KR101877627B1 - 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법 - Google Patents

발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101877627B1
KR101877627B1 KR1020160125707A KR20160125707A KR101877627B1 KR 101877627 B1 KR101877627 B1 KR 101877627B1 KR 1020160125707 A KR1020160125707 A KR 1020160125707A KR 20160125707 A KR20160125707 A KR 20160125707A KR 101877627 B1 KR101877627 B1 KR 101877627B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
performance
symbol
power plant
facility
Prior art date
Application number
KR1020160125707A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180035519A (ko
Inventor
이지훈
이인태
정남준
안영모
배중석
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020160125707A priority Critical patent/KR101877627B1/ko
Publication of KR20180035519A publication Critical patent/KR20180035519A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101877627B1 publication Critical patent/KR101877627B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41885—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by modeling, simulation of the manufacturing system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23455—Determine capability of machine by simulating model of capability of its parts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33331—Test, diagnostic of field device for correct device, correct parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 범용 발전성능시험 시스템은, 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 설비 모델러; 및 상기 설비 모델러의 단위객체별로 정의된 성능지표에 따라 성능평가를 수행하는 성능 계산부를 포함한다.

Description

발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TESTING POWER PERFORMANCE OF GENERATOR}
본 발명은 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법에 관한 것이다.
발전소의 성능은 보일러, 터빈, 발전기 및 보조기기의 성능에 의해 종합적으로 평가되는 것으로서, 발전소의 성능을 평가하여 효율적으로 관리하고 유지하는 것은 연료를 대부분 수입에 의존하는 환경에서 매우 중요한 요소이다.
종래의 발전소 성능시험 결과계산 프로그램은, ASME(American Society for Mechanical Engineers) 코드를 기반으로 엑셀 프로그램 환경에서 구동되는 프로그램이다.
이를 이용하여 발전소 성능시험을 하기 위해서는, 먼저 성능시험 결과계산 프로그램을 대상 발전소에 맞게 작성한 다음 발전소 현장에 방문하여 대상 설비의 계측기를 선정하고, 계측기로부터 받은 일정기간의 취득데이터를 프로그램에 수동으로 입력하여 성능시험을 진행한다.
그러나, 발전소 마다 설비 구성 및 설비 속성값이 다르기 때문에, 종래의 발전소 성능시험은 대상 발전소 마다 프로그램 작성시, 수동으로 발전설비의 구성이나 설비별 속성 변경에 따라 관련 셀들을 일일이 찾아서 작성, 수정, 추가 및 삭제를 해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 성능시험 결과계산 프로그램은, ASME 코드와 관련된 복잡하고 연쇄적인 셀 참조들로 구성되어 있고, 발전소마다 오랜 시간 동안 다수의 관리자들에 의해 지속적으로 수정, 추가, 삭제 등의 보완이 이루어지기 때문에, 대상 발전소의 성능시험시 전체 프로그램을 수정하기 위해서 수개월의 시간이 소요될 뿐만 아니라 인적 실수에 의한 평가 결과의 오류 가능성이 높은 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 발전소마다 별도로 관리되는 엑셀 프로그램 방식에서 벗어나 다양한 발전소에 범용적으로 적용하여 용이하게 성능시험 준비를 할 수 있도록 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 발전성능시험 시스템은, 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 설비 모델러; 및 상기 설비 모델러의 단위객체별로 정의된 성능지표에 따라 성능평가를 수행하는 성능 계산부를 포함한다.
설비 모델러는, 데이터 취득 시스템으로부터 누락된 계측값에 대해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태를 분석하여 누락된 유량 및 물성치를 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 범용 발전성능시험 방법은, 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하는 단계; 상기 단위객체별로 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 중 적어도 하나를 심볼 테이블에 설정하는 단계; 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받되, 상기 데이터 취득 시스템으로부터 누락된 계측값에 대해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태를 분석하여 누락된 유량 및 물성치를 계산하는 단계; 상기 모델링된 대상 발전소의 단위객체별로 설정된 심볼 테이블을 이용하여 성능평가 시트를 생성하는 단계; 및 상기 성능평가 시트에서 심볼 테이블 중 성능지표 계산식을 해석하여 성능지표를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전설비 모델러는, 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 설비 구성부; 및 상기 데이터 취득 시스템으로부터 누락된 계측값에 대해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하고, 생성된 유량 방정식 및 에너지 방정식을 이용하여 누락된 유량 및 물성치를 계산하는 물성치 계산부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 설비 모델러를 통해서 용이하게 대상 발전소를 모델링할 수 있다.
또한, 설비 모델러를 통해서 성능 평가에 필요하지만 측정되지 않는 계측값을 자동으로 계산하여 종래의 성능시험 결과계산 프로그램에 의한 성능시험 방식보다 정확한 성능시험을 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 추가적인 효과는, 이후 실시예에 따라 추가적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 발전성능시험 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 설비 모델러와 성능 계산부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 범용 발전성능시험 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 설비 모델링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 설비 구성부에서 누락된 계측값을 계산하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 모델링된 발전설비에서 배관객체에 유량번호 또는 엔탈피 번호가 부여된 예를 나타낸다.
도 7은 성능평가 생성 방법의 순서도이다.
도 8은 성능지표 계산 방법의 순서도이다.
도 9는 성능 계산부(300)에 의해 계산된 성능지표 계산결과를 나타낸 일실시예이다.
도 10은 성능지표 출력부에 의해 출력된 발전소의 열평형도이다.
도 11은 열 손실법에 의한 계산 내역을 Sankey diagram 형식으로 나타낸 화면의 실시예이다.
도 12는 성능평가 회차별로 측정치와 최종 보정치의 추이의 성능 곡선을 나타낸 화면의 실시예이다.
도 13은 효율지표 화면의 실시예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 발전성능시험 시스템의 블록도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 설비 모델러와 성능 계산부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 범용 발전성능시험 시스템은, 데이터 취득부(100), 설비 모델러(200), 성능 계산부(300) 및 성능지표 출력부(400)를 포함할 수 있다.
먼저, 데이터 취득부(100)는 발전소의 발전 설비들에 각각 설치된 센서로부터 유량 및 온도, 압력 등의 데이터를 취득하는 데이터 취득 시스템(DAS)이다.
설비 모델러(200)는 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 성능평가를 하고자 하는 대상 발전소의 데이터 취득부로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 장치이다. 설비 모델러(200)는 데이터 취득부로부터 누락된 계측값에 대해서는, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태를 분석하여 누락된 유량 및 물성치를 계산할 수 있다.
구체적으로, 설비 모델러(200)는, 설비 구성부(210)와 물성치 계산부(220)를 구비한다. 설비 구성부(210)는 대상 발전소를 모델링하고 데이터 취득부(100)와 연결되어 계측값을 입력받는다. 물성치 계산부(220)는 누락된 계측값을 계산하기 위해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하고, 생성된 유량 방정식 및 에너지 방정식을 이용하여 누락된 유량 및 물성치를 계산한다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 설비 구성부(210)는, 설비정보 생성부(211)와 데이터 연계부(212)를 구비할 수 있다. 설비정보 생성부(211)는 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 배치하여 대상 발전소를 모델링하고, 단위객체별로 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 중 적어도 하나를 심볼 테이블에 정의한다. 데이터 연계부(212)는 데이터 취득부(100)로부터 계측값을 입력받기 위해, 심볼 테이블 중 정의된 성능지표 계산식의 심볼 정보를 대응하는 데이터 취득부의 채널 ID와 매핑한다.
또한, 물성치 계산부(221)는, 설비정보 분석부(221)와 물성치 연산부(222)를 구비할 수 있다. 설비정보 분석부(221)는 설비 구성부(210)에서 입력받은 계측값이 적용된 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성한다. 물성치 연산부(222)는 유량 방정식 및 에너지 방정식의 수식들을 행렬식으로 변환하고, 가우스 소거법을 활용하여 계측시 누락된 심볼 정보의 유량 및 물성치를 계산한다.
이어서, 성능 계산부(300)는 설비 모델러(200)의 단위객체별로 정의된 성능지표에 따라 성능평가를 수행하는 구성이다.
구체적으로, 성능 계산부(300)는 모델러 연계부(310)와 성능지표 계산부(320)를 구비한다. 모델러 연계부(310)는 설비 모델러(200)에 의해 모델링된 대상 발전소의 단위객체별로 정의된 심볼 테이블을 읽어서 성능평가 시트를 생성한다. 성능지표 계산부(320)는 생성된 성능평가 시트에서 심볼 테이블 중 성능지표 계산식을 해석하여 성능지표를 계산한다.
여기서, 모델러 연계부(310)는, 그룹 연계부(311)와 심볼 연계부(312)를 구비할 수 있다. 그룹 연계부(311)는 대상 발전소의 단위객체별로 정의된 심볼 테이블을 읽어서, 연료분석, 성능지표, 계측 및 설계에 대한 성능평가 그룹별로 성능평가 시트를 생성한다. 심볼 연계부(312)는 성능평가 시트의 그룹별로 연료분석, 성능지표, 계측 및 설계의 심볼을 생성한다.
또한, 성능지표 계산부(320)는, 심볼 수식 변환기(321)와 수식 계산기(322)를 구비할 수 있다. 심볼 수식 변환기(321)는 성능평가 시트에서 각 성능지표의 심볼을 분석해서, 참조 심볼 정보와 계산식의 변수와 연산자를 추출한다. 수식 계산기(322)는 심볼 수식 변환기(321)에서 추출된 수식들을 연쇄적으로 참조되는 만큼 순차적으로 반복 계산하여 성능지표 계산결과를 산출한다.
이어서, 성능지표 출력부(400)는 성능 계산부(300)에 의해 수행된 성능평가 결과를 출력하는 구성으로서, 계산된 성능지표 정보를 발전소별, 기간별(예로써, 월별, 년별) 등으로 차트, 보고서 등의 설정된 다양한 형태로 출력할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 대상 발전소를 발전소 모델 범용 편집도구인 설비 모델러(200)로 모델링하고, 모델링된 발전설비의 단위객체의 각 속성에 데이터 취득부(100)로부터 제공되는 유량 및 물성치에 대한 데이터를 입력받아, 자동으로 성능계산 및 평가를 수행할 수 있다.
설비 모델러(200)는 발전소 모델 범용 편집 프로그램이 구비된 컴퓨터로 구현될 수 있다. 발전소 모델 범용 편집 프로그램은 모든 발전소의 발전 설비가 적용될 수 있도록 단위 객체가 미리 정의되어 설정되어 있다. 또한, 각 발전소의 발전 설비의 속성에 따라 단위객체의 속성값(예로써, 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 등)을 입력하고 변경할 수 있다. 이에 따라, 다양한 발전소를 모델링할 수 있어, 범용적으로 이용할 수 있다.
일례로, 설비 모델러의 화면 상에서 보일러, 터빈, 급수 가열기, 복수기 등의 설비객체를 마우스 등을 이용하여 드레그 앤 드롭 방식으로 배치하고, 각 설비객체를 배관객체로 연결한 후, 키보드 등을 이용하여 단위객체별로 속성을 정의하면, 연결관계에 따라 증기의 흐름을 알 수 있으므로, 데이터 취득부(100)로부터 누락된 계측값 즉, 유량 및 물성치(온도, 압력, 엔탈피, 엔트로피, 비체적, 건도)을 계산할 수 있다. 모델링된 발전소의 각 객체에 필요한 유량 정보 중 데이터 취득부로부터 취득되지 않는 값은 유량 방정식 및 에너지 방정식의 계산을 통해 구할 수 있다. 유량 방정식은 각 설비 객체의 특성과 질량 보존 법칙에 의해 생성하고, 엔탈피 등의 물성치는 각 설비객체의 특성과 에너지 보존 법칙에 의해 생성할 수 있다.
유량 및 물성치 계산이 완료되면, 설비 모델러 상에 정의된 심볼 중 성능지표 심볼에 대한 계산을 수행한다. 보일러, 터빈 각각의 성능지표 심볼들은 심볼들 간에 1 레벨 ~ 대략 8 레벨까지의 참조 깊이를 가질 수 있고, 최종 참조값은 설계값, 연료분석값, 계측값과 같이 수치로 된 심볼들을 가리킨다.
성능지표 심볼들은 중간 참조값이 계산되지 않으면 최종값이 계산되지 않으므로, 성능지표 심볼 전체에 대해 값의 변동이 없을 때까지 자동으로 반복 계산을 수행한다. 심볼값에 변동이 없으면 심볼의 해당 참조 깊이만큼의 전체 계산이 완료된 것이므로 계산을 종료한다.
이에 따라, 설비 모델러를 통해서 용이하게 대상 발전소를 모델링할 수 있고, 또한, 설비 모델러를 통해서 성능 평가에 필요하지만 측정되지 않는 계측값을 자동으로 계산하여 종래의 성능시험 결과계산 프로그램에 의한 성능시험 방식보다 정확한 성능시험을 수행할 수 있다.
이어서, 도 3을 이용하여 본 발명에 따른 범용 발전성능시험 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 범용 발전성능시험 방법의 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 범용 발전성능시험 방법은, 먼저, 설비 모델러를 이용하여 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링한다(S10). 또한, 설비 모델러를 이용하여 단위객체별로 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 중 적어도 하나를 심볼 테이블에 설정한다(S20). 이어서, 설비 모델러가 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받되, 데이터 취득부로부터 누락된 계측값에 대해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태를 분석하여 누락된 유량 및 물성치를 계산한다(S30). 이어서, 성능 계산부가 모델링된 대상 발전소의 단위객체별로 설정된 심볼 테이블을 이용하여 성능평가 시트를 생성한다(S40). 이어서, 성능 계산부가 성능평가 시트에서 심볼 테이블 중 성능지표 계산식을 해석하여 성능지표를 계산한다(S50). 이에 따라, 성능지표 출력부를 통해 계산된 성능지표 정보를 차트, 보고서 등의 다양한 형태로 출력할 수 있다.
이어서, 도 4를 이용하여 본 발명에 따른 설비 모델러를 통해서 발전설비를 모델링하는 과정을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 설비 모델링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발전 설비 모델링 방법은, 먼저, 설비 모델러(100)의 설비정보 생성부(211)를 이용하여 모델링하고자 하는 대상 발전소의 보일러, 터빈, 복수기, 펌프, 급수 가열기 등의 발전 설비에 대한 설비 객체들을 화면상에 배치한다(S211). 일례로, 화면상에서 모든 단위객체의 정보를 제공하고, 사용자가 마우스로 단위객체를 드래그 앤 드롭 방식으로 배치할 수 있다. 이어서, 사용자가 설비정보 생성부를 이용하여 설비객체 간 배관객체를 연결하여 대상 발전 설비를 모델링한다(S212).
이어서, 설비 모델러(100)의 데이터 연계부(212)를 이용하여 단위객체별로 속성값을 입력하기 위해 심볼 테이블을 생성하여 등록한다(S213). 심볼 테이블을 등록할 때는 설계값, 연료분석값(예로써, Gas, Coal 등), 계측값, 성능지표 계산식(예로써, 열손실법 계산, 입출력법 계산, 보일러 열흡수율 계산 등)과 같은 그룹별로 탭을 구분하여 등록한다. 이는 기존의 성능평가 프로그램에 호환성을 갖기 위함이다. 이를 통해, 기존의 엑셀 시트와 유사한 형식으로 심볼 수식 및 값을 연계할 수 있다.
이어서, 그룹별 심볼 중 성능지표 계산식 심볼에 대한 성능시험 규격(예로써, ASME에서 발행하는 PTC(Power Test Code)) 기반의 성능계산 수식을 설정한다(S214). 이때, 사용자에 의해 직접 입력 설정될 수도 있고, 또는 이미 만들어진 다른 발전소의 참조 모델이 있는 경우, 이 참조 모델의 수식을 불러와서 설정할 수도 있다. 이어서, 설계 및 연료분석 심볼값을 설정한다(S215). 설계값 심볼과 연료분석값 심볼은 별도로 제공되는 설계, 분석파일을 읽어서 적용할 수 있고, 성능지표 심볼과 같이 참조 모델이나 사용자 직접 입력을 통해 설정할 수도 있다.
이어서, 생성된 심볼 테이블 중 계측 심볼들에 대해 대응하는 계측값을 취득할 수 있도록 데이터 취득부의 채널 ID와의 매핑을 수행한다(S216). 이때, 채널 ID는 데이터 취득부로부터 읽어온 ID 목록 중에서 선택할 수 있다. 이렇게 모든 계측 심볼에 대한 매핑이 완료되면(S217), 대상 발전소의 설비 모델의 생성이 완료된다.
설비 모델러(200)의 설비 구성부(210)에서 계측 심볼 및 채널 ID 매핑 작업 후에도, 각종 여건에 따라 취득되지 않는 계측 심볼이 발생한다. 데이터가 취득되지 않는 계측 심볼은 유량 및 물성치에 해당하는 값이다. 이에 따라, 취득되지 않는 계측값을 구하기 위한 절차가 요구된다.
이어서, 도 5 및 도 6를 이용하여 설비 구성부를 통해 취득되지 않는 계측값을 구하는 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 설비 구성부에서 누락된 계측값을 계산하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6은 모델링된 발전설비에서 배관객체에 유량번호 또는 엔탈피 번호가 부여된 예를 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 누락된 계측값 계산 방법은, 먼저 누락된 유량을 계산하기 위해, 설비 구성부(210)에서 생성된 각 배관객체에 유량번호 및 엔탈피 번호를 부여한다(S221). 일례로, 도 6과 같이 배관객체에 번호가 부여된다.
이어서, 설비객체별 입출력 특성을 고려하여 배관객체에 부여된 번호로 유량변수(M)를 정의하여 유량방정식을 생성한다(S222).
일례로, 도 6에서 LP TBN(저압 터빈)의 설비객체의 입출력 특성을 고려하여, 유량번호 16이 부여된 배관객체의 유량방정식을 생성한 예를 설명한다.
도 6의 LP TBN(저압 터빈)의 입출력 특성은 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
설비객체 기호 포트 ID 설명
LP TBN
(저압 터빈)
Figure 112016094753032-pat00001
 I Standard Inlet
O Standard Outlet
E Extraction
즉, LP TBN의 입출력 특성은 Standard Outlet = Standard Inlet + Extraction 이다. 이에 따라, 유량번호 16의 배관객체의 유량방정식은, M16=M12+M17로 생성될 수 있다.
또한, 도 6에서 MIXER(믹서)의 설비객체의 입출력 특성을 고려하여, 유량번호 8이 부여된 배관객체의 유량방정식을 생성한 예를 설명한다.
도 6의 Mixer(믹서)의 입출력 특성은 표 2과 같이 나타낼 수 있다.
설비객체 기호 포트 ID 설명
MIXER
(믹서)
Figure 112016094753032-pat00002
 IA* Primary Inlet
IB* Secondary Inlet
O Mixed Outlet
즉, Mixer(믹서)의 입출력 특성은 Mixed Outlet = Primary Inlet + Secondary Inlet 이다. 이에 따라, 유량번호 8의 배관객체의 유량방정식은, M8 = M5 + M7로 생성될 수 있다.
이어서, 전체 설비 객체 유량방정식에서 방정식 개수가 미지수보다 큰지를 비교한다(S223). 만일, 미지수가 크면 결과 계산이 어려우므로, 설계치 또는 입력값을 반영한다(S224).
만일, 방정식 개수가 크면 물성치 연산부에 의해 각 유량 방정식을 행렬로 재구성한다(S225). 행렬 연산은 프로그램으로 구현하기 용이한 방법인 가우스 소거법을 사용할 수 있다. 이어서 유량 방정식 행렬 계산 수행 절차에 따라 유량 방정식을 계산한다(S226).
일례로, 유량번호 3, 4, 5, 8의 유량값을 알고 있다고 가정할 때, 유량 방정식 행렬식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016094753032-pat00003
여기서, 대각원소 이하 하삼각 행렬이 모두 0이 되도록 행 자리바꿈 및 피봇 연산을 수행한다. 피봇이란 소거의 기준이 되는 대각원소를 의미한다. 행 자리바꿈은 대상 행의 대각원소가 0인 경우 이 대각원소와 같은 열의 원소가 0이 아닌 다른 행과 자리바꿈하는 것이다.
자리바꿈 후에도 대각원소 아래 하삼각행렬에 0이 아닌 값이 존재하므로 이를 소거하기 위해 피봇연산을 수행한다. 아래의 수학식 2에서 mil은 i행 l열의 승수, ail은 i행 l열의 원소, ci는 i행의 상수를 나타낸다.
Figure 112016094753032-pat00004
위 식에서 1열의 승수(multiplier)인 mil은 피봇원소인 all와 나머지 각 행의 l열 원소를 이용해서 구해진다. 이 승수를 l행의 각 열에 곱한 값을 i행의 각 열에서 빼주면 i행의 새로운 원소값이 된다. 2열에서 n열까지도 같은 방법으로 계산을 수행하면 대각원소 하단의 원소들은 수학식 3과 같이 모두 0으로 소거된다.
Figure 112016094753032-pat00005
피봇 연산 완료후 대각원소 중 값이 없는 부분이 존재하면 결과 계산이 어려우므로 해당 유량값은 설계치를 대입하거나 사용자가 추가로 입력하여 대각 원소가 존재하도록 수정할 수 있다. 이어서, 후진대입법을 이용하여 각 원소 즉, 유량 심볼의 값을 구한다. 후진대입법은 먼저, 마지막 행의 유량방정식을 통해 유량 변수 값을 구하고, 이 값을 바로 상위 행에 대입하여 그 행의 유량 변수값을 구하는 방식이다. 이를 반복적으로 수행하여 전체 유량변수를 구할 수 있다.
이어서, 설비객체별 입출력 특성을 고려하여, 유량변수(M), 엔탈피변수(E), 일변수(W), 열량변수(Q)로 에너지 방정식을 생성한다(S227).
일례로, 도 6에서 설비객체의 입출력 특성을 고려하여, 배관객체에 부여된 번호로 에너지 방정식을 생성한 예를 설명한다.
도 6의 cop(펌프)의 입출력 특성은 표 3과 같이 나타낼 수 있다.
설비객체 기호 포트 ID 설명
cop
(펌프)
Figure 112016094753032-pat00006
 I Standard Inlet
O Standard Outlet
펌프의 입출력 특성에 따라 Mass Inlet × Enthalpy Inlet + W = Mass Outlet × Enthalpy Outlet의 에너지 방정식을 갖는다. 이에 따라, 도 6의 배관객체의 번호 1, 2에서, 에너지 방정식은 M1×E1+W1=M2×E2로 나타낼 수 있다.
또는, 보일러(BLR)는 입출력 특성에 따라, Mass Inlet × Enthalpy Inlet + Q = Mass Outlet × Enthalpy Outlet의 에너지 방정식을 갖는다. 이에 따라, 도 6의 배관객체의 번호 8, 9에서, 에너지 방정식은 M8×E8×Q8=M9×E9로 나타낼 수 있다.
또는, 중압 터빈(IP TBN)은 입출력 특성에 따라, Mass Inlet × Enthalpy Inlet = Mass Outlet × Enthalpy × Enthalpy Extraction의 에너지 방정식을 갖는다. 이에 따라, 도 6의 배관객체의 번호 11, 16에서, 에너지 방정식은 M11×E11=M16×E16+W11로 나타낼 수 있다.
이어서, 유량방정식 계산에서 구해진 유량 변수 값들을 에너지 방정식에 대입하여 유량 변수를 소거한다(S228). 이어서, 에너지 방정식의 개수가 미지수보다 큰지 판단하여(S229), 미지수가 큰 경우, 설계값 및 입력값을 입력한다(S230).
에너지 방정식의 개수가 미지수보다 큰 경우, 단계 S225에서와 동일하게 행렬 계산 과정을 통해 엔탈피변수(E), 일변수(W), 열량변수(Q)를 계산한다(S231). 이와 같이, 물성치 계산을 완료한다.
앞서, 설비 구성부(210)에서는 기존 성능평가 프로그램의 엑셀방식에 호환성을 제공하기 위해서 그룹별로 심볼을 등록할 수 있는 것을 설명하였다. 이제, 도 7을 이용하여, 성능 계산부(300)의 모델러 연계부(310)에서 성능평가 시트를 생성하는 과정을 설명하기로 한다. 도 7은 성능평가 시트 생성 방법의 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 모델러 연계부(310)의 그룹 연계부(311)를 이용하여, 설비 구성부(210)에서 생성된 엑셀 형식의 심볼 테이블에서 단위객체별로 심볼 그룹을 순차적으로 검색한다(S310). 성능평가를 위해 필요한 그룹이 존재하는지 판단하여(S311), 만일 존재하지 않는 경우 해당 그룹을 생성한다(S312).
이어서, 필요한 그룹이 모두 존재하면, 심볼 연계부(312)가 그룹에 속하는 연료분석 심볼, 성능지표 심볼, 계측 심볼, 설계 심볼 등의 각 심볼들이 존재하는지 검색한다(S313). 심볼이 존재하는지 판단하여(S314), 만일 심볼이 존재하지 않는 경우 필요한 심볼을 생성할 수 있다(S315). 만일, 심볼이 존재하면, 그룹별 심볼 테이블의 심볼값을 설정한다(S316).
이어서, 그룹별 심볼 테이블의 갱신이 완료되었는지 판단하여(S317), 완료되지 않은 경우, 단계 S313부터 반복수행한다. 이어서, 모든 그룹의 심볼 테이블 생성이 완료되었는지 판단하여(S318), 완료되지 않은 경우, 단계 S310부터 반복수행하고, 완료된 경우, 성능평가 시트의 생성을 완료하여 설비 모델러와의 연계를 완료한다. 여기서, 기존 성능평가 프로그램의 엑셀 시트와의 차이점은, 첫째, 본 발명은 설계 모델러에 의해 모델링된 발전 설비로부터 엑셀 형식의 성능평가 시트가 자동으로 생성된다는 것이며, 둘째로, 심볼값 부분에 셀 참조가 아닌 수식이 들어갈 수 있다는 것이다.
이어서, 도 8을 이용하여, 성능지표 계산부(320)에 의한 성능지표 계산과정을 설명하기로 한다. 도 8은 성능지표 계산 방법의 순서도이다.
먼저, 성능지표 계산부(320)의 심볼 수식 변환기가 모델러 연계부(310)에서 생성된 엑셀 형식의 성능평가 시트를 읽는다(S320). 이어서, 성능지표 심볼에서 계산식 심볼을 읽어서(S321), 연계된 참조 심볼 목록을 추출한다(S322). 성능지표 심볼의 수식에는 다수 개의 참조 심볼들이 들어 있고, 각 참조 심볼들은 하부에 연쇄 참조 구조를 가지고 있다. 이에 따라 계산을 위해, 먼저, 성능지표 심볼의 수식에 포함된 참조 심볼들에 대한 목록을 추출하여 배열을 생성한다. 일례로, 터빈으로의 전체 열 입력값(Total Heat Input)(단위: Mcal/h)에 대한 성능지표 심볼이 Qin이라 할 때, 참조 심볼이 포함된 수식은 "QMS + QHRS"으로 정의되고, 여기서, QMS(Main Steam Heat Quantity)와 QHRS(Reheat Steam Heat Quantity)는 참조 심볼이 된다.
이어서, 참조 심볼값을 추출한다(S323). 여기서, 모든 심볼은 고유한 심볼명을 갖고 있으므로 메모리에 로딩된 심볼들 중 필요한 참조 심볼들을 추적할 수 있다. 추적된 참조 심볼이 계측 심볼, 설계 심볼 또는 일부 연료분석 심볼 처럼 수치값을 가진 심볼이라면 그 값을 반환하고, 그게 아니라 또다른 참조 심볼로 이루어져 있다면 0을 반환한다. 이어서, 참조 심볼값의 추출이 완료되었는지 판단하여(S324), 추출이 완료될 때까지 단계 S323을 반복한다.
이어서, 심볼에 포함된 연산자(예로써, +, -, ^ 등) 또는 연산식 추출(S325)하여, 추출이 완료될때까지 반복한다(S326). 연산식 중에는 일반적인 연산식(예로써, sum, sub 등) 이외에 외부 연산식이 있을 수 있다. 외부 연산식은 pmt util, Winsteam과 같은 열효율 계산에 필요한 외부 라이브러리 연산식을 의미한다.
이어서, 성능지표 계산부(320)의 수식 계산기(322)를 이용하여 심볼 계산을 수행하여(S327), 전체 심볼 계산이 완료되었는지 판단하여(S328), 완료되지 않은 경우, 단계 S321부터 반복 수행한다. 추출된 연산자(연산식)에 참조 심볼에서 구해진 값을 대입하여 만들어진 수식의 계산을 진행하면, 미리 정의해 놓은 연산자(연산식) 규칙에 따라 수식 계산을 수행할 수 있다. 이런 방식으로 메모리 상의 모든 심볼들에 대한 계산을 수행한다.
이어서, 단계 S328에서 전체 심볼 계산이 완료된 경우, 이전 회차와 계산결과를 비교하고(S329), 계산 심볼값이 변동되었는지를 판단하여(S330), 변동된 경우 심볼 읽기를 초기화 하여(S331), 단계 S321부터 반복 수행한다. 변동이 없는 경우에는 성능지표 계산을 종료한다. 여기서, 심볼의 참조 깊이는 대략 1~8레벨 정도이므로, 단계 323의 과정을 한번 수행해서는 최종값을 구할 수 없으므로, 참조 심볼의 깊이 만큼의 반복 계산이 필요하다. 다만, 메모리에 로딩된 심볼들의 깊이는 모두 제각각이다.
여기서, 각 심볼을 재귀적으로 추적하는 방식으로 계산할 수도 있지만 재귀호출은 심볼들 간에 참조 심볼을 중복계산할 수 있고 검색시간이 오래 걸리므로 비효율적이다. 이에 따라, 예를 들면, 본 발명에서의 지표계산 방식은, 다음의 1) ~ 3)과 같이, 반복 계산하는 과정에서 점진적으로 최고 레벨의 심볼까지 계산을 완료할 수 있다.
1) 첫 번째 심볼부터 시작해서 순차적으로 심볼 계산을 수행함.
2) 마지막 심볼까지 계산이 완료된 후 계산 결과를 저장하고, 다시 처음 심볼로 가서 순차적으로 계산을 수행함.
3) 이때, 이전 회차의 계산 결과와 계산값(수식)이 달라진 심볼이 있는지 체크하면서 계산을 수행함. 여기서, 심볼 계산 중 값이 구해져서 더이상 변하지 않는 심볼은 계산 대상에서 제외함. 심볼 최고 레벨 만큼의 반복 수행이 필요함(예로써, 최고 레벨이 8 레벨인 경우, 8회 만큼 반복 수행).
여기서, 일반적인 계산 이외에 비열계산, 터빈유량계산, ELEP(저압터빈 종단 엔탈피)계산과 같이 예측값과 실제값이 수렴해야 하는 경우에도 위의 반복 계산 방법이 유효하다. 왜냐하면, 수렴이 완료되기 전까지는 상호참조된 예측 심볼과 실제심볼의 값이 계속 변하기 때문이다.
이러한 과정을 통해서, 모델링된 발전설비의 성능지표를 계산할 수 있다.
도 9는 성능 계산부(300)에 의해 계산된 성능지표 계산결과를 나타낸 일 실시예이다.
일례로, 발전소의 성능지표 계산이 완료되면, 도 10과 같이 성능보고시 모델링된 발전설비의 열평형도를 제공하여 출력할 수 있다. 도 10은 성능지표 출력부에 의해 출력된 발전소의 열평형도이다.
또한, 도 11과 같이, 보일러 효율 계산시, 열 손실법에 의한 계산 내역을 알기 쉽게 제공할 수도 있고, 도 12와 같이 성능 곡선을 통해 성능평가 회차별로 측정치와 최종 보정치의 추이를 모니터링할 수도 있다. 그리고, 도 13과 같이, 발전소의 설비별 주요 효율 지표를 모니터링할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 기존에 발전소마다 별도로 관리해오던 성능평가 프로그램을 하나의 시스템으로 통합하였다. 이에 따라, 설비 모델러(200)를 통해서 다양한 발전소를 모델링 할 수 있고, 이를 기반으로 누락된 센서데이터를 자동으로 계산하여 기존 방식에 비해 정확한 성능계산을 할 수 있다.
또한, 데이터 취득부와 온라인으로 연결시켜, 기존 엑셀 기반 성능평가 프로그램 대비 신속한 성능계산을 수행할 수 있고, 성능평가의 사전 작업인 프로그램 수정 작업을 빠르고 편리하게 할 수 있다. 또한, 심볼 내의 연쇄 참조 심볼들을 자동으로 추적하고, 단계적으로 보여 줄 수 있어, 심볼 수식 변경 작업이 용이하다. 그리고, 발전소 성능평가 데이터를 통합 관리하기 때문에 성능평가 이력에 대한 체계적인 관리 및 활용이 가능하다.
또한, 본 발명은 신규발전소 건설 후 발전소 인수를 위한 계약사항 확인에 사용되어 계약사항 충족 여부를 평가하는 중요한 자료로 활용될 수 있으며, 전력 거래를 위한 발전소의 출력 및 효율정보를 전력거래소와 발전사업자에게 제공하여 국내 42조 전력거래를 위한 자료로 활용될 수도 있다. 또한, 발전소의 운영기간이 경과함에 따라 주기적으로 발전소의 성능과 효율을 평가하여 설비의 유지보수 및 교체계획을 세우는데 중요한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 국내에 운영 중인 기력발전소 70여기와 복합화력 발전소 50여기의 발전소 성능시험 및 진단시 적용될 수 있다. 연간 총 100여건의 성능시험 중 인수시험이 25%, 성능진단시험이 45%, 비용 평가시험이 30%를 차지한다. 국내의 경우, 한전 전력연구원이 70% 수준의 시장 점유율을 나타내고 있고, 국외에는 13년도 기준 세계 주요 12개국(미국, 중국, 일본, 러시아 외)의 발전소 총 45,000여기의 성능시험 시장이 형성되어 있다. 이에 따라, 이와 같은 큰 규모의 성능평가 시장에서 본 발명에 의한 기술 경쟁력을 향상시켜 수익성을 제고할 수 있다.
또한, 성능평가에 사용되는 심볼들의 참조 관계를 분석하고, ASME 코드의 버전 관리 및 운영이 용이하므로, 코드 검증을 통해 결과의 정확성을 향상시킬 수 있으며, 전력거래시장의 신뢰성 및 공정성도 제고할 수 있다.
마지막으로, 현장에서 취득한 데이터를 온라인으로 계산 및 결과를 산출하고 설비도, 그래프, 차트 등을 통해 성능 해석하기 용이한 UX를 제공하므로, 현장의 고객만족도를 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 데이터 취득부 200: 설비 모델러
210: 설비 구성부 211: 설비정보 생성부
212: 데이터 연계부 220: 물성치 계산부
221: 설비정보 분석부 222: 물성치 연산부
300: 성능 계산부 310: 모델러 연계부
311: 그룹 연계부 312: 심볼 연계부
320: 성능지표 게산부 321: 심볼 수식 변환기
322: 수식 계산기

Claims (10)

  1. 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 설비 모델러; 및
    상기 설비 모델러의 단위객체별로 정의된 성능지표에 따라 성능평가를 수행하는 성능 계산부를 포함하며,
    상기 설비 모델러는, 입력받은 계측값이 적용된 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하며, 상기 유량 방정식 및 에너지 방정식의 수식들을 행렬식으로 변환하고, 가우스 소거법을 활용하여 계측시 누락된 심볼 정보의 유량 및 물성치를 계산하는 범용 발전성능시험 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설비 모델러는,
    상기 대상 발전소를 모델링하고 데이터 취득 시스템과 연결되어 계측값을 입력받는 설비 구성부와,
    상기 누락된 계측값을 계산하기 위해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하고, 생성된 유량 방정식 및 에너지 방정식을 이용하여 누락된 유량 및 물성치를 계산하는 물성치 계산부를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 설비 구성부는,
    상기 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 배치하여 대상 발전소를 모델링하고, 단위객체별로 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 중 적어도 하나를 심볼 테이블에 정의하는 설비정보 생성부와,
    상기 데이터 취득 시스템으로부터 계측값을 입력받기 위해, 상기 심볼 테이블 중 정의된 성능지표 계산식의 심볼 정보를 대응하는 상기 데이터 취득 시스템의 채널 ID와 매핑하는 데이터 연계부를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 물성치 계산부는,
    상기 설비 구성부에서 입력받은 계측값이 적용된 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하는 설비정보 분석부와,
    상기 유량 방정식 및 에너지 방정식의 수식들을 행렬식으로 변환하고, 가우스 소거법을 활용하여 계측시 누락된 심볼 정보의 유량 및 물성치를 계산하는 물성치 연산부를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성능 계산부는,
    상기 설비 모델러에 의해 모델링된 대상 발전소의 단위객체별로 정의된 심볼 테이블을 읽어서 성능평가 시트를 생성하는 모델러 연계부와,
    상기 성능평가 시트에서 심볼 테이블 중 성능지표 계산식을 해석하여 성능지표를 계산하는 성능지표 계산부를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모델러 연계부는,
    상기 대상 발전소의 단위객체별로 정의된 심볼 테이블을 읽어서, 연료분석, 성능지표, 계측 및 설계에 대한 성능평가 그룹별로 성능평가 시트를 생성하는 그룹 연계부와,
    성능평가 시트의 그룹별로 연료분석, 성능지표, 계측 및 설계의 심볼을 생성하는 심볼 연계부를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 성능지표 계산부는,
    상기 성능평가 시트에서 각 성능지표의 심볼을 분석해서, 참조 심볼 정보와 계산식의 변수와 연산자를 추출하는 심볼 수식 변환기와,
    상기 심볼 수식 변환기에서 추출된 수식들을 연쇄적으로 참조되는 만큼 순차적으로 반복 계산하여 성능지표 계산결과를 산출하는 수식 계산기를 구비하는 범용 발전성능시험 시스템.
  9. 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하는 단계;
    상기 단위객체별로 설계값, 연료분석값, 계측값 및 성능지표 계산식 중 적어도 하나를 심볼 테이블에 설정하는 단계;
    상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받되, 상기 데이터 취득 시스템으로부터 누락된 계측값에 대해서, 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태를 분석하여 누락된 유량 및 물성치를 계산하는 단계;
    상기 모델링된 대상 발전소의 단위객체별로 설정된 심볼 테이블을 이용하여 성능평가 시트를 생성하는 단계; 및
    상기 성능평가 시트에서 심볼 테이블 중 성능지표 계산식을 해석하여 성능지표를 계산하는 단계를 포함하며,
    상기 누락된 유량 및 물성치를 계산하는 단계는, 입력받은 계측값이 적용된 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하며, 상기 유량 방정식 및 에너지 방정식의 수식들을 행렬식으로 변환하고, 가우스 소거법을 활용하여 계측시 누락된 심볼 정보의 유량 및 물성치를 계산하는 범용 발전성능시험 방법.
  10. 설비객체와 배관객체로 이루어진 단위객체를 이용하여 대상 발전소를 모델링하고, 상기 대상 발전소의 데이터 취득 시스템으로부터 각 단위객체에 대해 성능평가를 위해 필요한 유량 및 물성치에 대한 계측값을 입력받는 설비 구성부; 및
    상기 데이터 취득 시스템으로부터 누락된 계측값에 대해서, 입력받은 계측값이 적용된 각 단위객체의 입출력 특성과 단위객체들 간 연결상태에 따라 유량 방정식 및 에너지 방정식을 생성하며, 상기 유량 방정식 및 에너지 방정식의 수식들을 행렬식으로 변환하고, 가우스 소거법을 활용하여 계측시 누락된 심볼 정보의 유량 및 물성치를 계산하는 물성치 계산부를 구비하는 발전설비 모델러.
KR1020160125707A 2016-09-29 2016-09-29 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법 KR101877627B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160125707A KR101877627B1 (ko) 2016-09-29 2016-09-29 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160125707A KR101877627B1 (ko) 2016-09-29 2016-09-29 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180035519A KR20180035519A (ko) 2018-04-06
KR101877627B1 true KR101877627B1 (ko) 2018-07-12

Family

ID=61973979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160125707A KR101877627B1 (ko) 2016-09-29 2016-09-29 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101877627B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200048235A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 한국중부발전(주) 보정을 통한 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템 및 방법
KR20200048234A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 한국중부발전(주) 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024025382A1 (ko) * 2022-07-29 2024-02-01 주식회사 페이스 현장 설비의 실시간 모니터링, 가상 운전 예측 및 최적화 운전 서비스가 가능한 디지털 트윈 시스템 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130035122A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 한국전력공사 성능 감시 및 분석을 제공하는 방법 및 장치
JP2016104987A (ja) * 2014-11-26 2016-06-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 発電プラント発電ユニットの制御を強化するための方法およびシステム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130035122A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 한국전력공사 성능 감시 및 분석을 제공하는 방법 및 장치
JP2016104987A (ja) * 2014-11-26 2016-06-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 発電プラント発電ユニットの制御を強化するための方法およびシステム

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
보고서(2002.06.25.) *
보고서(2015.09.) *
석탄화력 플랜트 열성능시험 사례 (2015.09.) *
석탄화력 플랜트 열성능시험 사례 (2015.09.) http://www.kepic.org/admincenter/files/boad/1/3.%BC%AE%C5%BA%C8%AD%B7%C2%20%C7%C3%B7%A3%C6%AE%20%BF%AD%BC%BA%B4%C9%BD%C3%C7%E8.pdf 1부. *
전력발전소 열성능진단 소프트웨어 개발 (2002.06.25.) *
전력발전소 열성능진단 소프트웨어 개발 (2002.06.25.) http://www.itfind.or.kr/Report02/200912/KEIT/KEIT-0873/KEIT-0873.pdf 1부. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200048235A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 한국중부발전(주) 보정을 통한 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템 및 방법
KR20200048234A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 한국중부발전(주) 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템
KR102144402B1 (ko) 2018-10-29 2020-08-12 한국중부발전(주) 보정을 통한 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템 및 방법
KR102155344B1 (ko) 2018-10-29 2020-09-11 한국중부발전(주) 기력/복합 발전소 성능 감시 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180035519A (ko) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chong et al. Guidelines for the Bayesian calibration of building energy models
Jansson CoupModel: model use, calibration, and validation
US7366273B2 (en) Method of determining margins to operating limits for nuclear reactor operation
CN109408359A (zh) 一种软件测试过程质量度量方法和系统
KR101877627B1 (ko) 발전설비 모델러를 이용한 범용 발전성능시험 시스템 및 방법
Ganser et al. Models for nearly every occasion: Part II-Two box models
Waldmann et al. Assessment of sensor performance
Lim et al. Smart soft-sensing for the feedwater flowrate at PWRs using a GMDH algorithm
Aljeddani et al. An extensive mathematical approach for wind speed evaluation using inverse Weibull distribution
Langner et al. An investigation of design parameters that affect commercial high-rise office building energy consumption and demand
Petruzzi The casualidad method for uncertainty evaluation of best-estimate system thermal-hydraulic calculations
CN110431496A (zh) 评估装置、评估系统和评估方法
Browne et al. Simulating market power in the New Zealand electricity market
CN112529349A (zh) 一种电力企业水平衡测试系统及其测试方法
JPH07281727A (ja) 熱交換器内部状態のシミュレーション方法
JP2010079465A (ja) プロセス推定システムおよびプロセス推定方法
Akinsooto et al. Energy savings reporting and uncertainty in Measurement & Verification
Worthingham et al. Bayesian estimates of measurement error for in-line inspection and field tools
Persson GUM–Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
CN214538310U (zh) 评价通断时间面积法热计量装置热量分配的标准实验装置
Potanina et al. MODELING NPP POWER UNIT STEAM TURBINE INSTALLATION STEAM SEPARATOR-SUPERHEATER TEMPERATURE CHARACTERISTICS BY INTERVAL ANALYSIS METHODS
Grenyer et al. Compound uncertainty quantification and aggregation (CUQA) for reliability assessment in industrial maintenance
Wei et al. Uncertainty evaluation for wind speed measurement part (1):“GUM method and Monte Carlo method”
Lin An adaptive modeling and simulation environment for combined-cycle data reconciliation and degradation estimation
Kaffashzadeh et al. A New Tool for Automated Quality Control of Environmental Data in Open Web Services

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right