KR102209176B1 - 시뮬레이션 결과의 평가 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

발전 설비의 시뮬레이션 결과를 효율적으로 또한 정확하게 평가한다. 발전 설비의 가상적인 동작을 나타내는 모델 데이터에 발전 설비의 시뮬레이션 테스트 에 있어서 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터를 적용하고, 각 가상 입력 파라미터에 대한 가상 프로세스 값의 각각을 연산하는 시뮬레이션부와, 가상 프로세스 값의 개개에 대하여, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 값이 작아지도록 할당이 행해진 계수가 설정되고, 소정의 목표 범위에 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는, 가상 프로세스 값에 정의 값으로 이루어지는 계수를 승산한 스코어를 산출하고, 소정의 목표 범위에 인접하여 마련된 허용 범위 내에 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는 부의 값으로 이루어지는 계수를 승산한 스코어를 산출하는 스코어 산출부와, 산출된 스코어를 토대로 소정의 평가 조건을 충족하는 시뮬레이션 테스트 조건을 추출하는 평가부를 구비한다.

Description

시뮬레이션 결과의 평가 장치 및 방법
본 발명은, 예를 들면 발전 설비 등의 운전 동작에 대해서 행한 시뮬레이션 결과의 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
화력 발전 플랜트에 설치되는 보일러의 운전을 할 때에는, 운전 조건을 나타내는 입력 파라미터, 예를 들면 투입 연료를 산화제(공기)와 함께 연소시키는 각 버너에 대해서, 보일러 화로에서의 운전 조건을 조정하는 것이 필요하다. 즉, 각 버너에 있어서의 연소용 공기 유량을 조정하는 댐퍼의 개방도, 버너 노즐 각도, 석탄 등의 고체 연료의 분쇄기의 분급 회전 속도를 인풋 항목으로 하여 입력 파라미터를 조작하고, 그 입력 파라미터에 따라 보일러를 운전시킨 결과의 아웃풋으로서 각종 프로세스 값, 예를 들면 NOx나 CO의 발생량, 각 전열관의 메탈 온도를 얻고 있다. 보일러의 연소 조정에서는 수십 항목 이상의 다수의 인풋 항목이 있고, 인풋 항목의 파라미터와 프로세스 값의 관계는 복잡한 상호 관계의 결과로서 얻어지므로, 기술자는 각종 프로세스 값이 적절한 범위 내가 되도록 개인의 경험치나 숙련도에 근거해 입력 파라미터나 인풋 항목의 우선 순위를 적당히 조정하면서 운전 조건의 조정을 하고 있지만, 보일러의 연소 조정에는 긴 시간을 필요로 함과 동시에, 더욱 양호한 운전 조건을 찾기 위해서 프로세스 값의 변화를 감시하면서 입력 파라미터를 변경하여 다수회의 운전 조건을 시험하고 싶다고 하는 요망이 있다.
그러나 보일러를 실제 운전시켜서 다수회의 운전 조건을 이용한 시험 운전을 행하면 필연적으로 시험 운전 시간이 길어지기 때문에, 시험 운전을 행할 수 있는 운전 조건의 패턴 수에 제약이 생긴다. 그래서 운전 시뮬레이션에 의해, 시험 운전으로 실제의 입력 파라미터에 대한 프로세스 값을 확인하는 것보다도 단시간에 보다 많은 운전 조건을 가상적으로 실행하는 것도 생각되지만, 그 경우에는 다수회에 걸친 시뮬레이션 결과를 적절히 평가하는 것이 중요하게 된다. 이 점에 관해, 특허문헌 1에는, 기준 모델 출력은 복수의 모델 출력의 가중치 부여한 합으로 하는 것, 및 파라미터에 대한 평가 함수치는 기준 모델 출력이 작을수록 큰 값으로 하는 것에 대한 기재가 있다(예를 들면 특허문헌 1의 단락 0064~0067, 도 3 참조, 청구항 8).
선행 기술 문헌
특허문헌
특허문헌 1 : 일본 특허 제4627553호 공보
운전 시뮬레이션에서는, 테스트 조건의 패턴 수가 다수에 걸친 경우에는 많은 시뮬레이션 결과 간의 비교가 필요하므로, 기술자에 대하여 시뮬레이션의 평가 결과를 파악하기 쉽게 하는 배려가 요구된다. 한편, 보일러의 운전으로 얻어지는 프로세스 값에는, 상한이 있는 것이나 하한이 있는 것 등 상이한 특성을 가지는 프로세스 값이 혼재하고 있다. 따라서, 특허문헌 1과 같이, 프로세스 값의 특성에 관련없이 단지 각 모델 출력에 가중치 부여한 합을 도출하여 평가한 결과, 각 파라미터(시뮬레이션의 테스트 조건)로부터 도출되는 합의 대소에 따른 평가로 되어, 기술자가 직감적으로 테스트 조건의 시뮬레이션 결과를 파악하기 어렵다고 하는 과제가 남는다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 된 것으로, 복수의 운전 시뮬레이션의 테스트 조건을 이용한 시뮬레이션 결과의 비교 평가를 효율적으로 또한 정확하게 행할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명과 관련되는 발전 설비의 시뮬레이션 결과의 평가 장치는, 발전 설비의 시뮬레이션 결과의 평가 장치로서, 발전 설비의 가상적인 동작을 나타내는 모델 데이터를 기억하는 모델 데이터 기억부와, 상기 발전 설비의 시뮬레이션 테스트 조건으로서 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터의 입력을 접수하는 입력부와, 상기 모델 데이터 기억부로부터 상기 모델 데이터를 읽어내고, 상기 가상 입력 파라미터를 상기 모델 데이터에 적용하고, 각 가상 입력 파라미터에 대한 가상 프로세스 값의 각각을 연산하는 시뮬레이션부와, 상기 시뮬레이션 테스트에서 이용된 가상 입력 파라미터에 당해 시뮬레이션 테스트에서 얻어진 가상 프로세스 값을 관련지은 테스트 결과 데이터를 기억하는 테스트 결과 기억부와, 상기 가상 프로세스 값의 개개에 대하여, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 값이 작아지도록 할당이 행해진 계수가 설정되고, 소정의 목표 범위에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는, 상기 가상 프로세스 값에 정의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하고, 상기 소정의 목표 범위에 인접하여 마련된 허용 범위 내에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는 부의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하는 스코어 산출부와, 상기 산출된 스코어를 토대로 소정의 평가 조건을 충족하는 시뮬레이션 테스트 조건을 추출하는 평가부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 의하면, 가상 프로세스 값을 스코어로 변환하고 나서 시뮬레이션 테스트 결과의 평가를 행하므로, 단위가 상이한 이종의 가상 프로세스 값이 혼재하고 있어도 단위의 차이에 영향을 받지 않고 모든 가상 프로세스 값을 이용한 평가를 행할 수 있고, 정확성이 증가한다.
또한, 소정의 목표 범위 내의 가상 프로세스 값의 스코어는 정의 값을, 허용 범위 내의 가상 프로세스 값의 스코어는 부의 값이 되므로, 테스트 결과의 스코어의 부호를 보는 것만으로 가상 프로세스 값이 목표 범위에 있는지의 평가를 행할 수 있다.
또한, 각 시뮬레이션의 테스트 조건에 포함되는 가상 프로세스 값의 스코어를 토대로 테스트 조건 단위의 평가를 행하는 경우에는, 가상 프로세스 값이 목표 범위 내에 비해 허용 범위 내가 많을수록 테스트 조건 단위의 스코어 값이 부의 값이 되는 한편, 목표 범위 내의 가상 프로세스 값이 허용 범위 내보다 많을수록 테스트 조건 단위의 스코어 값이 정의 큰 값이 되므로, 테스트 조건을 비교하는 경우에 부호의 차이만으로 목표 범위 내에 있는 것과 허용 범위 내에 있는 것의 비교가 용이해, 테스트 조건의 양부를 판정할 수 있고, 테스트 결과를 열거한 경우에 직감적으로 평가를 행할 수 있다.
또한, 상기 목표 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 승산하는 정의 계수의 절대치는, 상기 허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 승산하는 부의 계수의 절대치보다 작게 해도 좋다.
이것에 의해, 목표 범위에 가상 프로세스 값이 포함되는 스코어는 절대치가 보다 작은 정의 값이 되는 한편, 허용 범위에 가상 프로세스 값이 포함되는 시뮬레이션 테스트는 절대치가 보다 큰 부의 값이 된다. 따라서, 목표 범위에 포함되지 않는 가상 프로세스 값이 스코어에게 부여하는 영향을 크게 할 수가 있으므로, 테스트 조건의 양부의 비교 판정을 한층 더 용이하게 한다.
또한, 상기 스코어 산출부는, 상기 허용 범위에 있어서의 상기 목표 범위와는 다른 측에 인접하여 마련된 비허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 대하여, 상기 허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 대하여 승산하는 부의 계수의 절대치보다 더 큰 절대치를 가지는 부의 계수를 승산한 스코어를 산출 해도 좋다.
이것에 의해, 목표 범위 외가 되는 가상 프로세스 값 중, 목표 범위로부터의 괴리가 클수록 스코어에게 부여하는 영향을 크게 할 수가 있으므로, 테스트 조건을부(否)로 하는 판정을 용이하게 한다.
또한, 상기 평가부는, 상기 산출된 스코어의 합계치, 당해 테스트 결과 데이터에 포함되는 스코어의 최소치, 정과 부의 계수를 승산하여 산출한 스코어의 합계치, 및 당해 테스트 결과 데이터에 포함되는 스코어끼리의 편차 중 적어도 1개에 근거하여 당해 시뮬레이션 테스트의 결과의 양부를 평가해도 좋다.
이것에 의해, 평가 기준의 설정을 함에 있어서 자유도를 확보할 수가 있다. 예를 들면, 어느 테스트에 있어서의 가장 바람직하지 않은 가상 프로세스 값에 주목한 평가나, 목표 범위 외의 가상 프로세스 값에 주목한 평가, 또한 각 가상 프로세스 값이 모두 양호한가에 주목한 평가를 행할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 시뮬레이션 결과의 평가 장치가 실행하는 시뮬레이션 결과의 평가 방법으로서, 발전 설비의 가상적인 동작을 나타내는 모델 데이터에, 상기 발전 설비의 시뮬레이션 테스트에 있어서 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터를 적용하고, 각 가상 입력 파라미터에 대한 가상 프로세스 값의 각각을 연산하는 스텝과, 상기 시뮬레이션 테스트에서 이용된 가상 입력 파라미터에 당해 시뮬레이션 테스트에서 얻어진 가상 프로세스 값을 관련지은 테스트 결과 데이터를 기억하는 스텝과, 상기 가상 프로세스 값의 개개에 대하여, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 값이 작아지도록 할당이 행해진 계수가 설정되고, 소정의 목표 범위에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는, 상기 가상 프로세스 값에 정의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하고, 상기 소정의 목표 범위에 인접하여 마련된 허용 범위 내에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는 부의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하는 스텝과, 상기 산출된 스코어를 토대로 소정의 평가 조건을 충족하는 테스트를 추출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 의하면, 가상 프로세스 값을 스코어로 변환하고 나서 평가를 행하므로, 단위가 상이한 이종의 가상 프로세스 값이 혼재하고 있어도 단위의 차이에 영향을 받지 않고 모든 가상 프로세스 값을 이용한 평가를 행할 수 있어, 정확성이 증가한다.
또한, 소정의 목표 범위 내의 가상 프로세스 값의 스코어는 정의 값을, 허용 범위 내의 가상 프로세스 값의 스코어는 부의 값이 되므로, 테스트 결과의 스코어의 부호를 보는 것만으로 가상 프로세스 값이 목표 범위에 있는지의 평가를 행할 수 있다.
또한, 각 테스트 조건에 포함되는 가상 프로세스 값의 스코어를 토대로 테스트 조건 단위의 평가를 행하는 경우에는, 허용 범위 내의 가상 프로세스 값이 많을수록 테스트 조건 단위의 스코어 값이 부의 값이 되는 한편, 목표 범위 내의 가상 프로세스 값이 많을수록 테스트 조건 단위의 스코어 값이 정의 큰 값이 되므로, 테스트 조건을 비교하는 경우에 부호의 차이만으로 목표 범위 내에 있는 것과 허용 범위 내에 있는 것의 비교가 용이해, 테스트 조건의 양부를 판정할 수 있어 테스트 결과를 열거한 경우에 직감적으로 평가를 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 발전 설비의 복수의 운전 시뮬레이션의 테스트 조건을 이용한 시뮬레이션 결과의 비교 평가를 효율적으로 또한 정확하게 평가할 수 있는 기술을 제공할 수가 있다. 상기한 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1은 보일러를 나타내는 개략 구성도　
도 2는 시뮬레이션 결과 평가 장치의 하드웨어 구성도　
도 3은 시뮬레이션 결과 평가 장치의 기능 블럭도　
도 4는 시뮬레이션 결과 평가 장치가 실행하는 처리의 흐름을 나타내는 플로차트(flow chart)　
도 5는 파라미터 세트의 일례를 나타내는 도면　
도 6a는 최소화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터(직선)의 예를 나타내는 도면　
도 6b는 최소화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터(곡선)의 예를 나타내는 도면　
도 7a는 최대화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터(직선)의 예를 나타내는 도면　
도 7b는 최대화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터(곡선)의 예를 나타내는 도면　
도 8은 추출 결과의 출력예를 나타내는 도면
이하에 첨부 도면을 참조해, 본 발명과 관련되는 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또한, 실시형태가 복수인 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함한다. 이하에서는 발전 설비로서 화력 발전소에 설치된 보일러를 예로 들어 설명하지만 발전 설비는 보일러로 한정되지 않고, 그 외의 발전 설비를 제어 대상으로 해도 좋다.
도 1은, 보일러(1)를 나타내는 개략 구성도이다.
본 실시 형태의 보일러(1)는, 고체 연료를 연소시키는 것으로서 석탄을 분쇄한 미분탄을 미분 연료(고체 연료)로서 이용해, 이 미분탄을 화로의 연소 버너에 의해 연소시키고, 이 연소에 의해 발생한 열을 급수나 증기와 열교환하여 증기를 생성하는 것이 가능한 석탄 연소 보일러이다.
보일러(1)는, 화로(11)와 연소 장치(12)와 화기 통로(13)를 가지고 있다. 화로(11)는, 예를 들면 사각 통의 중공 형상을 이루고 연직 방향을 따라 설치되어 있다. 화로(11)는, 벽면이, 증발관(전열관)과 증발관을 접속하는 핀으로 구성되고, 급수나 증기와 열교환하는 것에 의해 화로벽의 온도 상승을 억제하고 있다. 구체적으로는, 화로(11)의 측벽 면에는, 복수의 증발관이 예를 들면 연직 방향을 따라 배치되고, 수평 방향으로 나란히 배치되어 있다. 핀은, 증발관과 증발관의 사이를 폐색하고 있다. 화로(11)는, 노저(爐底)에 경사면(62)이 마련되어 있고 경사면(62)에 노저 증발관(70)이 마련되어 저면이 된다.
연소 장치(12)는, 이 화로(11)를 구성하는 화로벽의 연직 하부 측에 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이 연소 장치(12)는, 화로벽에 장착된 복수의 연소 버너(예를 들면 (21), (22), (23), (24), (25))를 가지고 있다. 예를 들면, 이 연소 버너(버너)(21), (22), (23), (24), (25)는, 화로(11)의 둘레 방향을 따라 균등 간격으로 복수 배설되어 있다. 단, 화로의 형상이나 하나의 단에 있어서의 연소 버너의 수, 단수는 이 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
이 각 연소 버너(21), (22), (23), (24), (25)는, 미분탄 공급관(26), (27), (28), (29), (30)을 거쳐서 분쇄기(미분탄기/밀)(31), (32), (33), (34), (35)에 연결되어 있다. 석탄이 도시하지 않은 반송 계통으로 반송되어, 이 분쇄기 (31), (32), (33), (34), (35)에 투입되면, 여기서 소정의 미분의 크기로 분쇄되고, 반송용 공기(1차 공기)와 함께 미분탄 공급관(26), (27), (28), (29), (30)으로부터 연소 버너(21), (22), (23), (24), (25)에 분쇄된 석탄(미분탄)을 공급할 수가 있다.
또한, 화로(11)는, 각 연소 버너(21), (22), (23), (24), (25)의 장착 위치에 풍상(風箱)(36)이 마련되어 있고, 이 풍상(36)에 공기 덕트(37b)의 일단부가 연결되고, 타단부는 공기를 공급하는 공기 덕트(37a)에 연결점(37d)에서 연결된다.
또한, 화로(11)의 연직 방향 위쪽에는 화기 통로(13)가 연결되어 있고, 이 화기 통로(13)에 증기를 생성하기 위한 복수의 열 교환기(41), (42), (43), (44), (45), (46), (47)가 배치되어 있다. 그 때문에, 연소 버너(21), (22), (23), (24), (25)가 화로(11) 내에 미분탄 연료와 연소용 공기의 혼합 기체를 분사하는 것으로 화염이 형성되고, 연소 가스가 생성되어 화기 통로(13)에 흐른다. 그리고 연소 가스에 의해, 화로벽 및 열 교환기(41~47)를 흐르는 급수나 증기를 가열하여 과열 증기가 생성되고, 생성된 과열 증기를 공급하여 도시하지 않은 증기 터빈을 회전 구동시키고, 증기 터빈의 회전축에 연결한 도시하지 않은 발전기를 회전 구동하여 발전을 행할 수가 있다. 또한, 이 화기 통로(13)는, 배기 가스 통로(48)가 연결되고, 연소 가스의 정화를 행하기 위한 탈초 장치(50), 송풍기(38)로부터 공기 덕트(37a)에 송기하는 공기와 배기 가스 통로(48)를 송기하는 배기 가스의 사이에서 열 교환을 행하는 에어 히터(49), 매진 처리 장치(51), 유인 송풍기(52) 등이 마련되고, 하류 단부에 굴뚝(53)이 마련되어 있다.
본 실시형태의 화로(11)는, 미분탄의 반송용 공기(1차 공기) 및 풍상(36)으로부터 화로(11)에 투입되는 연소용 공기(2차 공기)에 의한 연료 과잉 연소 후, 새롭게 연소용 공기(애프터 에어)를 투입하여 연료 희박 연소를 행하게 하는, 소위 2단 연소 방식의 화로이다. 그 때문에, 화로(11)에는 애프터 에어 포트(39)가 구비되고, 애프터 에어 포트(39)에 공기 덕트(37c)의 일단부가 연결되며, 타단부는 연결점(37d)에서 공기를 공급하는 공기 덕트(37a)에 연결된다.
송풍기(38)으로부터 공기 덕트(37a)에 송기된 공기는, 에어 히터(49)에서 연소 가스와 열 교환에 의해 데워지고, 연결점(37d)에서 공기 덕트(37b)를 경유하여 풍상(36)으로 유도되는 2차 공기와, 공기 덕트(37c)를 경유하여 애프터 에어 포트(39)로 유도되는 애프터 에어로 분기한다.
도 2는, 보일러(1)의 가상적인 운전 동작을 시뮬레이션하고, 그 결과를 평가하는 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)의 하드웨어 구성도이다. 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)는, CPU(Central Processing Unit)(211), RAM(Random Access Memory) (212), ROM(Read Only Memory)(213), HDD(Hard Disk Drive)(214), 및 입출력 인터페이스(I/F)(215)를 포함하고, 이들이 버스(216)를 통하여 서로 접속되어 구성된다. 입출력 인터페이스(I/F)(215)에는 키보드 등의 입력 장치(217) 및 디스플레이나 프린터 등의 출력 장치(218)가 각각 접속된다. 한편, 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)의 하드웨어 구성은 상기에 한정되지 않고, 제어 회로와 기억 장치의 조합에 의해 구성되어도 좋다.
도 3은, 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)의 기능 블럭도이다. 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)는, 입력부(211a), 시뮬레이션부(211b), 스코어 산출부(211c), 평가부(211d), 및 출력 제어부(211e)를 포함한다. 이들의 각 구성 요소는, ROM(213)이나 HDD(214)에 미리 저장된 각 기능을 실현하는 소프트웨어를 CPU(211)가 읽어내어 RAM(212)에 로드해 실행하는 것으로, 소프트웨어와 하드웨어가 협동하여 구성되어도 좋고, 각 기능을 실현하는 제어 회로에 의해 구성되어도 좋다. 또한, 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)는, 가상 입력 파라미터 기억 영역(241a), 가상 프로세스 값 기억 영역(241b), 및 스코어 기억 영역(241c)을 포함하고, 가상 입력 파라미터, 가상 프로세스 값 및 스코어를 관련지어 기억하는 테스트 결과 기억부(241g), 모델 데이터 기억부(241d), 스코어 환산 데이터 기억부(241e), 및 평가 조건 데이터 기억부(241f)를 포함한다. 이것들은 RAM(212), ROM(213), 및 HDD(214) 등의 기억 장치의 일부 영역에 구성되어도 좋다.
도 4 내지 도 5를 참조하여 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)가 실행하는 처리 내용에 대해 설명한다. 도 4는, 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)가 실행하는 처리의 흐름을 나타내는 플로차트(flow chart)이다. 도 5는 파라미터 세트의 일례를 나타내는 도면이다.
우선 입력부(211a)가 시뮬레이션 테스트(이하 「테스트」라고 약기한다)에 이용하는 가상 입력 파라미터의 입력을 접수한다(S101). 이하, 하나의 테스트에 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터를 총칭해 「파라미터 세트」라고 칭한다. 가상 입력 파라미터로서, 예를 들면 연소용 공기(2차 공기)의 공급 유량, 버너 노즐 각도, 연료 공급 설비의 가동 대수(미분탄 연료 공급 유량), 애프트 에어 포트 　개방도(애프트 에어 공급 유량)를 이용해도 좋다. 또한, 가상 프로세스 값 데이터로서, 예를 들면 환경 부하량(NOx, CO의 농도), 설비 효율, 부품 온도, 증기 온도, 전열메탈 온도 등을 이용해도 좋다.
도 5의 예에서는, 「테스트 1」에 있어서 조작단 A, B, C, D 각각에 대하여 가상 입력 파라미터(p11, p21, p31, p41)로 이루어지는 파라미터 세트 1을 설정한다. 마찬가지로 　테스트 2에서는(p12, p22, p32, p42), 테스트 3에서는 (p13, p23, p33, p43)이 설정된다. 시뮬레이션 결과 평가 장치(210)는, 입력 장치(217)를 통해서 M 개의 파라미터 세트의 입력을 접수한다. 입력부(211a)는, 입력을 접수한 파라미터 세트를 가상 입력 파라미터 기억 영역(241a)에 기억시킨다.
시뮬레이션부(211b)는, 테스트 번호 i에 초기치 1을 입력하고(S102), 테스트 번호 i의 파라미터 세트 i(p1i, p2i, p3i, p4i)를 읽어들인다(S103).
모델 데이터 기억부(241d)에는, 프로세스 값의 종류에 응해서 결정된 모델 데이터가, 프로세스 값의 종류 수와 동수, 기억되어 있다. 예를 들면 보일러(1)의 실제의 운전에 의해 프로세스 값 A, 프로세스 값 B, 프로세스 값 C,···, 프로세스 값 N을 포함하는 N 개의 프로세스 값이 얻어지도록 한다. 이 경우, 모델 데이터 기억부(241d)에는, 프로세스 값 A의 산출에 이용하기 위한 모델 데이터 fA(x1, x2, x3, x4)가 기억된다. 마찬가지로, 프로세스 값 B, 프로세스 값 C,···, 프로세스 값 N의 산출에 이용하기 위한 모델 데이터 fB(x1, x2, x3, x4), fC(x1, x2, x3, x4),···, fN(x1, x2, x3, x4)가 기억된다.
시뮬레이션부(211b)는 파라미터 세트 i(p1i, p2i, p3i, p4i)를 각 모델 데이터에 적용하고, 하기 식(1)에 의해 테스트 번호 i의 각 가상 프로세스 값을 산출한다(S104). 　
[수 1]　
Figure 112019092411337-pct00001
시뮬레이션부(211b)는 산출한 가상 프로세스 값 Ai, Bi, Ci,···, Ni를 가상 프로세스 값 기억 영역(241b)에 기억한다(S105).
스코어 산출부(211c)는, 스코어 환산 데이터 기억부(241e)로부터 각 프로세스 값의 종류에 대하여 미리 설정된 스코어 환산 데이터를 읽어냄과 동시에, 가상 프로세스 값 기억 영역(241b)에 기억된 테스트 i의 각 가상 프로세스 값의 스코어를 산출한다(S106).
여기서, 각 가상 프로세스 값은, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 스코어 매김의 값이 작아지는 것으로 하고, 각 프로세스 값의 특성으로는, 예를 들면 프로세스 값이 작을수록 스코어 매김이 증가하는 것이나, 프로세스 값이 클수록 스코어 매김이 증가하는 것이 존재한다. 그래서, 프로세스 값의 특성에 응해서, 상한치나 하한치를 설정한다.
도 6 및 도 7은 스코어 환산 데이터의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b는, 최소화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터로서, 도 6a는 스코어 환산선이 직선으로 정의되고, 도 6b는 스코어 환산선이 곡선으로 정의된 예를 나타낸다.
도 6a, 도 6b에서는 목표치와 그것보다 큰 값으로 이루어지는 상한치가 설정된다. 목표치보다 작은 범위는 목표 범위로 하고 정의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 목표치로부터 상한치까지의 범위는 허용 범위로 하고 부의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 도 6a, 도 6b의 종축의 스코어는, 쇄선보다 지면 위 방향이 정의 값, 쇄선보다 지면 아래 방향이 부의 값이 된다. 허용 범위의 계수의 절대치는, 목표 범위의 절대치보다 큰 값으로 한다. 즉, 허용 범위의 스코어 환산선의 기울기는, 목표 범위의 스코어 환산선의 기울기보다 크게 설정된다.
상한치보다 더 큰 범위는 비허용 범위로 하고, 허용 범위의 계수의 절대치보다 더 큰 절대치를 가지는 부의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 즉, 비허용 범위의 스코어 환산선의 기울기는, 허용 범위의 스코어 환산선의 기울기보다 크게 설정된다.
도 7a 및 도 7b는, 최대화를 목적으로 하는 프로세스 값에 대하여 정의된 스코어 환산 데이터로서, 하한치와 그것보다 큰 값으로 이루어지는 목표치가 설정된다. 목표치보다 큰 범위는 목표 범위로 하고 정의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 목표치로부터 하한치까지의 범위는 허용 범위로 하고 부의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 도 7a, 도 7b의 종축의 스코어는, 쇄선보다 지면 위 방향이 정의 값, 쇄선보다 지면 아래 방향이 부의 값이 된다. 허용 범위의 계수의 절대치는, 목표 범위의 계수의 절대치보다 큰 값으로 한다. 즉, 허용 범위의 스코어 환산선의 기울기는, 목표 범위의 스코어 환산선의 기울기보다 크게 설정된다.
하한치보다 작은 범위는 비허용 범위로 하고, 허용 범위의 계수의 절대치보다 더 큰 절대치를 가지는 부의 값으로 이루어지는 계수를 할당한다. 즉, 비허용 범위의 스코어 환산선의 기울기는, 허용 범위의 스코어 환산선의 기울기보다 크게 설정된다.
스코어 산출부(211c)는, 각 가상 프로세스 값에 대해서, 예를 들면 도 6a, 도 6b와 같이 목표치와 그것보다 큰 값으로 이루어지는 상한치가 설정되는 것은, 하기 식(2)을 이용하여, 도 7a 및 도 7b와 같이 하한치와 그것보다 큰 값으로 이루어지는 목표치가 설정되는 것은, 하기 식(3)을 이용하여 각 가상 프로세스 값의 스코어를 산출한다(S106). 　
SAi=CAi×(상한치-가상 프로세스 값)···(2)　
SAi=CAi×(가상 프로세스 값-하한치)···(3)　
단,　
SAi：테스트 번호 i의 가상 프로세스 값 Ai의 스코어　
CAi：가상 프로세스 값 Ai에 할당된 계수
스코어 산출부(211c)는, 산출한 스코어를 스코어 기억 영역(241c)에 기입한다.
스코어 산출부(211c)는, 테스트 i에 대해서 플러스 스코어의 합계치, 마이너스 스코어의 합계치, 모든 스코어의 합계치의 집계를 행하고, 스코어 기억 영역(241c)에 기입한다(S107).
입력부(211a)는 테스트 번호 i가 스텝 S101에서 읽어들인 파라미터 세트의 수 M과 동수인지를 판정하고, 부정이면(S108/no), i를 인크리먼트(increment)하여(S109) 다음의 테스트 번호 i＋1의 파라미터 세트의 읽어드림을 행한다(S103).
테스트 번호 i가 스텝 S101에서 읽어들인 파라미터 세트의 수 M와 동수이면(S108/yes), 평가부(211d)는, 평가 조건 데이터 기억부(241f)로부터 평가 조건을 읽어냄과 동시에, 스코어 기억 영역(241c)에 기억된 모든 테스트의 스코어를 대조하여 확인하고, 소정의 요건을 만족한 테스트의 파라미터 세트를 추출하고(S110), 후술하는 평가 조건하에서 우선 순위를 붙여 출력한다(S111). 한편, 파라미터 세트의 수 M가 적어 테스트 번호가 많지 않은 경우 등에서, 출력 일람을 보고서 각 스코어의 판단이 가능한 경우에는, 우선 순위는 반드시 붙이지 않고 출력해도 좋다. 또한, 평가 조건에 따라 우선 순위의 부착 방법이 달라도 좋다.
평가 조건은 단수(單數)의 조건, 예를 들면 합계 스코어가 높은 순서로 적어도 1개 이상의 테스트를 선택하는 것을 조건으로 해도 좋고, 복수의 조건을 조합하여 이용해도 좋다. 하기에 평가 조건 예를 나타낸다. 　
제1조건：합계 스코어가 최고점의 테스트인 것　
제2조건：마이너스 스코어의 합계치가 최대(마이너스 합계치의 절대치가 최소)인 테스트인 것, 혹은 마이너스 스코어가 되는 프로세스 값이 존재하지 않는 테스트인 것　
제3조건：하나의 테스트에 포함되는 스코어끼리의 편차가 가장 작은 테스트인 것
그 외의 평가 조건으로서 마이너스 스코어의 합계치가 소정의 마이너스치보다 큰 값(마이너스 합계치의 절대치가 소정의 마이너스치의 절대치보다 작은 값)인 테스트인 것이거나, 각 테스트 결과 데이터에 있어서의 스코어의 최소치가 가장 큰(스코어의 최소치가 마이너스 스코어의 경우는 절대치가 가장 작은) 것을 이용해도 좋다.
평가부(211d)는, 소정의 조건을 만족하는 테스트를 추출하고(S110), 출력 제어부(211e)가 우선 순위를 붙여서 출력 장치(218)에 출력한다(S111). 도 8은 추출 결과의 출력예를 나타내는 도면이다.
도 8에서는 평가부(211d)가 추출한 각 테스트의 스코어를 열거한 스코어 리스트를 출력 제어부(211e)가 생성하여 디스플레이 등에 표시한다. 그 경우, 예를 들면 가장 평가가 높은 테스트에는 출력 제어부(211e)가 하프톤 도트 메싱(halftone dot meshing) 표시를 실행한다. 또한, 출력 제어부(211e)는, 각 테스트에 있어서의 스코어 중 최고점, 최저점을 예를 들면 반전 표시한다. 또한, 예를 들면, 수치나 배면의 색을 변경해도 좋으나, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 도 8의 예에서는, 평가부(211d)는, 합계 스코어는 테스트 2 및 테스트 3으로 동점이므로 양 테스트 모두 제1조건을 만족한다고 판단한다. 다음에 평가부(211d)는 제2조건으로서 마이너스 스코어의 소계를 참조하고, 테스트 2의 마이너스 스코어의 소계가 0, 테스트 3의 마이너스 스코어의 소계가 -20인 것으로부터, 테스트 2를 최적 조건으로서 선택한다. 한편, 평가부(211d)는 제3조건에 비추어도 테스트 2의 스코어의 편차가 테스트 3의 스코어의 편차보다 작기 때문에, 테스트 2를 최적 조건으로서 선택한다.
이하, 본 실시 형태의 작용·효과에 대해 설명한다. 일반적으로, 복수의 입력 파라미터가 복수의 프로세스 값에 영향을 미치는 발전 설비의 시뮬레이션에 있어서는, 어느 가상 입력 파라미터를 변경시키면 목표치에 가까워지는 가상 프로세스 값과 목표치로부터 멀어지는 가상 프로세스 값이 생길 수 있으므로, 시뮬레이션 결과의 평가가 곤란했다.
이 점에 있어서, 본 실시 형태에서는 복수의 운전 시뮬레이션의 테스트 조건을 이용한 시뮬레이션 결과를 비교 평가할 때에, 프로세스 값의 특성에 응한 스코어 환산 데이터를 준비하여 각 가상 프로세스 값을 산출하므로, 시뮬레이션 결과의 평가에 필요로 하는 기술자의 부하의 저감을 도모할 수가 있다.
더불어, 가상 프로세스 값 자체는 단위가 다르므로, 가상 프로세스 값끼리를 비교해도 양부의 판정은 어렵지만, 각 가상 프로세스 값의 특성에 응해서 스코어 환산을 하는 것에 의해, 가상 프로세스 값끼리의 비교나 테스트 결과의 평가가 하기 쉬워진다. 또한, 복수의 프로세스 값의 모두에 대해 평가에 가미할 수 있어, 정확성이 증가한다.
특히 이 스코어 환산을 함에 있어서, 가상 프로세스 값의 특성에 응해서 목표 범위 및 허용 범위를 마련하고, 목표 범위의 스코어 산출에 이용하는 정의 값 으로 이루어지는 계수의 절대치는, 허용 범위의 스코어 산출에 이용하는 부의 값으 로 이루어지는 계수의 절대치보다 작게 한다. 이것에 의해, 목표 범위에 있는 가상 프로세스 값은 절대치가 작은 정의 값으로 이루어지는 스코어로 환산하고, 허용 범위에 있는 가상 프로세스 값은 절대치가 큰 부의 값으로 이루어지는 스코어로 환산할 수가 있어, 허용 범위에 있는 가상 프로세스 값의 영향이 스코어 합계치나 마이너스 스코어 합계치에 의해 크게 영향을 주도록 구성할 수가 있다. 테스트 결과가 목표 범위 내에 있는 것과 허용 범위 내에 있는 것을 스코어로 비교가 용이하게 되어, 테스트 조건의 양부를 판정할 수 있음과 동시에, 테스트 결과를 열거한 경우에 직감적으로 평가를 행할 수 있다.
또한, 허용 범위에 인접하여 비허용 범위를 마련하고, 비허용 범위 내의 스코어 산출에 이용하는 부의 값으로 이루어지는 계수의 절대치는, 허용 범위의 스코어 산출에 이용하는 부의 값의 절대치보다 더 크게 한다. 이것에 의해, 비허용 범위 내에 포함되는 가상 프로세스 값이 1개라도 포함되는 테스트 결과는, 스코어 합계치나 마이너스 스코어 합계치의 값이 보다 작아(부의 값의 절대치가 커)져, 당해 테스트 전체로서의 평가를 내릴 수가 있다. 이 때문에, 테스트 조건을 부로 하는 판정을 용이하게 할 수 있다.
이상으로부터, 테스트 결과의 스코어를, 목표치를 달성했을 경우에는 작은 플러스의 득점, 목표치를 달성하고 있지 않지만 허용 범위 내이면 마이너스, 허용 범위 내를 넘었을 경우는 크게 마이너스로 하는 것으로, 모든 가상 프로세스 값으로 목표치를 달성한다(크게 마이너스가 되는 것을 피한다)라고 하는 사상의 토대로, 보다 바람직한 테스트 조건을 추출할 수가 있다.
상기 실시형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 여러 변경 태양은, 본 실시 형태에 포함된다. 예를 들면, 시뮬레이션은 수식 모델뿐만이 아니라, 유체 해석 등의 컴퓨터 시뮬레이션이나 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 소정의 요건을 만족하는 적어도 1개 이상의 테스트 조건을 추출했지만, 가장 평가가 높은 테스트 조건을 최적 조건으로서 1개 추출하도록 구성해도 좋다.
1：보일러　
210：시뮬레이션 결과 평가 장치　
211a：입력부　
211b：시뮬레이션부　
211c：스코어 산출부　
211d：평가부　
211e：출력 제어부　
241a：가상 입력 파라미터 기억 영역　
241b：가상 프로세스 값 기억 영역　
241c：스코어 기억 영역　
241d：모델 데이터 기억부　
241e：스코어 환산 데이터 기억부　
241f：평가 조건 데이터 기억부　
241g：테스트 결과 기억부

Claims (5)

  1. 발전 설비의 시뮬레이션 결과의 평가 장치로서,　
    발전 설비의 가상적인 동작을 나타내는 모델 데이터를 기억하는 모델 데이터 기억부와,
    상기 발전 설비의 시뮬레이션 테스트 조건으로서 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터의 입력을 접수하는 입력부와, 　
    상기 모델 데이터 기억부로부터 상기 모델 데이터를 읽어내고, 상기 가상 입력 파라미터를 상기 모델 데이터에 적용하고, 각 가상 입력 파라미터에 대한 가상 프로세스 값의 각각을 연산하는 시뮬레이션부와, 　
    상기 시뮬레이션 테스트에서 이용된 가상 입력 파라미터에 당해 시뮬레이션 테스트에서 얻어진 가상 프로세스 값을 관련지은 테스트 결과 데이터를 기억하는 테스트 결과 기억부와, 　
    상기 가상 프로세스 값의 개개에 대하여, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 값이 작아지도록 할당이 행해진 계수가 설정되고, 소정의 목표 범위에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는, 상기 가상 프로세스 값에 정의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하고, 상기 소정의 목표 범위에 인접하여 마련된 허용 범위 내에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는 부의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하는 스코어 산출부와,　
    상기 산출된 스코어를 토대로 소정의 평가 조건을 충족하는 시뮬레이션 테스트 조건을 추출하는 평가부　
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 결과의 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 　
    상기 목표 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 승산하는 정의 계수의 절대치는, 상기 허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 승산하는 부의 계수의 절대치보다 작은　
    것을 특징으로 하는 시뮬레이션 결과의 평가 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스코어 산출부는, 상기 허용 범위에 있어서의 상기 목표 범위와는 다른 측에 인접하여 마련된 비허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 대하여, 상기 허용 범위에 포함되는 상기 가상 프로세스 값에 대하여 승산하는 부의 계수의 절대치보다 더 큰 절대치를 가지는 부의 계수를 승산한 스코어를 산출하는　
    것을 특징으로 하는 시뮬레이션 결과의 평가 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가부는, 상기 산출된 스코어의 합계치, 당해 테스트 결과 데이터에 포함되는 스코어의 최소치, 부의 계수를 승산하여 산출한 스코어의 합계치, 및 당해 테스트 결과 데이터에 포함되는 스코어끼리의 편차 중 적어도 1개에 근거하여 당해 시뮬레이션 테스트의 결과의 양부를 평가하는　
    것을 특징으로 하는 시뮬레이션 결과의 평가 장치.
  5. 시뮬레이션 결과의 평가 장치가 실행하는 시뮬레이션 결과의 평가 방법으로서,　
    발전 설비의 가상적인 동작을 나타내는 모델 데이터에, 상기 발전 설비의 시뮬레이션 테스트에 있어서 이용되는 복수의 가상 입력 파라미터를 적용하고, 각 가상 입력 파라미터에 대한 가상 프로세스 값의 각각을 연산하는 스텝과, 　
    상기 시뮬레이션 테스트에서 이용된 가상 입력 파라미터에 당해 시뮬레이션 테스트에서 얻어진 가상 프로세스 값을 관련지은 테스트 결과 데이터를 기억하는 스텝과, 　
    상기 가상 프로세스 값의 개개에 대하여, 소정의 목표로부터의 괴리가 커짐에 따라, 값이 작아지도록 할당이 행해진 계수가 설정되고, 소정의 목표 범위에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는, 상기 가상 프로세스 값에 정의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하고, 상기 소정의 목표 범위에 인접해 마련된 허용 범위 내에 상기 가상 프로세스 값이 포함되는 경우에는 부의 값으로 이루어지는 상기 계수를 승산한 스코어를 산출하는 스텝과,　
    상기 산출된 스코어를 토대로 소정의 평가 조건을 충족하는 테스트를 추출하는 스텝　
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 결과의 평가 방법.
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