KR20130035713A - Power plant simulator - Google Patents

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KR20130035713A
KR20130035713A KR1020110100197A KR20110100197A KR20130035713A KR 20130035713 A KR20130035713 A KR 20130035713A KR 1020110100197 A KR1020110100197 A KR 1020110100197A KR 20110100197 A KR20110100197 A KR 20110100197A KR 20130035713 A KR20130035713 A KR 20130035713A
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임익헌
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한국전력공사
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Abstract

PURPOSE: A power plant simulator is provided to monitor simulator fidelity by connecting to power plant driving data in real time. CONSTITUTION: A process model part(110) virtually implement power plant site. A control model part(120) virtually implement a power plant control part. A simulator driver selecting part(130) select a driver demand for a simulator to selectively use. A model fidelity determining part(140) compares the calculated value of the process model part with the real driving data of the power plant control part for determining simulated model fidelity. A state determining part(150) provides information for determining whether the state of a power plant is normal. A drive data database stores power plant drive data. A plant driver selecting part(180) selects the driver demand of the power plant drive data. A plant process value selecting part selects power plant drive process data. [Reference numerals] (110) Process model part; (120) Control model part; (130) Simulator driver selecting part; (135) Actuator input selection switch; (140) Model fidelity determining part; (150) State determining part; (155) State determination mode selecting switch; (160) Warning indicator; (170) Driving data database; (180,190) Plant driver selecting part; (185) Data selecting switch; (200) Plant control part; (300) Interface part; (AA) Simulator actuator demand; (BB) Plant actuator demand; (CC) Simulator process value; (DD) Model fidelity determination enable input; (EE) Normal/transient state input; (FF,JJ) Plant process value; (GG) Normal/transient state manual input; (HH) Plant online actuator demand; (II) Plant database actuator demand; (KK) Plant database process value; (LL) Plant online process value;

Description

발전소 시뮬레이터{POWER PLANT SIMULATOR}Power plant simulator {POWER PLANT SIMULATOR}

본 발명은 발전소 시뮬레이터에 관한 것이다.
The present invention relates to a power plant simulator.

발전소 시뮬레이터는 발전소 설계 또는 운전 데이터를 이용하여 운전 훈련용으로 활용되거나 디지털 제어 시스템의 적용 전 제어 로직 시험과 인터록 시험, HMI(Human Machine Interface) 시험, 제어 로직 개선 시험 등 제어 검증용으로 활용되고 있다. 이러한 시뮬레이터는 원자력 발전소, 화력 발전소 등에 적용되어 운전 훈련용 또는 제어 검증용으로 활용되고 있다.The plant simulator is used for driving training using plant design or operation data or for control verification such as control logic test, interlock test, HMI (Human Machine Interface) test and control logic improvement test before the digital control system is applied. . These simulators are applied to nuclear power plants, thermal power plants, etc., and are used for driving training or control verification.

시뮬레이터의 충실도를 판단하는 인수시험은 냉간/열간 기동 시험, 정상 상태(steady state) 시험, 정지 시험, 기동전 상태점검, 고장 모사 시험, 원격 기능시험, 외부 파라미터 시험, 과도(transient) 상태 시험(부하변동, malfunction, 런백, 덤프시험 등), 강사 조작반 시험 등으로 이루어진다. 그리고 인수시험에서는 시뮬레이터에서 계산된 값과 기준 데이터의 정확도를 계산하여 시뮬레이터의 성능기준이라고 할 수 있는 충실도를 체크한다.Acceptance tests to determine the fidelity of the simulator include cold / hot start test, steady state test, stop test, pre-start state check, fault simulation test, remote function test, external parameter test, transient state test (load Fluctuations, malfunctions, runbacks, dump tests, etc.) and instructor operator panel tests. The acceptance test checks the fidelity, which is the performance criterion of the simulator, by calculating the accuracy of the simulator data and the calculated values.

시뮬레이터의 충실도는 크게 정상 상태 연산(steady-state operation)과 과도 상태 연산(transient operation)으로 구분할 수 있다. 정상 상태 연산(steady-state operation)에서의 모델 충실도는 발전소 기준 데이터가 이용가능한 100% 부하와 25% 이상의 중간부하대에서 시뮬레이션된 계산 값과 발전소의 기준 데이터와의 모델 정확도에 기반하여 판단한다.The fidelity of the simulator can be largely divided into steady-state operation and transient operation. Model fidelity in steady-state operation is determined based on model accuracy between the plant's reference data and simulated calculations at 100% load and 25% or more of the intermediate load where plant reference data is available.

과도 상태 연산(transient operation)은 기능 불량(malfunction), 부하변동시험 등 정상상태가 아닌 플랜트 상태를 의미한다. 과도 상태 연산에서의 모델 충실도는 모델 정확도보다는 과도 상태에서의 시뮬레이터 데이터의 응동 방향과 기준 발전소에서의 데이터 응동 방향과의 일치 여부, 기준 발전소에서의 해당 알람 발생 여부, 해당 동작 발생 여부, 과도 응답 시간의 기준 발전소 응답 시간의 20% 이내 여부 등을 체크하여 성능을 판단한다.Transient operation refers to plant conditions that are not normal, such as malfunctions or load fluctuation tests. The model fidelity in the transient calculation is based on the correspondence of the simulator data response direction in the transient state with the data response direction in the reference plant rather than model accuracy, whether the corresponding alarm has occurred in the reference plant, whether the corresponding action has occurred, or the transient response time. Determine performance by checking within 20% of response time of standard power plant.

과도 상태 연산(transient operation)에서의 충실도 기준은 정상 상태 연산(steady-state operation)에서의 충실도 기준과 달리 기준 발전소 데이터에 대한 시뮬레이터 데이터의 정확도에 대한 명확한 기준은 없는 실정이다. 따라서 인수시험을 통과하더라도 부하 변동시험과 같은 과도 상태 연산에서 정상 상태에 도달하면 모델 정확도에 문제가 없으나, 과도 상태에서는 기준 모델보다 큰 편차가 발생하는 경우가 있다. 이 경우는 기존의 충실도 기준을 만족하지만 실제 기준 데이터에 대한 편차가 발생하여 시뮬레이터 충실도를 제고할 필요가 있다.The fidelity criterion in the transient operation is different from the fidelity criterion in the steady-state operation. There is no clear criterion for the accuracy of the simulator data with respect to the reference power plant data. Therefore, even if the acceptance test passes, if the steady state is reached in the transient calculations such as the load fluctuation test, there is no problem in the accuracy of the model. In this case, it satisfies the existing fidelity criterion, but it is necessary to improve the simulator fidelity due to the deviation of the actual reference data.

또한 정상 상태 연산과 과도 상태 연산 모델 충실도 기준은 공정 데이터만 고려할 뿐 제어기 출력인 구동기 디맨드는 비교하지 않고 있다. 구동기 디맨드를 고려하지 않음으로 인해 밸브 등 구동기 모델의 충실도도 체크할 수 없을 뿐만 아니라 운전훈련용과 제어 검증용으로 시뮬레이터를 활용하는데 있어서도 발전소 실제 상황을 모사하는데 어려움이 있다.In addition, the steady-state and transient computational model fidelity criteria only consider process data and do not compare the driver demand as a controller output. Not considering the driver demand, it is not possible to check the fidelity of actuator models such as valves, and it is difficult to simulate the actual situation of the power plant in using the simulator for driving training and control verification.

또한, 발전소 현장 설비의 개조나 경년 열화에 따른 특성 변화에 대응하여 시뮬레이터 모델을 갱신, 시뮬레이터 모델 충실도를 계속 관리할 필요가 있으나, 발전소 현장 변화에 적절하게 대응하지 못하고 있는 실정이다.
In addition, the simulator model needs to be updated and continuously manage the fidelity of the simulator model in response to changes in the plant facilities or characteristics change due to aging, but the situation is not properly responded to changes in the plant site.

한국공개특허 제10-2000-0123456호Korean Patent Publication No. 10-2000-0123456

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 발전소 운전 데이터를 실시간으로 연계하여 시뮬레이터 충실도를 감시할 수 있는 발전소 시뮬레이터를 제공한다.In order to solve the above problems of the prior art, the present invention provides a power plant simulator that can monitor the simulator fidelity by linking the power plant operating data in real time.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 발전소 시뮬레이터는, 발전소 현장을 모의로 구현하는 공정 모델부, 발전소 제어부를 모의로 구현하는 제어 모델부, 발전소 제어부로부터 출력되는 구동기 디맨드를 시뮬레이터에서 선택적으로 사용하도록 선별하는 시뮬레이터 구동기 선택부, 공정 모델부의 계산값과 발전소 제어부로부터의 실제 운전 데이터를 비교하여 시뮬레이션된 모델 충실도를 판별하는 모델 충실도 판별부, 모델 충실도의 판별에 요구되는 발전소의 상태가 정상 및 과도 중 어느 하나의 상태인지 정보를 제공하는 상태 판별부, 발전소 제어부의 발전소 운전 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이력 데이터로 출력하는 운전 데이터 데이터 베이스, 발전소 제어부로부터 실시간으로 입력받는 데이터와 이력 데이터 중 하나로 발전소 운전 데이터의 구동기 디맨드를 선택하는 플랜트 구동기 선택부 및 발전소 제어부로부터 실시간으로 입력받는 데이터와 이력 데이터 중 하나로 발전소 운전 공정 데이터를 선택하는 플랜트 공정값 선택부를 포함한다.In order to achieve the above object, the power plant simulator according to an aspect of the present invention, the simulation process model unit for implementing the plant site, the control model unit for implementing the power plant control unit, the driver demand output from the power plant control unit in the simulator Simulator fidelity selector for selective use, model fidelity discrimination unit for comparing simulated model fidelity by comparing calculated values of process model unit with actual operating data from plant control unit, and power plant status required for model fidelity State determination unit that provides information on the status of the normal and transient state, an operation data database that stores the power plant operation data of the power plant control section and outputs the stored data as historical data, data and historical data received in real time from the power plant control section Medium It includes a plant from the actuator selector and the power plant controller for selecting a driver demand for power plant operation data to one of: receiving real-time data and history data parts of the plant and process values selected for selecting a plant operation process data.

본 발명의 일 측면에서, 모델 충실도의 판별 결과에 따라 미리 설정된 기준 충실도 미만일 경우 판별 결과를 통보하여 경고를 표시하는 경고 표시부를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present disclosure, the display apparatus may further include a warning display unit which notifies the determination result and displays a warning when the determination is less than the preset reference fidelity according to the determination result of the model fidelity.

본 발명의 일 측면에서, 모델 충실도 판별부는 발전소의 정상 상태에서 모델 충실도에 반영할 파라미터 N개(여기서 N은 자연수)를 정의하고, N개의 파라미터에 대해 중요도에 따라 충실도 기준을 각각 정의하고, 실제 운전되고 있는 플랜트 공정값과 시뮬레이터의 계산에 의한 시뮬레이터 공정값을 이용하여 충실도를 계산하고, 계산된 충실도 값이 충실도 기준값 범주 안에 들어오는지를 판단하여 모델 충실도를 판별할 수 있다.In one aspect of the present invention, the model fidelity determining unit defines N parameters (where N is a natural number) to be reflected in the model fidelity in the steady state of the power plant, and defines the fidelity criteria according to the importance of the N parameters, respectively, The fidelity may be calculated using the plant process value being operated and the simulator process value calculated by the simulator, and model fidelity may be determined by determining whether the calculated fidelity value falls within the fidelity reference value range.

본 발명의 일 측면에서, 모델 충실도 판별부는 발전소의 과도 상태에서 모델 충실도에 반영할 파라미터 M개(여기서 M은 자연수)를 정의하고, 정상상태까지 도달하는데 걸리는 시간인 정정시간에 대한 충실도, 파라미터 응동방향, 과도상태에서의 파라미터 최대값과 최소값에 대한 충실도 기준값을 각각 정의하고, 과도상태에서 발전소의 운전 데이터가 정상상태에 도달할 때까지 기다렸다가 정의한 파라미터에 대한 정정시간, 응동방향, 과도상태에서의 최대값과 최소값을 산출하고, 발전소의 해당 데이터와 시뮬레이터의 해당 데이터를 비교하여 모델 충실도를 판별할 수 있다.In one aspect of the present invention, the model fidelity determination unit defines M parameters (where M is a natural number) to be reflected in the model fidelity in the transient state of the power plant, and the fidelity and parameter response for the settling time which is the time taken to reach a steady state Define the fidelity reference values for the maximum and minimum parameters in the direction and transient state, respectively, and wait for the operating data of the power plant to reach steady state in the transient state, and then settle the settling time, response direction, and transient The maximum and minimum values are calculated, and the model fidelity can be determined by comparing the corresponding data of the power plant and the corresponding data of the simulator.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to fully inform the owner of the scope of the invention.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 발전소 시뮬레이터는 실제 운전 온라인 데이터를 이용하여 판별할 수 있게 됨으로써 플랜트의 경년 열화, 개조 등에 따른 플랜트의 특성 변화에 대응할 수 있다.According to one of the problem solving means of the present invention described above, the power plant simulator can be determined using the actual operating online data, it is possible to respond to changes in the characteristics of the plant due to age deterioration, remodeling, etc. of the plant.

또한, 발전소 시뮬레이터는 구동기 디맨드 데이터를 시뮬레이터 공정 모델의 입력으로 활용함으로써 구동기의 충실도를 향상시킬 수 있다.In addition, the power plant simulator may improve the fidelity of the driver by utilizing the driver demand data as an input to the simulator process model.

또한, 발전소 시뮬레이터는 과도 상태에서의 모델 충실도에 최대값과 최소값을 추가 반영함으로써 과도 상태에서 간과했던 정상 상태에서와 같은 모델 정확도 개념을 도입하여 모델 충실도를 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the power plant simulator can further enhance model fidelity by introducing the same model accuracy concept as in the normal state, which is overlooked in the transient state by additionally reflecting the maximum and minimum values in the model fidelity in the transient state.

또한, 발전소 시뮬레이터는 전력수요의 증가로 인해 신규 발전소 건설이 계속되고 있어 지속적으로 활용이 가능하다.
In addition, power plant simulators can continue to be used as new power plant construction continues due to increased power demand.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모델 충실도 판별부에서의 모델 충실도 판별 알고리즘을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a power plant simulator according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are flowcharts illustrating a model fidelity determining algorithm in the model fidelity determining unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a power plant simulator according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a power plant simulator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 시뮬레이터(100)는 발전소 제어부(200)의 운전 데이터를 인터페이스부(300)를 통해 받아들여 시뮬레이터의 충실도를 판별한다. 여기서 발전소 시뮬레이터(100)는 발전소 제어부(200)로부터 실제 발전소에서 운전되고 있는 공정값(트랜스미터 값)과 제어기 출력(구동기 디맨드)을 가져올 수 있다. 따라서 발전소 시뮬레이터(100)는 과도 상태에서의 실제 데이터뿐만 아니라 기존 시뮬레이터 충실도에서 반영하지 않았던 구동기 디맨드 데이터를 이용할 수 있다. 또한, 발전소 시뮬레이터(100)는 플랜트 열화나 개조에 따른 플랜트 특성과 제어 로직 변화를 빠르게 반영할 수 있다.Power plant simulator 100 according to an embodiment of the present invention receives the operating data of the power plant control unit 200 through the interface unit 300 to determine the fidelity of the simulator. Here, the power plant simulator 100 may obtain a process value (transmitter value) and a controller output (driver demand) that are being operated in the actual power plant from the power plant control unit 200. Therefore, the power plant simulator 100 may use not only the actual data in the transient state but also driver demand data that is not reflected in the existing simulator fidelity. In addition, the power plant simulator 100 may quickly reflect changes in plant characteristics and control logic due to plant degradation or modification.

이러한 발전소 시뮬레이터(100)는 발전소 현장을 모의로 구현하는 공정 모델부(110), 발전소 제어부를 모의로 구현하는 제어 모델부(120), 발전소 제어부(200)로부터의 구동기 디맨드(제어기 출력)를 시뮬레이터에서 시뮬레이터에서 선택적으로 사용하도록 선별하는 시뮬레이터 구동기 선택부(130), 시뮬레이터의 공정 모델에서의 계산값과 발전소 제어부(200)로부터의 실제 운전 데이터 등을 비교하여 모델의 충실도를 판별할 수 있는 모델 충실도 판별부(140), 모델 충실도를 판별하는데 있어서 정상상태인지 과도상태인지의 정보를 제공하는 상태 판별부(150), 모델 충실도의 판별 결과에 따라 미리 설정된 기준 충실도 미만일 경우 판별 결과를 통보하여 경고를 표시하는 경고 표시부(160), 발전소 제어부(200)의 운전 데이터를 저장하고, 이력 데이터를 활용하는 운전 데이터 데이터 베이스(170), 운전 데이터의 구동기 디맨드를 실시간 값을 이용할 것인지 이력 데이터를 이용할 것인지를 결정할 수 있는 플랜트 구동기 선택부(180), 및 운전 공정 데이터를 실시간 값을 이용할 것인지 이력 데이터를 이용할 것인지를 결정할 수 있게 하는 플랜트 공정값 선택부(190)를 포함한다.The power plant simulator 100 simulates a process model unit 110 for simulating a plant site, a control model unit 120 for simulating a power plant control unit, and a driver demand (controller output) from the power plant control unit 200. The model fidelity that can determine the fidelity of the model by comparing the simulator driver selection unit 130, which is selectively selected for use in the simulator in the simulator, the calculated value in the process model of the simulator and the actual operating data from the power plant controller 200, etc. Determination unit 140, the state determination unit 150 for providing information of whether the normal state or the transient state in determining the model fidelity, if it is less than the preset reference fidelity according to the determination result of the model fidelity to notify the warning by the determination result Warning display unit 160 to display, the operation data of the power plant control unit 200 is stored, and utilizing the historical data The operation data database 170, the plant driver selection unit 180 that can determine whether to use the real-time value or the historical data for the driver demand of the operation data, and the historical process data to use the real-time value or operation process data It includes a plant process value selection unit 190 to determine whether or not.

여기서 제어 모델부(120)은 공정 모델부(110)로부터 공정값을 받아, 공정값을 이용한 제어 연산을 통해 구동기의 디맨드를 산출하고, 그 값을 공정 모델부(110)에 보내어 공정 모델의 밸브 등 구동기를 구동하여 공정값들을 제어한다.Here, the control model unit 120 receives the process value from the process model unit 110, calculates the demand of the driver through a control operation using the process value, and sends the value to the process model unit 110 to provide a valve of the process model. The back driver is driven to control the process values.

모델 충실도 판별부(140)는 실제 운전되고 있는 플랜트 공정 값을 기준 값으로 하여 발전소 시뮬레이터의 계산 값의 모델 충실도를 계산할 수 있다. 여기서 모델 충실도는 정상 상태 연산과 과도 상태 연산으로 나눌 수 있는데, 상태 판별부(150)와 연동하여 도 2 내지 도 4와 같이 판별할 수 있다.The model fidelity determination unit 140 may calculate the model fidelity of the calculated value of the power plant simulator using a plant process value that is actually being operated as a reference value. In this case, the model fidelity may be divided into a steady state operation and a transient state operation, which may be determined as shown in FIGS. 2 to 4 in association with the state determination unit 150.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모델 충실도 판별부에서의 모델 충실도 판별 알고리즘을 나타내는 순서도이다.2 to 4 are flowcharts illustrating a model fidelity determining algorithm in the model fidelity determining unit according to an embodiment of the present invention.

모델 충실도 판별부(140)는 정상 상태에서는 모델 충실도에 반영할 파라미터 N개(여기서 N은 자연수)를 정의하고, N개의 파라미터에 대해 중요도에 따라 충실도 기준을 각각 정의하고, 실제 운전되고 있는 플랜트 공정값과 시뮬레이터의 계산에 의한 시뮬레이터 공정값을 이용하여 충실도를 계산하고, 계산된 충실도 값이 충실도 기준값 범주 안에 들어오는지를 판단하여 모델 충실도를 판별한다.The model fidelity determination unit 140 defines N parameters (where N is a natural number) to be reflected in the model fidelity in a normal state, defines fidelity criteria for each of the N parameters according to importance, and operates a plant process. The fidelity is calculated using the values and the simulator process value by the simulator calculation. The fidelity of the model is determined by determining whether the calculated fidelity value falls within the fidelity standard value range.

그리고 모델 충실도 판별부(140)는 과도 상태에서도 모델 충실도에 반영할 파라미터 M개(여기서 M은 자연수)를 정의하고, 정정시간(Settling time; 정상상태까지 도달하는데 걸리는 시간)에 대한 충실도 20%, 파라미터 응동방향, 과도상태에서의 파라미터 최대값과 최소값에 대한 충실도 기준값을 정의한다.In addition, the model fidelity determination unit 140 defines M parameters (where M is a natural number) to be reflected in the model fidelity even in the transient state, and a fidelity of 20% of the settling time (time taken to reach a steady state), Parameter Defines the direction of response, the fidelity threshold for the maximum and minimum values of the parameter in the transient state.

과도상태에서는 플랜트 데이터가 정상상태에 도달할 때까지 기다렸다가 정의한 파라미터에 대한 정정시간, 응동방향, 과도상태에서의 최대값과 최소값을 산출한다. 그리고 발전소 시뮬레이터(100)에서는 과도 상태에 연산에 해당하는 동작을 하도록 외부 조작 장치(미도시) 등을 통해 발전소 시뮬레이터(100)를 조작하여 플랜트 데이터와 마찬가지로 정상 상태에 도달할 때까지 기다렸다가 정의한 파라미터에 대한 정정시간, 응동방향, 과도상태에서의 최대값과 최소값을 산출한다. 모델 충실도 판별부(140)는 플랜트의 해당 데이터와 시뮬레이터의 해당 데이터를 비교하여 모델 충실도를 판별한다.In the transient state, wait for the plant data to reach a steady state and then calculate the settling time, the direction of response and the maximum and minimum values in the transient state for the defined parameters. In addition, the plant simulator 100 operates the plant simulator 100 through an external operation device (not shown) to perform an operation corresponding to a transient state, and waits until it reaches a steady state like the plant data. The maximum and minimum values for the settling time, the direction of response, and the transient state are calculated. The model fidelity determination unit 140 determines the model fidelity by comparing the corresponding data of the plant with the corresponding data of the simulator.

정상 상태 연산과 과도 상태 연산 여부는 상태 판별부(150)에서 결정하며, 정상상태/과도상태 판별은 수동 또는 자동으로 행해질 수 있다. 수동 모드 또는 자동 모드는 상태 판별 모드 선택 스위치(155)에 의해 결정되며, 수동 모드에서는 정상/과도상태 수동입력에 의해 정상 상태 연산인지 과도 상태 연산인지 결정될 수 있다. 자동 모드에서는 플랜트 공정값의 트렌드로부터 MW 설정치가 고정되어 있고, 주증기 압력이 ±1[㎏/㎠] 이내, 주증기 온도가 ±1[℃] 이내에서 1시간 이상 유지될 경우를 정상 상태 연산으로 판단할 수 있다.The state determination unit 150 determines whether the steady state operation and the transient state operation are performed, and the steady state / transient state determination may be performed manually or automatically. The manual mode or the automatic mode is determined by the state determination mode selection switch 155, and in the manual mode, whether the steady state operation or the transient state operation is determined by the normal / transient state manual input. In the automatic mode, the steady state calculation is performed when the MW set value is fixed from the trend of the plant process value and the main steam pressure is maintained within ± 1 [kg / ㎠] and the main steam temperature is within ± 1 [℃] for 1 hour or more. Judging by

다시 도 1을 참조하면, 시뮬레이터 구동기 선택부(130)는 시뮬레이터 충실도를 판별하는데 있어서 공정값만 이용하는 것이 아니라 구동기 디맨드(MV: Manipulated Value)도 이용하여 실제 플랜트의 구동기 디맨드 값이 시뮬레이터의 구동기 디맨드로 작용하여 모델 충실도를 계산할 수 있게 한다. 시뮬레이터 제어 모델의 출력을 구동기 디맨드로 이용할지 플랜트 구동기 디맨드를 시뮬레이터 계산에서의 구동기 디맨드로 이용할지는 구동기 입력 선택 스위치(135)에 의해 결정된다.Referring back to FIG. 1, the simulator driver selection unit 130 not only uses a process value to determine simulator fidelity, but also a driver demand (MV: Manipulated Value) to convert a driver demand value of an actual plant into a driver demand of a simulator. To calculate model fidelity. The driver input selection switch 135 determines whether to use the output of the simulator control model as the driver demand or the plant demand as the driver demand in the simulator calculations.

운전 데이터 데이터 베이스(170)와 플랜트 구동기 선택부(180), 플랜트 공정값 선택부(190)는 실제 운전되고 있는 온라인 데이터뿐만 아니라 이력 데이터를 이용하여 모델 충실도를 판별할 수 있게끔 해준다. 플랜트 구동기 선택부(180)와 플랜트 공정값 선택부(190)는 온라인 또는 운전 데이터 데이터 베이스(170)에 의해 실시간 또는 이력 데이터를 모델 충실도 계산에 선택할 수 있게 한다.The operation data base 170, the plant driver selector 180, and the plant process value selector 190 allow model fidelity to be determined using not only online data that is actually being operated but also historical data. The plant driver selector 180 and the plant process value selector 190 allow real-time or historical data to be selected for model fidelity calculation by the online or operational database 170.

본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터는 실제 운전 온라인 데이터를 이용하여 판별할 수 있게 됨으로써 플랜트의 경년 열화, 개조 등에 따른 플랜트의 특성 변화에 대응할 수 있다. 또한, 발전소 시뮬레이터는 구동기 디맨드 데이터를 시뮬레이터 공정 모델의 입력으로 활용함으로써 구동기의 충실도를 향상시킬 수 있다. 또한, 발전소 시뮬레이터는 과도 상태에서의 모델 충실도에 최대값과 최소값을 추가 반영함으로써 과도 상태에서 간과했던 정상 상태에서와 같은 모델 정확도 개념을 도입하여 모델 충실도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 발전소 시뮬레이터는 전력수요의 증가로 인해 신규 발전소 건설이 계속되고 있어 지속적으로 활용이 가능하다.
Power plant simulator according to an embodiment of the present invention can be determined by using the actual operating online data can respond to changes in the characteristics of the plant according to deterioration, renovation, etc. of the plant. In addition, the power plant simulator may improve the fidelity of the driver by utilizing the driver demand data as an input to the simulator process model. In addition, the power plant simulator can further enhance model fidelity by introducing the same model accuracy concept as in the normal state, which is overlooked in the transient state by further reflecting the maximum and minimum values in the model fidelity in the transient state. In addition, power plant simulators can continue to be used as new power plant construction continues due to increased power demand.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of a power plant simulator according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발전소 시뮬레이터(100)는 과도 상태에서의 모델 충실도 계산 알고리즘을 활용하여 시뮬레이터의 모델 충실도를 높일 수 있다. 도 5에서는 실시간 데이터만 이용할 수 있도록 도 1의 시뮬레이터 구성도와 비교하여 일부 구성 요소를 제외한 발전소 시뮬레이터(100)를 나타낸다. 이러한 발전소 시뮬레이터(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 모델 충실도 계산 알고리즘을 이용하여 모델 충실도를 판별할 수 있다.The power plant simulator 100 according to another embodiment of the present invention may increase the model fidelity of the simulator by utilizing a model fidelity calculation algorithm in a transient state. FIG. 5 illustrates a power plant simulator 100 excluding some components compared to the simulator configuration diagram of FIG. 1 so that only real time data is available. The power plant simulator 100 may determine the model fidelity using the model fidelity calculation algorithm shown in FIGS. 2 to 4.

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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

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.
The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 발전소 시뮬레이터
110: 공정 모델부
120: 제어 모델부
130: 시뮬레이터 구동기 선택부
140: 모델 충실도 판별부
150: 상태 판별부
160: 경고 표시부
170: 운전 데이터 데이터 베이스
180: 플랜트 구동기 선택부
190: 플랜트 공정값 선택부
200: 발전소 제어부
300: 인터페이스부100: power plant simulator
110: process model part
120: control model unit
130: simulator driver selection
140: model fidelity determination unit
150: status determination unit
160: warning display
170: operation database
180: plant driver selection
190: plant process value selection
200: power plant control unit
300: interface unit

Claims (4)

발전소를 제어하는 발전소 제어부로부터 발전소 운전 데이터를 실시간으로 입력받아 시뮬레이터 충실도를 감시하는 발전소 시뮬레이터에 있어서,
발전소 현장을 모의로 구현하는 공정 모델부;
발전소 제어부를 모의로 구현하는 제어 모델부;
발전소 제어부로부터 출력되는 구동기 디맨드를 시뮬레이터에서 선택적으로 사용하도록 선별하는 시뮬레이터 구동기 선택부;
상기 공정 모델부의 계산값과 상기 발전소 제어부로부터의 실제 운전 데이터를 비교하여 시뮬레이션된 모델 충실도를 판별하는 모델 충실도 판별부;
상기 모델 충실도의 판별에 요구되는 상기 발전소의 상태가 정상 및 과도 중 어느 하나의 상태인지 정보를 제공하는 상태 판별부;
상기 발전소 제어부의 발전소 운전 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이력 데이터로 출력하는 운전 데이터 데이터 베이스;
상기 발전소 제어부로부터 실시간으로 입력받는 데이터와 상기 이력 데이터 중 하나로 발전소 운전 데이터의 구동기 디맨드를 선택하는 플랜트 구동기 선택부; 및
상기 발전소 제어부로부터 실시간으로 입력받는 데이터와 상기 이력 데이터 중 하나로 발전소 운전 공정 데이터를 선택하는 플랜트 공정값 선택부를 포함하는 발전소 시뮬레이터.
In the power plant simulator that receives the plant operating data from the power plant control unit for controlling the power plant in real time to monitor the simulator fidelity,
Process model unit for simulating the power plant site;
A control model unit for simulating a power plant control unit;
A simulator driver selection unit for selecting a driver demand output from the power plant control unit to be selectively used in the simulator;
A model fidelity determination unit for comparing the calculated value of the process model unit with actual operation data from the power plant control unit to determine a simulated model fidelity;
A state determination unit which provides information on whether the state of the power plant required for the determination of the model fidelity is one of a normal state and a transient state;
An operation data database for storing power plant operation data of the power plant controller and outputting the stored data as history data;
A plant driver selection unit configured to select a driver demand of power plant operation data as one of data received in real time from the power plant controller and the history data; And
A plant simulator comprising a plant process value selection unit for selecting a plant operation process data as one of the data received in real time from the plant control unit and the historical data.
제1 항에 있어서,
상기 모델 충실도의 판별 결과에 따라 미리 설정된 기준 충실도 미만일 경우 판별 결과를 통보하여 경고를 표시하는 경고 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 시뮬레이터.
The method according to claim 1,
And a warning display unit which notifies the determination result and displays a warning when the determination result is less than a predetermined reference fidelity according to the determination result of the model fidelity.
제1 항에 있어서,
상기 모델 충실도 판별부는
발전소의 정상 상태에서 모델 충실도에 반영할 파라미터 N개(여기서 N은 자연수)를 정의하고,
N개의 파라미터에 대해 중요도에 따라 충실도 기준을 각각 정의하고,
실제 운전되고 있는 플랜트 공정값과 시뮬레이터의 계산에 의한 시뮬레이터 공정값을 이용하여 충실도를 계산하고,
계산된 충실도 값이 충실도 기준값 범주 안에 들어오는지를 판단하여 모델 충실도를 판별하는 것을 특징으로 하는 발전소 시뮬레이터.
The method according to claim 1,
The model fidelity determination unit
Define N parameters (where N is a natural number) to reflect in model fidelity at the plant's steady state,
Define fidelity criteria for each of the N parameters, based on importance.
The fidelity is calculated using the plant process values that are actually in operation and the simulator process values calculated by the simulator.
A power plant simulator, characterized in that determining the model fidelity by determining whether the calculated fidelity value falls within the fidelity reference value range.
제1 항에 있어서,
상기 모델 충실도 판별부는
발전소의 과도 상태에서 모델 충실도에 반영할 파라미터 M개(여기서 M은 자연수)를 정의하고,
정상상태까지 도달하는데 걸리는 시간인 정정시간에 대한 충실도, 파라미터 응동방향, 과도상태에서의 파라미터 최대값과 최소값에 대한 충실도 기준값을 각각 정의하고,
과도상태에서 발전소의 운전 데이터가 정상상태에 도달할 때까지 기다렸다가 정의한 파라미터에 대한 정정시간, 응동방향, 과도상태에서의 최대값과 최소값을 산출하고,
발전소의 해당 데이터와 시뮬레이터의 해당 데이터를 비교하여 모델 충실도를 판별하는 것을 특징으로 하는 발전소 시뮬레이터. The method according to claim 1,
The model fidelity determination unit
Define M parameters (where M is a natural number) to reflect on model fidelity in the power plant transients,
Define the fidelity for the settling time, the parameter response direction, and the fidelity reference values for the parameter maximum and minimum values in the transient state, respectively.
Wait for the operating data of the power plant to reach the steady state in the transient state and calculate the settling time, direction of response, maximum and minimum values in the transient state for the defined parameters,
A power plant simulator, characterized in that the model fidelity is determined by comparing the data of the power plant with the corresponding data of the simulator.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019083126A1 (en) * 2017-10-23 2019-05-02 한국수력원자력 주식회사 Method for verifying measurement control system of nuclear power plant, and verification device therefor
KR102117008B1 (en) 2019-07-30 2020-06-01 한국동서발전(주) System and Method for Inspecting Power Plant using VR Panoramic Contents
KR20210081815A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 한국전력공사 Apparatus and method for monitoring the control loop performance of plant
KR20220148951A (en) * 2021-04-27 2022-11-07 한국전력공사 Digital twin simulator and controlling method for the digital twin simulator

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240033435A (en) 2022-09-05 2024-03-12 한국수력원자력 주식회사 Simulation system and method for real-time tracking of power plant status based on power plant field values

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004242452A (en) * 2003-02-07 2004-08-26 Mitsubishi Electric Corp Contraction model forming apparatus of power system
JP4566900B2 (en) * 2005-12-09 2010-10-20 株式会社エー・アンド・デイ Engine measuring device
KR100982774B1 (en) * 2008-09-30 2010-09-16 한국전력기술 주식회사 Performance validation apparatus and method for control systems of nuclear power plant
JP2011008756A (en) * 2009-05-28 2011-01-13 Yokogawa Electric Corp Simulation evaluation system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019083126A1 (en) * 2017-10-23 2019-05-02 한국수력원자력 주식회사 Method for verifying measurement control system of nuclear power plant, and verification device therefor
KR102117008B1 (en) 2019-07-30 2020-06-01 한국동서발전(주) System and Method for Inspecting Power Plant using VR Panoramic Contents
KR20210081815A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 한국전력공사 Apparatus and method for monitoring the control loop performance of plant
KR20220148951A (en) * 2021-04-27 2022-11-07 한국전력공사 Digital twin simulator and controlling method for the digital twin simulator

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