KR100757679B1 - Integrated control system for the dearator process of combined cycle thermal plant and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 복합화력발전소의 탈기기 공정에서의 복수의 저장탱크에 대한 유량흐름 및 제어를 나타낸 개략적인 계통도이다.1 is a schematic system diagram showing a flow rate and control of a plurality of storage tanks in a degasser process of a general combined cycle power plant.
도 2는 본 발명에 의한 복합화력발전소의 탈기기 공정에서의 통합제어 개념을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the concept of integrated control in the degasser process of the combined cycle power plant according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하위제어장치와 연관된 통합상위제어처리장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing the detailed configuration of the integrated upper control processing apparatus associated with the lower control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모델예측제어부의 모델예측제어 알고리즘을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a model prediction control algorithm of a model prediction control unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 모델예측제어부의 모델에 대한 정의를 나타낸 출력외란 모델이다.5 is an output disturbance model showing the definition of the model of the model prediction control unit according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 통합상위제어처리장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart showing the operation of the integrated upper control processing apparatus according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 구성정의 정보를 수집하기 위한 공정 모델인식 과정을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a process model recognition process for collecting configuration definition information according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1: 탈기기공정부 5: 하위제어장치들 1: deaerator process part 5: sub-control devices
10: 응축기 20: 제 1하위제어장치10: condenser 20: first sub-control device
30: 저압히터 40: 제 2하위제어장치30: low pressure heater 40: second sub-control device
50: 탈기기(Dearator) 60: 제 3하위제어장치50: deaerator 60: third sub-control device
70: DB처리장치 80: 감시제어장치70: DB processing device 80: supervisory control device
90: 분산제어시스템(DCS) 100: 통합상위제어처리장치(MPC)90: distributed control system (DCS) 100: integrated upper control processing unit (MPC)
110: DCS인터페이스 120: 구성정의부110: DCS interface 120: configuration definition
130: 시스템모델부 140: 시스템인식부130: system model unit 140: system recognition unit
150: 모델예측제어부 151: 시스템초기구성부150: model prediction control unit 151: system super mechanical part
153: 모델상태업그레이드부 155: 모델예측치계산부153: model state upgrade unit 155: model predictive calculation unit
157: 최적조작변수계산부 LT: 수위센서157: optimum operating variable calculation unit LT: water level sensor
LC: 수위제어기 FL: 유량센서LC: level controller FL: flow sensor
FC: 유량제어기 PT: 압력센서FC: flow controller PT: pressure sensor
본 발명은 복합화력발전소의 탈기기 공정의 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 다변수 모델예측제어시스템(Model Predictive Control)을 탈기기(Dearator), 응축기(Condenser), 저압히터(LP Heater)에 의해 운영되는 탈기기 응축순환 공정에 적용함에 따라 탈기기공정 제어 시스템을 운영하는데 있어 종래의 제어 방식보다 우수한 제어 성능을 얻을 수 있는 복합화력발전소의 탈기기 공정을 위한 통합제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control system for a degassing process of a combined cycle power plant, and in particular, a multivariate model predictive control system is operated by a deaerator, a condenser, and a low pressure heater. The present invention relates to an integrated control system and a method for a degassing process of a combined cycle power plant that can obtain a superior control performance than a conventional control method in operating a degassing process control system according to the deaerator condensation circulation process.
복합화력발전은 천연가스나 경유 등의 연료를 사용하여 1차로 가스터빈을 돌려 발전하고, 가스터빈에서 나오는 배기가스열을 다시 보일러에 통과시켜 증기를 생산해 2차로 증기터빈을 돌려 발전하는 것이다. 복합화력발전은 두 차례에 걸쳐 발전을 하기 때문에 기존 화력보다 열효율이 10%정도가 높고, 공해도 적고, 정지했다가 다시 가동하는 시간도 짧다는 장점도 있다. Combined cycle power generation uses fuels such as natural gas or diesel to turn the gas turbine first, and heats the exhaust gas from the gas turbine back to the boiler to produce steam, which in turn generates the steam turbine. Combined cycle power generation generates power twice, which has the advantage of 10% higher thermal efficiency, less pollution, and shorter operation time.
그리고, 복합화력발전은 현재 연료를 태워 얻은 증기를 이용하여 터빈-제너레이터(Turbine-Generator)를 돌려 전기를 발생시킴과 아울러 터빈을 지나친 증기를 이용하여 난방수를 가열함에 따라 아파트 등의 지역난방에 활용되기도 한다.In addition, the combined cycle power generator generates electricity by turning a turbine-generator using steam obtained by burning fuel, and heats the heating water using steam that passes through the turbine. It can also be used.
도 1은 일반적인 복합화력발전소의 탈기기 공정에서의 복수의 저장탱크에 대한 유량흐름 및 제어를 나타낸 개략적인 계통도로서, 상기 저장탱크로는 응축기(10; Condenser), 저압히터(30; LP Heater) 및 탈기기(50; Dearator)가 있다.FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating a flow rate and control of a plurality of storage tanks in a degassing process of a general combined cycle power plant. The storage tank includes a condenser (10) and a low pressure heater (LP heater). And a
상기 응축기(10)는 터빈으로부터 배출되는 증기(steam)를 제공받아 소정의 냉각공정을 통해 응축수로 변환한 후 생성된 응축수를 탈기기(50)로 전달하도록 구성되어 있다.The
상기 저압히터(30)는 터빈으로부터 배출되는 일부 증기(steam)를 제공받아 지역난방으로 공급되는 온수와의 열교환을 수행함과 아울러 열교환된 응축수를 탈기기(50)로 전달하도록 구성되어 있다.The
상기 탈기기(50)는 응축기(10)와 저압히터(30)로부터 공급되는 응축수를 제공받아 저장하며 저장된 응축수에 포함된 불순물을 제거한 후 보일러 측으로 보내도록 구성되어 있다. The
통상, 복합화력 공정에서는 상기 각 저장탱크(10, 30, 50)의 수위 제어가 보일러와 터빈의 제어에 있어서 상당히 중요한 제어 공정이다.In general, in the combined cycle process, the level control of each of the
그런데, 이러한 공정에 있어서 각 저장탱크의 크기와 조절밸브의 사이 간격이 멀고, 저장탱크 간에서 출력되는 유량에 의해 각 저장탱크의 수위제어 상호 간에 간섭이 커서 효율적인 제어 성능을 구현하기가 곤란하다. However, in this process, the size of each storage tank and the distance between the control valve is far, and the interference between the water level control of each storage tank by the flow rate output between the storage tanks is difficult to implement efficient control performance.
이러한 공정에 있어서 기존의 제어 방식은 PID(Proportional plus Integral plus Derivative) 제어에 의한 캐스케이드(Cascade) 연결방식을 이용하여 각 제어루프를 독립적으로 구현할 수밖에 없다. 즉, 응축기(10)의 수위제어는 수위센서(21), 수위제어기(22), 유량센서(23) 및 유량제어기(24)를 포함한 제 1하위제어장치(20)에 의해 개별 제어되고, 저압히터(30)의 수위제어는 수위센서(41), 수위제어기(42), 유량센서(43) 및 유량제어기(44)를 포함한 제 2하위제어장치(40)에 의해 개별 제어되며, 탈기기(50)의 수위제어는 수위센서(61), 수위제어기(62) 및 유량센서(63)를 포함한 제 3하위제어장치(60)에 의해 개별 제어된다. In such a process, the conventional control method has to implement each control loop independently by using a cascade connection method by PID (Proportional plus Integral plus Derivative) control. That is, the level control of the
상기 각 하위제어장치(20, 40, 60)는 수위검출센서(LT)와 수위제어기(LC), 유량검출센서(FT), 및 유량제어기(FC)를 포함하여 이루어져 있는 데, 상기 LT, LC, FT 및 FC는 캐스케이드 방식으로 연결되어 제어루프를 형성하고 있다. 그리고 상기 유량제어기(FC) 또는 수위제어기(LC)가 유량조절밸브의 개폐량을 조절제어함에 따 라 저장탱크로 공급되고 배출되는 유량이 개별적으로 제어하게 된다.Each of the
또한, 만약 저압히터(30)와 응축기(10)의 합해진 유량으로 탈기기(50)의 필요 수위 제어가 곤란한 경우는 보충밸브(67)를 제어하여 보충수를 이용하여 추가 공급하거나, 배출구의 배출밸브(68)를 이용하여 탈기기에 과다 공급된 유량을 제거한다. In addition, if it is difficult to control the required level of the
이러한 경우에 세 개의 저장탱크의 수위를 제어하기 위해 세 개의 하위제어장치에 의해 종속성을 각 하위제어장치 자체에서 고려하지 못하고 각각의 인터록 기능이나 부가 기능을 추가하여 보상하거나 운영되는 방식이므로, 종속성에 따른 불필요한 동작이 발생하게 된다. 예를 들면, 탈기기로 과도한 보충수가 발생하거나 배출 동작이 발생하게 된다. 따라서, 부하 변동시나 외란 등에 대한 자동적인 신속한 대응이 용이하지 않고 복잡하다. 특히 저압히터의 수위는 증기의 유량 변화에 민감하여 운영자들의 중요 감시점이 되어 이러한 복합 공정과 관련하여 운영자는 운영에 있어서 불편함을 감수해야만 한다.In this case, the three sub-controllers do not consider the dependencies in each sub-controller itself in order to control the level of the three storage tanks, but each interlock function or additional function is added to compensate or operate. Unnecessary operation occurs accordingly. For example, degassing may result in excessive replenishment water or drainage operations. Therefore, automatic and rapid response to load fluctuations or disturbances is not easy and complicated. In particular, the low-pressure heater level is sensitive to changes in the flow of steam, making it an important monitoring point for operators.
따라서, 종래에는 탈기기, 응축기, 저압히터의 각 저장탱크의 크기와 공정 특성이 다르고, 그 차이에 의해 상호 간섭이 크므로 제어에 어려움이 있었다. 이에 대응하기 위해서는 각종 보상이나 인터럽트를 사용해야 하므로 대응책이 복잡한 문제점이 있었다. Therefore, in the related art, the size and process characteristics of each storage tank of the deaerator, the condenser, and the low pressure heater are different, and the mutual interference is large due to the difference. In order to cope with this, various countermeasures and interrupts must be used.
또한, 복수의 저장탱크가 독립적인 제어 방식을 사용함으로써, 상호간의 종속적 영향을 종합적으로 하나의 제어기 내에서 처리할 수가 없었고, 부하 변동시 신속한 대응 곤란하며, 운영자는 각 저장탱크에 수위 변동을 항상 감시해야만 하므 로 민감한 수위 변동에 의해 운영의 어려움이 많았다. In addition, by using a plurality of storage tanks independent control method, it is not possible to cope with each other's dependent effects in one controller, and it is difficult to respond quickly to load fluctuations, and the operator always changes the level of water in each storage tank. Since it had to be monitored, it was difficult to operate due to sensitive level fluctuations.
본 발명의 목적은 복합화력발전에서 탈기기 공정의 탈기기, 응축기, 저압히터의 복합 운영시, 다변수 모델예측 제어방식(Model Predictive Control) 방식을 적용함에 따라 탈기기 공정과 관련된 3개의 저장탱크(탈기기, 응축기, 저압히터)의 수위 상/하한 조건을 보다 용이하고 효율적으로 제어할 수 있는 복합화력발전소의 탈기기 공정을 위한 통합제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide three storage tanks associated with the deaerator process by applying the multivariate model predictive control method in the combined operation of the deaerator, condenser, low pressure heater of the deaerator process in the combined cycle power plant The present invention provides an integrated control system and method for the deaeration process of a combined cycle power plant that can more easily and efficiently control the water level upper and lower limits of a deaerator, a condenser, and a low pressure heater.
본 발명의 다른 목적은 복합화력발전에서 탈기기 공정의 통합제어를 위해 모델링과 제어를 오프라인과 온라인에서 수행하고, 이를 위해 별도의 시스템에서 기존 하위제어장치와 연동하여 제어하는 복합화력발전소의 탈기기 공정을 위한 통합제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to perform modeling and control offline and online for the integrated control of the degassing process in the combined cycle power generation, and for this purpose degassing apparatus of the combined cycle power plant to control in conjunction with the existing sub-controller in a separate system To provide an integrated control system and method for the process.
본 발병의 또다른 목적은 복합화력발전의 탈기기 공정에 있어서 통합제어를 구현하는 경우에 이를 운영하는 운영자가 통합상위제어처리기를 보다 효과적으로 튜닝, 운영할 수 있고, 하위제어장치에서는 통합상위제어처리장치와 연동하여 운영할 때 통합상위제어처리장치의 이상시 이상 상태를 파악하여 수동이나 자동으로 모드 변환하는 기능을 부여할 수 있는 복합화력발전소의 탈기기 공정을 위한 통합제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to implement the integrated control in the degassing process of the combined cycle power generation, the operator who operates it can tune and operate the integrated high level control processor more effectively, and the integrated high level control processing in the lower control device. Provides integrated control system and method for degassing process of combined cycle power plant that can give the function of manually or automatically mode by detecting abnormal state of integrated upper control processing device when operating in conjunction with device There is.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 복합화력발전소에서 응축기와 저압히터 및 탈기기와 같은 저장탱크를 포함한 탈기기공정부의 탈기기 공 정을 제어하기 위한 시스템에 있어서, 상기 탈기기공정부의 각 저장탱크의 수위와 유량 및 압력을 포함한 제어변수를 검출하여 해당 저장탱크의 작동을 제어하는 하위제어장치들; 상기 하위제어장치들로부터 각종 제어변수를 수집하여 저장하는 DB처리장치; 상기 DB처리장치로부터 응축기와 저압히터 및 탈기기의 수위와 유량 또는 압력과 같은 제어변수를 각각 수집하여 각종 제어변수를 기초로 통합제어 과정을 계산하고, 상기 계산한 결과로 생성된 조작변수를 DB처리장치를 통해 해당 하위제어장치로 전송하는 통합상위제어처리장치; 및 상기 DB처리장치에 수집, 저장된 데이터를 수집하여 탈기기의 제반 공정을 제어 및 감시 관리함과 아울러 탈기기공정부의 운영모드인 하위제어 또는 통합상위제어를 선택 제어하는 감시제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object is a system for controlling the degassing process of the degassing process unit including a storage tank such as a condenser, low pressure heater and degassing in a combined cycle power plant, the degassing process unit Sub-controllers for controlling the operation of the storage tank by detecting a control variable including the level and flow rate and pressure of each storage tank of the; A DB processing apparatus for collecting and storing various control variables from the lower control apparatuses; Collecting control variables such as the water level, flow rate or pressure of the condenser, low pressure heater and deaerator from the DB processing device, and calculating integrated control processes based on various control variables, and calculating the operating variables generated as a result of the DB. An integrated upper control processing device for transmitting to the lower control device through the processing device; And a supervisory control device for collecting and storing data collected and stored in the DB processing device to control and monitor overall processes of the deaerator, and to selectively control a lower control or an integrated upper control which is an operation mode of the deaerator process unit. It features.
구체적으로, 상기 통합상위제어처리장치는, 랜을 통해 DB처리장치 및 감시제어장치와 연결되어 데이터 통신을 하는 DCS인터페이스; 제어변수의 정의와 하위제어장치의 식별정보 및 운영 방식에 대한 정의를 갖는 구성정의부; 모델 파라미터 정의 내용을 관리하는 시스템모델부; 탈기기 공정의 시스템을 인식하는 처리를 테스트 신호를 하위제어장치로 보내고, 응답 결과를 수집하여 자동으로 탈기기공정부의 인식을 수행하여, 인식된 파라미터를 계산하여 시스템모델부에 저장하는 시스템인식부; 및 미리 정의된 정보를 활용해 지정된 주기에 따라 운영되어 DCS인터페이스로부터 수집된 제어변수(Controlled variable)와, 외란변수(Disturbance variable) 및 운영모드 정보를 수집하여 다변수 모델예측알고리즘을 수행하여 제어데이터를 계산하고, 계산결과로 얻어진 조작변수(Manipulated variable)값을 DCS인 터페이스를 통해 하위제어장치로 전송하는 모델예측제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the integrated upper control processing apparatus, the DCS interface connected to the DB processing apparatus and the supervisory control apparatus via a LAN for data communication; A configuration definition unit having a definition of a control variable and a definition of identification information and an operation method of a lower control device; A system model unit managing model parameter definitions; The system recognition unit sends a test signal to the lower control device to recognize the system of the deaerator process, collects the response results, automatically performs the recognition of the deaerator process unit, calculates the recognized parameters, and stores them in the system model unit. ; And control data collected from the DCS interface by using predefined information, collected from the DCS interface, and collected the disturbance variable and operation mode information to perform a multivariate model prediction algorithm. And a model predictive control unit which transmits the manipulated variable value obtained as a result of the calculation to the lower control apparatus through the DCS interface.
상기 구성정의부는, 상기 통합상위제어처리장치의 실행주기 및 개수의 정의와, 제어변수, 외란변수 및 조작변수의 상/하한치의 정의와, DB처리장치와 감시제어장치 및 하위제어장치의 네트웍 어드레스 및 운전모드 태그의 정의, 튜닝요소 변수값의 정의, 및 변수의 초기화 정의 내용을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.The configuration definition unit may include definitions of execution cycles and numbers of the integrated upper control processor, definition of upper and lower limits of control variables, disturbance variables, and operation variables, and network addresses of the DB processing unit, the monitoring control unit, and the lower control unit. And an operation mode tag definition, a tuning element variable value definition, and an initialization definition content of the variable.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 복합화력발전소에서 응축기와 저압히터 및 탈기기와 같은 저장탱크를 포함한 탈기기공정부의 탈기기 공정을 제어하기 위한 방법에 있어서, 통합상위제어처리장치는 구성정의 정보를 수집하되 모델 예측을 위한 필요한 변수 및 파라미터를 생성하고, 가중치요소의 초기화를 수행하는 제 1단계; 통합상위제어처리장치는 감시제어장치로부터 운전모드를 수집하여 통합제어 모드일 경우에는 감시제어장치로부터 제어변수와 외란변수값을 수집하는 제 2단계; 상기에서 수집된 정보를 이용하여 제어변수와 외란변수 행렬을 계산하는 제 3단계; 상기 계산단계를 수행한 후 내부적인 필요 변수값들을 조율하고, 칼만필터를 이용하여 계산하여 탈기기 공정의 상태를 추정하고 예측하는 제 4단계; 상기에서 계산된 예측치를 이용하여 목적함수를 최소화시키는 조작변수를 결정하는 제 5단계; 및 상기에서 결정된 조작변수값을 해당 하위제어장치로 전송하고 하위제어장치는 전송된 조작변수에 따라 탈기기공정부를 제어하는 제 6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The technical method of the present invention for achieving the above object is, in the combined cycle power plant in the method for controlling the degassing process of the degassing process unit including a storage tank such as a condenser, low pressure heater and degasser, The first step of collecting the configuration definition information, generating the necessary variables and parameters for model prediction, and performing the initialization of the weight factor; The integrated upper control processing apparatus may include collecting a driving mode from the monitoring control apparatus and collecting control variable and disturbance variable values from the monitoring control apparatus in the integrated control mode; A third step of calculating a control variable and disturbance matrix using the collected information; A fourth step of estimating and predicting a state of the degassing process by adjusting internal necessary parameter values after performing the calculating step and calculating using a Kalman filter; A fifth step of determining an operation variable that minimizes an objective function using the predicted value calculated above; And a sixth step of transmitting the operation variable value determined above to the corresponding lower control device and controlling the degassing process unit according to the transmitted operating variable.
구체적으로, 상기 제 1단계는, 모델 정보, 제어기 정보, DCS 태그 및 연결 정보 등을 복합화력 공정의 탈기기 공정에 적용시 결정하게 되어 파일 형태(csv, txt 등)로 저장하는 수집단계; 통합상위제어처리장치의 모델 예측을 위한, Sx, Sd, Su의 행렬값을 하기의 수학식 14와 같이 생성하고 가중치 행렬의 초기화를 수행하는 초기화단계; 통합상위제어처리장치는 DCS연결 정보를 이용하여 감시제어장치와의 접속 연결을 시도하는 연결단계; 및 상기 감시제어장치로부터 탈기기공정의 운전모드를 수집하여 운전모드가 통합제어 모드인지를 판단하는 모드판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the first step, the collection step of determining the model information, controller information, DCS tag and connection information, etc. when applying to the degassing process of the combined cycle process to store in a file form (csv, txt, etc.); An initialization step of generating matrix values of Sx, Sd, and Su as shown in Equation 14 and performing initialization of the weight matrix for model prediction of the integrated upper control processor; The integrated upper control processing device may include: a connection step of attempting connection connection with the monitoring control device using the DCS connection information; And a mode determination step of determining whether the operation mode is an integrated control mode by collecting the operation mode of the degassing process from the monitoring and control device.
상기 수집단계를 수행하기 전에, 공정의 수식모델과 실험모델을 선택할 것인가에 대한 판단을 수행하는 단계; 상기 수식모델이 선택될 경우 수식모델 정의에 필요한 정보를 수집하는 단계; 부하 평형식(load balancing equation)과 같은 수식을 이용하여 모델 계산을 수행하는 단계; 기존의 운영 데이터와 비교하여 계산된 모델이 정확한가를 판단하여 모델을 확정하는 단계; 및 상기 계산된 모델이 부적합하여 재정의가 필요할 경우는 파라미터를 변경, 수정하여 파라미터를 재정의하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.Before performing the collecting step, determining whether to select a mathematical model and an experimental model of the process; Collecting information necessary for defining a mathematical model when the mathematical model is selected; Performing model calculation using an equation such as a load balancing equation; Determining the model by determining whether the calculated model is accurate by comparing with the existing operational data; And redefining the parameter by changing and modifying the parameter when the calculated model is inappropriate and needs to be redefined.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 복합화력발전소의 탈기기 공정에서의 통합 제어 개념을 나타낸 도면으로서, 탈기기공정부(1)와 하위제어장치(20, 40, 60) 및 통합상위제어처리장치(100)를 나타낸 것이다.2 is a view showing an integrated control concept in a degasser process of a combined cycle power plant according to the present invention, the
즉, 탈기기공정부(1)는 복수의 저장탱크가 있는 데, 저장탱크로는 응축 기(10; Condenser), 저압히터(30; LP Heater) 및 탈기기(50; Dearator)가 있다.That is, the
상기 응축기(10)는 터빈으로부터 배출되는 일부 증기(steam)를 제공받아 소정의 냉각공정을 통해 응축수로 변환한 후 생성된 응축수를 탈기기(50)로 전달하도록 구성되어 있고, 상기 저압히터(30)는 터빈으로부터 배출되는 일부 증기(steam)를 제공받아 지역난방으로 공급되는 온수와의 열교환을 수행함과 아울러 열교환된 응축수를 탈기기(50)로 전달하도록 구성되어 있으며, 상기 탈기기(50)는 응축기(10)와 저압히터(30)로부터 배출된 응축수를 제공받아 저장하며 응축수에 포함된 불순물을 제거하여 보일러 측으로 공급하도록 구성되어 있다. The
아울러, 복합화력발전 공정에서는 상기 탈기기(50)의 수위 제어와, 응축기(10)의 수위 제어 및 저압히터(30)의 수위 제어가 보일러와 터빈의 제어에 있어서 상당히 중요한 제어 공정으로 작용한다.In addition, in the combined cycle power generation process, the water level control of the
따라서, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 탈기기 공정의 다변수 통합상위제어처리장치(100)를 구성하기 위해 각 저장탱크(10, 30, 50)의 수위센서(LT)로부터 수위데이터를 직접 통합상위제어처리장치(100)의 입력변수(CV; 제어변수, Controlled Variable)로 받아들였고, 캐스케이드(Cascade) 방식으로 연결된 루프제어기인 하위제어장치(20, 40, 60)의 유량제어기(FC)를 통합상위제어처리장치(100)의 출력변수(MV; 조작변수, Manipulated Variable)로 연결하였다. 물론, 수위뿐만 아니라 유량센서(FT)와 압력센서(PT)를 통해 검출한 유량과 압력데이터를 통합상위제어처리장치(100)의 제어변수(CV)로 입력할 수도 있다. 그리고, 외란변수(DV; Disturbance Variable)도 계측신호에 의해 연결될 수 있다. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, the water level data from the water level sensor LT of each of the
아울러, 본 발명이 적용된 탈기기공정부(1)와 하위제어장치(20, 40, 60)의 구성은 상술한 도 1과 동일하다. 단지 하위제어장치에 의한 지역 제어일 경우에는 각 저장탱크의 유량제어기(FC)는 수위제어기(LC)와 유량센서(FT)에서 입력되는 데이터를 기준으로 유량조절밸브를 직접 제어하게 되지만, 통합상위제어처리장치(100)에 의한 통합제어일 경우에는 조작변수값(MV)이 각 저장탱크의 유량제어기(FC)로 출력되어 탈기기공정부(1)의 전반 공정을 일괄 제어하게 되는 것이 도 1과 상이한 것이다.In addition, the configuration of the
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하위제어장치와 연관된 통합상위제어처리장치의 세부 구성을 나타낸 도면으로서, 탈기기공정부(1)와 하위제어장치들(5), DB처리장치(70), 감시제어장치(80) 및 통합상위제어처리장치(100)를 포함하여 이루어져 있다.3 is a view showing the detailed configuration of the integrated upper control processing apparatus associated with the lower control apparatus according to an embodiment of the present invention, the
상기 하위제어장치(5)는 탈기기공정부(1)의 각 저장탱크(10, 30, 50)의 수위와 유량 및 압력을 포함한 제어변수(CV)를 검출하여 해당 저장탱크의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.The
상기 DB처리장치(70)는 하위제어장치들(5)로부터 각종 제어변수(CV)를 수집하여 저장하도록 구성되어 있다.The
상기 통합상위제어처리장치(100)는 DB처리장치(70)로부터 응축기(10)와 저압히터(30) 및 탈기기(50)의 수위와 유량 또는 압력과 같은 제어변수(CV)를 각각 수집하여 각종 제어변수를 기초로 통합제어 과정을 계산하고, 상기 계산한 결과로 생성된 조작변수(MV)를 DB처리장치(70)를 통해 해당 하위제어장치(5)로 전송하도록 구성되어 있다.The integrated upper
상기 감시제어장치(80)는 DB처리장치(70)에 수집, 저장된 데이터를 수집하여 탈기기의 제반 공정을 제어 및 감시 관리함과 아울러 탈기기공정부(1)의 운전모드인 하위제어 또는 통합상위제어를 선택 제어하도록 구성되어 있다.The
도시된 바와 같이, 탈기기공정부(1)의 하위제어장치(5), DB처리장치(70) 및 감시제어장치(80)를 포함하는 분산제어시스템(90; DCS, Distributed Control System)을 하위로 하고, 통합상위제어처리장치(100)를 상위로 하여 전체적인 시스템을 구성한다. As shown, the distributed control system 90 (DCS, Distributed Control System) including the
즉, 하위제어장치(5)는 감시제어장치(80)에 RCS(Remote Control System)이나 TM/TC(Tele Monitoring and Tele Control Station)의 형태로 위치되어서, 각 공정 데이터(저장탱크의 수위정보, 유량정보, 압력정보, 외란정보 등)를 수집하여, 실시간 수집 및 지역 제어(local control)를 수행한다. That is, the
실시간 데이터는 분산제어시스템(90)의 DB처리장치(70)에 LAN을 통해 저장 관리되어지고, 수집, 저장된 데이터는 분산제어시스템(90)의 감시제어장치(80)에서 관리되어 진다. 감시제어장치(80)에서는 운영자가 분산제어시스템(90)에 의하여 지역제어 모드를 선택하거나 통합제어 모드를 선택하거나 할 수 있도록 한다. Real-time data is stored and managed in the
통합상위제어처리장치(100)를 운영하기 위해서 필요한 정보들이 LAN을 통해 DCS인터페이스(110)에 의해 수집되어 지고, 통합상위제어처리장치(100)에서 통합제어 과정을 계산, 수행한 후 DCS인터페이스(110)를 통해 분산제어시스템(90)의 DB처리장치(70)를 통해 하위제어장치(5)의 원격 설정치로 송신되어 통합 제어를 수행하 게 된다.Information necessary for operating the integrated upper
이와 같이 작동하는 통합상위제어처리장치(100)의 세부 구성은, DCS인터페이스(110), 구성정의부(120), 시스템모델부(130), 시스템인식부(140), 모델예측제어부(150), 제어수단(160), 입출력수단(170) 및 저장부(180)를 포함하여 이루어져 있고, 분산제어시스템(90)은 하위제어장치(5)와, DB처리장치(70) 및 감시제어장치(80)를 포함하여 이루어져 있다.The detailed configuration of the integrated upper
상기 통합상위제어처리장치(100)의 DCS인터페이스(110)는 LAN을 통해 DB처리장치(70), 감시제어장치(80) 및 하위제어장치(5)와 연결되어 데이터 통신을 하도록 구성되어 있고, 구성정의부(120)는 제어변수의 정의와 하위제어장치(5)의 식별정보 및 운영 방식에 대한 구성을 정의하도록 이루어져 있고, 시스템모델부(130)는 모델 파라미터 정의 내용을 관리하도록 이루어져 있고, 시스템인식부(140)는 탈기기 공정의 시스템을 인식하는 처리를 테스트 신호를 하위제어장치(5)로 보내고, 응답 결과를 수집하여 자동으로 탈기기공정부(1)의 인식을 수행하여, 인식된 파라미터를 계산하여 시스템모델부(130)에 저장하도록 이루어져 있고, 모델예측제어부(150)는 미리 정의된 정보를 활용해 지정된 주기에 따라 운영되어 DCS인터페이스(110)로부터 수집된 제어변수(Controlled variable)와, 외란변수(Disturbance variable) 및 운영모드 정보를 수집하여 다변수 모델예측알고리즘을 수행하여 제어데이터를 계산하고, 계산결과로 얻어진 조작변수(Manipulated variable)값을 DCS인터페이스(110)를 통해 하위제어장치(5)로 전송하도록 이루어져 있다.The
즉, 상기 구성정의부(120)는 통합상위제어처리장치(100)의 정의 및 운영 방 식의 정의 기능을 가지고, 통합상위제어처리장치(100)의 정의(실행주기 및 개수 등)와, 변수 정의(CV, MV 및 DV 변수의 상/하한치, DCS연결 태그), DCS구성 정의(네트웍 어드레스, 운전모드 태그), 튜닝요소(Tuning factor)의 변수값, 변수의 초기화 정의 등의 정보를 포함하고 있다. 이를 위해 입출력수단(170)을 통해 정보를 감시 및 저장하도록 한다.That is, the
상기 시스템모델부(130)는 통합상위제어처리장치(100)의 모델파라미터 정의 내용을 관리하고 있다. The
상기 시스템인식부(140)는 탈기기 공정의 시스템을 인식하는 처리를 테스트 신호를 하위제어장치(5)로 보내고, 응답 결과를 수집하여 자동으로 공정 시스템의 인식을 수행하여, 인식된 파라미터를 계산하여 시스템모델부(130)에 저장한다. The
그리고, 모델예측제어부(150; MPC, Model Predictive Control)는 오프라인 적으로 정의된 정보를 활용해 지정된 주기에 따라 운영되어 DCS인터페이스(110)로부터 수집된 CV(제어변수, Controlled variable)와, DV(외란변수, Disturbance variable) 및 운영모드 정보를 수집하여 다변수 모델예측알고리즘을 수행하여 제어데이터를 계산하고, 계산결과로 얻어진 MV(조작 변수, Manipulated variable)값을 DCS인터페이스(110)를 통해 하위제어장치(5)에 전송한다. In addition, the model predictive control unit 150 (MPC, Model Predictive Control) is operated according to a specified period by using information defined offline, the CV (Controlled variable) collected from the
분산제어시스템(90)에서는 복합화력 발전의 탈기기공정부(1)에서 필요한 정보를 수집하여 하위제어장치(5)에서 지역제어 로직에 의해 제어를 수행하게 된다. In the distributed
한편, 분산제어시스템(90)의 DB처리장치(70)는 공정의 데이터 정보를 수집, 관리하고 있으며, 통합상위제어처리장치(100)에서 필요로 하는 CV, DV 및 MV 정보 를 가공하여 송수신을 지원하는 역할을 수행한다. On the other hand, the
그리고, 감시제어장치(80)는 통합상위제어처리장치(100)와 관련되어 분산제어시스템(90)에서 정의되는 정보에 대한 내용을 엔지니어링하여 태그 정보로 저장, 감시하며, 일상적인 운영에서는 통합상위제어처리장치(100)의 동작 결과를 여러가지 형태의 표시 방식(트렌드, 그래픽 등)에 의해 관리되어 진다. 또한, 감시제어장치(80)는 통합상위제어처리장치(100)와 하위제어장치(5)에 의한 운영 선택을 할 수 있도록 한다. In addition, the
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모델예측제어부의 모델예측제어 알고리즘을 나타낸 도면으로서, 모델예측제어부(150)는 시스템초기구성부(151), 모델상태업그레이드부(153), 모델예측치계산부(155) 및 최적조작변수계산부(157)를 포함하여 이루어져 있다.4 is a view illustrating a model predictive control algorithm of the model predictive control unit according to an embodiment of the present invention. The model
상기 시스템초기구성부(151)는 모델예측제어부(150)에서 필요한 제어변수, 외란변수 및 예측을 위한 각종 파라미터를 DCS인터페이스(110)를 통해 수집하도록 이루어져 있고, 모델상태업그레이드부(153)는 상기에서 수집된 정보를 이용하여 하기의 수학식 3과 같이 예측을 수행하되, 예측을 위한 상태 추정은 하기의 수학식 4의 칼만필터에 의해 상태를 업그레이드하도록 이루어져 있다.The
상기 모델예측치계산부(155)는 칼만필터의 이득(Kalman Gain)의 값을 변경하여 모델예측제어부(150)의 제어성능을 튜닝하되, 튜닝 파라미터의 값을 조절하여 상태 추정치에 모델에러를 반영하는 비율을 조정하여 계산하도록 이루어져 있고, 최적조작변수계산부(157)는 상기 추정된 상태에 따라 하기의 수학식 3을 이용하여 p스텝 후의 예측을 수행하고, 하기의 수학식 5의 목적함수(J)를 최소화시키는 △U를 계산하여 이를 조작변수(MV)값으로 하여 DCS인터페이스(110)를 통해 하위제어장치(5)로 출력하도록 이루어져 있다.The
즉, 통합상위제어처리장치(100)의 구성정의부(120)는 모델예측제어부(150; MPC)의 특성 데이터를 관리하고 있으며, 모델에 관한 정보를 포함하고 있는 정보를 시스템초기구성부(151)에서 수집하여 통합상위제어처리장치(100)내의 저장부(180)에 모델 정보의 필요한 정보를 저장하게 된다. That is, the
상기 모델예측제어부(150)의 모델에 대한 정의는 도 5에 나타난 바와 같이, 출력 외란 모델로 정의한다. 이 모델은 모델오차, 측정되지 않는 외란의 영향 등은 피드백 제어가 감당하는 부분이지만, 제어성능을 증진시키고, 또 간편하게 모델예측제어부(150)를 조율하기 위해 각각의 출력에 독립적인 가입되는 출력외란으로 표현하였다. The definition of the model of the
그리고 이들 신호는 백색 잡음이 적분되고 1차 필터링된 것(first-order filtered and integrated white noise)으로 가정하였다. 이 외란 모델은 실제 외란의 추계적 성격을 잘 반영하는 것으로 알려져 있다. 이에 대한 상태 방정식은 아래 수학식 1과 같다. And these signals are assumed to be first-order filtered and integrated white noise. This disturbance model is known to reflect the estimated nature of actual disturbance. The state equation for this is shown in
여기서, x(k)는 시스템상태를 나타내는 상태 변수를 나타내며, u(k)는 공정의 입력 변수, 즉 통합상위제어처리장치(100)의 출력변수인 조작변수(MV)에 해당되며, y(k)는 공정의 출력 변수로서 통합상위제어처리장치(100)의 제어변수(CV)에 해당된다. 그리고, d(k)는 외란 변수로서 통합상위제어처리장치(100)의 DV에 해당된다, w(k)는 공정 오차, v(k)는 측정 오차를 나타낸다. Here, x (k) represents a state variable indicating the system state, u (k) corresponds to the input variable of the process, that is, the operation variable (MV) that is the output variable of the integrated
상기의 시스템의 차분 방정식에서 시간에 대한 차분을 수행하여, 이에 대한 상태 방정식을 다시 정리하면 아래의 수학식 2와 같다. The difference of time is performed in the difference equation of the system, and the state equations for this are rearranged as in Equation 2 below.
여기서, here,
이다.to be.
이에 대한 p스텝 예측은 아래 수학식 3과 같이 표현된다. The p-step prediction for this is expressed by Equation 3 below.
여기서,here,
이다.to be.
시스템초기구성부(151)에서는 모델예측제어부(150)에 필요한 변수 및 파라미터(예측을 위한 Sx, Sd, Su, A, B, C, D 등)들을 저장하여 추후 온라인 계산을 위한 준비를 하게 된다. 온라인 알고리즘의 구성의 경우에는 분산제어시스템(90)의 DB처리장치(70)에서 수집된 통합상위제어처리장치(100)와 관련된 CV, DV변수 및 관련태그 정보를 통합상위제어처리장치(100)의 DCS인터페이스(110) 내의 데이터입력부(111)를 통해 수집하게 된다. The
수집된 정보는 모델상태업그레이드부(153)에서 상기 수학식 3과 같이 예측을 수행하게 되며, 이를 위한 상태 변수값을 추정할 필요가 있다. 상기 상태 추정은 아래 수학식 4와 같이 칼만필터에 의해 상태를 업그레이드하게 된다.The collected information is predicted by the model
여기서, 칼만 이득(; Kalman gain)은 아래와 같다.Where Kalman gain ( ; Kalman gain is shown below.
여기서, fai는 튜닝 파라미터(tuning parameter)의 기능을 제공하게 되어, 운영자는 통합상위제어처리장치(100)의 입출력수단인 모니터에서 감시하며 튜닝을 할 수 있게 된다. fai를 0과 1사이로 조절함으로써, 칼만 이득(; Kalman gain)의 값을 변경하여 모델예측제어부(150)의 제어성능을 튜닝할 수 있게 된다. Here, f ai is to provide a function of the tuning parameter (tuning parameter), the operator can monitor and tune on the monitor that is the input and output means of the integrated
이때, fai가 1에 가까울수록 모델에러(error)를 상태 추정치(state estimation)에 많이 반영하여 모델에러를 더 강하게 최소화하고자 하며, fai가 0에 가까울수록 모델에러를 상태 추정치(state estimation)에 조금 반영하여 천천히 최소화하고자 한다. 이는 목적 함수(objective function)의 가중치요소(weighting factor)인 Q/R의 비율(ratio)을 조절하는 것과 같은 효과이다. At this time, as f ai is close to 1, the model error is reflected to state estimation more strongly, and as f ai is close to 0, the model error is estimated as state estimation. I want to reflect it a little bit and slowly minimize it. This is the same effect as adjusting the ratio of Q / R, which is the weighting factor of the objective function.
즉, Q/R 비율을 크게 할수록 에러를 더 강하게 최소화하고자 하므로, 입력이 비교적 자유롭게 움직이면서 공정출력이 레퍼런스(reference)를 빨리 트래킹하도록 한다. Q/R 비율을 작게 할수록 입력변화(input movement)를 더 최소화하려고 하기 때문에 상대적으로 입력의 움직임이 둔하게 되며 공정출력이 레퍼런스를 천천히 따라가게 되는 효과를 가져오게 된다.In other words, as the Q / R ratio is increased, the error is more strongly minimized, so that the input moves relatively freely and the process output tracks the reference quickly. The smaller the Q / R ratio, the more the input movement is minimized, resulting in a relatively slow input movement and the effect that the process output follows the reference slowly.
여기서, P는 추정 오차에 대한 공분산 행렬을 나타낸다. 추정된 상태에 따라, 상기 수학식 3을 이용하여 p스텝 후의 예측을 수행하고, 최적조작변수계산부(157)에서는 아래의 수학식 5의 목적함수(J)를 최소화시키는 U를 계산하여 이를 MV값으로 사용하게 된다. Where P represents the covariance matrix for the estimation error. According to the estimated state, the prediction after pstep is performed by using Equation 3, and the optimum operation
아래의 수학식 6은 공정의 입력 크기 제약조건, 입력 변화 제약 조건, 출력 크기 제약 조건을 나타낸다. Equation 6 below represents an input size constraint, an input change constraint, and an output size constraint of the process.
상기의 입력 변화치는 제약 조건을 고려한 2차 방정식 프로그래밍(QP; Quadratic Programming)을 이용하여 계산되어 진다. 계산되어진 입력 변화치는 통합상위제어처리장치(100)의 DCS인터페이스(110) 내의 데이터출력부(115)를 통해 출력되어 지고, 이 값을 복합화력 공정의 탈기기 공정에 다변수 제어값으로 사용하게 된다. The input change value is calculated using quadratic programming (QP) considering constraints. The calculated input change value is output through the
도 6은 본 발명에 의한 통합상위제어처리장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart showing the operation of the integrated upper control processing apparatus according to the present invention.
먼저, 구성정의정보 수집 과정(S11)에서는 모델 정보, 제어기 정보, DCS 태그 및 연결 정보 등을 복합화력 공정의 탈기기 공정에 적용시 결정하게 되어 파일 형태(csv, txt 등)로 저장하게 된다. First, in the configuration definition information collection process (S11), the model information, the controller information, the DCS tag, and the connection information are determined when the degassing process of the combined cycle process is applied and stored in a file form (csv, txt, etc.).
통합상위제어처리장치(100)의 초기화 과정(S12)에서는 모델 예측을 위한, Sx, Sd, Su 등의 행렬값을 상기 수학식 3을 이용하여 생성하고 가중치 행렬인 Q, R의 초기화를 수행한다. In the initialization process (S12) of the integrated upper
통합상위제어처리장치(100)의 DCS접속 연결 과정(S13)에서는 DCS 연결 정보를 이용하여 분산제어시스템(90)과 접속 연결을 시도하게 된다. In the DCS connection connection process (S13) of the integrated upper
상태확인 과정(S14)에서 통신 이상 유무를 확인하게 되며, 이 과정에서 이상 이 발생하면, 경보발생 과정(S14-1)에서 운영자에게 경보를 발생하게 된다. 또한, 정상인 경우는 반복수행 과정(S26)에 의해 하위제어장치(5)와의 연결을 통한 주기 동작을 계속 수행하게 된다.In the status check process (S14), it is checked whether there is a communication error, and when an error occurs in this process, an alarm is generated to the operator in the alarm generating process (S14-1). In addition, in the normal case, the cycle operation through the connection with the
또한, 기본 상태정보확인 과정(S15)에서는 분산제어시스템(90)으로부터 운전 모드를 수집하게 된다. DCS/MPC 모드확인 과정(S15)에서는 수집된 정보에 의해 운전 모드를 확인하여 통합제어 모드(MPC)가 아닌 경우에는 분산제어시스템(90)의 지역제어 과정(S25)에 따라 하위제어장치(5)에 의한 탈기기 공정 제어를 수행하게 된다. In addition, the basic state information checking process (S15) collects the operation mode from the distributed
상기 제어 모드가 통합제어 모드인 경우는 DCS정보 수집 과정(S17)으로부터 통합상위제어처리장치(100)의 제어변수(CV), 외란변수(DV)값을 각각 수집하게 된다. 수집된 정보를 이용하여 CV행렬 계산 과정(S18)에서는 CV행렬을 계산하고, DV행렬 계산 과정(S19)에서는 DV 행렬을 계산하게 된다. 상기 제어변수(CV)와 외란변수(DV)는 수학식 1과 수학식 2를 근거로 하여 계산하게 된다.When the control mode is the integrated control mode, the control variable CV and the disturbance variable DV of the integrated
또한, 기타 변수행렬 계산 과정(S20)에서는 내부적인 필요 변수 값들을 조율하고, 상태 추정 및 예측 과정(S21)에서는 상기 수학식 4와 같은 칼만필터를 이용하여 분산제어시스템의 상태를 추정하고, 예측을 수행하게 된다. 이 계산 과정으로부터 계산된 예측치를 이용하여 MV계산 과정(S22)에서는 상기 수학식 5를 이용하여 최적 목적함수를 고려한 2차방정식 프로그래밍 방식에 의한 MV치를 결정하게 된다. In addition, in the other variable matrix calculation process (S20), the internal necessary variable values are tuned, and in the state estimation and prediction process (S21), the state of the distributed control system is estimated using the Kalman filter as shown in Equation 4 above, Will be performed. In the MV calculation process S22 using the predicted value calculated from the calculation process, the MV value by the quadratic equation programming method considering the optimal objective function is determined using
결정된 MV값은 MV전송 과정(S23)에서는 MV값을 하위제어장치(5)로 전송하게 되고, MV제어 과정(S24)에서는 하위제어장치(5)에 의한 제어를 수행하게 되어 복합 화력 공정의 탈기기 공정을 제어하게 된다.The determined MV value transmits the MV value to the
도 7은 본 발명에 의한 구성정의 정보를 수집하기 위한 공정 모델인식 과정을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a process model recognition process for collecting configuration definition information according to the present invention.
먼저, 도 6의 구성정의 정보를 수집하기 위한 사전 과정인 모델 선택 과정(S1)에서는 공정의 수식 모델과 실험 모델을 선택할 것인가에 대한 판단을 수행하며, 구성정의정보 수집 과정(S2)에서는 수식 모델 정의에 필요한 정보를 수집하게 된다.First, in the model selection process (S1), which is a preliminary process for collecting the configuration definition information of FIG. 6, a determination is made as to whether to select a mathematical model and an experimental model of the process, and in the configuration definition information collection process (S2), a mathematical model Gather the information you need for definition.
수식모델계산 과정(S3)에서는 부하 평형식(load balancing equation) 등의 수식을 이용하여 모델 계산을 수행하고, 모델 확정 과정(S4)에서는 기존의 운영 데이터와 비교하여 계산된 모델이 정확한가를 판단하게 된다. In the mathematical model calculation process (S3), model calculation is performed using an equation such as a load balancing equation, and in the model determination process (S4), it is compared with existing operating data to determine whether the calculated model is accurate. do.
상기 계산된 모델이 부적합하여 재정의가 필요할 경우는 파라미터를 재정의하는 과정(S5)에서 파라미터를 변경, 수정하게 되고, 반복 수행하게 된다. If the calculated model is inappropriate and needs redefinition, the parameter is changed and modified in the process of redefining the parameter (S5), and repeated.
한편, 상기(S1)에서 실험 방식에 의한 공정모델 인식 방식이 결정되었을 경우, 구성정의 정보수집 과정(S6)에서는 필요한 파라미터 정보(수집데이터 기간 등) 등을 결정하게 되면, 테스트 기준정보 기록 과정(S7)에서는 테스트 신호를 하위제어장치(5)를 통해 전송하게 된다. 이때, 전송 신호는 단위 응답 신호를 보낸다. 이 정보는 탈기기 공정의 MV값이 된다. On the other hand, when the process model recognition method according to the experimental method is determined in the above (S1), when the necessary parameter information (collection data period, etc.) is determined in the configuration definition information collection process (S6), the test reference information recording process ( In S7) the test signal is transmitted through the lower control device (5). At this time, the transmission signal sends a unit response signal. This information becomes the MV value of the deaerator process.
온라인 정보 수집 과정(S8)에서는 기준신호 발생 후 운영되고 있는 탈기기 공정의 CV 신호를 수집하고, 저장하게 된다. In the online information collection process S8, the CV signal of the deaerator process operated after the reference signal generation is collected and stored.
모델 인식 계산 과정(S9)에서는 모델의 인식을 자동으로 계산 수행하게 된 다. 모델정보 저장 과정(S10)에서는 수식이나 실험에 의해 결정된 모델을 탈기기 공정에서 사용되는 통합상위제어처리장치(100)의 구성정의 정보를 사용하게 된다. In the model recognition calculation process (S9), the model recognition is automatically calculated. In the model information storage process (S10), the configuration definition information of the integrated upper
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit or field of the invention provided by the claims below It can be easily understood by those skilled in the art.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 복합화력발전의 탈기기 공정에서 탈기기, 응축기, 저압히터의 복합 운영시, 다변수 모델예측제어 방식을 적용함으로써, 탈기기 공정과 관련된 3개의 저장탱크(탈기기, 응축기, 저압히터)의 수위 상/하한조건을 만족함과 아울러 각 공정의 제어시 상호 간섭이 발생할 경우에도 다변수 상호간의 종합적 제어를 용이하고 최적으로 달성하여 공정의 제어 성능과 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention provides three storage tanks related to the degassing process by applying a multi-variable model predictive control method during the degassing, condenser, and low pressure heaters in the degassing process of the combined cycle power plant. , Condenser, low pressure heater) can satisfy the high / low-limit conditions of the water level, and even if mutual interference occurs during the control of each process, it is possible to easily and optimally achieve comprehensive control of the multi-variables to improve the control performance and efficiency of the process. There is an advantage to that.
또한, 복합화력발전의 탈기기 공정을 위한 통합제어를 구현함에 따라 각종 요소(factor)의 조정이 가능하여 제어시스템의 튜닝이 용이하고, 운영자의 입장에서 시스템의 감시 및 관리가 용이한 이점이 있다.In addition, by implementing integrated control for the degassing process of the combined cycle power generation, it is possible to adjust various factors, so that the tuning of the control system is easy and the system can be easily monitored and managed from the operator's point of view. .
Claims (12)
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KR1020060120176A KR100757679B1 (en) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Integrated control system for the dearator process of combined cycle thermal plant and method therefor |
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2006
- 2006-11-30 KR KR1020060120176A patent/KR100757679B1/en not_active IP Right Cessation
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