめのもの。 第3図は、効率最適化制御システムの基本構成を示す。 第4図は、効率最適化制御の基本処理手順を示す。 第5図は、効率最適化制御過程の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、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σi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、負荷変動に伴う最大効率探索手段の動作区
間及び休止区間ケ示す。 第14図は、負荷変動と補機運転台数切替に伴う最大効
率探索手段の動作区間及び休止区間を示す。 第15図a1第14図に示した目的を実現するための処
理手段を示す。 100・・・プラント、2・・・制御システム、3・・
・最大効率探索手段、4・・・状態フィードバック、5
・・・最適操作量、200・・・制御7ステム、230
・・・最大効率探索手段、240・・・プラントモデル
、旦・・・試行操作量、10・・・プラント効率、11
・・・最適操作フイ閃丁 纂 I n ′$ 3 図 第 4 m 易 5rEJ θzAヤj牟 葛 ttJ %yrJ t 77、y  目 yRz(ハ0うLルグンハ乙イylt>1J9I!lI ポ3m^     fお1ス MI J tiLy番*ttr> ソ tt  /I7 7哩3 tflyK#4べVlトノ 茶 12I2] メ 13図 窮 /4  EJ
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 stem of the present invention in comparison with the conventional control system shown in FIG. FIG. 3 shows the basic configuration of the efficiency optimization control system. FIG. 4 shows the basic processing procedure of efficiency optimization control. FIG. 5 shows an example of the efficiency optimization control process. 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 parallel damper opening. FIG. 9 shows a method for determining the initial trial point and operation amount limit for the parallel damper opening based on the characteristics shown in FIG. FIG. 10 shows the characteristics of plant efficiency, circulating water flow rate, and σi ring water temperature rise width with respect to the condenser vacuum degree. Figure 11 shows the characteristics of plant efficiency with respect to condenser vacuum degree using load level and seawater temperature as parameters. Figure 12 shows initial trial points and operations for condenser vacuum degree based on the characteristics of Figure 11. We show how to determine the quantity limit. FIG. 13 shows the operating section and the stopping section of the maximum efficiency searching means due to load fluctuations. FIG. 14 shows operating sections and stopping sections of the maximum efficiency search means due to load fluctuations and switching of the number of auxiliary machines in operation. FIG. 15 a1 shows processing means for realizing the purpose shown in FIG. 14. 100...Plant, 2...Control system, 3...
・Maximum efficiency search means, 4... State feedback, 5
...Optimum operation amount, 200...7 control stems, 230
... Maximum efficiency search means, 240 ... Plant model, Dan ... Trial operation amount, 10 ... Plant efficiency, 11
...Optimum operation guide I n'$ 3 Fig. 4 m easy 5rEJ θzAyajmu ttJ %yrJ t 77, y eyes yRz f 1st MI J tiLy No.*ttr> So tt /I7 7 哩3 tflyK#4beVlTonocha 12I2] Me 13 Zu Kuku /4 EJ

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
操作量を決定する制御方法において、所定幅以上の負荷
変動を検知し、負荷変動完了後プラントが熱的に平衡状
態になったことを判定し負荷変動を検知してからプラン
トが熱平衡状態になったことを判断するまでは前記最大
効率探索を休止することを特徴とする火力発電プラント
の効率最適化制御方法。
1.02 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 a control method, the control method includes determining a manipulated variable of the parameter using a plant, and determines a manipulated variable that maximizes efficiency through a trial operation using the plant efficiency, wherein load fluctuation of a predetermined width or more is detected; After the load change is completed, it is determined that the plant has reached a thermal equilibrium state, and the maximum efficiency search is suspended from when the load change is detected until it is determined that the plant has reached a thermal equilibrium state. Efficiency optimization control method for thermal power plants.
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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

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50112638A (en) * 1974-02-18 1975-09-04

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