KR100468402B1

KR100468402B1 - 복합화력용 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템

Info

Publication number: KR100468402B1
Application number: KR10-2002-0067000A
Authority: KR
Inventors: 김종진; 김시문
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2005-01-27
Also published as: KR20040038124A

Abstract

본 발명은 전력시장의 경쟁체제에서 발전설비 운영에 있어 경쟁력 확보를 위한 핵심요소인 발전원가절감을 도모하기 위해 발전설비의 최적운전 성능유지에 기여할 수 있는 복합화력용 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 다수의 발전소 분산제어시스템으로 된 발전소 호기별 DCS계층(1); 데이터 취득/저장시스템의 데이터 취득/저장계층(2); 온라인공정 스케쥴링 플랫폼의 온라인공정 제어관리(3); 데이터 유효화모듈(6)과 성능분석모듈(7), 압축기 세정주기 전문가 모듈(8), 연소기 연소진단모듈(9) 및 성능진단/경보모듈(10)로 된 성능분석/ 진단계층(4); 그리고 다양한 성능정보결과를 제공하는 그래픽사용자 인터페이스로써 성능데이터 열람모듈(11)의 사용자인터페이스계층(5)으로 구성되어; 복합화력발전설비의 최적 운전성능유지를 위하여 온라인실시간으로 전체 발전소 및 단위기기별 운전변수를 취득하여 취득된 실측데이터를 근간으로 열정산과 최소자승법을 동시에 만족하는 현재 운전조건에서의 완전한 운전유효치를 확정하며, 유효치를 사용하여 현재 운전조건에 대한 정확한 성능분석결과를 계산하고, 전체 발전소 및 각 기기에 대한 기대성능을 계산하며, 유효치와 비교를 통해 현재 운전성능의 양호여부를 감시하고, 현재의 운전성능을 기준조건으로 환산한 보정치를 계산하여 장기적으로 기기의 성능열화를 규명하는 통합화된 실시간 운전성능감시 및 진단시스템인 것이다.

본 발명은 실시간으로 운전자료를 취득하여 발전소의 성능평가뿐만 아니라 설비의 이상유무 상태를 온라인으로 계속 감시하여 최적조건으로 운전되지 못하는 요인들을 조기에 발견하여, 이를 해소함으로써 최적의 운전상태를 유지할 수 있는 시스템을 적용하여 연료소비를 절감시키고, 발전소 유지보수경비를 절감하는데 기여할 수 있다. 또한, 본 발명은 발전소의 예측보수를 가능하게 하여 정지보수 주기를 연장할 수 있을 뿐만 아니라 심각한 발전소 정지를 미연에 방지할 수 있어, 발전소 이용율 제고는 물론 발전소효율을 증대시켜 발전소 수익을 극대화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합화력용 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템{A On-line Real-time Operation Performance Monitoring and Diagnostic System for Combined-cycle Power Plant}

본 발명은 발전소 운전상태를 실시간으로 감시하여 최적으로 운전되지 못하는 요소를 객관적이고 정량적으로 파악하여 제시하도록 함으로써 발전설비의 운전성능을 항상 최적으로 유지하며, 설비결함을 조기에 발견 조치하여 설비의 성능열화를 최소화할 수 있는 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단시스템에 관한 것이다.

국내외 전력산업환경이 크게 변화되어 발전시장에의 경쟁이 도입되면서 발전소 운영측면에서 경제성과 효율성이 강조되고 있다. 또한, 발전설비의 대용량화 및 발전설비의 호기(unit)수 증가로 체계적이고 효율적인 설비 성능관리는 점차 어려워지고 있어 새로운 운전관리기법의 적용이 필수적이다.

종래의 복합화력 발전설비는 효율적인 성능관리를 위한 수단이 미흡한 관계로 운전성능 최적화가 효과적으로 이루어지지 못해 발전소 성능열화가 가속화되고, 연료비 및 유지보수비용이 다소 높은 실정이라 할 수 있다. 또한, 전체 발전소 및 단위기기에 대한 예측정비(Predictive Maintenance)를 위한 방법의 부족으로 계획예방정비를 주기적으로 수행함으로써 정비비용의 증가와 발전정지에 따른 막대한 전력판매손실을 초래하고 있다.

종래에도 단위 설비별로 설비의 운전성능을 최적으로 관리하기 위한 노력으로 발전설비중 중요한 설비인 터빈 및 열교환기 등에 대해 부분적으로 실시간 성능감시 기술적용을 통한 수명관리를 수행하고 있다. 또한, 일부 신규발전설비에는 주제어 전산설비에 현재 운전치를 수치나 추이로 표시할 수 있는 기능을 보유하고 있다. 그러나, 현재 운전치만으로는 현 운전조건에 대한 발전소 운전성능 양호여부를 객관적으로 판단할 수 없으며, 경험이 풍부한 일부 운전원에 의해 주관적으로 평가될 수 밖에 없다.

종래 기술로는 미국 특허출원 제5,734,567호, 제5,913,184호, 제4,577,270호, 제4,967,337호가 있다. 제5,734,567호와 제5,913,184호에서는 발전 설비중 중기터빈에 대한 실시간 성능감시를 위해 실측데이터 취득모듈, 총괄모듈, 분석모듈, 지식기반모듈, 운전원 모듈등으로 구성된 시스템을 기술하고 있으며, 특히 현재 운전치와 더불어 현재 운전조건에서 계산된 기대치를 제공한다.

제4,577,270호에서는 보일러최적 운전제어를 위한 성능진단기법을 제안하고 있으며, 제4,967,337호에서는 자동화 공장설비에 대해 최적성능유지를 위해 전문가(expert) 시스템이라고 하는 일종의 지식기반(knowledge base)형 시스템을 제안하고 있다. 상기의 발명에서는 주로 단위설비에 대한 성능진단기법을 제안하고 있거나, 복합발전설비에의 적용성 및 편의성이 다소 미흡한 것으로 판단되고 있다.

최근, 컴퓨터기술 및 정보기술의 급속한 발전으로 인하여 기존에 온라인이나 수동으로 발전소 운전성능을 평가 및 진단하는 방식에서 부분적으로 온라인 실시간방식으로 전환하려는 시도가 한창 진행되고 있다.

본 발명에서는 실시간 온라인으로 방대한 성능변수를 효과적이고 체계적으로 관리하기 위하여 성능정보관리시스템(Performance lnformation Management System)을 사용하여 발전소운전 및 성능데이터를 효과적으로 저장하고 추적할 수 있도록복합화력용 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발전소 실제성능계산에 필수적인 유효한 성능변수치를 계산하기 위하여 실제발전소의 각 설비 및 전체 발전소에 대한 질량 및 에너지 밸런스식을 구성하고, 실측데이터를 근간으로 밸런스식을 만족하는 유효치를 구하여 성능계산수행에 사용함으로써, 보다 정확한 운전변수 및 성능분석치를 획득함과 동시에 계측기의 오류여부를 판별하여 오류가 있는 계측기의 교정필요 여부를 파악한다.

본 발명은, 발전소의 실제성능 및 기대성능을 계산하기 위하여 기기 공급자가 제공하는 보정곡선, 개발된 상관식 및 종래의 성능분석엔진을 이용하여 성능계산모델을 구성하며, 개발된 모델을 이용하여 발전소 현 운전조건에서의 정확한 실제성능, 기대성능, 정격 환산성능을 계산하므로서, 기기의 성능열화 및 전체 발전소의 성능열화를 객관적이고 신속하게 파악할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

본 발명은 운전원들로 하여금 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 최적의 발전소 운전성능을 유지할 수 있어 최적성능관리 및 발전소이용을 제고에 기여할 수 있다. 또한, 복합 화력발전소의 종합성능에 영향이 큰 설비를 집중관리할 수 있는 성능전문가(performance advisor)기능을 마련하여 최소의 노력으로 운전성능을 극대화할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 전체시스템 구성 계층도,

도 2 는 본 발명의 시스템내부의 데이터 흐름도,

도 3 은 데이터 공급 및 저장 선별 과정도,

도 4 는 본 발명의 시스템 하드웨어 구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 -

1 : 발전소호기별 DCS계층 2 : 데이터취득/저장계층

3 : 온라인공정 제어계층 4 : 성능분석/진단계층

5 : 사용자인터페이스계층 6 : 데이터유효화모듈

7 : 성능분석모듈 8 : 압축기세정주기전문가모듈

9 : 연소기연소진단모듈 10 : 성능진단/경보모듈

11: 성능데이터열람모듈 12: 실측데이터 통신인터페이스

13 - 19 :데이터통신채널 21 : 발전소분산제어시스템(DCS)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 발전소 분산제어시스템으로 된 발전소 호기별 DCS계층(1); 데이터 취득/저장시스템의 데이터 취득/저장계층(2); 온라인공정 스케쥴링 플랫폼의 온라인공정 제어관리(3); 데이터 유효화모듈(6)과 성능분석모듈(7), 압축기 세정주기 전문가 모듈(8), 연소기 연소진단모듈(9) 및 성능진단/경보모듈(10)로 된 성능분석/ 진단계층(4); 그리고 다양한 성능정보결과를 제공하는 그래픽사용자 인터페이스로써 성능데이터 열람모듈(11)의 사용자인터페이스계층(5)으로 구성되어; 복합화력발전설비의 최적 운전성능유지를 위하여 온라인실시간으로 전체 발전소 및 단위기기별 운전변수를 취득하여 취득된 실측데이터를 근간으로 열정산과 최소자승법을 동시에 만족하는 현재 운전조건에서의 완전한 운전유효치를 확정하며, 유효치를 사용하여 현재 운전조건에 대한 정확한 성능분석결과를 계산하고, 전체 발전소 및 각 기기에 대한 기대성능을 계산하며, 유효치와 비교를 통해 현재 운전성능의 양호여부를 감시하고, 현재의 운전성능을 기준조건으로 환산한 보정치를 계산하여 장기적으로 기기의 성능열화를 규명하는 통합화된 실시간 운전성능감시 및 진단시스템인 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명은 상기에서 언급한 과제를 해결하기 위한 것으로, 도 1 에 의거하여 시스템 계층구조를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 크게 5개의 계층으로 구성되어 있는 바, 각 계층은 독립적인 기능을 수행하거나 서로 유기적으로 연결되어 순차적 기능을 수행한다. 구성계층은 다수의 발전소 분산제어시스템(DCS)으로 된 발전소 호기별 DCS계층(1), 데이터 취득/저장시스템의 데이터 취득/저장계층(2), 온라인공정 스케쥴링 플랫폼의 온라인공정 제어관리(3), 데이터 유효화모듈(6)과 성능분석모듈(7), 압축기 세정주기 전문가 모듈(8), 연소기 연소진단모듈(9) 및 성능진단/경보모듈(10)로 된 성능분석/ 진단계층(4), 그리고 다양한 성능정보결과를 제공하는 그래픽사용자 인터페이스(GUI)로써 성능데이터 열람모듈(11)의 사용자인터페이스계층(5)으로 구성되어 있다.

전체계산흐름은 도 1에서 보는 바와 같이, 온라인 성능감시의 대상이 되는 복합화력의 주요 구성설비의 현재실측값을 제어하는 발전소 분산제어시스템의 발전소호기별 DCS계층(1)으로부터 온라인실시간으로 실측데이터를 추출하여 성능감시 및 진단에 필요한 실측값을 취득한다. 본 시스템의 온라인 플랫폼역할을 담당하는 데이터취득/저장계층(2)은 발전소분산제어시스템(DCS)으로부터 실시간으로 실측데이터를 추출하여 저장하거나, 각종성능 감시관련모듈의 성능분석 및 계산에 필요한 데이터를 제공하는 기능을 수행한다. 또한, 방대한 발전소 성능데이터를 효과적으로 저장하고 추적할 수 있는 기능을 제공하고, 과거 운전데이터를 불러 볼 수 있어, 현재 운전데이터와 비교함으로써 성능 열화등을 파악할 수 있는 온라인데이터 관리기능을 수행한다.

도 2 는 본 발명에서 발전소 운전데이터의 취득과 선별과정을 거쳐 성능분석 및 진단모듈에 데이터를 공급하고 저장되는 데이터의 흐름을 개략적으로 도시하고 있다. 데이터 인터페이스(22), 에외테스트(23), 압축테스트(24), 즉시단발 데이터(25) 및 데이터기록소(23)의 데이터 취득/저장계층(2)에는 발전소 분산제어시스템(21)과 성능분석/ 진단계층(4)의 성능분석/모듈/진단모듈(27)이 각각 연결되어져 있다. 방대한 데이터의 저장용량을 최소화하기 위해 예외(Exception)테스트(23)와 압축(Compression)테스트(24)를 거쳐 저장이 필요한 데이터만 선별하여 데이터기록소(26)에 저장함으로써 저장용량을 최소화하여 장기간의 과거운전자료를 보관할 수 있다.

도 3 에서 보는 바와 같이, 먼저 예외테스트란, 현재 특정 태그데이터에 대한 값을 이전값과 비교하여 현재데이터가 사용자가 정의한 허용 밴드내에 있다면 그 값은 무시되며, 도 3(a)에 도시된 허용 밴드밖(32)에 있다면 그 값은 즉시단발(Snapshot)데이터(25)로 보내져 성능분석을 수행하고, 다시 압축데이터(24)로 보내져 데이터기록소(26)에 저장하기 위한 선별시험을 거친다. 즉, 전송되는 데이터에는 어느 정도의 외란이 포함되어 있으므로 데이터의 큰 변화가 있을 때만 그 값을 계산에 사용한다는 의미이다. 압축테스트란, 예외테스트(23)를 통과한 이전 2개의 값을 기준으로 기울기(slop)를 설정하고 새로운 값이 허용 기울기밴드내에 들어오면 무시되고 그렇지 않으면 이전 값이 저장된다(도 3 의 34, 35). 다시 최근 두 값을 기준으로 기울기가 새로 형성되고 동일한 테스트를 거쳐 선별된 데이터만 기록소에 저장된다.

도 3(a) 에는 사용자가 정의한 예외테스트 유효범위내에 예외테스트 통과한 데이터포인트(31, 32)가 있는 데, ■ 는 예외테스트 통과하여 즉시단발 데이터베이스로 들어간 데이터포인트이고, □ 는 예외테스트 통과하지 못하고 무시된 데이터포인트이다. 도 3(b)에는 사용자가 전의한 압축테스트 유효범위내에 압축테스트 통과하여 데이터기록소(26)에 저장된 데이터포인트(33 - 36)가 있는 데, ■ 는 압축테스트 통과하여 데이터기록소에 저장되고 있고, □ 는 압축테스트 통과하지 못하고 데이터기록소에 저장되지 않고 있다.

다음으로 온라인공정 제어관리 계층(3)에서는 각종 성능분석 및 진단관련모듈(27)로부터 요구되는 데이터 및 데이터형식, 프로세서관리 및 연결된 프로세서우선순위관리등의 기능을 담당한다.

데이터 유효화모듈(6)은 성능계산에 사용될 유효값 (Validated value)을 제공하는 역할을 하는데, 실제발전소의 각 설비와 전체발전소에 대해 물질 및 에너지벨런스식으로 이루어진 수학적방정식을 구성하고, 실측데이터를 근간으로 밸런스식을 만족하면서 동시에 실측데이터에 가장 근접한 값을 찾는 것이다. 일반적으로, 계측기로부터 오는 실측데이터는 적절한 교정(calibration), 유지보수(maintenance) 부족, 발전소상태를 결정할 충분한 계측기 설치가 미흡하며, 각종 신호에 대해 외란이 존재하여 어느 정도의 오차를 포함하고 있다고 할 수 있다. 따라서, 이와 같은 방법을 적용하여 각 설비에 대한 물질 및 에너지 밸런스계산을 수행하므로, 실제로 측정 불가능한 여러 가지 변수에 대한 값들도 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 보다 정확한 유효데이터를 생성하여 성능분석에 사용함으로써 성능분석결과의 정확도를 확보할 수 있다.

성능분석모듈(7)은 데이터 유효화모듈(6)에서 수행된 열정산 계산의 다음 단계로서 현 운전상태에 대한 완전한 데이터세트(Validated value)를 제공받아, 각 설비 및 전체발전소에 대한 기대성능을 계산하며, 기준조건에 대한 정격환산치(corrected value)를 계산한다. 본 모듈에서 구한 현재운전조건에 대한 정확한 기대치(목표치)와 데이터 유효화모듈에서 구한 실제 운전치의 차이를 비교하여 기기의 성능열화를 규명한다. 또한 정격환산치(Corrected value)의 장기간의 추이(Trend)를 관찰하여 성능열화를 규명할 수 있다. 성능분석모듈(7)의 모델링방법은 콤포넌트에 따라 크게 두 가지로 나뉘어지는 데, 가스터빈 성능계산에는 공급자가 제공하는 보정곡선 및 개발된 상관식을 이용하여 모델링되며, 폐열회수보일러(HRSC) ,복수기(Condenser)등은 제작자의 설계데이터를 이용하여 성능분석엔진이 사용된다.

복합화력발전설비에서 가스터빈의 성능열화는 전체발전소 성능에 미치는 영향이 지대하므로, 전체발전소성능에 영향이 큰 설비의 성능을 집중관리하기 위한 성능전문가 모듈로서 가스터빈 압축기세정주기전문가(8)와 연소기연소진단전문가 (9)모듈을 적용하여 최적성능관리를 증대하고자 한다. 가스터빈 압축기세정주기전문가(8)는 압축기의 오염(fouling)에 의한 가스터빈 성능열화로 발전소출력 및 수입감소분과 압축기세정에 따른 세정비용 및 오프라인세정의 경우 가스터빈 정지에 따른 전력판매수입감소분을 고려하여 최적의 압축기세정시점과 주기를 결정하는 모듈이다.

연소기 연소전문가모듈(9)은 가스터빈 배기온도 패턴을 감시하여 가스터빈 연소기의 연소상태를 감시/진단하는 모듈로서, 연소상태감시는 가스터빈 배기구에 환형으로 설치된 온도계측점을 이용하여 다양한 부하와 외기 조건에서 최적의 연소상태에 대한 환형상의 온도궤적을 기준으로 현재 배기온도패턴을 비교하여 기준온도궤적으로부터 벗어나는 편차를 감지하여 연소기의 연소문제를 진단한다.

발전소 성능상태진단모듈(10)에서는 발전소운전변수(주증기저압력, 복수기고압력, 가스터빈 배기가스고온도 및 복수기 Hotwell과 냉각등)의 이상징후 발생시 문제의 주요원인 및 해결방안을 제시하는 진단트리(Diagnosis Tree)를 제공하여 신속하고 용이하게 문제를 해결함으로써 발전소성능을 최적으로 유지하는데 기여할 수 있다.

이러한 일련의 모든 분석모듈의 결과들은 데이터통신채널(13 - l9)을 이용하여 다시 데이터취득/저장계층(2)으로 보내지고 저장됨으로서 자동으로 발전소 성능정보의 구축이 이루어지며, 향후 과거 운전데이터의 열람이나 성능보고서 작성 시에도 편리하게 성능정보를 추출하여 사용할 수 있도록 한다.

복합 화력 온라인 운전성능감시 및 진단시스템을 이용한 성능분석 정보결과를 발전소 근무자나 경영자가 쉽게 접근하여 정보를 열람할 수 있도록 하여, 활용성 및 이용율을 제고하기 위해 최신의 네트워크 환경하에서 설치/운영되는 완전한 클라이언트/서버구조를 갖도록 하드웨어 구성한다.

도 4 에서 보는 바와 같이 발전소네트워크 (TCP/IP)에 본 시스템을 연계하여 발전소 근무자는 물론 외부에서도 실시간으로 발전소성능정보를 열람할 수 있다. 또한, 그랙픽사용자 인터페이스(CUI)를 통해 각종 그래프나 프로세스다이어그램으로 성능상태 화면 및 성능보고서를 제공함으로써 발전소 성능에 대한 이해를 돕고 사용자 편이성이 우수한 시스템을 구현한다.

발전소 분산제어시스템(21)이 연결된 제어실의 버퍼노드 컴퓨터(41)에는 이더넷 TCP/IP을 통해 성능감시 서버(42)가 연결되고, 이 성능감시 서버(42)에는 발전소네트워크 (TCP/IP)를 통해 클라이언트 개인용 컴퓨터로써 관리자용 컴퓨터(43), 유지보수용 컴퓨터(44), 운전원용 컴퓨터(45) 및 효율원용 컴퓨터(46)가 각각 연결됨으로, 복합화력 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템서버를 발전소 네트워크와 연계하여 운전원, 성능담당자, 유지보수직원 및 관리자가 편리하게 자신의 컴퓨터에서 성능정보를 열람할 수 있는 서버/클라이언트 구조를 갖게 된다.

실시간 운전성능감시 및 진단시스템은 정확하고 신뢰성있는 성능분석을 통한 실시간성능감시를 위해 발전소 현장실측(계측기로부터 오는) 데이터를 그대로 이용하지 않고, 계측기별 불확실도를 고려하여 모든 운전변수의 실측치별로 불확실도를 부여하고 단위설비와 전체발전소의 열정산을 충족하는 동시에 아래의 최소자승법의 목적함수가 최소가 되는 유효치를 생성하여 성능계산 및 분석에 사용한다 .

상기 최소자승법의 목적함수는 ∑(V-M)²/UC²이고, 여기서 UC: 실측데이터 불확실도, V: 열정산모듈을 통해 구한 유효치, M : 현장계측기로부터 오는 실측치인 것이다.

성능감시지표(index)를 적용한 온라인 실시간운전 성능감시 및 진단시스템은 상기 성능열화를 정량적으로 규명하는 법에 있어 현재 운전조건에 대한 정확한 현재 운전 유효치와 기대치를 비교·감시를 통한 상대적인 현재 운전성능평가는 물론, 현재 운전조건에 대한 정확한 현재 유효치를 설비의 설계조건 및 최초성능 인수시의 운전조건인 기준조건으로 환산한 정격 환산치를 적용하여 장기간에 걸친 성능추이를 감시함으로써, 운전조건 및 대기조건의 영향을 배제한 절대성능을 평가할 수 있다.

본 발명은 운전중 온라인방법을 통해 실시간으로 전체 발전소 및 단위설비의 운전성능감시 및 진단결과를 제공할 수 있는 시스템으로, 복합화력발전설비의 실시간성능평가, 성능열화감시 및 성능향상방안을 제시할 수 있다.

종래의 온라인방식이나 수동으로 발전소운전성능을 평가하는 방식에서 온라인 실시간방식으로 전환함에 따라 성능열화를 지속적으로 감시할 수 있어, 설비결함을 조기에 발견하여 조치함으로써 설비의 성능열화를 최소화할 수 있고, 체계적이고 신속한 설비성능평가가 가능하여 설비의 건전성확보는 물론 설비운전효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래의 주기적인 유지보수에서 벗어나 설비의 성능열화정도에 따른 유지보수주기를 결정할 수 있어, 정비주기의 장주기화가 가능하여 정기보수를 위한 발전소정지기간의 단축으로 발전설비의 이용을 제고는 물론 유지보수비용을 절감할 수 있다.

본 시스템과 발전소네트워크와 연계하여 서버/클라이언트구조를 구축함으로써 발전소운전원, 성능담당직원 및 관리가 편리하고 자유롭게 본인의 개인용 컴퓨터에서 발전소운전성능정보를 열람할 수 있어 발전소성능정보의 공유는 물론 이를 이용한 올바른 의사결정을 도모할 수 있다.

Claims

다수의 발전소 분산제어시스템으로 된 발전소 호기별 DCS계층(1); 데이터 취득/저장시스템의 데이터 취득/저장계층(2); 온라인공정 스케쥴링 플랫폼의 온라인공정 제어관리(3); 데이터 유효화모듈(6)과 성능분석모듈(7), 압축기 세정주기 전문가 모듈(8), 연소기 연소진단모듈(9) 및 성능진단/경보모듈(10)로 된 성능분석/ 진단계층(4); 그리고 다양한 성능정보결과를 제공하는 그래픽사용자 인터페이스로써 성능데이터 열람모듈(11)의 사용자인터페이스계층(5)으로 구성되어;

복합화력발전설비의 최적 운전성능유지를 위하여 온라인실시간으로 전체 발전소 및 단위기기별 운전변수를 취득하여 취득된 실측데이터를 근간으로 열정산과 최소자승법을 동시에 만족하는 현재 운전조건에서의 완전한 운전유효치를 확정하며, 유효치를 사용하여 현재 운전조건에 대한 정확한 성능분석결과를 계산하고, 전체 발전소 및 각 기기에 대한 기대성능을 계산하며, 유효치와 비교를 통해 현재 운전성능의 양호여부를 감시하고, 현재의 운전성능을 기준조건으로 환산한 보정치를 계산하여 장기적으로 기기의 성능열화를 규명하는 통합화된 실시간 운전성능감시 및 진단시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 성능분석/진단계층(4)은, 정확하고 신뢰성있는 성능분석을 통한 실시간성능감시를 위해 발전소 현장실측(계측기로부터 오는) 데이터를그대로 이용하지 않고 계측기별 불확실도를 고려하여 모든 운전변수의 실측치별로 불확실도를 부여하고 단위설비와 전체발전소의 열정산을 충족하는 동시에, 최소자승법의 목적함수, 즉 ∑(V-M)²/UC²(여기서, UC: 실측데이터 불확실도, V: 열정산모듈을 통해 구한 유효치, M : 현장계측기로부터 오는 실측치인 것)가 최소가 되는 유효치를 생성하여 성능계산 및 분석에 사용하는 실시간 운전성능감시 및 진단시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 성능분석모듈(7)은, 성능열화를 정량적으로 규명하는 법에 있어 현재 운전조건에 대한 정확한 현재 운전유효치와 기대치를 비교·감시를 통한 상대적인 현재 운전성능평가는 물론, 현재 운전조건에 대한 정확한 현재 유효치를 설비의 설계조건 및 최초성능 인수시의 운전조건인 기준조건으로 환산한 정격 환산치를 적용하여 장기간에 걸친 성능추이를 감시함으로써 운전조건 및 대기조건의 영향을 배제한 절대성능을 평가할 수 있는 성능감시지표를 적용한 온라인 실시간운전 성능감시 및 진단시스템.
제 1 항에 있어서,

데이터 인터페이스(22), 에외테스트(23), 압축테스트(24), 즉시단발 데이터(25) 및 데이터기록소(23)로 된 상기 데이터 취득/저장계층(2)에는 발전소 분산제어시스템(21)과 상기 성능분석/ 진단계층(4)의 성능분석/모듈/진단모듈(27)이 각각 연결되어;

방대한 데이터의 저장용량을 최소화하기 위해 예외테스트(23)와 압축테스트(24)를 거쳐 저장이 필요한 데이터만 선별하여 데이터기록소(26)에 저장함으로써 저장용량을 최소화하여 장기간의 과거 운전자료를 보관한 것을 특징으로 하는 복합화력용 온라인 실시간 운전성능감시 및 진단시스템.
발전소 분산제어시스템(21)이 연결된 제어실의 버퍼노드 컴퓨터(41)에는 이더넷 TCP/IP을 통해 성능감시 서버(42)가 연결되고, 이 성능감시 서버(42)에는 발전소네트워크 (TCP/IP)를 통해 클라이언트 개인용 컴퓨터로써 관리자용 컴퓨터(43), 유지보수용 컴퓨터(44), 운전원용 컴퓨터(45) 및 효율원용 컴퓨터(46)가 각각 연결되어;

복합화력 온라인 실시간 운전성능 감시 및 진단 시스템서버를 발전소 네트워크와 연계하여 운전원, 성능담당자, 유지보수직원 및 관리자가 편리하게 자신의 컴퓨터에서 성능정보를 열람한 것을 특징으로 하는 복합화력용 온라인 실시간 운전성능감시 및 진단시스템.