JPS6228802A - 負荷制御装置 - 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〕 本発明はポンプ、ブロアー等の機器を複数種。

複数台有し、負荷変化に応じて主に使用機器の種類変更
及び使用機器数を増減するような機器配分操作を行なっ
てプラントの負荷を運転制御する負荷制御装置に関する
ものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、電力需要の増大による発電ユニットの大容量化や
石油からＬＮＧ、ＬＰＧなどへの燃料の多用化に伴って
大規模な燃料受入れ基地が建設されるようになってきた
。このような液化ガス気化プラントにおいて、気化され
たガスを直接複数の発電所および一般家庭へ供給するた
めには高い信頼性が要求されると共に供給先の大幅な需
要の変化に対しては迅速に対応させる必要がある。した
がって、ポンプ、ブロアーなどの機器を複数種。

複数含有するプラントにおいては負荷変化に応じて使用
機器の種類を変更したり、使用機器数を増減したりする
ような最適な機器配分操作よる負荷制卸が必要とされて
いる。

そこで、従来ではかかる機器配分操作による負荷制卸を
行なうものとして、定期的に利用するような最少限必要
な負荷変更用機器配分操作手順についてのみ固定ロジッ
クで行なう方式、また上位計算機により負荷指令および
現在の機器運転状況等を制約条件および評価関数に置換
えて１器配分における最適化問題を解くことにより負荷
変更用機器配分操作パターンを決定し、それに基いてシ
ーケンスコントローラでプラント機器を操作する方式、
あるいは上記両方式の併用などが考えられていた。

しかしながら、固定ロジック方式では発生頻度の低い負
荷状況の変化に対しても全て対応させようとすると、膨
大なシーケンスが必要となり、また機器構成の変更等の
対応が難しく、プラン１−運用面における柔軟性に問題
がある。

また、同様に上位計陣機を用いる方式は一般的に負荷指
令要求を満たすような喝器配分操作手順を計算するのに
長時間を必要とするばかりでなく、純粋な計算結果であ
るため、計算機で決定された機器配分操作手順には信頼
性の点で問題がある。

ざらに上記二つの方式を併用した場合、すなわち定期的
に利用する機器配分操作手順のみを固定ロジックで行な
い、不定期的に発生するような特殊な負荷変更指令等は
上位針ｓ機等からの推奨機器配分操作手順を参考にしな
がら運転（至）が過去の運用経験に基いて直接手動操作
するという方式が考えられるが、この場合にも人間が介
在するため、安全性および自動化という点で問題がある
。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、その目的は過去から現在までに行なった負荷変
更時における個々の様器配分操作手順の適用履歴に基い
てより安全に、しかも複雑な計算をすることなく高速に
負荷制−の際の機器配分操作を行なうことができ、また
機器配分操作手順の適用経験を自動的に履歴として蓄積
して学習機能を持たせることができるプラントの負荷制
御装置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明はかかる目的を達成するため、プラント機器構成
上可能で且つ負荷変化時に行なわれるすべての機器配分
操作手順を予め記憶した第１の記憶手段と、それぞれの
機器配分操作手順について過去から現在までの使用頻度
、故障発生頻度及びｖＩ　１１１性評価値を更新可能な
状態で記憶した第２の記憶手段と、現在の負荷実測信号
、外部から与えられる負荷指令信号と現在の負荷実測信
号との偏差信号及び現在の機器の運転状況に基いて前記
機器配分操作手順群の中から使用頻度が高く且つ故障発
生頻度の低いものを選び出す選択手段と、この選択手段
により選ばれた機器配分操作手順に従って各機器の操作
を実行する手段と、前記選択手段により選ばれた機器配
分操作手順の選択時及び機器の故障発生時に該当する瀘
器配分操作手順の使用頻度、故障発生頻度及び制御性評
価値を更新する手段とを備えて負荷指令と現在の運用状
況に基いて機器配分操作によりプラントの負荷制御を行
なうことを特徴とするものである。

（発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるプラントの負荷制御装置全体の概
略構成例を示すものである。第１図おいて、１は負荷指
令信号Ｓ１．実測負荷信号Ｓ２および運転状態信号Ｓ３
とプラント内機器の故障時送出される故障発生信号Ｓ４
が入力され且つプラント機器に対して操作信号Ｓ７を出
力するυ１１１１装置で、この制御装置１は比較器２２
選択器３．操作手順格納テーブル４．使用頻度テーブル
５．故障発生頻度テーブル６、制御性評価値テーブル７
および操作器８から構成されている。比較器２は負荷指
令信号Ｓ１と実測負荷信号Ｓ２とを比較し、両信号に差
があるとその偏差信号＄５を出力するものである。また
選択器３は実測負荷信号Ｓ２と比較器２から出力される
偏差信号Ｓ５およびプラント機器の運転状前借＠Ｓ３に
基いて負荷変更用機器配分操作手順格納テーブル（以下
単に操作手順格納テーブルと称する）４１機器配分操作
手順用使用頻度テーブル（以下単に使用頻度テーブルと
称する）５．Ｒ器配分操作手順用故障発生頻度テーブル
（以下単に故障発生頻度テーブルと称する）６８よび機
器紀分操作手順用制部性評価値テーブル（以下単に制御
性評価値テーブルと称する）７を調べて該当する機器配
分操作手順を全て候補として選択し、その中で故障発生
頻度が少なく、しかも使用頻度が高く且つ制闇性評１ｉ
１ｉ（ａが高いような推奨機器配分操作手順を選び、こ
れを操作手順信＠Ｓ６として出力するものである。そし
て、この選択器３は前述した推奨機器配分操作手順を選
ぶと、そのデータを使用頻度テーブル５に入力して該当
する使用頻度データを更新し、同様に故障発生信＠８４
が入力してプラント内機器の故障発生が検出されるとそ
のデータを故障発生頻度テーブル６に入力して該当づる
故障発生頻度データを更新するようになっている。ざら
に、操作器８は負荷指令信号３１．実測負荷信号３２．
運転状態信号Ｓ３および選択器３で選択された操作手順
信号＄６が入力され、これら各信号に基いて操作信号Ｓ
７をプラントの各機器に出力するものである。

第２図は前述した選択器３の内部構成の具体例を示すも
のである。第２図において、９は実ＷＪ負荷信号８２．
運転状態信号Ｓ３および偏差信号Ｓ５が入力される操作
手順取出器で、この操作手順取出器９は現在運転してい
る負荷帯、負荷上昇指令であるか負荷降下指令であるか
というような変化方向９通常運転状態であるか燃料受入
れ状態であるかというような大まかな運転状態の推定を
行ない、これらの値をキイワードとして操作手順格納テ
ーブル４から操作手順取出信＠線Ｌ１を使って該当する
機器配分操作手順群Ｓ８を取出すものである。１０はｌ
ａ器配分操作手順群Ｓ８が入力される使用頻度取出器で
、この使用頻度取出器１０は上記操作手順取出器９と同
様に要求負荷指令を満足する機器配分操作手順群Ｓ８に
ついて使用頻度テーブル５から使用頻度取出信号線Ｌ２
を使って個々の機器配分操作手順について使用頻度Ｓ９
を取出すものである。１１は機器配分操作手順群Ｓ８が
入力される故障発生頻度取出器で、この故障発生頻度取
出器１１においても前記同様に要求負荷指令を満足する
機器配分操作手順群Ｓ８について故障発生頻度テーブル
６から故障発生頻度取出線Ｌ３を使って個々の機器配分
操作手順について故障発生類ｆ！ＳＩＯを取出すもので
ある。１２は機器配分操作手順群Ｓ８が入力される制御
性評価値取出器で、この制御性評価値取出器１２におい
ても同様に要求負荷指令を満足する機器配分操作手順群
Ｓ８についてｌｌ器配分操作手順選択器から制御性評価
値取出信号線Ｌ４を使って個々の機器配分操作手順につ
いて制御性評価値Ｓ１１を取出すものである。１３は機
器配分操作手順群８８゜使用頻度８９．故障発生頻度Ｓ
１０および制御性評価（ｆＩｓｌｌが入力される機器配
分操作手順選択器で、この機器配分操作手順選択器１３
は故障発生頻度が少なく、制御性評価値が良く、使用頻
度が多いものを一つ選択してそれを推奨機器配分操作手
順として操作手順信号＄６を出力するものである。、１
４は故障発生信号＄４及び操作手順信号Ｓ６が入力され
る使用頻度更新器で、この使用頻度更新器１４は故障が
検出されると故障発生頻度テーブル６の中で現在適用さ
れている機器配分操作手順に関する故障発生頻度を故障
状況に応じて更新するものである。１５は実測負荷信号
Ｓ２゜運転状態信号３３．偏差信号Ｓ５および操作手順
信号Ｓ６が入力される制御性評価値更新器で、このυ＋
Ｗ性評価値更新器１５は各入力信号に基いて現在適用さ
れている機器配分操作手順、すなわち推奨機器配分操作
手順の制御性評価値を計算し、制御性評価値テーブル７
の中の該当する該当する制御性評ｌｉ！５ＩＩを更新す
るものである。

次に上記のように構成されたプラントの負荷制御装置の
作用について述べる。

第１図において、制御装Ｍ１に負荷指令信号Ｓ１と実測
負荷信号Ｓ２および運転状態信号Ｓ３が入力されている
ものとする。この時、負荷指令信号Ｓ１と実測負荷信号
Ｓ２とが等しければ、比較器２から選択器３へ出力され
る偏差信号Ｓ５は零であり、したがって選択器３から出
力される操作手順信号Ｓ６に変化がないので、操作器８
がら出力される操作信号Ｓ７も変化しない。また、もし
負荷指令信号Ｓ１と実測負荷信号Ｓ２とが等しくない時
には比較器２からその偏差信号８５号が選択器３に実測
負荷信＠Ｓ２および運転状態信号Ｓ３と共に入力される
。この選択器３では実測負荷信号Ｓ２、運転状態信号Ｓ
３および偏差信号Ｓ５をキイワードとして第２図で述べ
た操作手順取出器９．使用頻度取出器１０．故障発生頻
度取出器１１および制御性評価値取出器１２により操作
手順格納テーブル４．使用傾度テーブル５．故障発生頻
度テーブル６および制御性評価値テーブル７から該当す
る機器配分操作手順群Ｓ８．使用頻度Ｓ９．故障発生頻
度５１０および！１ｉｌＪ御性評価値Ｓ１１が取出され
、これらをもとに＠器配分操作手順選択器１３は故障発
生頻度が少なく、制（社）性評価値が良く、使用頻度が
多いものを一つ選択してそれを推奨機器配分操作手順と
して操作手順信号Ｓ６を出力すると同時に制御性評価値
更新器１５により制皿性評価値テーブル７の該当する使
用頻度データを更新する。そして、操作器８はこの操作
手順信号８６．負荷指令信号８１．実測負荷信号８２お
よび運転状態信号Ｓ３に基いて操作信号Ｓ７をプラント
の各機器に出力する。

また、もし負荷制御実施中にプラント機器の何れかが故
障するとｔ！１１１［ｌ装置１に入力される故障発生信
号Ｓ４によりその故障が検出される。この場合にもプラ
ント機器の故障の影響として実測負荷信号＄２が変化す
るので、前述したような制御により再び負荷回復制御が
行なわれる。そして選択器３においては制御性評価値更
新器Ｔ器１５による制御性評価値テーブル７の使用頻度
データの更新に加えて使用頻度データ１４により故障発
生頻度テーブル６の該当する故障発生頻度データが更新
される。

次にＬＮＧ基地のＮＧ送出系の一部の構成とこのＮＧ送
出系に前述した負荷制限装置を適用した場合の具体例に
ついて説明する。

第３図はＬＮＧ基地のＮＧ送出系の一部の構成例を示す
ものである。第３図において、３１は液化天然ガス（Ｌ
ＮＧ）を貯蔵するタンク、３３はタンク内で気化した天
然ガス（ＮＧ）をタンク３１より扱き取り、タンク３１
内の圧力を所定の値に保つＢＯＧ圧縮機で、このＢＯＧ
圧縮礪３３は所内電源に接続される電動！Ｉ３９により
駆動されるものである。３２はタンク３１とＢＯＧ圧縮
機３３とを結ぶ管路の中途に設けられ且つタンク３１内
で気化したＮＧをＬＮＧで冷却して比容積を小さくし、
ＢＯＧ圧縮機３３の効率を高めるためのサクションドラ
ムである。また、３５はＬＮＧを海水で暖めて気化させ
るＯＲＶ気化器、３４はタンク３１内のＬＮＧをＯＲＶ
気化器３５に供給するＬＮＧポンプで、このＬＮＧポン
プ３４は所内電源に接続される電ｉｊＪｍ４ｏにより駆
動されるものである。３６はＯＲＶ気化器３５に海水を
供給するＯＲＶｍ水ポンプで、このＯＲＶ海水ポンプ３
６は所内電源に接続される電ｖＪ機４１により駆動され
るものである。３７はサクションドラム３２とＯＲＶ気
化器３５との共通ガス出力管路３７に接続されたガス送
出管で、基地と消費地とを結ぶものである。３８はこの
ガス送出管３７の基地側に設けられ、緊急時にガスの逆
流防止等のためのしゃ新井である。

このような構成のプラントにおいて、通常はタンク３１
内で発生するＮＧをサクションドラム３２、ＢＯＧ圧縮
ｔ、１３３を介してＮＧをガス送出管３７に供給すると
共にＬＮＧポンプ３４．ＯＲＶ気化器３５を介してガス
送出管３７にＮＧを供給する。また、ガス送出管３７を
通して基地から消費地に送られるガス量が非常に少ない
夜間等の低負荷時にはＬＮＧポンプ３４．ＯＶＲ海水ポ
ンプ３６、ＯＲＶ気化器３５を停止させ、タンク３１内
にて発生するＮＧのみでまかなう場合もある。

第４図はかかる構成のＮＧ送出系統に前述した負荷ちり
限装置を適用する場合の第２図の操作手順格納テーブル
４の内容を示すものであり、また第５図はこの操作手順
格納テーブル４から取出される操作手順の流れを示すも
のである。なお、第５図は第４図に示す操作手順格納テ
ーブル４の内容の内、操作手順番号１８を取出した時の
流れ図で、通常運転硲に無負荷から負荷上昇させる操作
手順の一例を示している。また第５図の操作手順は第３
図に示すＮＧ送出系統を一つのグループとする複数グル
ープから構成されるＮＧ送出系統全体のＮＧ比出力負荷
とする場合を示しである。いま、第２図において、操作
手順取出器９はこの操作手順格納テーブル４から負荷帯
、変化方向、運転状態が一致した操作手順番号を見つけ
、その操作手順番号の操作手順を全て取出す。

この操作手順格納テーブル４は三つのキイワード、つま
り負荷帯、変化方向、運転状態により分類されており、
これらの種類には以下の項目がある。

（１）負荷帯として、 無負荷、無負荷〜１／４負荷２１／４負荷〜２／４負荷
、２．／４負荷〜３／４負荷、３／４負荷〜４／４負荷
、４／４負荷 （２）変化方向として、 負荷上昇、負荷降下 （３）運転状態として、 通常運転、ＬＮＧ受入れ、夜間運転 これらのキイワードにより使用可能操作手順を取出す。

使用可能操作手順の項目には第４図に示すように操作手
順番号が記述されており、その操作手順番号、ここでは
操作手順番号１８により第５図に示すような操作手順が
取出される。

第５図において、判定部ａでは負荷指令信号と実測負荷
信号との偏差が微少値ｄｅＨより小さければ終了する。

そして、もしそうでなければ判定部すに移る。判定部す
では負荷指令信号と実測負荷信号との偏差が１／３６負
荷より小さければ操作部Ｃに移り、例えば第１のグルー
プのＢＯＧ圧縮器３３を起動させて判定部ａに移る。そ
して、もし負荷指令信号と実測負荷信号との偏差が１／
３６負荷より大きければ次の判定部ｄに移る。

この判定部ｄにおいても同様に負荷指令信号と実測負荷
信号との偏差が１／８負荷より小さければ操作部ｅに移
り、例えば第４のグループのＢＯＧ圧縮器３３を起動さ
せて判定部ａに移る。もし、そうでなければ判定部ｆに
移り、同様に負荷指令信号と実測負荷信号との＠差が２
／８負荷より小さければ操作部Ｑに移り、例えば第１の
グループのＯＲＶ気化器３５を起動させて判定部ａに移
る。

以下同様に負荷指令信号と実測負荷信号との偏差と負荷
との大小を判定しながら操作部又は次の判定部へ移る操
作が実行される。

この操作手順例では負荷指令信号が８／８負荷の場合に
は最初に第６のグループのＯＲＶ気化器３５を起動し、
その次に第３のグループのＯＲＶ気化器３５を起動し、
屋後に第１のグループのＢＯＧ圧縮機３３を起動させる
操作を意味している。

一方、第２図の制卸性評価値更新器１５では以トの計算
式に基いて制凶性評（１１１ｉｌａを計算し、制御性評
（ｉｌｉｉ値テーブル７のデータを更新する。

−Ｄ−Ｓ Ｃ：制郊性評（ｉｉｌ、Ｄ：目標負荷に到達するまでの
時間、Ｓ：標準到達時間 また囲器配分操作手順選択器１３では要求負荷指令を満
足する機器配分操作手順群Ｓ８について以下の式により
それぞれの信頼度を計算し、最も信頼度の高いものを選
ぶ。

ｐ　ｉ　−ＩＪ　ｉ　＋Ｑ　ｉ　−Ｍ　ｉＰｉ：操作手
順１の信頼度、Ｕｉ：操作手順１の使用頻度、Ｃｉ：操
作手順ｉの制御性評価（直。

Ｍｉ：操作手順ｉの故障発生頻度 このように本実施例では、実測負荷信号８２゜運転状態
化＠Ｓ３および偏差信号＄５をキイワードとして操作手
順取出器９．使用頻度取出器１０゜故障発生頻度取出器
１１および制（社）性評１ＩＩｉ値取出器１２により操
作手順格納テーブル４．使用頻度テーブル５．故障発生
頻度テーブル６および制御性評ｆｉ値テーブル７から該
当する機器配分操作手順群８８．使用頻度Ｓ９．故障発
生頻度３１０および制ｍ性評価値を取出し、これらをも
とに機器配分操作子ｌｌ！ｉ選択器１３により故障発生
頻度が少なく、制御性評価値が良く、使用頻度の多いも
のを一つ選択してそれを推奨機器配分操作手順として操
作手順信号Ｓ６を出力すると同時に制御性評価値更新器
１５により制御性評価値テーブル７の該当する使用頻度
データを更新し、さらにプラント機器の故障時には制御
性評価値更新器１５による制御性評価値テーブル７の使
用頻度データの更新に加えて使用頻度更新器１４により
故障発生頻度テーブル６の該当する故障発生頻度データ
を更新するようにしであるので、負荷制御における個々
の機器配分操作手順の適用経験を自動的に履歴として蓄
積することができ、また機器配分操作により負荷変化を
実現するようなプラントに対して信頼性が轟く、負荷制
御の際に高速に機器配分操作を行なうことができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、ポンプ、ブロアー等
の機器を複数擾、複数台有し、負荷変化に応じて使用機
器の梯類変更及び使用機器数を増減するような機器配分
操作を行なってプラントの負荷を運転制御ｎする負荷１
１１（社）装置において、プラントｉ層構成上可能で且
つ負荷変化時に行なわれるすべての機器配分操作手順を
予め記憶した第１の記憶手段と、それぞれの機器配分操
作手順について過去から現在までの使用頻度、故障発生
頻度及び制御性評価値を更新可能な状態で記憶した第２
の記憶手段と、現在の負荷実測信号、外部から与えられ
る負荷指令信号と現在の負荷実測信号との偏差信号及び
現在の機器の運転状況に基いて前記機器配分操作手順群
の中から使用頻度が高く且つ故障発生頻度の低いものを
選び出す選択手段と、この選択手段により選ばれた機器
配分操作手順に従って各機器の操作を実行する手段と、
前記選択手段により選ばれた機器配分操作手順の選択時
及び間然の故障発生時に該当する機器配分操作手順の使
用頻度、故障発生頻度及び制御性評価値を更新する手段
とを備えて負荷制御における個々の機器配分操作手順の
適用経験を自動的に蓄積できるようにしたので、過去か
ら現在までに行なった負荷変更時における個々の機器配
分操作手順の適用履歴に基いてより安全に、しかも複雑
な針棒をすることなく高速に負荷制御の際の機器配分操
作を行なうことができ、また機器配分操作手順の適用経
験を自動的に履歴として蓄積して学習機能を持たせるこ
とができるプラントの負荷制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による負荷制卸装置の一実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は同実施例における選択器のブロ
ック構成図、第３図は同実施例装置が適用されるＬＮＧ
基地の具体例を示す系統構成図、第４図は同具体例にお
ける負荷変更用機器配分操作手順格納テーブルの内容を
示す図、第５図は同じく機器配分操作手順のフローチャ
ートを示す図である。 １・・・・・・制御Ｉ装置、２・・・・・・比較器、３
・・・・・・選択器、４・・・・・・操作手順格納テー
ブル、５・・・・・・使用頻度テーブル、６・・・・・
・故障発生頻度テーブル、７・・・・・・制御性評（ｉ
！ｌ１（ｉＩＩテーブル、８・・・・・・操作器、９・
・・・・・操作手順取出器、１０・・・・・・使用頻度
取出器、１１・・・・・・故障発生頻度取出器、１２・
・・・・・制御性評価値取出器１２、］３・・・・・・
機器配分操作手順選択器、１４・・・・・・使用頻度更
新器、１５・・・・・・制御性評価値更新器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １１４ア芙１ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＪ 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプ、ブロアー等の機器を複数種、複数台有し、負荷
   変化に応じて使用機器の種類変更及び使用機器数を増減
   するような機器配分操作を行なってプラントの負荷を運
   転制御する負荷制御装置において、プラント機器構成上
   可能で且つ負荷変化時に行なわれるすべての機器配分操
   作手順を予め記憶した第１の記憶手段と、それぞれの機
   器配分操作手順について過去から現在までの使用頻度、
   故障発生頻度及び制御性評価値を更新可能な状態で記憶
   した第２の記憶手段と、現在の負荷実測信号、外部から
   与えられる負荷指令信号と現在の負荷実測信号との偏差
   信号及び現在の機器の運転状況に基いて前記機器配分操
   作手順群の中から使用頻度が高く且つ故障発生頻度の低
   いものを選び出す選択手段と、この選択手段により選ば
   れた機器配分操作手順に従って各機器の操作を実行する
   手段と、前記選択手段により選ばれた機器配分操作手順
   の選択時及び機器の故障発生時に該当する機器配分操作
   手順の使用頻度、故障発生頻度及び制御性評価値を更新
   する手段とを備えたことを特徴とする負荷制御装置。