KR20210081815A - 발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법 - Google Patents

발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치는, 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하기 위한 운전모드 판별부; 상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하기 위한 제어루프 특성 분류부; 상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하기 위한 제어루프 성능 지수 계산부; 및 상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하기 위한 제어루프 성능 저하 판단부;를 포함한다.

Description

발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING THE CONTROL LOOP PERFORMANCE OF PLANT}
본 발명은 발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전소의 정상 상태와 과도 상태에 따른 운전 모드를 고려하여 제어루프 특성별 제어루프 성능 지수의 저하를 판단함으로써 발전소의 제어루프를 최적 상태로 운전하여 발전소 성능을 최적으로 유지하기 위한, 발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
발전소 제어 시스템은 수백 개의 제어루프들로 이루어져 있다. 이러한 제어루프의 성능은 발전소의 안정적인 운영에 직접적인 영향을 미치며, 발전소 성능을 최적으로 유지하기 위해서는 제어루프가 최적의 상태로 운전되어야 한다.
제어루프는 발전소 건설이나 시운전 시 제어 튜닝을 통하여 최적화된다. 그러나, 공정 특성들은 시간이 경과함에 따라 설비 마모 및 교체, 발전소 개조 등 다양한 요인에 의해 변화한다.
특히, 발전소 설비 교체, 장비 마모, 새로운 장비의 추가적인 설치, 단위출력 및 운전모드의 변경, 제어기 파라미터의 부적절한 튜닝, 변동하는 외란, 설비 고장, 제어루프간 상호 작용, 루프의 비선형성, 공정 설계 오류 등은 제어루프의 성능 저하를 초래한다. 이에 따라, 제어루프의 성능은 초기의 안정적인 정상 상태로부터 조금씩 벗어나게 된다.
전술한 바와 같이, 제어루프의 성능 저하는 발전소의 성능에도 영향을 미치며, 발전소 운전에 여러 가지 부정적인 결과를 초래할 수 있다.
그런데, 기존의 발전소 감시 시스템들은 주로 터빈과 보일러 등 기계 시스템에 대한 상태나 고장 진단을 위해 운영되어 왔다. 즉, 제어루프의 성능이 발전소에 미치는 영향이 중요함에도 불구하고, 제어루프 성능 감시시스템은 미비한 실정이다.
제어루프의 성능은 정량적으로 효과를 나타내기 어렵지만, EPRI 보고서 등에 의하면 플랜트 효율과 보일러 수명 소비율, 출력 증감발 속도 등에 영향을 준다고 보고된 바 있다.
더욱이, 제어루프의 성능은 신재생전원의 증가로 기력발전의 유연운전이 필수적인 시점에서 유연운전의 핵심인 출력 증감발과 최소 부하 운전에 중요한 요소이다. 그래서, 제어루프의 성능은 제어 성능 관점에서 체계적으로 관리할 필요가 있다.
또한, 국내 대부분의 발전소에서는 계획 예방정비 공사후 발전소의 공정 변화에 대한 제어 성능 저하를 막고, 안정적인 발전을 위해 주요 제어루프(예를 들어, 발전기 출력, 주증기 압력, 주증기 온도, 재열 증기 온도 등)에 대한 제어기 튜닝을 실시하고 있다.
그래서, 제어루프 성능 감시시스템은 추가적인 튜닝이 필요한지에 대한 판단과 튜닝 전후의 제어 성능의 비교 등을 수행하기 위해 필요하다.
한편, 제어루프 성능 감시시스템은 화학공장에서 주로 적용되고 있다.
이러한 제어루프 성능 감시시스템은 제어루프가 얼마나 잘 제어되고 있는지를 나타내는 척도인 제어 성능 지수를 정의하고, 제어루프에 대한 데이터(설정값, 공정값, 제어기 출력 등)를 수집한다. 그리고, 제어루프 감시시스템은 제어 성능 지수를 계산하여 기준값 또는 최근에 제어기 튜닝을 완료한 시점의 제어 성능 지수값과 비교하여 임계값을 벗어나면 제어루프 관점에서 진단하고, 제어루프 성능 저하와 진단 결과를 리포팅하여 사용자 또는 정비원이 조치할 수 있게 한다.
기존 제어루프 성능 감시시스템은 오버슈트(overshoot)와 IAE(절대오차적분)를 제어루프 성능 지수로 활용하고 있다.
구체적으로, 일반적인 제어루프 성능 지수는 아래와 같이 정의될 수 있다.
○ 포지티브 오버슈트(Positive Overshoot, O+T) :
Figure pat00001
○ 네거티브 오버슈트(Negative Overshoot, O-T) :
Figure pat00002
○ 피크 투 피크 값(Peak-To-Peak value, PTPT) :
Figure pat00003
○ 평균편차(Mean Value Deviation, MVDT) :
Figure pat00004
○ 절대오차적분(Integral of Absolute Error, IAET) :
Figure pat00005
○ 제곱오차적분(Integral of Squared Error, ISET) :
Figure pat00006
○ 시간가중절대오차적분(Integral of Time-weighted Absolute Error, ITAET) :
Figure pat00007
○ 시간가중제곱오차적분(Integral of Time-weighted Squared Error, ITSET) :
Figure pat00008
이와 같이, 기존 제어루프 성능 감시시스템은 운전 모드와 관계없이 동일한 제어 성능 지수와 기준값을 적용하고 있다.
그런데, 기존 제어루프 성능 감시시스템은 다양한 정상 상태(출력 부하대별로 다른 제어 특성)와 과도 상태(다른 출력 증감발율, 런백 등)의 운전 모드를 갖는 발전소에 제어 성능 지수의 기준값을 동일하게 적용할 경우 제어 성능 저하 진단의 결과의 신뢰성이 떨어질 수 있다.
발전소에서는 특성상 다양한 운전 모드에 대한 이해와 운전 모드의 적절한 분류를 통한 감시와 관리가 필요하다.
따라서, 기존 제어루프 성능 감시시스템은 발전소에 적용하기 위해 제어루프별로 요구되는 조건이 달라 제어루프별로 감시하는 제어 성능 지수를 다르게 적용할 필요가 있다. 즉, 발전소에서는 발전 출력 부하와 운전 모드가 다양한 발전소 제어루프의 특성을 반영할 수 있는 제어 성능 지수를 적용하여 구현할 수 있는 제어루프 성능 감시스템이 필요한 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2004-0100613호
본 발명의 목적은 발전소의 정상 상태와 과도 상태에 따른 운전 모드를 고려하여 제어루프 특성별 제어루프 성능 지수의 저하를 판단함으로써 발전소의 제어루프를 최적 상태로 운전하여 발전소 성능을 최적으로 유지하기 위한, 발전소의 제어루프 성능 감시 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치는, 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하기 위한 운전모드 판별부; 상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하기 위한 제어루프 특성 분류부; 상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하기 위한 제어루프 성능 지수 계산부; 및 상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하기 위한 제어루프 성능 저하 판단부;를 포함할 수 있다.
상기 운전모드 판별부는, 유니트 마스터 제어(UMC)에 따른 발전소 부하요구 신호(ULD) 설정값에 기반하여 상기 정상 상태와 상기 과도 상태를 구분하는 것일 수 있다.
상기 정상 상태는 발전 출력 부하 상태 별 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드에 따라 세부적으로 구분되고, 상기 과도 상태는 부하 변동 상태와 런백 상태에 따라 세부적으로 구분되는 것일 수 있다.
상기 발전 출력 부하 상태는, 80% 이상의 범위(발전 출력≥80%), 60% 이상 80% 미만의 범위(60%≤발전 출력＜80%), 50% 이상 60% 미만의 범위(50%≤발전 출력＜60%), 50% 미만의 범위(발전 출력＜50%)로 구분하는 것일 수 있다.
상기 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드는, 보일러 마스터 모드와 터빈 마스터 모드가 모두 수동 모드인 베이스(base) 모드, 보일러 마스터 모드가 자동이고 터빈 마스터 모드가 수동인 보일러 추종(Boiler Following, BF) 모드, 보일러 마스터 모드가 수동이고 터빈 마스터 모드가 자동인 터빈 추종(Turbine Following, TF) 모드, 보일러 마스터 모드와 터빈 마스터 모드가 모두 자동인 협조 제어(Coordinatd Control, CC) 모드로 구분하는 것일 수 있다.
상기 부하 변동 상태는, 분당 1% 이하인 경우(부하변화율≤1%／min), 분당 2% 이하인 경우(부하변화율≤2%／min), 분당 3% 이하인 경우(부하변화율≤3%／min), 분당 5% 이하인 경우(부하변화율≤5%／min), 분당 5% 초과인 경우(부하변화율＞5%／min)로 구분하는 것일 수 있다.
상기 런백 상태는, FDFan(Forced Draft Fan) 런백, IDFan(Induced Draft Fan) 런백, PAFan(Primary Air Fan) 런백, BFPT(Boiler Feed water Pump Turbine) 런백, 기타 런백으로 구분하는 것일 수 있다.
상기 제어루프 특성은, 온도, 유량, 압력, 수위, 기타로 구분하는 것일 수 있다.
상기 제어루프 성능 지수는, 포지티브 오버슈트(Max. O.S), 절대오차적분(IAE) 평균, 피크 투 피크(PTP) 편차, 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제어루프 특성 분류부는, 상기 포지티브 오버슈트(Max. O.S)의 경우에 정상 상태-온도, 정상 상태-수위일 때 할당하고, 상기 절대오차적분(IAE) 평균의 경우에 정상 상태-유량, 정상 상태-압력, 정상 상태-기타일 때 할당하며, 상기 피크 투 피크(PTP) 편차의 경우에 과도 상태-온도, 과도 상태-수위일 때 할당하고, 상기 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균의 경우에 과도 상태-유량, 과도 상태-압력일 때 할당하는 것일 수 있다.
상기 성능 저하 판별식은, 아래 [수학식]을 만족하는 것일 수 있다.
[수학식]
Figure pat00009
(여기서, 성능 지수 계산값은 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대응하는 값, 기준값은 성능 지수 계산값과 동일한 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대해 성능 지수 계산값과 비교를 위해 미리 설정된 값, 편차 임계값은 성능 저하 판별을 위해 성능 지수 계산값과 기준값 간에 관계를 통해 미리 정해진 값임.)
실시예에 따르면, 상기 제어루프 성능 저하 판단부에 의한 제어루프 성능 저하 판단 결과를 알람 또는 리포트 형태로 사용자에게 제공하기 위한 판단결과 제공부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 방법은, (a) 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하는 단계; (b) 상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하는 단계; (c) 상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하는 단계; 및 (d) 상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는, 유니트 마스터 제어(UMC)에 따른 발전소 부하요구 신호(ULD) 설정값에 기반하여 상기 정상 상태와 상기 과도 상태를 구분하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치로서, 적어도 하나 이상의 프로세서; 및 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며, 상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 발전소의 제어루프 성능 감시 장치로 하여금, 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하게 하고, 상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하게 하며, 상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하게 하고, 상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하게 하는 것일 수 있다.
본 발명은 발전소의 정상 상태와 과도 상태에 따른 운전 모드를 고려하여 제어루프 특성별 제어루프 성능 지수의 저하를 판단함으로써 발전소의 제어루프를 최적 상태로 운전하여 발전소 성능을 최적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 발전소의 다양한 운전 모드와 많은 제어루프 특성을 반영한 제어루프 성능 감시 환경을 제공함으로써 발전소 제어루프를 체계적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 체계적인 제어루프 성능 관리를 통해 발전소의 효율적인 관리와 제어 성능 개선에 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존에 관리하기 어려운 제어 이상을 제어루프 관점에서 사전에 관리하고, 점검할 수 있기 때문에 발전소 안정 운영에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명은 발전소에서 수백 개의 제어루프에 의해 제어가 이루어지고 있고, 제어루프별로 요구되는 제어 성능이 다르며, 운전 모드가 다양함에 착안하여 제어루프별 성능 지수 정의와 기준을 다르게 적용한 제어루프 성능 감시 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 정상 상태의 경우에 발전 출력 부하와 보일러 마스터 제어기와 터빈 마스터 제어기의 운전 모드, 즉, 자동/수동 모드에 따라 구분하고, 과도 상태의 경우 출력 증감발과 런백 상태로 구분하여 구현함으로써 다양한 정상 상태와 과도 상태를 반영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치를 나타낸 도면,
도 2는 운전 모드 구분을 설명하는 도면,
도 3은 UMC 제어로직을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운전모드 판별 방법을 나타낸 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시에에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 방법을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "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.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 운전 모드 구분을 설명하는 도면이며, 도 3은 UMC 제어로직을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 장치(100)는, 발전소의 정상 상태와 과도 상태에 따른 운전 모드를 고려하여 제어루프 특성별 제어루프 성능 지수의 저하를 판단함으로써 발전소의 제어루프를 최적 상태로 운전하여 발전소 성능을 최적으로 유지할 수 있다.
일반적으로, 발전소에서는 수백 개의 제어루프에 의해 제어가 이루어진다. 그런데, 발전소의 안정적인 운영을 위해서는 각각의 제어루프의 안정적인 제어가 중요하다. 제어루프 성능은 발전소에서 제어가 잘 이루어지고 있는지를 나타내는 척도로 정의할 수 있고, 플랜트의 안정적인 운영에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
이에 따라, 발전소 성능을 최적으로 유지하기 위해서는 제어루프가 최적의 상태로 운전되어야 한다.
구체적으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 운전모드 판별부(110), 제어루프 특성 분류부(120), 제어루프 성능 지수 계산부(130), 제어루프 성능 저하 판단부(140), 판단결과 제공부(150), 데이터베이스(160)를 포함한다.
먼저, 운전모드 판별부(110)는 데이터베이스(160)에 저장된 운영데이터 DB(161)와 환경변수 DB(162)를 이용하여 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별한다.
여기서, 발전소 운전 모드는 정상 상태와 과도 상태로 구분되되, 정상 상태의 경우 발전 출력 부하 상태별 보일러 마스터(Boiler Master, BM)와 터빈 마스터(Turbine Master, TM)의 자동/수동 모드에 따라 세부적으로 구분되며, 과도 상태의 경우 부하 변동 상태와 런백 상태에 따라 세부적으로 구분된다.
구체적으로, 운전모드 판별부(110)는 유니트 마스터 제어(Unit Master Control, UMC)에 따른 발전소 부하요구 신호(Unit Load Demand, ULD) 설정값에 기반하여 정상 상태와 과도 상태를 구분한다.
도 2를 참조하면, 발전소 제어에서 유니트 마스터 제어(UMC)는 발전소 부하요구 신호를 설정하는 최상위 제어 레벨이다. UMC의 설정값은 자동급전 지령신호(Automatic Dispatch System, ADS) 또는 운전원이 설정하는 값에 따라 보일러 마스터와 터빈 마스터에 발전기 부하요구 신호(ULD)를 전달한다. 그래서, 하위 제어 레벨인 공기, 연료, 급수 등을 조절하는 기기들은 ULD 설정값에 따라 제어된다.
이에 따라, 운전모드 판별부(110)는 ULD 설정값이 고정되고, 주증기 압력과 주증기 온도는 안정상태에 도달하는 경우 정상 상태로 판별한다. 또한, 운전모드 판별부는 ULD 설정값이 변경되고, 속도 제한기(rate limiter)를 거친 ULDr의 변화율과 런백 신호 소스에 따라 과도 상태로 판별한다.
도 3을 참조하면, 운전모드 판별부(110)는 정상 상태인 경우에, 발전 출력 부하 상태와 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드 즉, 자동/수동 모드에 따라 세부적으로 구분할 수 있다.
우선, 발전 출력 부하 상태는 80% 이상의 범위(발전 출력≥80%), 60% 이상 80% 미만의 범위(60%≤발전 출력＜80%), 50% 이상 60% 미만의 범위(50%≤발전 출력＜60%), 50% 미만의 범위(발전 출력＜50%)로 구분할 수 있다.
또한, 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드는 베이스(base) 모드, 보일러 추종(Boiler Following, BF) 모드, 터빈 추종(Turbine Following, TF) 모드, 협조 제어(Coordinated Control, CC) 모드로 구분할 수 있다. 이는 아래 표 1과 같이 보다 구체적으로 나타낼 수 있다
운전 모드 보일러 마스터 모드 터빈 마스터 모드
베이스 모드 수동 수동
BF 모드 자동 수동
TF 모드 수동 자동
CC 모드 자동 자동
아울러, 운전모드 판별부(110)는 과도 상태인 경우에, 부하 변동 상태와 런백 상태에 따라 세부적으로 구분할 수 있다.
우선, 부하 변동 상태는 분당 1% 이하인 경우(부하변화율≤1%／min), 분당 2% 이하인 경우(부하변화율≤2%／min), 분당 3% 이하인 경우(부하변화율≤3%／min), 분당 5% 이하인 경우(부하변화율≤5%／min), 분당 5% 초과인 경우(부하변화율＞5%／min)로 구분할 수 있다.
또한, 런백 상태는 FDFan(Forced Draft Fan) 런백, IDFan(Induced Draft Fan) 런백, PAFan(Primary Air Fan) 런백, BFPT(Boiler Feed water Pump Turbine) 런백, 기타 런백으로 구분할 수 있다.
아울러, 운전모드 판별부(110)는 모드 범위를 조정하여 모드 개수를 확장 또는 축소할 수 있다. 도 3의 경우는 모드 개수가 29개인 경우이다.
다음으로, 제어루프 특성 분류부(120)는 발전소 운전 모드와 제어루프 특성(예, 온도, 유량, 압력, 수위, 기타)에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당한다. 이는 발전소 운전 모드와 제어루프 특성이 반영된 성능 지수 계산값을 계산하기 위한 것이다.
보다 상세하게, 제어루프 특성 분류부(120)는 아래 표 2와 같이 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 할당할 수 있다. 제어루프 특성별로 제어루프 성능 지수가 하나 이상이 할당 가능하나, 여기서는 아래 표 3과 같이 하나의 제어루프 성능 지수가 선택된다.
여기서, 제어루프 성능 지수의 항목은 포지티브 오버슈트(Max. O.S), 절대오차적분(IAE) 평균, 피크 투 피크(PTP) 편차, 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균을 포함한다.
구분 온도 유량 압력 수위 기타
정상 상태 Max. O.S
IAE 평균		 IAE 평균 IAE 평균 Max. O.S
IAE 평균		 IAE 평균
과도 상태 Max. O.S
PTP 편차
ISE 평균		 PTP 편차
ITAE 평균		 PTP 편차
ITAE 평균		 Max. O.S
PTP 편차 		PTP 편차
IAE 평균
구분 온도 유량 압력 수위 기타
정상 상태 Max. O.S IAE 평균 IAE 평균 Max. O.S IAE 평균
과도 상태 PTP 편차 ITAE 평균 ITAE 평균 PTP 편차 PTP 편차
표 3을 참조하면, 제어루프 특성 분류부(120)는 Max. O.S의 경우에 정상 상태-온도, 정상 상태-수위일 때 할당하고, IAE 평균의 경우에 정상 상태-유량, 정상 상태-압력, 정상 상태-기타일 때 할당하며, PTP 편차의 경우에 과도 상태-온도, 과도 상태-수위일 때 할당하고, ITAE 평균의 경우에 과도 상태-유량, 과도 상태-압력일 때 할당한다.
다음으로, 제어루프 성능 지수 계산부(130)는 데이터베이스(160)에 포함된 발전소 운영데이터 DB를 이용하여 제어루프 성능 지수에 대응되는 제어루프 성능 지수 계산값 즉, 성능 지수 계산값을 계산한다.
즉, 제어루프 성능 지수 계산부(130)는 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수에 대응하는 성능 지수 계산값을 도출하게 된다.
이러한 제어루프 성능 지수 계산부(130)는 제어루프 성능 지수에 대응하는 성능 지수 계산값을 아래 수학식 1 내지 4를 이용하여 게산한다.
수학식 1은 제어루프 성능 지수 'Max O.S'의 계산식이고, 수학식 2는 제어루프 성능 지수 'IAE 평균'의 계산식이며, 수학식 3은 제어루프 성능 지수 'PTP 편차'의 계산식이고, 수학식 4는 제어루프 성능 지수 'ITAE 평균'의 계산식이다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
또한, 제어루프 성능 지수 'Max O.S'는 인덱스 0이 할당되고, 제어루프 성능 지수 'IAE 평균'은 인덱스 1이 할당되며, 제어루프 성능 지수 'PTP 편차'는 인덱스 2가 할당되고, 제어루프 성능 지수 'ITAE 평균'은 인덱스 3이 할당된다. 이는 표 4와 같이 정리될 수 있다.
제어루프 성능 지수 인덱스
Max O.S 0
IAE 평균 1
PTP 편차 2
ITAE 평균 3
다음으로, 제어루프 성능 저하 판단부(140)는 성능 지수 계산값을 아래 수학식 5의 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단한다.
즉, 제어루프 성능 저하 판단부(140)는 아래 수학식 5를 만족할 때 해당 제어루프의 제어 성능이 저하된 것으로 판단한다.
Figure pat00014
여기서, 성능 지수 계산값은 전술한 바와 같이 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수에 대응하는 값이고, 기준값은 성능 지수 계산값과 동일한 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수에 대해 성능 지수 계산값과 비교를 위해 미리 설정된 값이며, 편차 임계값은 성능 저하 판별을 위해 성능 지수 계산값과 기준값 간에 관계를 통해 미리 정해진 값이다.
다음으로, 판단결과 제공부(150)는 제어루프 성능 저하 판단부(140)의 판단 결과를 알람 또는 리포트 형태로 사용자에게 제공한다.
다음으로, 데이터베이스(160)는 발전소 제어시스템과 연계되어 수집된 발전소 운영데이터를 저장 및 관리하는 운영데이터 DB(161), 제어루프 성능 감시를 위한 환경변수를 저장 및 관리하는 환경변수 DB(162)를 포함한다.
즉, 운영데이터 DB(161)는 발전소 제어 시스템과 연계된 운영데이터 뿐만 아니라, 제어루프 성능 감시 장치(100)의 각 구성요소의 실행 결과를 저장 및 관리한다. 이때, 운영데이터 DB(161)는 실시간 데이터 이외에도 이력데이터를 이용하여 제어 성능 저하를 판별할 수 있는 비주기 이력 데이터도 추출하여 제공할 수 있다. 이를 통해, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 실시간으로 데이터를 수집하여 주기적으로 제어루프 성능을 감시할 수도 있고, 비주기 이력 데이터를 추출하여 사용자가 원하는 시간 구간에서 제어루프 성능을 감시할 수도 있다.
그리고, 환경변수 DB(162)는 발전소 서버와의 통신 연계 설정, 제어루프별 태그 정보 및 실행 기능, 스캔 타임, 운전 모드에 대한 기준, 제어루프 분류 정보, 제어루프 성능 지수 종류 및 계산식, 제어루프 성능 판별 시간, 운전모드/제어루프 성능지수별 제어루프 성능 지수 기준값, 성능 저하 판별을 위한 기준값과 계산값 간의 편차 임계값 등의 정보가 저장 및 관리된다.
다른 실시예로서, 발전소의 제어루프 성능 감시 장치(100)는 적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 실행할 때, 본 발명의 실시예에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 방법을 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서는 적어도 하나 이상의 프로세서로서, 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 그리고, 프로세서는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
또한, 메모리는 하나의 저장 장치일 수 있거나, 또는 복수의 저장 엘리먼트의 집합적인 용어일 수 있다. 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들은 실행가능한 프로그램 코드 또는 파라미터, 데이터 등일 수 있다. 그리고, 메모리는 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있거나, 또는 자기 디스크 저장장치 또는 플래시(flash) 메모리와 같은 NVRAM(Non-Volatile Memory)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운전모드 판별 방법을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 운전모드 판별 과정을 다음과 같이 수행한다.
구체적으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 환경변수 DB(162)와 운영데이터 DB(161)를 통해 운전모드 판별 과정을 준비한다(S201, S202).
다음, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 ULD 설정값을 이용하여 정상 상태 또는 과도 상태인지를 구분한다(S203).
먼저, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 정상 상태인 경우, 보일러 마스터(BM)와 터빈 마스터(TM)의 운전모드를 확인한 다음(S204), 발전 출력 부하 상태를 확인하여 운전모드를 결정한다(S205).
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 과도 상태인 경우, 부하 변동 상태(S206)와 런백 상태(S207)를 확인하여 운전모드를 결정한다.
이때, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 정상 상태 또는 과도 상태인 경우 운전모드를 결정하는 과정이 전술한 도 2를 참고하여 진행된다.
이후, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 최종 결정된 운전모드를 저장한 후 운전모드 판별 과정을 종료한다(S208).
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시에에 따른 발전소의 제어루프 성능 감시 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 발전소의 제어루프 성능 감시를 위해 제어루프 성능 지수 저하를 다음과 같이 판단한다.
먼저, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 환경변수 DB(162)에서 환경변수를 로드하여 제어루프 성능 지수의 저하 판단을 준비한다(S301). 여기서, 환경변수에는 제어루프 분류 정보, 제어루프 성능 판별 시간, 제어루프 성능 지수 기준값, 편차 임계값, 스캔타임 등이 포함된다.
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 성능지수를 계산한다(S302).
이때, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 환경변수 DB(162)에 저장된 성능판별시간(주기)에 따라 제어루프 데이터를 리딩하고 도 4에서 전술한 운전모드 판별 과정을 수행한다(S302a 내지 S302e). 즉, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 성능판별시간(주기) 마다 제어루프 성능 저하를 판별할 수 있다.
더욱이, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 비주기 이력 데이터를 이용하여 사용자의 요구(시간 구간 입력 처리 등)에 의해 임의 시간 구간에 대한 제어루프 성능 저하를 판별할 수 있다.
또한, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 성능 지수별로 할당된 인덱스(index)별로 제어루프 성능 지수의 계산값(CPI[mode][0]∼CPI[mode][4])을 도출하여 저장한다(S302f).
여기서, CPI[mode][index]는 도 2 및 도 4를 통해 판별된 운전모드(mode)와 제어루프 성능 지수의 인덱스(index)를 나타내는 값으로서, 이차원 배열로 저장된다. 아울러, CPI_R[mode][index]는 대상 발전소에서 도 2 및 도 4의 운전모드에 대한 시험을 통해 미리 계산된 기준값으로서, 환경변수 DB(162)에 이차원 배열로 저장된다.
도 6을 참조하면, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성(온도, 유량, 압력, 수위, 기타) 별로 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다.
먼저, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성이 '온도'인 경우에, 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다(S303).
성능 저하 판별식과 관련하여, 도 2의 운전모드가 20 이상인 경우(즉, 과도 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'PTP 편차'이고, 인덱스는 '2'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][2]이고, 기준값은 CPI_R[mode][2]이다.
도 2의 운전모드가 20 미만인 경우(즉, 정상 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'Max O.S'이고, 인덱스는 '0'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][0]이고, 기준값은 CPI_R[mode][0]이다.
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성이 '유량'인 경우에, 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다(S304).
성능 저하 판별식과 관련하여, 도 2의 운전모드가 20 이상인 경우(즉, 과도 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'ITAE 평균'이고, 인덱스는 '3'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][3]이고, 기준값은 CPI_R[mode][3]이다.
도 2의 운전모드가 20 미만인 경우(즉, 정상 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'IAE 평균'이고, 인덱스는 '1'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][1]이고, 기준값은 CPI_R[mode][1]이다.
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성이 '압력'인 경우에, 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다(S305).
성능 저하 판별식과 관련하여, 도 2의 운전모드가 20 이상인 경우(즉, 과도 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'ITAE 평균'이고, 인덱스는 '3'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][3]이고, 기준값은 CPI_R[mode][3]이다.
도 2의 운전모드가 20 미만인 경우(즉, 정상 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'IAE 평균'이고, 인덱스는 '1'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][1]이고, 기준값은 CPI_R[mode][1]이다.
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성이 '수위'인 경우에, 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다(S306).
성능 저하 판별식과 관련하여, 도 2의 운전모드가 20 이상인 경우(즉, 과도 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'PTP 편차'이고, 인덱스는 '2'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][2]이고, 기준값은 CPI_R[mode][2]이다.
도 2의 운전모드가 20 미만인 경우(즉, 정상 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'Max O.S'이고, 인덱스는 '0'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][0]이고, 기준값은 CPI_R[mode][0]이다.
다음으로, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 특성이 '기타'인 경우에, 운전모드에 따라 성능 저하 판별식을 이용하여 제어루프 성능 지수가 저하되는지를 판단한다(S307).
성능 저하 판별식과 관련하여, 도 2의 운전모드가 20 이상인 경우(즉, 과도 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 'IAE 평균'이고, 인덱스는 '1'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][1]이고, 기준값은 CPI_R[mode][1]이다.
도 2의 운전모드가 20 미만인 경우(즉, 정상 상태), 표 3 및 표 4에서 제어루프 성능 지수는 '편차 PTP'이고, 인덱스는 '2'가 된다. 그러면, 인덱스 성능 지수 계산값은 CPI[mode][2]이고, 기준값은 CPI_R[mode][2]이다.
전술한 바와 같이, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 운전모드가 정상 상태일 때, 환경변수 DB(162)로부터 확인된 성능판별시간 동안의 해당 제어루프의 성능 지수 계산값과 정상 상태에서의 기준값을 성능 저하 판별식에 적용하여 편차 임계값 이상이면 해당 제어루프에 성능 저하가 일어난 것으로 판단한다. 이는 성능판별시간 마다 주기적으로 하거나, 비주기 이력 데이터를 통해 비주기적으로도 할 수 있다.
또한, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 운전모드가 과도 상태일 때, 과도 상태가 시작된 시점부터 과도 상태가 종료되어 안정 상태에 도달할 때까지의 성능판별시간 동안의 해당 제어루프의 성능 지수 계산값과 과도 상태에서의 기준값을 성능 저하 판별식에 적용하여 편차 임계값 이상이면 해당 제어루프에 성능 저하가 일어난 것으로 판단한다. 이는 성능판별시간 마다 주기적으로 하거나, 비주기 이력 데이터를 통해 비주기적으로도 할 수 있다.
또한, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 성능판별시간 동안 정상 상태에서 과도 상태로 운전모드가 변경될 때, 과도 상태를 제외한 성능판별시간 동안 정상 상태에서 제어루프의 성능 저하가 일어나는지를 판단하고, 과도 상태가 시작된 시점부터 과도 상태가 종료되어 안정 상태에 도달할 때까지의 성능판별시간 동안 과도 상태에서 제어루프의 성능 저하가 일어나는지를 판단한다. 이 경우에는 정상 상태인 경우와 과도 상태인 경우 각각에 대한 제어루프의 성능 저하가 일어나는지를 구별하여 판단하게 된다.
아울러, 제어루프의 제어기 파라미터 조정은 주로 과도 상태에서 이루어지기 때문에, 과도 상태의 운전모드별로 성능 지수 계산값은 발전소 계획예방정비 공사 후 제어루프의 제어기 파라미터 조정이 필요한지를 판단할 때 활용할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 성능 지수의 판단 결과를 알람 또는 리포트 형태로 사용자에게 제공한다(S308). 이때, 제어루프 성능 감시 장치(100)는 제어루프 성능 지수의 판단 결과를 저장하고 제어루프 성능 감시 과정을 종료한다(S309).
일부 실시 예에 의한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
110 ; 운전모드 판별부 120 ; 제어루프 특성 분류부
130 ; 제어루프 성능 지수 계산부 140 ; 제어루프 성능 저하 판단부
150 ; 판단결과 제공부 160 ; 데이터베이스
161 ; 운영데이터 DB 162 ; 환경변수 DB

Claims (18)

  1. 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하기 위한 운전모드 판별부;
    상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하기 위한 제어루프 특성 분류부;
    상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하기 위한 제어루프 성능 지수 계산부; 및
    상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하기 위한 제어루프 성능 저하 판단부;
    를 포함하는 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전모드 판별부는,
    유니트 마스터 제어(UMC)에 따른 발전소 부하요구 신호(ULD) 설정값에 기반하여 상기 정상 상태와 상기 과도 상태를 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정상 상태는 발전 출력 부하 상태 별 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드에 따라 세부적으로 구분되고,
    상기 과도 상태는 부하 변동 상태와 런백 상태에 따라 세부적으로 구분되는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발전 출력 부하 상태는,
    80% 이상의 범위(발전 출력≥80%), 60% 이상 80% 미만의 범위(60%≤발전 출력＜80%), 50% 이상 60% 미만의 범위(50%≤발전 출력＜60%), 50% 미만의 범위(발전 출력＜50%)로 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드는,
    보일러 마스터 모드와 터빈 마스터 모드가 모두 수동 모드인 베이스(base) 모드, 보일러 마스터 모드가 자동이고 터빈 마스터 모드가 수동인 보일러 추종(Boiler Following, BF) 모드, 보일러 마스터 모드가 수동이고 터빈 마스터 모드가 자동인 터빈 추종(Turbine Following, TF) 모드, 보일러 마스터 모드와 터빈 마스터 모드가 모두 자동인 협조 제어(Coordinatd Control, CC) 모드로 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하 변동 상태는,
    분당 1% 이하인 경우(부하변화율≤1%／min), 분당 2% 이하인 경우(부하변화율≤2%／min), 분당 3% 이하인 경우(부하변화율≤3%／min), 분당 5% 이하인 경우(부하변화율≤5%／min), 분당 5% 초과인 경우(부하변화율＞5%／min)로 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 런백 상태는,
    FDFan(Forced Draft Fan) 런백, IDFan(Induced Draft Fan) 런백, PAFan(Primary Air Fan) 런백, BFPT(Boiler Feed water Pump Turbine) 런백, 기타 런백으로 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어루프 특성은,
    온도, 유량, 압력, 수위, 기타로 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어루프 성능 지수는,
    포지티브 오버슈트(Max. O.S), 절대오차적분(IAE) 평균, 피크 투 피크(PTP) 편차, 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균을 포함하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어루프 특성 분류부는,
    상기 포지티브 오버슈트(Max. O.S)의 경우에 정상 상태-온도, 정상 상태-수위일 때 할당하고,
    상기 절대오차적분(IAE) 평균의 경우에 정상 상태-유량, 정상 상태-압력, 정상 상태-기타일 때 할당하며,
    상기 피크 투 피크(PTP) 편차의 경우에 과도 상태-온도, 과도 상태-수위일 때 할당하고,
    상기 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균의 경우에 과도 상태-유량, 과도 상태-압력일 때 할당하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 성능 저하 판별식은,
    아래 [수학식]을 만족하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
    [수학식]
    Figure pat00015

    (여기서, 성능 지수 계산값은 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대응하는 값, 기준값은 성능 지수 계산값과 동일한 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대해 성능 지수 계산값과 비교를 위해 미리 설정된 값, 편차 임계값은 성능 저하 판별을 위해 성능 지수 계산값과 기준값 간에 관계를 통해 미리 정해진 값임.)
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어루프 성능 저하 판단부에 의한 제어루프 성능 저하 판단 결과를 알람 또는 리포트 형태로 사용자에게 제공하기 위한 판단결과 제공부;
    를 더 포함하는 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
  13. (a) 정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하는 단계;
    (b) 상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하는 단계;
    (c) 상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하는 단계; 및
    (d) 상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하는 단계;
    를 포함하는 발전소의 제어루프 성능 감시 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    유니트 마스터 제어(UMC)에 따른 발전소 부하요구 신호(ULD) 설정값에 기반하여 상기 정상 상태와 상기 과도 상태를 구분하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 정상 상태는 발전 출력 부하 상태 별 보일러 마스터와 터빈 마스터의 운전 모드에 따라 세부적으로 구분되고,
    상기 과도 상태는 부하 변동 상태와 런백 상태에 따라 세부적으로 구분되는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어루프 성능 지수는,
    포지티브 오버슈트(Max. O.S), 절대오차적분(IAE) 평균, 피크 투 피크(PTP) 편차, 시간가중절대오차적분(ITAE) 평균을 포함하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 성능 저하 판별식은,
    아래 [수학식]을 만족하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
    [수학식]
    Figure pat00016

    (여기서, 성능 지수 계산값은 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대응하는 값, 기준값은 성능 지수 계산값과 동일한 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 할당된 제어루프 성능 지수 항목에 대해 성능 지수 계산값과 비교를 위해 미리 설정된 값, 편차 임계값은 성능 저하 판별을 위해 성능 지수 계산값과 기준값 간에 관계를 통해 미리 정해진 값임.)
  18. 발전소의 제어루프 성능 감시 장치로서,
    적어도 하나 이상의 프로세서; 및
    컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 발전소의 제어루프 성능 감시 장치로 하여금,
    정상 상태와 과도 상태의 구분에 따라 발전소 운전 모드를 분류하여 판별하게 하고,
    상기 발전소 운전 모드와 제어루프 특성에 따라 제어루프 성능 지수를 분류하여 할당하게 하며,
    상기 제어루프 성능 지수에 대응되는 성능 지수 계산값을 도출하게 하고,
    상기 성능 지수 계산값을 성능 저하 판별식에 적용하여 제어루프 성능 저하를 판단하게 하는 것인 발전소의 제어루프 성능 감시 장치.
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