KR20150043076A - 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 계측장치 및 상기 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 관리 서버를 포함하는 구성을 마련하여, 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 누적 수명 소비율과 목표 운전 시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산할 수 있다는 효과가 얻어진다.
Description
본 발명은 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기동 및 운전 모드를 실시간으로 계산하여 기동시간 및 수명을 관리하는 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
화력 발전소의 고온/취약부 열응력은 발전소 기동/정지시에 주로 발생하여 설비의 피로 수명을 감소시키고, 시스템 응력은 설비 내부의 증기 압력과 지중에 의해 발생하여 고온에서 가동되는 설비의 크리프 수명을 단축시킨다.
이로 인해, 국내에서 개발된 화력 발전소 열응력 모니터링 시스템은 보일러 분산 제어 시스템의 한 모듈로써, 500MW 이상의 신규 발전소에 공급되어 운영되고 있다.
그러나, 종래기술에 따른 화력 발전소 열응력 모니터링 시스템은 500MW 이하의 노후 발전소에는 적합하지 않음으로 설치되어 있지 않은 실정이다.
한편, 종래 1990년대 이전에 개발된 화력 발전소 열응력 모니터링 시스템은 실시간으로 열응력, 피로 및 크립 손상을 계산하는 것이 아니라 보일러 분산 제어 시스템에 일정 기간 동안 저장된 발전소 운전 데이터를 다운로드(Download)받아 일괄처리(Batch processing) 방식으로 열응력, 피로 및 크립 수명을 계산하였다.
따라서 1990년대 이전에 개발된 종래 화력 발전소 열응력 모니터링 시스템은 실시간으로 발전소 운전 상태에 따른 발전소 고온 고압부의 응력 상태나 잔여수명을 발전소 운전자에게 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 1990년대의 개인용 컴퓨터의 성능과 운영 시스템으로는 보일러 제어 시스템의 운영 시스템과 같은 유닉스 환경을 구축하는 것이 불가능하였을 뿐만 아니라, 이로 인해 보일러 설비의 열응력 해석과 손상 및 잔여수명 평가를 온라인(Online) 방식의 클라이언트/관리 서버 시스템(Client/Server System)으로 개발하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.
한편, 외국의 보일러 제어 시스템 납품 업체가 전량 공급해오고 있는 종래 보일러 열응력 모니터링 시스템은 수입에 의존함으로써 단가가 비싼 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 하기의 특허문헌 1 등 다수에 화력 발전소의 고온/취약부에 발생하는 열응력과 시스템 응력을 실시간으로 모니터링하여 발전소 설비의 안전성과 신뢰성 향상 및 수명을 연장하기 위한 화력 발전소 열응력 모니터링 장치의 구성을 개시하여 출원해서 등록받은바 있다.
한편, 본 출원인은 하기의 비특허문헌 1에 보일러 수명 모니터링 시스템 개발에 관한 연구 과제를 수행하고, 보고서를 공개한 바 있다.
비특허문헌 1에는 설비의 작동상태 파악을 위해 설치한 압력센서, 온도센서 등의 센서 시스템의 출력신호를 중앙관제 컴퓨터로 수집하고, 중앙관제 컴퓨터는 전송된 센서 신호를 분석하여 설비의 가동시 발생하는 열응력의 계산, 크리프-피로 등에 의한 수명소비율의 계산 등에 의한 누적손상 및 잔여수명을 평가하여 그 결과를 출력하며, 정상가동 상태, 이상발생 여부 등을 판단하여 이상 발생시 경고 알람을 제시하는 등의 기능을 수행하는 실시간 보일러 수명 감시 시스템의 구성이 개시되어 있다.
"보일러 수명 모니터링 시스템 개발에 관한 연구", 두산중공업(구 한국중공업), 2000년 10월
그러나 종래기술에 따른 열응력 모니터링 시스템(Thermal Stress Monitoring System)은 발전소의 과거 운전이력만을 기반으로 크리프 및 피로 등의 수명 소비율을 계산하는 모니터링 시스템으로 제한되는 한계가 있었다.
따라서 종래기술에 따른 열응력 모니터링 시스템은 수명에 따른 실시간 기동 및 운전계산 모듈과 최적 기동 스케줄 및 발전소 이윤(profit) 관련 산출 가이드를 제시할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발전소의 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 실시간 최적 운전 모드 및 기동을 제공할 수 있는 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발전소의 운전 누적에 따른 최대 이윤과 운전 스케줄을 실시간으로 계산하여 발전소 유지 및 정비의 최적 가이드를 통합적으로 제공할 수 있는 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발전소 관리 시스템은 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 계측장치 및 상기 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발전소 관리 시스템의 제어방법은 (a) 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 단계 및 (b) 상기 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계는 (b1) 상기 실시간 운전 데이터, 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 각 발전설비의 취약부의 크리프 및 피로 응력을 계산하는 단계, (b2) 크리프 및 피로의 누적 수명 소비율을 계산하는 단계 및 (b3) 계산된 누적 수명 소비율을 이용해서 잔여 수명을 평가하는 단계를 포함하고, 상기 운전 모드는 기동 모드, 운영 모드 및 정지 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법에 의하면, 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 누적 수명 소비율과 목표 운전 시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명은 계산된 최적 기동시간을 운영자에게 실시간으로 제공함으로써, 발전소 이윤을 극대화할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 기동 및 운전 모드별 운전 결과에 따른 수명을 통합적으로 관리함으로써, 이윤 극대화를 위한 최적 정비 및 교체 주기를 제공할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 공정도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 공정도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 화력 발전소를 이용해서 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복합 화력 발전소, 열병합 발전소 등에도 적용할 수 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 화력 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력, 유량, 기타 계측값을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 계측장치(10) 및 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 관리 서버(20)를 포함한다.
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템은 관리 서버(20)에서 계산된 응력, 수명 소비율, 잔여 수명, 이윤 및 운전 스케줄을 표시하고, 운영자로부터 운영과 보수 여부를 결정받아 관리 서버로 전달하는 클라이언트 컴퓨터(30)를 더 포함할 수 있다.
상기 발전설비는 보일러, 폐열회수장치, 가스터빈, 증기터빈, 공기예열기, 급수가열기, 콘덴서, 팬 등을 포함할 수 있다.
계측장치(10)는 각 발전설비의 취약부에 설치되고, 취약부의 온도를 감지하는 온도 센서(11) 및 압력을 감지하는 압력 센서(12)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 계측장치(10)는 각 발전설비에 공급되거나 각 발전설비에서 배출되는 유체의 유량을 감지하는 유량 센서(13) 및 기타 계측값을 감지하는 기타 센서(14)를 포함할 수 있다.
계측장치(10)는 각 센서(11 내지 14)에서 출력되는 아날로그 신호 형태의 계측신호를 디지털 신호로 변환하여 관리 서버(20)로 전달한다.
상기 운전 모드는 화력 발전소의 각 발전설비를 운전하는 기동 모드, 운영 모드 및 정지 모드를 포함할 수 있다.
기동(start-up) 모드는 수명 감소를 최소화하기 위해 기동 속도를 최대한 낮춰서 기동하는 이코노믹(economic) 기동, 미리 설정된 정상 속도로 기동하는 노멀(normal) 기동, 수명감소를 감수하고 기동 속도를 정상 속도보다 높여서 기동하는 패스트(fast) 기동 및 블랙 아웃(black out)과 같은 비상 상황에서 전력 공급을 위해 최고 속도로 기동하는 비상(emergency) 기동을 포함할 수 있다.
운영(operation) 모드는 미리 설정된 범위, 예컨대 약 40 내지 80%로 설정된 부분 부하(partial load)로 운전할 수 있다.
정지(shut-down) 모드는 수명 감소를 최소화하기 위해 기동 속도를 최대한 낮춰서 정지하는 이코노믹 정지, 미리 설정된 정상 속도로 정지하는 노멀 정지 및 화력 발전소의 각 발전설비 중에 어느 하나 이상에 이상이 발생한 경우 수명 감소를 감수하고 최고 속도로 정지하는 트립(trip) 정지를 포함할 수 있다.
계획 이력은 화력 발전소의 각 발전설비를 운전하기 위해 각 운전 모드, 즉 기동 모드, 운영 모드, 정지 모드별 운전을 수행하기 위한 데이터값으로, 관리 서버에 마련된 각 계산부 및 산출부에 의해 계산된 데이터에 의해 산출된다.
즉, 본 발명은 과거 이력과 실시간 운전 데이터를 이용해서 계산되는 응력과 수명 소비율에 따라 수명 감소를 최소화하도록 누적 수명 소비율과 목표 운전 시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산하여 계획 이력으로 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 실시 예에서는 각 운전 모드별 수명 소비율을 매핑해서 저장하고 저장된 데이터를 관리 서버(20)에 제공하는 데이터 베이스(21)가 마련된다.
관리 서버(20)는 실시간 운전 데이터를 이용해서 크리프(creep) 및 피로(fatigue) 응력(stress)을 계산하는 응력 계산부(22), 크리프 및 피로의 누적 수명 소비율을 계산하는 수명 소비율 계산부(23) 및 잔여 수명을 평가하는 수명 평가부(24)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 관리 서버(20)는 누적 수명 소비율과 잔여 수명 평가 결과를 이용해서 이윤을 극대화할 수 있도록 산출하는 이윤 산출부(25), 산출된 이윤에 기초해서 최적화된 운전 스케줄을 산출하는 스케줄 산출부(26) 및 각 운전 모드별 최적 운전 곡선을 실시간으로 계산하는 운전 곡선 계산부(27)를 더 포함할 수 있다.
데이터 베이스(21)는 실시간 운전 데이터와 과거 이력을 저장하는 이력 저장부(도면 미도시), 각 발전설비의 취약부에 대해 계산된 크리프 응력 및 피로 응력을 저장하는 응력 저장부(도면 미도시) 및 크리프와 피로 응력을 이용해서 계산된 누적 수명 소비율을 저장하는 수명 소비율 저장부(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 데이터 베이스(21)는 잔여 수명 평가, 이윤 산출, 운전 스케줄 산출 및 운영과 보수 여부를 결정하도록 관리 서버(20)에 마련된 각 장치의 동작시키는 통합 관리 프로그램을 저장할 수 있다.
응력 계산부(22)는 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력에 따른 각 발전설비의 취약부의 열응력을 계산하는 기능을 한다.
수명 소비율 계산부(23)는 계산된 열응력과 미리 저장된 수명 계산 변수를 이용해서 각 운전 모드별 누적 수명 소비율을 계산할 수 있다.
잔여 수명 평가부(24)는 계산된 각 운전 모드별 누적 수명 소비율에 따른 잔여 수명을 평가하고, 평가된 결과를 이윤 산출부(25) 및 스케줄 산출부(26)로 전달한다.
이윤 산출부(25)는 각 발전설비의 운전에 따른 이윤을 산출하는 기능을 한다.
이러한 이윤 산출부(25)는 이윤 산출시 기동시간의 감소, 기동시 연료 질량 유량(mass flow), 기동 도중에 전력 생산(electricity), 각 기동과 기동 타입별 수명 소비를 위한 비용과 요금(charge), 예상된(expected) 또는 예상외(unexpected) 기동을 고려한 기동 시간 동안 보상(remuneration), 밸런싱 에너지(balancing energy)를 위한 비용 및 수익(revenue), 이산화탄소 증명을 위한 비용 또는 수익 등의 인자를 고려하여 최적화된 이윤을 산출할 수 있다.
스케줄 산출부(26)는 잔여 수명 평가 결과에 따라 누적 수명 소비율과 목표 운전시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 포함하는 최적화된 운전 스케줄을 산출한다.
이에 따라, 운영자는 클라이언트 컴퓨터(30)를 이용해서 관리 서버(20)에서 접속하여 산출된 이윤 및 운전 스케줄을 확인하고, 화력 발전소에 마련된 각 발전설비의 운영 및 보수 여부를 결정할 수 있다.
한편, 관리 서버(20)는 이윤 산출부(25)와 스케줄 산출부(26) 그리고 운영 및 보수 결정부(27)에서 산출된 결과 데이터는 다시 계획 이력에 반영되도록 피드백된다.
이와 같이, 본 발명은 기동 및 운전 모드별 운전 결과에 따른 수명을 통합적으로 관리함으로써, 이윤 극대화를 위한 최적 정비 및 교체 주기를 제공할 수 있다.
운전 곡선 계산부(27)는 각 운전 모드별 최적 운전 곡선을 실시간으로 계산하는 클라이언트 컴퓨터에 제공한다.
클라이언트 컴퓨터(30)는 관리 서버(20)에 접속해서 관리 서버(20)와의 통신을 통해 실시간 운전 데이터, 과거 이력 및 계획 이력, 잔여 수명, 이윤, 운전 스케줄 및 각 운전 모드별 최적 운전 곡선을 표시하는 표시부와 운영자로부터 운영 및 보수 여부를 결정하여 입력받는 입력부를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 누적 수명 소비율과 목표 운전시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산하여 운영자에게 실시간으로 제공할 수 있다.
다음 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전소 관리 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 공정도이다.
도 2에서 화력 발전소가 운전을 시작하면(S10), 계측장치(10)에 마련된 온도 센서(11), 압력 센서(12), 유량 센서(13) 및 기타 센서(14)는 각각 화력 발전소에 마련된 각 발전설비의 취약부에서 온도, 압력, 유량 및 기타 계측값을 포함하는 실시간 운전 데이터를 계측한다(S12).
이때, 계측장치(10)는 각 센서(11 내지 14)에서 계측된 실시간 운전 데이터를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 관리 서버로 전송한다.
관리 서버(20)의 응력 계산부(22)는 수신된 실시간 운전 데이터와 데이터 베이스(21)에 저장된 과거 이력에 따른 각 발전설비의 취약부의 크리프 및 피로 응력을 계산한다(S14).
수명 소비율 계산부(23)는 계산된 열응력과 미리 저장된 수명 계산 변수를 이용해서 각 운전 모드별 누적 수명 소비율을 계산한다(S16).
잔여 수명 평가부(24)는 계산된 각 운전 모드별 누적 수명 소비율에 따른 잔여 수명을 평가하고(S18), 평가된 결과를 이윤 산출부(25) 및 스케줄 산출부(26)로 전달한다.
그러면 이윤 산출부(25)는 각 발전설비의 운전에 따른 이윤을 산출한다(S20).
이때, 이윤 산출부(25)는 기동시간의 감소, 기동시 연료 질량 유량(mass flow), 기동 도중에 전력 생산(electricity), 각 기동과 기동 타입별 수명 소비를 위한 비용과 요금(charge), 예상된(expected) 또는 예상외(unexpected) 기동을 고려한 기동 시간 동안 보상(remuneration), 밸런싱 에너지(balancing energy)를 위한 비용 및 수익(revenue), 이산화탄소 증명을 위한 비용 또는 수익 등의 인자를 고려하여 최적화된 이윤을 산출한다.
그리고 스케줄 산출부(26)는 잔여 수명 평가 결과에 따라 누적 수명 소비율과 목표 운전시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 포함하는 최적화된 운전 스케줄을 산출한다(S22).
이때, 운전 곡선 계산부(27)는 각 운전 모드별 최적 운전 곡선을 실시간으로 계산한다.
그러면, 운영자는 클라이언트 컴퓨터(30)를 이용해서 관리 서버에 접속하여 이윤 산출부(25)와 스케줄 산출부(26)에서 산출된 이윤과 운전 스케줄에 기초해서 각 발전설비의 운영 또는 보수 여부를 결정한다(S24).
즉, 운영자는 각 발전설비의 누적 수명 소비율과 최적 기동시간을 확인하고, 운영 또는 보수 여부 결정해서 화력 발전소의 지속적으로 운영하거나, 보수가 필요한 발전설비의 정비 및 교체 작업을 수행할 수 있다.
만약, S24단계에서 지속적으로 화력 발전소를 운영하도록 결정된 경우, 관리 서버(20)는 이윤 산출부(25)와 스케줄 산출부(26))에서 산출된 결과 데이터를 다시 계획 이력에 반영하고(S26), S14단계로 진행하여 S14 단계 내지 S26를 반복 수행한다.
반면, S24단계에서 보수 작업을 수행하기로 결정한 경우, 운영자는 화력 발전소의 운전을 중지하고, 해당 발전설비의 정비 및 교체작업을 수행한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 누적 수명 소비율과 목표 운전 시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
상기의 실시 예에서는 화력 발전소를 이용해서 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복합 화력 발전소, 열병합 발전소 등에도 적용하도록 변경될 수 있다.
본 발명은 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 누적 수명 소비율과 목표 운전 시간을 동시에 충족시키는 최적 기동시간을 계산함으로써 발전소 이윤을 극대화하는 발전소 통합 관리 기술에 적용된다.
10: 계측장치 11: 온도 센서
12: 압력 센서 13: 유량 센서
14: 기타 센서 20: 관리 서버
21: 데이터 베이스 22: 응력 계산부
23: 수명 소비율 계산부 24: 수명 평가부
25: 이윤 산출부 26: 스케줄 산출부
27: 운전 곡선 계산부 30: 클라이언트 컴퓨터
12: 압력 센서 13: 유량 센서
14: 기타 센서 20: 관리 서버
21: 데이터 베이스 22: 응력 계산부
23: 수명 소비율 계산부 24: 수명 평가부
25: 이윤 산출부 26: 스케줄 산출부
27: 운전 곡선 계산부 30: 클라이언트 컴퓨터
Claims (11)
- 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 계측장치 및
상기 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
각 운전 모드별 수명 소비율을 매핑해서 저장하고 저장된 데이터를 상기 관리 서버에 제공하는 데이터 베이스를 더 포함하고,
상기 관리 서버는 상기 실시간 운전 데이터를 이용해서 크리프 및 피로 응력을 계산하는 응력 계산부,
크리프 및 피로의 누적 수명 소비율을 계산하는 수명 소비율 계산부 및
잔여 수명을 평가하는 수명 평가부를 포함하며,
상기 운전 모드는 기동 모드, 운영 모드 및 정지 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 기동 모드는 수명 감소를 최소화하도록 기동 속도를 미리 설정된 정상속도보다 느리게 기동하는 이코노믹 기동,
상기 정상 속도로 기동하는 노멀 기동,
수명감소를 감수하고 기동 속도를 상기 정상 속도보다 높여서 기동하는 패스트 기동 및
비상 상황에서 최고 속도로 기동하는 비상 기동을 포함하고,
상기 운영 모드는 미리 설정된 범위로 설정된 부분 부하 상태에서 운전하며,
상기 정지 모드는 수명 감소를 최소화하도록 미리 설정된 정상 속도보다 낮춰서 정지하는 이코노믹 정지,
상기 정상 속도로 정지하는 노멀 정지 및
비상 상황에서 수명 감소를 감수하고 최고 속도로 정지하는 트립 정지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 관리 서버는 누적 수명 소비율과 잔여 수명 평가 결과를 이용해서 이윤을 극대화하도록 산출하는 이윤 산출부,
산출된 이윤에 기초해서 운전 스케줄을 산출하는 스케줄 산출부 및
각 운전 모드별 운전 곡선을 실시간으로 계산하는 운전 곡선 계산부를 더 포함하고,
상기 클라이언트 컴퓨터는 운영자에게 산출된 이윤 및 운전 스케줄을 제공하고, 화력 발전소에 마련된 각 발전설비의 운영 및 보수 여부를 결정받아 상기 관리 서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템. - 제1 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관리 서버에서 계산된 응력, 수명 소비율, 잔여 수명, 이윤, 운전 스케줄 및 운영과 보수 결정 정보를 확인하는 클라이언트 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템. - (a) 발전소에 마련된 각 발전설비의 온도, 압력을 계측해서 실시간 운전 데이터를 출력하는 단계 및
(b) 상기 실시간 운전 데이터와 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 운전 모드별 과거, 현재 및 계획 수명 소비율을 계산 및 예측하여 발전소의 실시간 최적 운전 모드와 기동을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법. - 제6항에 있어서, 상기 (b)단계는
(b1) 상기 실시간 운전 데이터, 과거 이력 및 계획 이력을 이용해서 각 발전설비의 취약부의 크리프 및 피로 응력을 계산하는 단계,
(b2) 크리프 및 피로의 누적 수명 소비율을 계산하는 단계 및
(b3) 계산된 누적 수명 소비율을 이용해서 잔여 수명을 평가하는 단계를 포함하고,
상기 운전 모드는 기동 모드, 운영 모드 및 정지 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법. - 제7항에 있어서,
상기 기동 모드는 수명 감소를 최소화하도록 기동 속도를 미리 설정된 정상속도보다 느리게 기동하는 이코노믹 기동,
상기 정상 속도로 기동하는 노멀 기동,
수명감소를 감수하고 기동 속도를 상기 정상 속도보다 높여서 기동하는 패스트 기동 및
비상 상황에서 최고 속도로 기동하는 비상 기동을 포함하고,
상기 운영 모드는 미리 설정된 범위로 설정된 부분 부하 상태에서 운전하며,
상기 정지 모드는 수명 감소를 최소화하도록 미리 설정된 정상 속도보다 낮춰서 정지하는 이코노믹 정지,
상기 정상 속도로 정지하는 노멀 정지 및
비상 상황에서 수명 감소를 감수하고 최고 속도로 정지하는 트립 정지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법. - 제8항에 있어서, 상기 (b)단계는
(b4) 상기 누적 수명 소비율과 잔여 수명 평가 결과를 이용해서 이윤을 극대화하도록 산출하는 단계,
(b5) 산출된 이윤에 기초해서 운전 스케줄을 산출하는 단계,
(b6) 산출된 이윤과 운전 스케줄을 클라이언트 컴퓨터에 제공하고, 운영자로부터 각 발전설비의 운영 및 보수 여부를 결정받는 단계 및
(b7) 각 운전 모드별 운전 곡선을 실시간으로 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법. - 제9항에 있어서,
상기 (b4) 단계는 기동시간의 감소, 기동시 연료 질량 유량, 기동 도중에 전력 생산, 각 기동과 기동 타입별 수명 소비를 위한 비용과 요금, 예상된 또는 예상외 기동을 고려한 기동 시간 동안 보상, 밸런싱 에너지를 위한 비용 및 수익, 이산화탄소 증명을 위한 비용 또는 수익 등의 인자를 고려하여 이윤을 산출하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법. - 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
(c) 클라이언트 컴퓨터를 이용해서 상기 (b)단계에서 계산된 응력, 수명 소비율, 잔여 수명, 이윤, 운전 스케줄 및 각 운전 모드별 운전 곡선을 확인하고, 운영과 보수 여부를 결정하는 단계 및
(d) 상기 (c)단계에서 보수 작업을 수행하도록 결정되면, 해당 발전설비의 정비 또는 교체를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 관리 시스템의 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130122074A KR20150043076A (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130122074A KR20150043076A (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150043076A true KR20150043076A (ko) | 2015-04-22 |
Family
ID=53035946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20130122074A KR20150043076A (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 발전소 관리 시스템 및 그의 제어방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20150043076A (ko) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106295863A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-04 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种新能源电站辅助功率预测与发电功率申请方法和系统 |
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| KR20210085316A (ko) | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 한국과학기술연구원 | 딥러닝 기반 발전소의 다중 출력 값 예측 방법 및 이를 수행하는 시스템 |
| KR20210085315A (ko) | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 한국과학기술연구원 | 딥러닝 기반 발전소의 출력 값 예측 방법 및 이를 수행하는 시스템 |
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-
2013
- 2013-10-14 KR KR20130122074A patent/KR20150043076A/ko active Search and Examination
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