JPS61285028A - 発電プラント運転制御装置 - Google Patents

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］ 本発明は複数の発電ユニットで構成される発電プラント
の運転制御装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、電力需給面から昼夜間および夏期とそれ以外の期
間における電力需要のギャップが大きくなってきている
こと、ならびに電源構成面からはベースロード用として
原子力発電プラントが増大してきていることから、この
ギャップを吸収することが火力発電プラントの重要な責
務になりつつある。このために毎深夜停止、朝方起動の
大幅な負荷変動が可能で、かつ部分負荷においても高い
熱効率を維持可能な発電プラントが要求される。

この要求に合う発電プラントとして、単機出力容量の小
さい発電ユニットを複数台まとめて系統運用上１台の発
電プラントとして運用することが考えられている。

しかしながら、複数発電ユニットから成る発電プラント
だと、プラント運転員は中央給電指令所から要求される
出力設定値（パターン）を複数の発電ユニットへ割り振
る作業が必要となる。更にその割り振りされた負荷に基
づきそれぞれの発電ユニットの運転スケジュールを計画
し、かつ、この運転操作を計画通りに実施をしなければ
ならない。

このことは毎日各発電ユニット毎に数〜士数回程度起動
・停止を計画、実行しなければならないことを意味し、
発電プラントを運転、管理する上で大きな負担、煩雑さ
をプラント運転員に与え、発電プラントを計画通りに安
全かつ効率良く運転することが困難になる問題点があっ
た。

［発明の目的］ 本発明は、発電プラントに与えられた負荷設定値（パタ
ーン）に見合う個々の発電ユニットの起動運転、停止運
転スケジュールを１回で計画し、この計画した運転スケ
ジュールに従って、数〜士数回起動停止がある発電ユニ
ットの運転制御を自動的に行なうことにより、プラント
運転員の負担を軽減し、発電プラントを安全かつ効率良
く運転できる負荷運転制御装置を提供することを目的と
する。

［発明の概要］ 本発明は、複数発電ユニットから成る発電プラントが出
力すべき発電出力量を設定する負荷設定入力手段と、こ
の設定された発電出力量から複数の発電ユニットの起動
運転、停止運転スケジュールを１回で計画する発電ユニ
ットの起動停止演算手段と、この計画された起動運転お
よび停止運転スケジュールを記憶保存する運転制御パタ
ーン記憶手段と、この記憶保存した発電ユニットの運転
スケジュールに従った運転操作を実施するため。

各々の発電ユニットのプラント状態を入力し、現在発電
ユニットがどこまで完了したかを判定し未完了以後の運
転操作を実施する発電ユニット制御判定手段とを設けた
ものである。

［発明の実施例］ 第１図は、本発明の一実施例に係る発電ユニット運転制
御装置の構成図を示したものである。

複数の発電ユニット信号入力手段１１〜１ｎは、各発電
ユニット２１〜２ｎから温度、圧力、流量等のアナログ
状態量および弁開″または弁パ閉″等の接点状態を表わ
すプラント状態量ａ１〜ａｎを入力する。

これらの入力したプラント状態量ａ１〜ａｎを電流。

電圧、あるいは′１”（オン）、”ｏ″′（オフ）のデ
ィジタル信号に変換し、プラント信号ｂ１〜ｂｎとして
複数の発電ユニット状態判断手段３１〜３ｎに与える。

発電ユニット状態判断手段３１〜３ｎは各々の発電ユニ
ット２１〜２ｎからのプラント信号ｂ１〜ｂｎに基づき
、現在の発電ユニット２１〜２ｎが発電ユニットの運転
操作項目のどこまで完了しているかを判断する。これら
発電ユニット状態判断手段３１〜３ｎで判断する発電ユ
ニットの運転操作項目の一例をあげると、第２図に示す
発電ユニット起動操作項目即ち海水系統起動Ａ、復水系
統起動Ｂ、ボイラ起動Ｃ，タービン起動り、並列・初負
荷Ｅ、負荷上昇Ｆ等がある。また、第３図に示す発電ユ
ニット停止操作項目即ち負荷降下Ｇ、解列・タービン停
止Ｈ２消火工、ボイラ停止Ｊ、復水系統停止に、海水系
統起動Ｌ等がある。

発電ユニット状態判断手段３１〜３ｎはこれらの発電ユ
ニット運転操作項目のどこまで完了しているかを判断後
、その完了操作項目例えば発電ユニット起動操作項目で
の海水系統起動Ａが操作完了、復水系統起動Ｂが操作未
完了であれば、完了操作項目の海水系統起動Ａをプラン
ト信号ｂ１〜ｂｎに付加して、プラント情報信号ｃ１〜
ａｎとして発電ユニット起動・停止演算手段４に出力す
る。

発電ユニット起動・停止演算手段４は発電ユニット状態
判断手段３１〜３ｎからのプラント情報信号ｃｔ７ｃｎ
を入力し、負荷設定入力手段５を介してプラント運転員
により与えられる負荷設定値ｄに基づき各発電ユニット
の起動運転スケジュール、停止運転スケジュールを計画
する。この負荷設定値ｄは例えば第４図の負荷設定パタ
ーンを特定したい場合、　（七１Ｊｗｏ　）、（ｔ、　
２　　、ＭＷ　２　）、（ｔ　３　　、Ｍす２）。

（ｔ、４　、ＭＷｔＬ（ｔｓ、ＭＷ　　Ｉ　Ｌ（ｔ、ｇ
、ＭＷｚ−）、（ｔｔ、ＭＷ　２　Ｌ（ｔ　ａ　、ＭＷ
　ｏ）のように、（時刻ｔ、負荷設定値ＭＶ）の形式で
与えられる。

発電ユニット起動・停止演算手段４は、この負荷設定値
ｄを入力すると、プラント情報信号Ｃ１〜ｃｎを基に第
５図に示す如き各発電ユニット２１〜２ｎの起動および
停止運転スケジュールを計画する。

これを第６図の発電ユニット起動・停止演算手段４の詳
細構成図を基に説明する。

先ず、発電ユニット起動停止割岩て手段４１は、負荷設
定値ｄを記憶している負荷設定信号記憶手段４２から（
時刻し、負荷設定値ＭＷ）に変換された負荷設定値ｊを
入力する。この入力した負荷設定値ｉと現在の発電ユニ
ット２１〜２ｎの発電出力量をプラント情報信号０１〜
Ｃｎから取出す、この取出した発電出力量から総発電量
力量を計算し、負荷設定値ｊと総発電量力量との偏差量
を求め、負荷設定値ｉが総発電量力量よりも“大″なら
ば発電ユニットの起動操作を必要とし、負荷設定値ｉが
総発電量力量よりも゛′小″ならば発電ユニットの停止
操作を必要とすることになる。

このようにして、発電ユニット起動・停止割当て手段４
１は、算出した偏差量から何台の発電ユニットを起動ま
たは停止させる必要があるかを決定する。この決定手段
を具体的に示したのが第５図の発電ユニット起動停止割
当てパターンである。この第５図は第４図の負荷設定値
例で示す負荷設定値ｄを第１発電ユニット２１．第２発
電ユニット２２．第ｎ発電ユニット２ｎの３つの発電ユ
ニットに割当てた一例を示したものである。

この割当ては第１発電ユニット割当て値ｒｌ、第２発電
ユニット割当て値ｒ２．第ｎ発電ユニット割当て値ｒｎ
の総和が第４図の負荷設定値ｄになるように均等配分し
たものである１例えば、第４図の時刻し１〜Ｌ２におけ
る負荷設定値ｄの１４１１　ｏ　−ＭＷ　２は第５図の
第１発電ユニットの時刻１＋〜ｔ１ｒｋこおける割当て
値ｒ１のＭＷ３〜ＭＶ４と、第２Ｊ！電ユニツトの時刻
し１１〜七１２における割当て値ｒ２のＭｖ３′〜Ｍｕ
ｓ’、および、第ｎ発電ユニットの時刻ｔ、＋２〜セ２
における負荷割当て値ｒｎのＭＬ３’〜ＭｖＳ“との総
和である。また、第４図における負荷設定値の時刻し３
〜ヒ６における負荷設定値ｄのＭＷ２〜ＭＩＪ＋　−Ｍ
Ｗ　ｘは第５図の第１発電ユニットを時刻し３１に、第
ｎ発電ユニットを時刻上４にプラント停止（解列）、第
１発電ユニットを時刻ｔｓｚに、第ｎ発電ユニットを時
刻上５１にプラント起動（並列）を行ない、残りの第２
発電ユニットの割当て値ｒ２で負荷設定値ｄのＭｗｔを
割当てたものである。

発電ユニット起動・停止割当て手段４１は以上のように
して、算呂した各々の発電ユニット割当て値ｒ　１　、
ｒ　２　、ｒｎと時刻上を含んだ発電ユニット割当て信
号ｊを発電ユニット起動スケジュール演算手段４３と発
電ユニット停止スケジュール演算手段４４に与える。ま
た、発電ユニット起動・停止割当て手段４１は複数の発
電ユニット状態判断手段３１〜３ｎからのプラント情報
信号ａｔ”””ａｎを発電ユニットの起動運転スケジュ
ール、停止運転スケジュール演算をさせるために発電ユ
ニット起動スケジュール演算手段４３と発電ユニット停
止スケジュール演算手段４４に与える。

発電ユニット起動スケジュール演算手段４３は、プラン
ト情報信号０１〜ｅｎ、発電ユニット割当て信号ｊおよ
び第２図の発電ユニット起動操作項目で示す起動操作項
目を記憶している起動制御パターン記憶手段４５からの
起動パターン信号により、第７図の発電ユニット起動ス
ケジュール演算に示す海水系統起動開始時刻ｔｓ＋＋、
復水系統起動開始時刻Ｌ１１２、ボイラ起動開始時刻ｔ
１１ｓ、タービン起動開始時刻ｔ、ｔ　ｓ　４．並列初
負荷開始時刻ｔｌｔｓ、負荷上昇開始時刻ｔｌ１６を演
算し、これら開始時刻を起動制御開始時刻ａとして制御
開始時刻ｅｔ！−運転制御パターン記憶手段６へ出力す
る。

同様に１発電ユニット停止スケジュール演算手段４４は
１発電ユニット起動・停止割当て手段４１からのプラン
ト情報信号ｃ１〜ａｎおよび第３図の発電ユニット停止
操作項目で示す停止操作項目を記憶している停止制御パ
ターン記憶手段４６からの停止パターン信号ｍより発電
ユニットの運転停止スケジュールを計画する。この運転
停止スケジュールを計画するに当っては第８図の発電ユ
ニット停止スケジュール演算に示す各々の操作項目につ
いての開始時刻を計算する。この計算する開始時刻は、
負荷降下開始時刻ｅｇｏ、解列ガスタービン停止時刻ヒ
９１、消火時刻上９２、ボイラ停止時刻し９３、復水海
水系統停止時刻ｔ９ａである１発電ユニット停止スケジ
ュール演算手段４４はこれらの開始時刻を停止制御開始
時刻ｙとして制御開始時刻ｅを運転制御パターン記憶手
段６へ与える。

運転制御パターン記憶手段６は発電ユニット起動スケジ
ュール演算手段４３からの起動制御開始時刻、Ｑおよび
発電ユニット停止スケジュール演算手段４４からの停止
制御開始時刻ｙを制御開始時刻ｅとして入力し、記憶す
る。

これを第９図にて説明する。運転制御パターンメモリ６
０はｎ台の発電ユニットの複数回の運転制御パタニンを
記憶するため、ｎ分割で構成され、１台当りの運転制御
パターンメモリは１〜Ｘ回の運転制御パターンを記憶す
るために、更にＸ分割のメモリ構成となっている。この
ようなメモリ構成にて運転制御パターン記憶手段６は発
電ユニット起動スケジュール′１ｇＬ算手段４３からの
起動制御開始時刻α、および１発電ユニット停止スケジ
ュール演算手段４４からの停止制御開始時刻ｙを該当す
る発電ユニットの該当する運転側Ｗ記憶情報ファイル６
０１，６０２．・・・・・へ逐次記憶保存し、全ての記
憶保存完了後１発電ユニット制御判定手段７へ運転制御
パターンの記憶保存更新があったことを運転制御情報ｆ
で知らせる。

この発電ユニット制御判定手段７の詳細構成を第１０図
に示す０発電ユニット制御判定手段７は運転制御パター
ン記憶手段６からの運転制御情報ｆを入力した時１発電
ユニット起動停止回数判断手段７１が発電ユニット状態
判断手段３１〜３ｎからのプランＩ・情報信号ｃ１〜ｃ
ｎを入力し、個々の発電ユニットが現在、第２図の起動
操作項目あるいは第３図の停止操作項目のどこまで完了
したかを判定し、一連の起動・停止制御が全て完了した
か否かを判定する。運転制御パターン記憶手段６からの
運転制御情報ｆを入力した以降、一度も第３図の停止操
作項目で示す停止操作完了まで運転操作が実施されない
時、発電ユニット起動停止判断手段７１は発電ユニット
起動停止回数Ｖを発電ユニット起動停止回数メモリ手段
７２へ回数＝１（初回中）として出力する６発電ユニッ
ト起動停止回数メモリ手段７１は発電ユニット起動・停
止回数Ｖを入力した時、第１１図の発電ユニット起動・
停止回数保存メモリ７１０に示すような複数台分の起動
・停止回数を保存する構造となっているメモリへ回数＝
１（初回中）を記憶する。もし、運転制御情報ｆを入力
した以降、１回目の停止操作を完了した時は発電ユニッ
ト起動停止回数Ｖを、発電ユニット起動・停止回数メモ
リ手段７２へ回数＝２（２回目）として出力する（２回
目の停止操作完了時は回数＝３（３回目）となる）。

発電ユニット起動停止判断手段７１は発電ユニット起動
停止回数Ｖを発電ユニット起動・停止回数メモリ手段７
２に出力すると同時に、ｍ転制御パターン選択手段７３
にも出力する。

運転制御パターン選択手段７３は１発電ユニット起動停
止回数Ｖに対応する運転制御パターン記憶手段６の運転
制御記憶情報ファイル６０１〜６０３を選択し、これを
運転制御記憶情報９として入力する。

更に、運転制御パターン選択手段７３は、この入力した
運転制御記憶情報９を起動運転側の情報と停止運転側の
情報とに分け、発電ユニット起動指令出力手段７４へ起
動制御開始時刻Ｏを、発電ユニット停止指令出力手段７
５へ停止制御開始時刻ρを出力する。これらの処理は運
転制御パターン記憶手段６から運転制御情報ｆが新たに
発電ユニット起動停止判定手段７１へ出力されるまで繰
り返される。

上記一連の動作を説明したのが第１２図の運転制御パタ
ーン迩択図である。つまり、発電ユニット起動停止判断
手段７１は１〜Ｘ回目の起動停止完了（ｔｓｐ　ｌ＝ｔ
ｇｐ　４　）を発電ユニット状態判断手段３１〜３ｎか
らのプラント情報信号０１〜ａｎから検出し。

発電ユニット起動停止回数保存メモリ７１０の内容を更
新する（例：１回目起動停止完了であるしＳｐ＋を検出
した時は該当する発電ユニット起動停止回数＝２とする
）。次に、この更新した発電ユニット起動停止回数に対
応した運転制御パターンメモリ６０の中から起動および
停止操作時刻を表わす運転制御記憶情報ファイル６０１
，６０２．・・・′・・・を取出し、発電ユニット起動
指令出力手段７４および発電ユニット停止指令出力情報
７５へ出力する（例：該当する発電ユニット起動・停止
回数＝２の時は３回目の起動停止記憶情報のしｓｓ〜し
ＳＦ３の各操作開始時刻が選択される）。

発電ユニット起動指令出力手段７４は、運転制御パター
ン選択手段７３からの起動制御開始時刻０を入力した時
に、第１３図の発電ユニット起動指令出力で示すそれぞ
れの起動操作項目の開始時刻に設定し１発電ユニットの
時刻がそれぞれ設定した起動開始時刻に到達した時、制
御開始指令ｇ１〜ｇｎを該当する発電ユニット制御手段
８１〜８ｎに与える。

複数の発電ユニット制御手段８１〜８ｎは制御開始用＋
）ｇｌ〜ｇｎを入力した時１発電ユニットの起動操作項
目を制御開始する。また１発電ユニット停止指令出力手
段７５は停止制御開始時刻ｐを入力した時、第１４図の
発電ユニット停止指令出力で示すそれぞれの停止操作項
目の開始時刻に設定し発電ユニットの時刻がそれぞれに
設定した停止開始時刻に到達した時、制御開始指令ｇ１
〜ｇｎを該当する発電ユニット制御手段８１〜８ｎに与
える。複数の発電ユニット制御手段８１〜８ｎは制御開
始指令ｇ１〜ｇｎを入力した時１発電ユニット停止操作
項目を制御開始する。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、発電プラントに与えられ
た発電出力量を複数の発電ユニットで均等分担し、この
分担された発電出力量に応じて個々の発電ユニットの起
動・停止操作開始時刻を決定し、この計算結果に応じて
個々の発電ユニットの運転制御を行なうようにしたので
１発電ユニットを１回起動・停止する毎に決定しなけれ
ばならなかった発電ユニットの起動運転・停止運転の開
始時刻をプラント運転員が決定および運転操作をする必
要がなくなり、頻繁な起動・停止操作ある複数発電プラ
ントにおいて、プラント運転員の負担を軽減することが
でき、発電プラント全体として起動損失、停止損失を少
なくした効率の良い大幅な負荷変動、毎深夜停止運転が
可能となり、電力需要のギャップを容易に吸収すること
ができる発電プラント運転制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る発電プラント運転制御
装置の構成図、第２図は発電ユニット起動操作項目説明
図、第３図は発電ユニット停止操作項目説明図、第４図
は中央給電指令所から与えられる一例を示す負荷設定パ
ターン図、第５図は第４図の負荷設定パターン例を３つ
の発電ユニットへ割当てた例を示す発電ユニット起動停
止割当て図、第６図は第１図の発電ユニット起動停止演
算手段の詳細構成図、第７図は発電ユニット起動スケジ
ュール演算例を示す説明図、第８図は発電ユニット停止
スケジュール演算例を示す説明図、第９図は運転制御記
憶情報の記憶説明図、第１０図は第１図の発電ユニット
制御判定手段の詳細構成図、第１１図は発電ユニット起
動停止回数保存例を示す説明図、第１２図は運転制御パ
ターン選択の一連の動作説明図、第１３図は発電ユニッ
ト起動指令出力説明図、第１４図は発電ユニット停止指
令出力説明図である。 １１〜１ｎ・・・発電ユニット信号入力手段、２１〜２
ｎ・・・発電ユニット、３１〜３ｎ・・・発電ユニット
状態判断手段、４・・・発電ユニット起動・停止演算手
段、５・・・負荷設定入力手段、６・・・運転制御パタ
ーン記憶手段、７・・・発電ユニット制御判定手段、８
１〜８ｎ・・・発電ユニット制御手段。 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数台の発電ユニットから構成される発電プラント運転
   制御装置において、前記各発電ユニットに対応したプラ
   ント状態量を入力する複数の発電ユニット信号入力手段
   と、入力したプラント状態量から前記各発電ユニットの
   運転操作がどこまで完了しているかを判断する複数の発
   電ユニット状態判断手段と、前記各発電ユニットが出力
   すべき発電出力量パターンを設定する負荷設定入力手段
   と、前記各発電ユニットのプラント状態量および設定さ
   れた発電出力量パターンに基づいて前記各発電ユニット
   の起動運転スケジュール、停止運転スケジュールを計画
   する発電ユニット起動停止演算手段と、発電ユニット毎
   に計画された起動運転スケジュール、停止運転スケジュ
   ールの運転パターンを記憶する運転制御パターン記憶手
   段と、前記各発電ユニットからプラント状態量を入力し
   、それぞれ前記各運転パターンのどの操作まで完了して
   いるかを判定し、未完了の操作について操作開始指令を
   出力する発電ユニット制御判定手段と、前記計画された
   起動運転スケジュール、停止運転スケジュールに従い前
   記各発電ユニットの運転制御を開始する複数の発電ユニ
   ット制御手段とを備えていることを特徴とする発電プラ
   ント運転制御装置。