JPS59117604A - 自家発プラントの経済運転制御方法 - Google Patents

自家発プラントの経済運転制御方法

Info

Publication number
JPS59117604A
JPS59117604A JP57232956A JP23295682A JPS59117604A JP S59117604 A JPS59117604 A JP S59117604A JP 57232956 A JP57232956 A JP 57232956A JP 23295682 A JP23295682 A JP 23295682A JP S59117604 A JPS59117604 A JP S59117604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
variables
private power
energy
supply
power generation
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
JP57232956A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Kato
加藤 寿彦
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57232956A priority Critical patent/JPS59117604A/ja
Publication of JPS59117604A publication Critical patent/JPS59117604A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば工場等における自家発プラントを経
済的に運転するための経済運転制御方法に関する。
〔発明の技術的背景〕
たとえば工場等の自家発プラントの運転に際し、ボイラ
への燃料供給量、ターヒンヘノ蒸気供給量、発電機に対
する負荷等、各種エネルギの需給についての経済上の最
適配分を求める必要がある。このため、従来では次のよ
うな手法が行われていた。
■ 単機効率の大きい機器から優先的に使用する。
■ プラント全体を対象とした最適化問題として定式化
された数理計画問題を計算機で解く。
一般に、自家発プラントにおける各種エネルギの需給に
ついての経済上の最適配分を決定する方法を定式化する
と次のようζこなる。
「制約条件 g+(X)≦n、i=1.2.・・・、1J(X)=o
 y j=1 、2、−−−、mのもとに、目的関数f
(X)を最小化(または最大化)せよ。ただしX=(x
t + X* +”・e xn)なるn次元列ベクトル
とする。ここにTはベクトルの転置を示し、Xが列ベク
トルであることをあられす−・・・・・・・・・・・・
・・・(1)換言すれば、この問題はたとえばプラント
を構成する各機器の定格から定まる1個の不等式制約条
件と、たとえば各種エネルギの需給条件、各機器の特性
式等のm個の等式制約条件をすべて満足するn個の操作
変数Xの変化領域のうちで目的関数(たとえば、消費エ
ネルギコストを含む運用コスト合計等)を最小にする点
X″を見出すもので、この点X7は最適解と称され、省
エネルギに関するプラントの最適運転状態を与えるもの
である。
〔背景技術の問題点〕 上記■の手法では近似的にはプラント全体の最適配分を
行えるが、ある限度以上の省エネルギの達成は不可能で
あり、現在の一般的要請に応えることはできない。また
■の手法では、定式化された制約条件付最適化問題を線
形計画法や非線形計画法(以下NLPと称する。:N0
n−l 1near Prograrrming の略
)等の数学的手法で解くもので゛あるが、一般的要請に
応えるだけの精度で解くためにはNLPに頼らざるを得
ない。ここでNLPというのは、等式、不等式を含む各
種の制約条件のもとて最小または最大にすべき目的関係
を満足する解を求める耐洗を総称するもので、各種の手
法が開発されている。
しかしながら、これらはいずれもある点から出発して必
要な計算を繰返しながら目的関数を最小または最大にす
る点に到達するという、反復による探索法であり、いか
に高速かつ大容量の電子計算機を使用しても計算に長時
間を要する問題がある。しかも工場等における自家発プ
ラントの経済運転制御を行うにあたり、中容量の制御用
計算機によって計算に必要なデータをオンラインで読込
み、前述の計算を実施し、この結果に従ってプラント内
の各機器の運転あるいは操作員への指示を行わなければ
ならない。しかも総合的なエネルギ管理システムとして
のデマンド管理や運転状態監視等多数の重要な機能と並
行しての処理が必要とされる。このような理由のため上
述の最適配分問題は短時間で解かれなければならないに
も拘らず、上記■、■の手法では計算時間に長時間を要
し、実用化したとしても計算時間による時間的なずれの
ため種々の条件が変化して目標とする経済運転とはほど
遠い運転状態となることが多かった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされたもので。
その目的は短時間で、しかも計算精度を低下させること
なく各種エネルギの需給“についての経済上の最適配分
を求めることができる自家発プラントの経済運転制御方
法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明に係る自家発プラントの経済運転制御方法は、自
家発プラントのエネルギの需給に関する操作可能な複数
の変数のうちの一部を定数として固定し、残余変数につ
いて各変動頭載における経済上の最適配分をNLPのよ
うな反復による探索法により求めるものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を工場等の自家発プラント100に適用し
た一実施例について説明する。
第1図は自家発プラントの概略構成を示すもノテ、複数
のボイラza、Zb:、)a、2b;sa、3bより発
生した蒸気は蒸気母管11゜12e13.i4を経由し
て複数台の蒸気タービン21〜26へ供給され、これら
のタービンを駆動する。そこでこれらのタービンにより
発電機31〜36が駆動されて電力を発生させる。
一般に1タービン21,22.・・・には抽気タービン
および排気タービンが混在しており、゛抽気および排気
はそれぞれ所定の蒸気圧力をもって、プロセス蒸気61
.52.53.・・・として工場へ必要量供給される。
また前記発電機31〜36からの発電電力61〜66は
買電電力と共に工場へ必要量供給される。
ところで、上記構成の自家発プラントにおいて、エネル
ギの需給に関する複数の変数、たとえばプラント100
で消費されるボイラ燃料微油、燃料ガス等)の費用、一
定時間帯における購入電力費等の合計を経済配分すべき
目的関数として、この合計を最小にするように各機器へ
の供給燃料、供給蒸気等の配分、すなわち各機器の運転
状態を決定すればよい。この問題は前記■の形に定式化
することができ、NLPの手法を適用して解くことがで
きる。
上記の決定を実施するための経済運転制御システムを第
2図に示す。図中101は計算制御装置、102にこの
計算制御装#101と自家発プラント1−Og−との間
を連結する入・出力装fFt、102aを備えたインタ
ーフェイスである。
そこで、この自家発プランl−100において各機器へ
の供給エネルギの最適配分決定の手法としては、制約条
件付のNLPのうち各種の手法すなわち変換法(あるい
は拡大目的関数法)と称される一部の手法(この中には
罰金関数法、SUMTおよび乗数法等がある)、射影法
と称される手法(この中には、勾配射影法、縮小勾配法
等がある)、コンプレックス法等を適用することができ
る。これらの手法の共通点は、n次元の操作変数X(こ
の各要素としては、各ボイラの消費する燃料量、各ター
ビンに流入する蒸気の量等がある)のある初期値X0か
ら出発して各手法特有のアルゴリズム(計算手順)に従
って順次探索を繰返し>(’、Xt、・・・+ XNと
予め定められた収束条件を満足する点xN に到るとこ
ろで最適解−== xNとなる。なお、Xl  のiは
探索のi番目の点であることを示す。ここで注意すべき
点は、一般にXの次元nが大きい程反復匝数が多く、従
って計算に要する時間も大きいことである。以上の手法
により、操作変数X=(xt + Xt y”’exn
 )  のn個の元のうちの一部、すなわちm個xn−
rn++ t xn m+! t ”’ + xnが一
定で変化しない状態に保ちつつ上述の最適解を求めるの
である。これは、たとえばあるボイラが定期点検後の試
運転状態のとき、あるいは別の何らかの理由によって一
定の消費燃料で一定の蒸気を発生するようなとき、また
は買電コストの安価な夜間においては簡単なコスト比較
から、ある発電機の出力を最小にするのが省エネルギの
上から望ましいことが明らかなとき等の条件に相当する
。これらの場合にはボイラ燃料量、蒸発険、または発電
出力をそれぞれ一定値に固定して残る変数のみを操作変
数としてN T、 Pの各手法を適用すればよい。この
ようにすれば上述の各条件を満足しながら、目的関数を
最小または最大、にする経済運転状態を決定することが
できる。
あ また、たとえばする変数の最適解のおおよその値が判っ
ているような場合、その変数を最適解とみられる値に固
定して計算を開始し、探索の途中からはこれを操作変数
として適用しているNLPの手法が定めるアルゴリズム
に従って自由に変動させ、これによって、目的関数を最
小化または最大化する最適解を求めることができる。
さらに、操作変数として探索を開始した変数のうちの一
部を探索の途中からそれぞれ一定値に固定し、それ以降
は残余の操作変数のみによる探索を続け、これによって
目的関数を最小化または最大化する最適解を求めること
もできる。
ここで、探索の回数および計算に要する時間は、−投に
操作変数の個数に応じて増加することが知られているの
で、いずれの手法を用いるにせよ、一部の変数を固定し
た分だけは確実に計算時間が短縮されることになり、し
かも計算精度を低下させることはない。
また最適配分の決定は第2図に示す計算制御装置101
に実行させ、ここで得ら11.た最適解すなわち自家発
プラント100の各構成機器の運転状態に応じて、イン
ターフェイス102を介してそれらの機器に対して自動
設定あるいは設定値の表示を行い、操作員にその旨を指
示することができる。
以上の実施例では非線形計画法(NLP)を用いるもの
として説明したが1本発明はこれに限らず、線形計画法
(LP)や動的計画法(Dr )を用いることもできる
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明に係る自家発プラントの経
済運転制御方法によれば、反復による探索法を適用して
量適な運転状態を実現しようとする場合に複数の変数の
うちの一部を一定値に固定し、残余の操作変数に対して
目的関数を最小または最大にする最適解を求めることに
より、実質的な操作変数の個数が減少し、反復回数の減
少ひいては計算時間の短縮をはかることができ、かつ、
計算精度上は何らの犠牲をはらうこともないなど、優れ
た効果を得ることができる。したがって、たとえば短時
間で最適配分の結果を要求されるオンライン(もしくは
リアルタイム)での最適化問題の解決にはきわめて有効
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を適用する自家発プラントの一実
施例を示す系統図、第2図は同実施例にセける経済運転
制御システムの構成を示すブロック図である。 12  、Ib、2a、2b、3a’、3b・−ボイラ
、11,12,13.14・・・蒸気母管、21゜22
.23,24,25.26・・・蒸気タービン、:x、
s2.ss、s4.ss、se・R¥IL%、#145
1.52.53・・・プロセス蒸気、61,62゜63
.64,65.66・・・発WLt力、100・・・自
家発プランl−1101・・・計算制御装置、102・
・・インターフェース。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 泗 / a11 ■□6・ 1乙− 3 2:2 “63’  − 3a−1シ =1ま35b 7−    第2図 1、事件の表示 特願昭57−232956号 2、発明の名称 自家発プラントの経済運転制御方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)東市芝浦電気株式会汁 4、代理人

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)自家発プラントのエネルギの需要に関する操作可
    能な複数の変数のうちの一部を定数として固定し、残余
    の変数について各変動領域に右ける経済、Fの最適配分
    を反復による探索法により求めることを特徴とする自家
    発プラントの経済運転制御方法。
  2. (2)予め定数として固定された変数の一部を、残余の
    変数についての反復による探索法の計算過程の途中より
    変数として自由に変動させて経済上の最適配分を求める
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の自家発プ°ラントの経済運転制御方法。
  3. (3)反復による探索法の計算過程の途中より操作変数
    のうちの一部を定数として固定し、それ以降は残余の操
    作変数のみについて経済上の最適配分を反復による探索
    法により求める1つにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の自家発プラントの経済運転制御方
    法。
JP57232956A 1982-12-24 1982-12-24 自家発プラントの経済運転制御方法 Pending JPS59117604A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57232956A JPS59117604A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 自家発プラントの経済運転制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57232956A JPS59117604A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 自家発プラントの経済運転制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59117604A true JPS59117604A (ja) 1984-07-07

Family

ID=16947494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57232956A Pending JPS59117604A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 自家発プラントの経済運転制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59117604A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6240027A (ja) * 1985-08-14 1987-02-21 株式会社日立製作所 自家用発電設備の運転方法
JPH01184235A (ja) * 1988-01-14 1989-07-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 学習制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5539936A (en) * 1978-09-13 1980-03-21 Toshiba Corp Operation control device
JPS57197606A (en) * 1981-05-30 1982-12-03 Toshiba Corp Operation controller of plant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5539936A (en) * 1978-09-13 1980-03-21 Toshiba Corp Operation control device
JPS57197606A (en) * 1981-05-30 1982-12-03 Toshiba Corp Operation controller of plant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6240027A (ja) * 1985-08-14 1987-02-21 株式会社日立製作所 自家用発電設備の運転方法
JPH01184235A (ja) * 1988-01-14 1989-07-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 学習制御方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. The dual control with consideration of security operation and economic efficiency for energy hub
Donde et al. Simulation and optimization in an AGC system after deregulation
Liu et al. Global solution strategies for the network-constrained unit commitment problem with AC transmission constraints
Nandi et al. TCSC based automatic generation control of deregulated power system using quasi-oppositional harmony search algorithm
RU2592569C2 (ru) Способ и устройство для нагружения паровой турбины
JPH0744207A (ja) パワー要求量を個々のパワー出力装置に割り当て る方法
Arya et al. Automatic generation control in multi area interconnected power system by using HVDC links
Trefny et al. Economic fuel dispatch
Arya et al. Load frequency control of a four-area power system using linear quadratic regulator
Hou et al. Application of multi-agent EADRC in flexible operation of combined heat and power plant considering carbon emission and economy
JPS59117604A (ja) 自家発プラントの経済運転制御方法
Arya et al. Fuzzy logic based load frequency control of multi-area electrical power system considering non-linearities and boiler dynamics
EP0077685A2 (en) Industrial process control system
Saez et al. Fuzzy predictive supervisory control based on genetic algorithms for gas turbines of combined cycle power plants
Kawaguchi et al. Improved parallel reactive tabu search based job-shop scheduling considering minimization of secondary energy costs in factories
Wan et al. Modeling and optimization of shutdown process of combined cycle gas turbine under limited residual natural gas
Nishimura et al. Optimal operational planning of energy plants by differential evolutionary particle swarm optimization
CN113537795B (zh) 一种热电厂灵活性调整空间的分析方法及系统
Farghal et al. Optimum operation of cogeneration plants with energy purchase facilities
Barakat et al. Optimal design of fraction-order proportional-derivative proportional-integral controller for LFC of thermal-thermal-wind turbines considering nonlinearities
Liu et al. Fuzzy-PID control for arc furnace electrode regulator system based on Genetic Algorithm
Huang et al. Multi-objective optimization of steam power system under demand uncertainty
Arora et al. Bilateral Contract for Load Frequency and Renewable Energy Sources Using Advanced Controller.
Kler et al. Investigation of the operating modes of a cogeneration gas turbine plant with uncertainty in the prices of generated energy products and various climatic operating conditions
Andryushin et al. Method of the Optimal Distribution of Heat and Electrical Loads