JPH0434162B2 - - Google Patents

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JPH0434162B2
JPH0434162B2 JP57088079A JP8807982A JPH0434162B2 JP H0434162 B2 JPH0434162 B2 JP H0434162B2 JP 57088079 A JP57088079 A JP 57088079A JP 8807982 A JP8807982 A JP 8807982A JP H0434162 B2 JPH0434162 B2 JP H0434162B2
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Japan
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load
manipulated variable
value
plant
operation amount
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発電プラントの効率最適化制御システ
ムに係り、特にプラント効率を最高点に維持する
のに好適な発電プラントの効率最適化制御システ
ムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an efficiency optimization control system for a power generation plant, and more particularly to an efficiency optimization control system for a power generation plant suitable for maintaining plant efficiency at the highest point.

発電プラントの高効率化運用制御の問題が話題
になつてから久しいが、プラントを総括的に観点
からみて、その効率向上を図つた制御システム
は、未だ実用化に至つていない。
Although the issue of highly efficient operational control of power plants has been a hot topic for some time, a control system that aims to improve the efficiency of a plant from a comprehensive perspective has not yet been put into practical use.

僅かに、火力発電プラントにおいて空燃比を操
作することによるボイラ効率の最適化に関する報
告(例えば、F.Moran et al;Development
and application of self−optimi Sing contorol
to coalfired Steam−generating plant、
Proc・IEE、VoL・115、No.2(1968−2))があ
るにすぎない。
There are a few reports on optimizing boiler efficiency by manipulating the air-fuel ratio in thermal power plants (e.g., F. Moran et al; Development
and application of self−optimi Sing control
to coalfired steam-generating plant,
Proc IEE, VoL 115, No. 2 (1968-2)).

これら従来の制御システムでは、第1図に示す
ように、プラント100からの状態フイードバツ
ク信号4に基づいて最適操作量探索手段3におい
て、最適操作量5を決定し、これに基づいて発電
プラント100を制御するという構造的特徴をも
つている。
In these conventional control systems, as shown in FIG. 1, the optimal manipulated variable search means 3 determines the optimal manipulated variable 5 based on the status feedback signal 4 from the plant 100, and the power plant 100 is controlled based on this. It has the structural feature of controlling.

しかし、従来方式は、実機に適用する上で下記
に示す問題点をもつていた。
However, the conventional method has the following problems when applied to actual equipment.

() 大きな熱時定数をもつプラントからの状態
フイードバツク信号に基づいて最適操作量を探
索するため、最大効率点即ち最適操作量を見出
すのち多大な時間を要すること。
() Since the optimal operating amount is searched based on the status feedback signal from the plant with a large thermal time constant, a large amount of time is required after finding the maximum efficiency point, that is, the optimal operating amount.

() 効率を高精度で実測することが困難なた
め、例えば、主蒸気圧力などの挙動を効率評価
の代用とする効率インデツクス法を用いてお
り、その信憑性が低いこと。
() Because it is difficult to actually measure efficiency with high precision, the efficiency index method, which uses behavior such as main steam pressure as a substitute for efficiency evaluation, is used, and its reliability is low.

() 実測値を用いるため、ノイズ及び検出誤差
の影響を受け易いこと。
() Because actual measured values are used, they are susceptible to noise and detection errors.

() 状態フイードバツク信号に基づいて最大効
率点を探索するため、最適化制御を施す期間が
定常負荷運転時に限られ、負荷変動時には制御
動作の休止が余儀なくされること。
() Since the maximum efficiency point is searched based on the status feedback signal, the period during which optimization control is applied is limited to steady load operation, and control operation is forced to stop when the load fluctuates.

本発明の目的は、発電プラントの制御システム
において、前記従来方式の欠点を無くすると共
に、総括的な観点からみたプラントの効率向上を
可能ならしめ、特に、発電プラントに対する負荷
要求の変化に伴なつて目標整定負荷が予知できる
場合はもちろんのこと、目標整定負荷が予知でき
ない場合でも、効率に影響を及ぼす複数の操作パ
ラメータの操作量を能率良く最適化できる発電プ
ラントの過渡効率最適化制御システムを提供する
にある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional methods described above in a control system for a power generation plant, and also to improve the efficiency of the plant from an overall viewpoint, and in particular, to improve the efficiency of the power plant as the load demands change. We are developing a transient efficiency optimization control system for power plants that can efficiently optimize the manipulated variables of multiple operating parameters that affect efficiency, not only when the target settling load can be predicted by using the system, but even when the target settling load cannot be predicted. It is on offer.

本発明は、従来方式の前記問題点を克服し、前
記目的を達成するために、第2図に示す制御シス
テム200に内蔵させた過渡効率(以下、単に効
率という)計算用のプラントモデル240を用い
て、モデル規範形予測制御を施すことにより、プ
ラントの応答速度に拘束されず、じん速かつ高精
度の効率最適化を実現したものである。
In order to overcome the problems of the conventional system and achieve the object, the present invention uses a plant model 240 for calculating transient efficiency (hereinafter simply referred to as efficiency) built into the control system 200 shown in FIG. By using this system and applying model-based predictive control, it is possible to achieve fast and highly accurate efficiency optimization without being constrained by the response speed of the plant.

第2図に示した本制御システム200における
最適操作量探索手段230の基本方式は、実際に
発電プラント100に出力する最適操作量11を
決定する前に、プラントデル240に対して試行
操作量9を出力し、これに対応したプラント効率
10を求めるという手順を繰返すことにより、最
大効率点をもたらす最適操作量を探索してゆく方
法である。
The basic method of the optimal manipulated variable search means 230 in the control system 200 shown in FIG. This is a method of searching for the optimal manipulated variable that will bring about the maximum efficiency point by repeating the procedure of outputting , and finding the corresponding plant efficiency 10.

この場合、プラントモデル240は、任意の負
荷変動及び複数の操作パラメータの時間変化に対
応したプラント動特性を模擬することにより、当
該プラントの過度効率を求めることができるもの
である。
In this case, the plant model 240 is capable of determining the transient efficiency of the plant by simulating plant dynamic characteristics corresponding to arbitrary load fluctuations and temporal changes in a plurality of operating parameters.

以下において、本発明を火力発電プラントに適
用した場合を実施例として、さらに具体的に説明
する。
In the following, the present invention will be described in more detail by way of an example in which the present invention is applied to a thermal power plant.

第3図は本発明を適用した火力発電プラントの
効率最適化制御システムの基本構成を示す概略ブ
ロツク図である。ただし、この図は効率最適化に
特有な機能についてのみ示すもので従来方式をそ
のまま適用できる各機器のマイナ制御系及びプラ
ント制御系については図面の繁雑を避けるため
に、図示を省略した。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the basic configuration of an efficiency optimization control system for a thermal power plant to which the present invention is applied. However, this figure only shows the functions specific to efficiency optimization, and the illustration of the minor control system and plant control system of each device to which the conventional method can be applied as is is omitted to avoid complication of the drawing.

効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数ある
が、本実施例では比較的効果が大きいO2過剰率、
パラレルダンパ開度、復水器真空度の3つを選択
し、これらの操作量を最適化する制御システムに
ついて説明する。
There are many operating parameters that affect efficiency, but in this example, the O 2 excess rate, which has a relatively large effect,
A control system that selects the parallel damper opening degree and the condenser vacuum degree and optimizes these manipulated variables will be described.

制御システム全体の動作原理を説明する前に、
最適操作量探索手段230について概説してお
く。なお、その詳細については、後に、第5図を
参照して説明する。ここでは、最適操作量探索の
ための基本アルゴリズムとして、極値探索手法の
1つである公知のコンプレツクス法を利用する場
合について説明する。
Before explaining the working principle of the entire control system,
An overview of the optimal operation amount search means 230 will be given below. The details will be explained later with reference to FIG. 5. Here, a case will be explained in which a well-known complex method, which is one of the extreme value search methods, is used as a basic algorithm for searching for the optimum manipulated variable.

第3図における最適操作量探索手段230の図
解では、コンプレツクス法による最大効率探索の
原理をわかり易くするために操作パラメータm1
m2と効率ηとの関係についてのみ示した。
In the illustration of the optimal operation amount search means 230 in FIG. 3, the operation parameters m 1 ,
Only the relationship between m 2 and efficiency η is shown.

はじめに、試行パターン1に対応した試行操作
量m1 1,m1 2をプラントに与えた場合の効率η1を求
める。
First, the efficiency η 1 when the trial operation amounts m 1 1 and m 1 2 corresponding to trial pattern 1 are given to the plant is determined.

なお、以上において、試行操作量m1 1,m1 2をプ
ラントに与えた場合の効率η1を求める。
In addition, in the above, the efficiency η 1 when the trial operation amounts m 1 1 and m 1 2 are given to the plant is determined.

なお、以上において、試行操作量1 1,m1 2は、プ
ラント負荷を、現在値から目標整定負荷まで予定
の変化率で変化させるに必要な、時間関数として
の、ある一組の操作量m1,m2を表わしている。
In the above, the trial manipulated variables 1 1 , m 1 2 are a set of manipulated variables m as a time function necessary to change the plant load from the current value to the target settled load at a planned rate of change. 1 , m2 .

明らかなように、プラント負荷を同じように変
化させるための試行操作量m1,m2の組合せは、
他にも色々と存在し得る。このような組合せを
〔m2 1,m2 2〕,〔m3 1,m3 2〕…〔mj 1,mj 2〕…とし、
これらを試行パターン2,3…j…とする。
As is clear, the combination of trial operation amounts m 1 and m 2 to change the plant load in the same way is
There may be many others. Let these combinations be [m 2 1 , m 2 2 ], [m 3 1 , m 3 2 ]... [m j 1 , m j 2 ]...,
These are referred to as trial patterns 2, 3...j...

そして、試行パターン2,3…j…について
も、同様に効率η2,η3を求める。なお、この場合
のプラントの(過渡)効率ηjは、例えばつぎの積
分式で演算することができる。
Then, for trial patterns 2, 3...j..., the efficiencies η 2 and η 3 are determined in the same way. Note that the (transient) efficiency η j of the plant in this case can be calculated, for example, using the following integral formula.

ηj=∫tbtaQ0dt/∫tbtaQ〓dt ここに、Q〓はプラントへの入熱(kcal/sec)、
Q0は発電機からの熱換算出力(kcal/sec)、
〔ta/tb〕着目する積分区間である。
η j =∫ tb / ta Q 0 dt /∫ tb / ta Q〓dt Here, Q〓 is the heat input to the plant (kcal/sec),
Q 0 is the heat exchange power from the generator (kcal/sec),
[t a /t b ] is the integration interval of interest.

これらの各試行パターンのうち、効率が最低と
なるパターンに対応する点(この場合は、試行パ
ターン1であると過程する)と残された試行パタ
ーンの重心(この場合は試行パターン2,3を結
ぶ線分2−3上にある)を結んで直線を、重心側
へ延長した線上に、新たな試行パターン4を選
び、試行操作量m4 1,m4 2の組であらわされる試行
パターンに対応した効率η4を求める。
Among these trial patterns, the point corresponding to the pattern with the lowest efficiency (in this case, it is treated as trial pattern 1) and the center of gravity of the remaining trial patterns (in this case, trial patterns 2 and 3 are Select a new trial pattern 4 on the line that connects the connecting line segment 2-3 (on the connecting line segment 2-3 ) and extend it toward the center of gravity . Find the corresponding efficiency η 4 .

なお、この場合の延長線の長さは、対象となる
プラントに応じて、実験的、経験的に決められる
ものであるが、一般には、効率が最低となる試行
パターンを代表する点(以下、単に試行パターン
ということがある)と、前記試行パターンを除い
た残りの試行パターンの重心との距離の1.3倍程
度延長するのがよいとされている。
The length of the extension line in this case can be determined experimentally or empirically depending on the target plant, but in general, the length of the extension line is determined at the point representing the trial pattern with the lowest efficiency (hereinafter referred to as It is said that the distance between the trial pattern (sometimes simply referred to as a trial pattern) and the center of gravity of the remaining trial patterns excluding the trial pattern should be approximately 1.3 times longer.

つぎに、効率が最低の試行パターン1を除い
て、新たにできた三角形234から、前述と同様
にして新たな試行パターン5を求める。たゞし、
新試行パターン5が、プラント状態量の制約条件
を侵害するようになる場合は定義域内の試行パタ
ーン6に戻り、新たな三角形346を用いて試行
方向を決定する。
Next, a new trial pattern 5 is obtained in the same manner as described above from the newly created triangle 234, excluding the trial pattern 1 with the lowest efficiency. Yes,
If the new trial pattern 5 violates the constraint conditions of the plant state quantity, the process returns to the trial pattern 6 within the domain and determines the trial direction using a new triangle 346.

前述のような試行方法を繰返すことにより、最
大効率パターン(この場合は、試行パターン7)
に達することができる。この最後の試行パターン
に対応した操作量が最適値m∧i(この場合m7 1
m7 2)であり、第2図において、プラント100
に対する実際の操作出力11となる。
By repeating the trial method described above, the maximum efficiency pattern (in this case, trial pattern 7) is obtained.
can be reached. The operation amount corresponding to this last trial pattern is the optimal value m∧ i (in this case m 7 1 ,
m 7 2 ), and in Fig. 2, the plant 100
This is the actual operation output 11 for .

このような制御動作を続行することにより、海
水温度や大気温度などの周囲条件の変動にともな
つて、最大効率点が移動しても、これに追従して
最適操作量を決定することができる。
By continuing this type of control operation, even if the maximum efficiency point moves due to changes in ambient conditions such as seawater temperature or atmospheric temperature, it is possible to follow this and determine the optimal operating amount. .

以上は、公知のコンプレツクス法を適用した効
率最適化制御の原理説明であるが、次に実施例に
おける制御システム全体の動作原理について詳細
に説明する。なお、この場合の操作量はm1
m2,m3の3種であると仮定している。
The above is an explanation of the principle of efficiency optimization control applying the known complex method.Next, the operating principle of the entire control system in an embodiment will be explained in detail. In addition, the manipulated variables in this case are m 1 ,
It is assumed that there are three types: m 2 and m 3 .

第3図に示す負荷要求値発生手段110からは、
第4図Aに示すように時間の関数として負荷要求
値Lr(t)13が発生され、最適操作量探索負荷
点決定手段220に送られる。
From the load request value generation means 110 shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, a load request value Lr(t) 13 is generated as a function of time and sent to the optimum manipulated variable search load point determining means 220.

最適操作量探索負荷点決定手段220は、負荷
要求値が変化する直前の現在負荷Lr(t0)から目
標整定負荷LrS(=Lr(t3))に至る負荷変化領域
内で、1個または複数の最適操作量探索負荷点LS
(p)(但し、p=1〜l)を決定する。
The optimum operation amount search load point determining means 220 is configured to select one or more points within the load change region from the current load Lr (t 0 ) immediately before the load request value changes to the target settling load LrS (=Lr (t 3 )). Multiple optimal manipulated variable search load points L S
(p) (where p=1 to l) is determined.

ここでLS(p)は、過度効率計算用のプラント
モデル240を用いて最適操作量探索手段230
により最大効率即ち最適操作量を探索するたの途
中負荷点である。第4図の例では、前記最適操作
量探索負荷点は、LS(1),LS(1),LS(3)の3点で示し
たが、この数は、負荷変化幅及び負荷変化率
(dLr/dt)に応じて任意に決定することができ
る。
Here, L S (p) is calculated by the optimum operation amount search means 230 using the plant model 240 for transient efficiency calculation.
This is the intermediate load point for searching for the maximum efficiency, that is, the optimum amount of operation. In the example shown in Fig. 4, the optimum operation amount search load points are shown as three points L S (1), L S (1), and L S (3), but these numbers are determined by the load change width and the load point. It can be arbitrarily determined depending on the rate of change (dLr/dt).

このようにして決定された最適操作量探索負荷
点LS(p)は効率計算用負荷信号発生手段16に
送られ、負荷要求値Lr(t)と等価な効率計算用
負荷信号LS(t)に変換してプラントモデル24
0に送られる。
The optimal operation amount search load point L S (p) determined in this way is sent to the efficiency calculation load signal generation means 16, and the efficiency calculation load signal L S (t ) to plant model 24
Sent to 0.

一方、最適操作量探索手段230は、動作制御
信号15によつて、その動作タイミングが過度効
率を最大ならしめる最適操作量を制御され、プラ
ントモデル240にj番目(jは自然数)の試行
パターンに対する負荷点別試行操作量19−すな
わち、mj 1(1),mj 2(1)…mj 1(2),mj 2(2),…,mj 1(p
),
mj 2(p),mj 3(p)を伝送すると共に、プラント
モデル240からは前記試行パターンjの場合の
プラント効率10−すなわち、ηjを受取る。
On the other hand, the optimal manipulated variable searching means 230 has its operation timing controlled by the operation control signal 15 to determine the optimal manipulated variable that maximizes the transient efficiency, and the optimal manipulated variable search means 230 has the operation timing controlled by the operation control signal 15 to determine the optimal manipulated variable that maximizes the transient efficiency. Trial operation amount by load point 19 - that is, m j 1 (1), m j 2 (1)...m j 1 (2), m j 2 (2),..., m j 1 (p
),
m j 2 (p) and m j 3 (p), and receives from the plant model 240 the plant efficiency 10 - that is, η j for the trial pattern j.

このようにして、最適操作量探索手段230
は、負荷が現在値Lr(t0)から目標整定負荷Lrsに
変化する間の過度効率を最大ならしめる最適操作
量11−すなわち、m∧1(p),m∧2(p),m∧3
(p)
を負荷点LS(p)に対応させて決定する。
In this way, the optimum operation amount searching means 230
are the optimal operating quantities 11 that maximize the transient efficiency while the load changes from the current value Lr (t 0 ) to the target settling load Lrs, i.e., m∧ 1 (p), m∧ 2 (p), m∧ 3
(p)
is determined in correspondence with the load point L S (p).

なお、この場合、最適操作量探索手段230に
おいては、途中負荷点LS(p−1)とLS(p)の間
では、各操作量mjは、予め定められた関係で
(例えば、直線的に)変化するものとして効率の
演算を行なう。
In this case , in the optimum operation amount searching means 230, each operation amount m j is determined in a predetermined relationship (for example , Efficiency is calculated assuming that it changes (linearly).

第5図は、最適操作量探索手段230における
処理手順を示すものである。以下、順を追つてそ
の制御アルゴリズムを説明する。但し、以下にお
いて用いる記号は次のように定義する。
FIG. 5 shows the processing procedure in the optimum operation amount search means 230. The control algorithm will be explained step by step below. However, the symbols used below are defined as follows.

mj:操作量 i=1 O2過剰率(%) i=2 パラレルダンパ開度(%) i=3 復水器真空度(mmHg) ここで、m2はパラレルダンパの開度を直接示
すものではなく、次の(1)式で定義する。
m j : Manipulated amount i=1 O 2 excess rate (%) i=2 Parallel damper opening degree (%) i=3 Condenser vacuum degree (mmHg) Here, m 2 directly indicates the parallel damper opening degree It is not defined by the following equation (1).

m2=GS/GS+GR×100(%) ……(1) なお、前記(1)式において、GSは火力発電プラ
ントのボイラ内の、1次過熱器および節炭器が配
置されているガス通路でのガス流量を表わし、ま
た、GRは、前記ボイラ内の1次再加熱器および
節炭器が配置されているガス通路でのガス流量を
表わす。
m 2 = G S / G S + G R × 100 (%) ...(1) In the above equation (1), G S is the location of the primary superheater and economizer in the boiler of the thermal power plant. G R represents the gas flow rate in the gas passage where the primary reheater and economizer in the boiler are located.

mi.nax,mi.nio:操作量の上、下限 GCL nax,GCL nio:復水器循環水流量の上、下
限(Kg/sec) DTnax:復水器循環水温度上昇幅の上限(℃) Ynax:低圧タービン排気湿り度の上限(℃) GGR nax,GGR nio:ガス再循環流量の上、下限
(Kg/sec) 〔ステツプ1〕初期シンプレツクスの形成初期
試行パターンに対応する点mj 1(p)(i=1〜3、
j=1〜l)は、上記制約条件を全て満足するも
のとし、mi(p)が張る(3×l)次元空間に、
第6図Aに示すようなk角(第6図の場合は便宜
上k=6としたが、kは2×3×l程度とするの
が普通)の多角形(これをシンプレツクスとい
う)を形成させ、これを初期シンプレツクスとす
る。
m i.nax , m i.nio : Upper and lower limits of operation amount G CL nax , G CL nio : Upper and lower limits of condenser circulating water flow rate (Kg/sec) D Tnax : Condenser circulating water temperature rise range (℃) Y nax : Upper limit of low-pressure turbine exhaust humidity (℃) G GR nax , G GR nio : Upper and lower limits of gas recirculation flow rate (Kg/sec) [Step 1] Initial trial of initial simplex formation Points m j 1 (p) (i=1 to 3,
j=1~l) satisfies all of the above constraints, and in the (3×l)-dimensional space spanned by m i (p),
A polygon (called a simplex) with k angles (in the case of Figure 6, k = 6 is used for convenience, but k is usually about 2 x 3 x l) as shown in Figure 6A. This is used as the initial simplex.

この初期シンプレツクスの形成に際しては、1
点は前記初期試行パターンに対応する点m1 i(1)と
し、残りの(k−1)個の点は、一様乱数rj(j
=2〜k)を用いて、次の(2)式により決定する。
During the formation of this initial simplex, 1
The points are m 1 i (1) corresponding to the initial trial pattern, and the remaining (k-1) points are uniform random numbers r j (j
=2 to k), and is determined by the following equation (2).

mj i(P)=mi.nio+rj(mi.nax−m
i.nio)……(2) 但し、 0<rj1 jは試行パターン番号 pは最大効率(最適操作量)探索途中負荷点番号 このようにして決定したmj i(p)は、操作量と
しての制約条件(これを陽の制約条件という)を
必ず満足するが、プロセス状態としての制約条件
(これを陰の制約条件という)は必ずしも満足し
ないから、mj i(p)(i=1〜3、p=1〜l)
を試行操作信号変換手段17に送り、時間関数mj i
(t)に変換した値をプラントモデル240に与
えて確認する。
m j i (P) = m i.nio + r j (m i.nax −m
i.nio )...(2) However, 0<r j 1 j is the trial pattern number p is the maximum efficiency (optimum operation amount) search intermediate load point number m j i (p) determined in this way is the operation Although the quantity constraint (this is called an explicit constraint) is always satisfied, the process state constraint (this is called an implicit constraint) is not necessarily satisfied, so m j i (p) (i= 1-3, p=1-l)
is sent to the trial operation signal conversion means 17, and the time function m j i
(t) is given to the plant model 240 for confirmation.

陰の制約条件を満ない場合は、その試行パター
ンに対応する点を既に決定された点の重心方向へ
中点まで移動させる。このようにして究極的には
全ての試行パターンに対応する点が決定される。
If the shadow constraint condition is satisfied, the point corresponding to the trial pattern is moved in the direction of the center of gravity of the already determined points to the midpoint. In this way, points corresponding to all trial patterns are ultimately determined.

以上の試行により、それぞれの試行パターンj
に対応したプラント効率ηjもプラントモデル24
0から容易に得られる。
Through the above trials, each trial pattern j
The plant efficiency η j corresponding to the plant model 24
easily obtained from 0.

〔ステツプ2〕 重心の計算 ここでは、シンプレツクスの各試行点のうち、
効率が最も低い試行点を除外した(k−1)個の
点で定義されるシンプレツクスの重心mGj(p)
(i=1〜3、p=1〜l)を求める−第6図B。
今、効率最低点がj=1の試行パターンであると
仮定すると、重心mGi(p)は次の(3)式で表わされ
る。
[Step 2] Calculating the center of gravity Here, among the trial points of the simplex,
Center of gravity m Gj (p) of a simplex defined by (k-1) points excluding the lowest efficiency trial point
(i=1-3, p=1-l) - Figure 6B.
Now, assuming that the lowest efficiency point is the trial pattern with j=1, the center of gravity m Gi (p) is expressed by the following equation (3).

また、効率最低点(この場合は、j=1の点)
から重心までの距離ΔmGj(p)は次の(4)式で表わ
される。
Also, the lowest efficiency point (in this case, the point of j=1)
The distance Δm Gj (p) from to the center of gravity is expressed by the following equation (4).

ΔmGi(p)=mGi(p)−m1 i(p) ……(4) 〔ステツプ3〕 新試行パターンに対応する点の
決定 新たに試行する方向を、第6図Cの直線Lで示
すように、最低効率点(この例では、点1)から
重心方向にとり、両点間の距離ΔmGi(p)のαi
だけ重心から延長した点を新試行パターンに対応
する点(第6図Cでは点7)とし、これをmk+1 i
(p)とすると、 mk+1 i(p)△ =mGi(p)+αimGi(p) ……(5) で表わされる。
Δm Gi (p)=m Gi (p)−m 1 i (p) ...(4) [Step 3] Determine the point corresponding to the new trial pattern Set the direction of the new trial to the straight line L in Figure 6C. As shown, the point corresponding to the new trial pattern is a point taken in the direction of the center of gravity from the lowest efficiency point (point 1 in this example) and extended by α i times the distance Δm Gi (p) between the two points. In Figure 6C, point 7) is defined as m k+1 i
(p), it is expressed as m k+1 i (p)△=m Gi (p)+α i m Gi (p)...(5).

この場合、第6図Cのように、この点7が陽の
制約条件を侵害するときは、新たな試行パターン
に対応する点を制約条件および線Lの交点上にと
り、これを正規の試行パターン7とすることにす
る。すなわち、上限mi.naxを侵害する場合は、 mk+1 i(p)=mi.nax ……(6) とし、下限mi.nioを侵害する場合は、 mk+1 i(p)=mi.nio ……(7) とする。
In this case, as shown in FIG. 6C, if this point 7 violates the explicit constraint, a point corresponding to the new trial pattern is taken on the intersection of the constraint and the line L, and this is set as the regular trial pattern. I will set it to 7. In other words, when the upper limit m i.nax is violated, m k+1 i (p) = m i.nax ...(6), and when the lower limit m i.nio is violated, m k+1 i ( p)=m i.nio ……(7).

〔ステツプ4〕 効率計算 効率計算用のプラントモデル240(第3図)
を用いて、新試行パターンを代表する点mk+1 i
(p)に対応した効率ηk+1を求める。ここで、プ
ラントモデルとしての模擬範囲は、通常負荷運転
で必要とされる系統のうち、エネルギ収支が問題
となる系統の全てを対象としている。
[Step 4] Efficiency calculation Plant model 240 for efficiency calculation (Figure 3)
The point m k+1 i representing the new trial pattern is determined using
Find the efficiency η k+1 corresponding to (p). Here, the simulation range as a plant model covers all systems where energy balance is a problem among systems required for normal load operation.

すなわち、タービン系統においては、抽気系統
はもとより、シール蒸気についても考慮し、ま
た、ボイラ系統においては、排ガスによる熱損失
はもち論、ボイラ壁からの熱放射も考慮してい
る。さらに、周囲条件としての海水温度、大気温
度および風速は実測値を用いることができる。
That is, in the turbine system, not only the extraction system but also the seal steam is taken into consideration, and in the boiler system, not only heat loss due to exhaust gas but also heat radiation from the boiler wall is taken into consideration. Furthermore, actual measured values can be used for seawater temperature, atmospheric temperature, and wind speed as ambient conditions.

〔ステツプ5〕 制約条件監視 効率計算用のプラントモデル240(第3図)
で計算したプロセス状態が、陰の制約条件を侵害
しているか否かを判別し、侵害している場合は、
試行パターン(k+1)に対応する点mk+1 i(p)
〔前述の説明における点7〕に関する情報は全て
無効とする。そして、元のステツプ3に戻り、新
試行パターンに対応する点を決定する。
[Step 5] Constraint condition monitoring Plant model 240 for efficiency calculation (Figure 3)
Determine whether the process state calculated in violates the implicit constraint, and if so,
Point m k+1 i (p) corresponding to trial pattern (k+1)
All information regarding [Point 7 in the above explanation] is invalid. Then, the process returns to the original step 3 and the point corresponding to the new trial pattern is determined.

この場合、操作とプロセス状態の因果関係を考
慮し、次式に従つて、前記(5)式中のαiを修正した
後にステツプ3に戻る。
In this case, in consideration of the causal relationship between the operation and the process state, α i in the above equation (5) is corrected according to the following equation, and then the process returns to step 3.

α2△ =α2/2 ……(8) 条件(GGR>GGR nax)∪(GGR<GGR nio) α3△ =α3/2 ……(9) 条件(GCL>GCL nax)∪(GCL<GCL nio) ∪(DT>DT nax)∪(Y>Ynax) 〔ステツプ6〕 収束判定 ステツプ5において、プロセス状態が陰の制約
条件を侵害していないと判定されたときは、ステ
ツプ6へ進む。ここでは、新試行パターンに対応
する点および元のシンプレツクスを構成する各点
に対応した効率のうちの最大及び最小の効率をそ
れぞれηnax及びηnioとし、効率最大点に収束(到
達)したか否かを次の(10)式に従つて判定する。
α 2 △ = α 2 /2 ...(8) Condition (G GR > G GR nax ) ∪ (G GR < G GR nio ) α 3 △ = α 3 /2 ... (9) Condition (G CL > G CL nax ) ∪ (G CL < G CL nio ) ∪ (D T > D T nax ) ∪ (Y > Y nax ) [Step 6] Convergence judgment In Step 5, the process state does not violate the implicit constraint condition. If it is determined that this is the case, proceed to step 6. Here, the maximum and minimum efficiencies among the efficiencies corresponding to the point corresponding to the new trial pattern and each point constituting the original simplex are defined as η nax and η nio , respectively, and the maximum efficiency point is converged (reached). Whether or not is determined is determined according to the following equation (10).

ηnax−ηnio/ηnax<ε ……(10) 但し、(10)式において、εは効率最大点到達判定
基準である。上記(10)式が満足されれば、実用上最
大効率点に到達したといえる。
η nax −η nionax <ε (10) However, in equation (10), ε is the criterion for reaching the maximum efficiency point. If the above equation (10) is satisfied, it can be said that the practical maximum efficiency point has been reached.

最大点に達したならば、ステツプ8にてηnax
対応する操作量を最適操作量m∧i(p)〔第3図で
は、j=7が最適操作量であるから、m7 i(p)〕
として、これを操作指令値決定手段250に送
る。
When the maximum point is reached, in step 8, the manipulated variable corresponding to η nax is changed to the optimal manipulated variable m∧ i (p) [In Fig. 3, since j=7 is the optimal manipulated variable, m 7 i ( p)]
and sends this to the operation command value determining means 250.

最大点に達しなければ、ステツプ7に進んで新
シンプレツクスを形成したのちステツプ2に戻
り、新シンプレツクスについて重心計算を行な
う。そして、ステツプ3→4→5→6の順で、前
述と同様の手順をくり返す。
If the maximum point has not been reached, the process proceeds to step 7 to form a new simplex, and then returns to step 2 to calculate the center of gravity for the new simplex. Then, the same procedure as described above is repeated in the order of steps 3→4→5→6.

〔ステツプ7〕 新シンプレツクスの形成 ここでは、シンプレツクスを構成している点の
うち、最も低い効率を示す試行パターンに対応す
る点を除外し、新試行パターンに対応する点を追
加してできたk個の点によつて新たなシンプレツ
クスを形成し、ステツプ2に戻る。
[Step 7] Formation of a new simplex Here, among the points composing the simplex, the points corresponding to the trial pattern showing the lowest efficiency are excluded, and the points corresponding to the new trial pattern are added. A new simplex is formed using the k points, and the process returns to step 2.

p個の最適操作量探索のための途中負荷点のそ
れぞれについて、第5図の手順で決定されたすべ
ての最適操作量11すなわち、m∧i(p)は、前
述のように、操作指令値決定手段250(第3
図)に送られる。
For each of the p intermediate load points for searching for the optimal manipulated variable, all the optimal manipulated variables 11, that is, m∧ i (p), determined by the procedure shown in FIG. Determining means 250 (third
Figure).

操作指令値決定手段250では、第4図B〜D
に示すような時間関数への変換処理を行なう。即
ち、最適操作量m∧i(p)は、同図中に白丸点で
示すような不連続操作量として得られる。そこ
で、各操作量m∧i(p−1)とm∧i(p)の間を線
形補間し、かつ時間関数としての連続操作量に変
換して操作指令値mi(t)とする。
In the operation command value determining means 250,
Perform the conversion process to a time function as shown in . That is, the optimal manipulated variable m∧ i (p) is obtained as a discontinuous manipulated variable as shown by white circles in the figure. Therefore, linear interpolation is performed between each manipulated variable m∧ i (p-1) and m∧ i (p) and converted into a continuous manipulated variable as a time function, which is used as a manipulated command value m i (t).

以上のようにして得られた操作指令値12−す
なわち、m1(t),m2(t),m3(t)は、操作指
令値決定手段250から、プラント100へ供給
され、これに基づいて実際のプラント制御が実行
される。
The operation command values 12 - that is, m 1 (t), m 2 (t), m 3 (t) obtained as described above are supplied from the operation command value determining means 250 to the plant 100, and are supplied to the plant 100. Actual plant control is executed based on this.

ここで、本実施例における負荷要求値Lr(t)
と最適操作量探索途中負荷点LS(p)との関係及
び最適操作量探索手段230の動作時期との関係
について更に具体的に説明する。
Here, the load request value Lr(t) in this example is
The relationship between the load point LS(p) during the optimum operation amount search and the operation timing of the optimum operation amount search means 230 will be explained in more detail.

最適操作量探索負荷点決定手段220にとつ
て、負荷要求値発生手段110から与えられる負
荷要求値Lr(t)は、それが与えられた当初−す
なわち、第4図に示した時刻t0において目標整定
負荷LrSまでが既知の場合と未知の場合がある。
For the optimum operation amount search load point determining means 220, the load request value Lr(t) given from the load request value generating means 110 is initially given - that is, at the time t0 shown in FIG. There are cases where the target settling load Lr S is known and cases where it is unknown.

既知の場合とは、時刻t0において、負荷変化率
(dLr/dt)と目標整定負荷LrSとが、最適操作量
探索負荷点決定手段220に与えられる場合であ
る。一方、未知の場合とは、時刻t0において負荷
変化率のみしかわからない場合である。
The known case is a case where the load change rate (dLr/dt) and the target settling load Lr S are given to the optimum manipulated variable search load point determining means 220 at time t 0 . On the other hand, the unknown case is a case where only the load change rate is known at time t0 .

既知の場合は、既に、第4図を参照して説明し
たように、Lr(t0)から目標整定負荷LrSに至る負
荷変化域における、複数の負荷点LS(1),LS(2)…
を、最適操作量探索途中負荷点とする方法以外に
も、次のような方法が可能である。
If it is known, as explained with reference to FIG . 4, multiple load points L S ( 1 ), L S ( 2)…
In addition to the method of using .

その1つは、目標整定負荷LrSのみを最適操作
量探索負荷点とする方法であり、他の1つは、
Lr(t0)からLrSに至る途中の一点を、とりあえず
最適操作量探索負荷点として決定し、これに基づ
いて最適操作量を演算・出力し、その後、時間の
経過と共に新たな最適操作量探索負荷点を決定
し、同様の演算・出力を実行する方法である。
One of them is a method in which only the target settling load Lr S is used as the optimum operation amount search load point, and the other one is as follows.
One point on the way from Lr (t 0 ) to Lr S is determined as the optimal manipulated variable search load point, the optimal manipulated variable is calculated and output based on this, and then a new optimal manipulated variable is calculated as time passes. This method determines the search load point and executes similar calculations and outputs.

前者は、負荷変動幅〔LrS−Lr(t0)〕が比較的
小さい場合、あるいは負荷変化率が比較的大きい
場合−通常の制御では、負荷変動幅が小さいとき
は、負荷変化率は大きく設定される−に有効であ
る。また、後者は負荷変化率が比較的小さい場合
に有効である。
The former occurs when the load fluctuation width [Lr S −Lr (t 0 )] is relatively small or when the load change rate is relatively large - in normal control, when the load fluctuation width is small, the load change rate is large. - Valid when set. Moreover, the latter is effective when the load change rate is relatively small.

さらに、上記3方式を併用し、負荷要求値の変
化率、変動幅、操作量などに応じて使い分けする
ことも、もち論可能である。
Furthermore, it is also possible to use the above three methods in combination and use them depending on the rate of change, fluctuation range, amount of operation, etc. of the load request value.

未知の場合は、時刻t0で得られた負荷変化率
が、その後の予定時間だけ継続するものとして、
前記予定時間後の負荷点、またはその途中の負荷
点を最適操作量探索途中負荷点として、前述と同
様の演算・出力を実行する。
If unknown, assume that the load change rate obtained at time t 0 continues for the subsequent scheduled time,
The same calculations and outputs as described above are performed using a load point after the scheduled time or a load point in the middle thereof as a load point in the middle of the optimal operation amount search.

上に述べた実施例では、最適操作量探索負荷点
決定手段220は、負荷要求値発生手段110か
らの負荷要求値Lr(t)が、実際に変化してしま
つた後に動作することを前提とした。
In the embodiment described above, it is assumed that the optimum manipulated variable search load point determining means 220 operates after the load request value Lr(t) from the load request value generating means 110 has actually changed. did.

しかし、負荷要求値Lr(t)が変化する前、即
ち、プラントが定常負荷で運転されている間に予
め準備した負荷変化予測値に対応して最適操作量
探索負荷点を仮定し、これらを最適操作量探索手
段230に与えて、同様の演算を実行させておく
ことも可能である。
However, before the load request value Lr(t) changes, that is, while the plant is operating at a steady load, an optimal manipulated variable search load point is assumed in response to a predicted load change value prepared in advance, and these points are It is also possible to provide the optimum operation amount search means 230 to execute similar calculations.

すなわち、前述のように仮定された負荷点に対
応した最適操作量を、最適操作量探索手段230
において、前記と同様の手法により求めておき、
実際に負荷要求値Lr(t)が操作指令決定手段2
50に与えられたとき、この最適操作量を、前記
負荷予測値と負荷要求値Lr(t)との差異に応じ
て修正し、実際の操作指令値とすることがでる。
That is, the optimal manipulated variable corresponding to the load point assumed as described above is determined by the optimal manipulated variable search means 230.
, obtained by the same method as above,
The actual load request value Lr(t) is determined by the operation command determining means 2.
50, this optimum operation amount can be corrected according to the difference between the predicted load value and the required load value Lr(t), and can be used as the actual operation command value.

以下、この方法について、さらに具体的に説明
する。
This method will be explained in more detail below.

いま、最適操作量探索負荷点決定手段220に
おいて、第7図に示すように、時刻t0における定
常負荷状態Lr(t0)から負荷変化要求があるもの
と仮定し、これを4つの負荷変化予測値LF1(t),
LF2(t),LF3(t),LF4(t)で表わす。
Now, as shown in FIG. 7, in the load point determination means 220 for searching for the optimum manipulated variable, it is assumed that there is a request for a load change from the steady load state Lr (t 0 ) at time t 0 , and this is determined by four load changes. Predicted value L F1 (t),
Expressed as L F2 (t), L F3 (t), and L F4 (t).

これらの予測値は、予め負荷変化幅〔La−Lr
(t0)〕,〔Lb−Lr(t0)〕と負荷変化率βa,βbとを
準備しておくことにより得られる。
These predicted values are based on the load change range [La−Lr
(t 0 )], [Lb−Lr(t 0 )] and load change rates βa, βb.

最適操作量探索手段230では、前記の4つの
負荷変化予測値のそれぞれについて、前述の手法
により最適操作量を求める。ここで得られる最適
操作量を、それぞれ、 (イ) LF1(t)に対しては、 m∧i(1、1),m∧i(1、2),…m∧i(1、p
),
…m∧i(1、l) (ロ) LF2(t)に対しては、 m∧i(2、1),m∧i(2、2),…m∧i(2、p
),
…m∧i(2、l) (ハ) LF3(t)に対しては、 m∧i(3、1),m∧i(3、2),…m∧i(3、p
),
…m∧i(3、l) (ニ) LF4(t)に対しては、 m∧i(4、1),m∧i(4、2),…m∧i(4、p
),
…m∧i(4、l) とする。
The optimum operation amount search means 230 finds the optimum operation amount for each of the four predicted load change values using the method described above. The optimal manipulated variables obtained here are (a) For L F1 (t), m∧ i (1, 1), m∧ i (1, 2), ... m∧ i (1, p
),
…m∧ i (1, l) (b) For L F2 (t), m∧ i (2, 1), m∧ i (2, 2), …m∧ i (2, p
),
…m∧ i (2, l) (c) For L F3 (t), m∧ i (3, 1), m∧ i (3, 2), … m∧ i (3, p
),
...m∧ i (3, l) (d) For L F4 (t), m∧ i (4, 1), m∧ i (4, 2), ... m∧ i (4, p
),
...m∧ i (4, l).

このように、負荷変化予測値に対する最適操作
量の予測・演算を、プラントの定常負荷運転時に
実施しておけば、実際の負荷要求値Lr(t)が発
生した場合、実際の最適操作量m∧* i(p)を迅速
かつ容易に求めることができる。
In this way, if the prediction and calculation of the optimal manipulated variable for the predicted load change value is carried out during steady load operation of the plant, when the actual load request value Lr(t) occurs, the actual optimal manipulated variable m ∧ * i (p) can be found quickly and easily.

第8図は、実際の最適操作量m∧* i(p)を求め
る手法の1例として、内挿法によるm∧* i(p)の
求め方を示すものである。
FIG. 8 shows how to obtain m∧ * i (p) by interpolation, as an example of a method for obtaining the actual optimum manipulated variable m∧ * i (p).

なお、ここでは、実際の負荷変化が、第7図に
太線Lr(t)で示すように、負荷変化幅〔LrS
Lr(t0)〕、負荷変化率βで表わされ、かつ実際の
目標整定負荷LrSとLaとLbの中間にあり、また変
化率βは、βaとβbの中間にあると仮定する。換
言すれば、そのような関係にある4個の負荷変化
予測値を選択する。
Note that here, the actual load change is the load change width [Lr S
Lr (t 0 )] is expressed by the load change rate β, and is assumed to be between the actual target settling load Lr S , La and Lb, and the change rate β is between βa and βb. In other words, four load change predicted values having such a relationship are selected.

このような条件の下で、実際の最適操作量m∧* i
(p)を内挿法で求めるには、まず、負荷変化予
測値LF1(t)およびLF2(t)に基づく最適操作量
m∧i(1、p)およびm∧i(2、p)から、下記の
(11)式により中間点m∧i(12、p)を求める。
Under these conditions, the actual optimal manipulated variable m∧ * i
(p) using the interpolation method, first, the optimal operating amounts m∧ i (1, p) and m∧ i ( 2 , p ), find the intermediate point m∧ i (12, p) using equation (11) below.

つぎに、負荷変化予測値LF3(t),LF4(t)に
基づく最適操作量m∧i(3、p)およびm∧i(4、
p)から、下記の(12)式により、中間点m∧i
(34、p)を求める。
Next, the optimal operation amounts m∧ i ( 3 , p) and m∧ i ( 4 ,
p), by the following equation (12), the intermediate point m∧ i
Find (34, p).

m∧i(12、p)=m∧i(1、p)+
(∂m/∧i/∂βLa(β−βa)……(11) m∧i(34、p)=m∧i(3、p)+
(∂m/∧i/∂βLb(β−βa)……(12) さらに、(11)(12)式で求めた2つの中間点m∧
(12、p),m∧i(34、p)に、同様の内挿法を適
用すれば、つぎの(13)式によつて、実際の負荷
要求値Lr(t)に対する最適操作量m∧* i(p)が
求められる。
m∧ i (12, p) = m∧ i (1, p) +
(∂m/∧ i /∂β La (β−βa)……(11) m∧ i (34, p)=m∧ i (3, p)+
(∂m/∧ i /∂β Lb (β−βa)……(12) Furthermore, the two intermediate points m∧ obtained by equations (11) and (12)
If a similar interpolation method is applied to i ( 12, p), m m∧ * i (p) is found.

m∧i(p)=m∧i(12、p)+LrS−La/L
b−La〔m∧i(34、p)−m∧i(12、p)〕……(13
) また、他の方法として、つぎのようにしてもよ
い。
m∧ i (p) = m∧ i (12, p) + Lr S −La/L
b−La[m∧ i (34, p)−m∧ i (12, p)]……(13
) Alternatively, the following method may be used.

(1) 負荷変化予測値LF1(t)およびLF3(t)に基
づく最適操作量m∧i(1、p)、およびm∧i(3、
p)から、下記(14)式により、第1の中間点
m∧i(13、p)を求める。
(1) Optimal operation amount m∧ i (1, p) and m∧ i ( 3 ,
p), the first intermediate point m∧ i (13, p) is determined by the following equation (14).

m∧i(13、p)=m∧i(1、p)+∂
m/∧i/∂LrS)〓a(LrS−La)……(14) (2) 負荷変化予測値LF2(t)およびLF4(t)に基
づく最適操作量m∧i(2、p)、およびm∧i(4、
p)から、下記(15)式により、第2の中間点
m∧i(24、p)を求める。
m∧ i (13, p) = m∧ i (1, p) + ∂
m /∧ i / ∂Lr S )〓 a (Lr S −La)……(14) (2) Optimal operation amount m∧ i (2 , p), and m∧ i (4,
p), the second intermediate point m∧ i (24, p) is determined by the following equation (15).

m∧i(24、p)=m∧i(2、p)+∂
m/∧i/∂LrS)〓b(LrS−La)……(15) (3) 以上のようにして求めた2つの中間点m∧i
(13、p)およびm∧i(24、p)に内挿法を適用
し、つぎの(16)式から、実際の負荷要求値
Lr(t)に対する最適操作量m∧i(p)を求め
る。
m∧ i (24, p) = m∧ i (2, p) + ∂
m/∧ i /∂Lr S )〓 b (Lr S −La)……(15) (3) Two intermediate points m∧ i found as above
Applying the interpolation method to (13, p) and m∧ i (24, p), the actual load request value is obtained from the following equation (16).
Find the optimal manipulated variable m∧ i (p) for Lr(t).

m∧* i(p)=m∧i(13、p)+β−βa/
βb−βa〔m∧i(24、p)−m∧i(13、p)〕……(
16) 以上において (∂m/∧i/∂β)La=m/∧i(2、p)−m/∧i
(1、p)/βb−βa ……(17) (∂m/∧i/∂β)Lb=m/∧i(4、p)−m/∧i
(3、p)/βb−βa ……(18) (∂m/∧i/∂LrS)〓a=m/∧i(3、p)−m/∧
i(1、p)/Lb−La ……(19) (∂m/∧i/∂LrS)〓b=m/∧i(4、p)−m/∧
i(2、p)/Lb−La ……(20) であるから、(13)および(16)式の右辺は等価
であり、結局m∧* i(p)は次の(21)式で表わさ
れる。
m∧ * i (p) = m∧ i (13, p) + β−βa/
βb−βa[m∧ i (24, p)−m∧ i (13, p)]……(
16) In the above, (∂m/∧ i /∂β) La = m/∧ i (2, p) − m/∧ i
(1, p) / βb − βa ... (17) (∂m / ∧ i / ∂β) Lb = m / ∧ i (4, p) − m / ∧ i
(3, p) / βb − βa ... (18) (∂m / ∧ i / ∂Lr S ) 〓 a = m / ∧ i (3, p) − m / ∧
i (1, p)/Lb-La...(19) (∂m/∧ i /∂Lr S )〓 b = m/∧ i (4, p)-m/∧
i (2, p)/Lb−La ……(20) Therefore, the right sides of equations (13) and (16) are equivalent, and in the end m∧ * i (p) is expressed as the following equation (21). expressed.

m∧* i(p)=m∧i(1、p)+(β−βa)(LrS−L
a)/(βb−βa)(Lb−La)m∧i(1、p)+ m∧i(4、p)−m∧i(2、p)−m∧i(3、p
)……(21) 以上の方法は第7図に示したような負荷上昇方
向のみでなく、負荷降下方向についても同様に適
用できる。
m∧ * i (p) = m∧ i (1, p) + (β − βa) (Lr S −L
a)/(βb−βa)(Lb−La)m∧ i (1, p)+ m∧ i (4, p)−m∧ i (2, p)−m∧ i (3, p
)...(21) The above method can be applied not only to the load increasing direction as shown in Fig. 7, but also to the load decreasing direction.

以上の方法で求めた最適操作量m∧* i(p)を、
操作指令値決定手段250(第3図)で時間関数
mi(t)に変換することは、第4図に関して既に
説明したとおりである。
The optimal operation amount m∧ * i (p) obtained using the above method is
The operation command value determining means 250 (Fig. 3) determines the time function.
The conversion to m i (t) is as described above with respect to FIG.

最適操作量探索負荷点決定手段220に対する
負荷要求値として、目標整定負荷が未知の場合
は、次の様にして最適操作量m∧* i(p)を求める。
When the target settling load is unknown as the load request value for the optimum operation amount search load point determining means 220, the optimum operation amount m∧ * i (p) is determined as follows.

即ち、負荷変化予測値としては、ある予定の負
荷まで変化率γaで変化する負荷変化予測値LFa
(t)と、変革率γbで変化する負荷変化予測値
LFb(t)の2つを準備しておき、それぞれにつ
き、最適操作量探索手段230において、前記と
同様の手法によつて最適操作量を求める。ここで
得られる最適操作量を、それぞれ (イ) LFa(t)に対しては、 m∧i(a、1),m∧i(a、2),…m∧i(a、p
),
…m∧i(a、l) (ロ) LFb(t)に対しては、 m∧i(b、1),m∧i(b、2),…m∧i(b、p
),
…m∧i(b、l) とする。
In other words, the predicted load change value is the predicted load change value L Fa that changes at a rate of change γa up to a certain scheduled load.
(t) and the predicted load change value that changes with the change rate γb
Two L Fb (t) are prepared in advance, and the optimal manipulated variable searching means 230 finds the optimal manipulated variable for each using the same method as described above. The optimal operation amount obtained here is (a) for L Fa (t), m∧ i (a, 1), m∧ i (a, 2),...m∧ i (a, p
),
…m∧ i (a, l) (b) For L Fb (t), m∧ i (b, 1), m∧ i (b, 2), … m∧ i (b, p
),
...m∧ i (b, l).

実際の負荷要求値Lr(t)が発生したときは、
負荷変化開始直後の負荷変化率γで所定幅だけ負
荷変化するものと仮定し、予め求めておいた最適
操作量m∧i(a、p)およびm∧i(b、p)を用い
て次式に示す内挿法により実際に使用する最適操
作量m∧* i(p)を求めることができる。
When the actual load request value Lr(t) occurs,
Assuming that the load changes by a predetermined width at the load change rate γ immediately after the load change starts, the following is calculated using the optimal manipulated variables m∧ i (a, p) and m∧ i (b, p) determined in advance. The optimum manipulated variable m∧ * i (p) to be actually used can be determined by the interpolation method shown in the equation.

m∧* i(p)=m∧i(a、p)+γ−γa/
γb−γa(m∧i(b、p)−m∧i(a、p))……(
22) 以上においては、本発明を火力発電プラントに
適用した場合のみについて説明したが、本発明の
適用範囲は必ずしも火力発電プラントに限られる
わけでない。すなわち、負荷変化を伴なつて運転
される他の発電プラント、例えば原子力発電プラ
ントや水力発電プラントなどにも適用可能であ
る。
m∧ * i (p) = m∧ i (a, p) + γ−γa/
γb−γa(m∧ i (b, p)−m∧ i (a, p))……(
22) Although the present invention has been described above only when applied to a thermal power plant, the scope of application of the present invention is not necessarily limited to a thermal power plant. That is, it is also applicable to other power plants that are operated with load changes, such as nuclear power plants and hydroelectric power plants.

また、発電プラントでなくとも、効率が操業状
態の良否の評価基準となり、生産量や機器運転台
数などの操業条件が時々刻々変化するプロセスに
対しても本発明は適用可能である。
The present invention is also applicable to processes other than power plants, where efficiency is a criterion for evaluating the quality of operating conditions, and operating conditions such as production volume and number of devices in operation change from time to time.

また、本発明の実施例における操作指令値決定
手段250としては、第4図に関して説明したよ
うに、時間的に不連続関数として与えられた最適
操作量m∧i(p)を連続関数である操作指令値mi
(t)に変換するために、m∧i(p−1)とm∧i
(p)の間で線形補間するものを示したが、補間
は必ずしも線形補間でなくともよく、2次あるい
3次補間などの非線形補間によつてもよい。ま
た、連続関数に変換しないで、時刻tp-1−tp間の
操作量としてm∧i(p)を代表として用いる方法
によつても、本発明は本質的な違い無しに実施可
能である。
Further, as explained with reference to FIG. 4, the operation command value determining means 250 in the embodiment of the present invention is configured to convert the optimal operation amount m∧ i (p) given as a temporally discontinuous function to a continuous function. Operation command value m i
(t), m∧ i (p-1) and m∧ i
(p), but the interpolation does not necessarily have to be linear interpolation and may be non-linear interpolation such as quadratic or cubic interpolation. Furthermore, the present invention can be implemented without any essential difference even by a method in which m∧ i (p) is used as a representative manipulated variable between time t p-1t p without converting it into a continuous function. be.

さらに、負荷変化予測値に関する本発明の実施
例では、負荷の上昇方向(または、降下方向)に
2つの負荷変化率を準備する方式について説明し
たが、他の方法として、負荷の上昇方向または/
および降下方向に1つの負荷変化率を準備する方
式としても基本的な動作原理はかわらない。
Furthermore, in the embodiment of the present invention regarding the predicted load change value, a method of preparing two load change rates in the load increasing direction (or decreasing load direction) has been described.
The basic operating principle remains the same even when a method is used in which one load change rate is prepared in the downward direction.

また、本発明では、負荷の上昇方向と降下方向
の両者を常に考慮して最適操作量を予め求めてお
く必要はなく、プラント起動過程あるいは停止過
程などのように、負荷変化方向が明らかな場合
は、負荷変化予測値を負荷上昇方向あるいは降下
方向に限定することも可能である。
Furthermore, in the present invention, it is not necessary to always consider both the upward and downward directions of the load to determine the optimal operation amount in advance. It is also possible to limit the predicted load change value to the direction of increase or decrease in load.

本発明による第1の効果は、制御システムに内
蔵したプラントモデルを用いて、プラントの定常
負荷運転時のみならず、負荷変動時にも、効率最
適化機能を動作させることが可能なため、頻繁に
負荷変化がなされる発電プラントにおいても、定
常負荷運転時のみを対象とする従来方式と比較し
て、大幅な効率向上が可能となることである。
The first effect of the present invention is that the efficiency optimization function can be operated not only during steady load operation of the plant but also during load fluctuations by using the plant model built into the control system. Even in power plants where load changes occur, it is possible to significantly improve efficiency compared to conventional systems that only operate under steady load.

即ち、近年の火力プラントは電力系統の負荷調
整用としてのニーズが高く、定常負荷運転の機会
はむしろ少ないと言える。したがつて、定常負荷
運転時のみを効率最適化の守備範囲としていた従
来方式と比較して大幅に効率を向上できる点で、
本発明を火力発電プラントに適用する効果は大き
い。
That is, there is a strong need for thermal power plants in recent years to be used for load adjustment in power systems, and it can be said that opportunities for steady load operation are rather small. Therefore, the efficiency can be significantly improved compared to the conventional method, which targets efficiency optimization only during steady load operation.
The effects of applying the present invention to thermal power plants are significant.

本発明による第2の効果は、発電プラントに対
する負荷要求値の目標整定負荷が制御システムに
与えられる場合に、負荷変化開始直前の現在負荷
から目標整定負荷に至る任意の負荷点に到達する
までの過渡効率を最大にすることのできる最適操
作量を決定できる点にある。
The second effect of the present invention is that when the target settling load of the load request value for the power generation plant is given to the control system, the current load immediately before the load change starts until the target settling load is reached. The point is that the optimum operation amount that can maximize the transient efficiency can be determined.

本発明による第2の効果は、発電プラントに対
する負荷要求値が制御システムに与えられる前に
負荷変化予測値に基づいて過渡効率を最大ならし
める最適操作量を予め形定できる点にある。
A second effect of the present invention is that the optimum operating amount that maximizes the transient efficiency can be determined in advance based on the predicted load change value before the load request value for the power generation plant is given to the control system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来の発電プラントの効率最適化制
御システムの基本原理を示すブロツク図、第2図
は、本発明の発電プラントの過渡効率最適化制御
システムの基本原理を示すブロツク図、第3図は
本発明の発電プラントの過渡効率最適化制御シス
テムの一実施例のブロツク図、第4図は第3図中
の最適操作量探索負荷点決定手段および操作指令
値決定手段における処理方法を説明するための
図、第5図は本発明における最適操作量探索の処
理手順を示す、第6図は第5図の処理手順におけ
るシンプレツクスの変遷の一例を示す図、第7図
は負荷変化予測値に基づく過渡効率最適化制御の
一手法を説明するための図、第8図は内挿法によ
る最適操作量の求め方を説明するための図であ
る。 9……試行操作量、10……プラント過渡効
率、11……最適操作量、12……操作指令値、
13……負荷要求値、14……最適操作量探索負
荷点信号、15……動作制御信号、100……発
電プラント、200……制御システム、230…
…最適操作量探索手段、240……プラントモデ
ル、250……操作指令値決定手段。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic principle of a conventional efficiency optimization control system for a power generation plant, FIG. 2 is a block diagram showing the basic principle of a transient efficiency optimization control system for a power generation plant according to the present invention, and FIG. The figure is a block diagram of an embodiment of the transient efficiency optimization control system for a power plant according to the present invention, and FIG. 4 explains the processing method in the optimum operation amount search load point determining means and operation command value determining means in FIG. 3. Figure 5 shows the processing procedure for searching for the optimal operation amount in the present invention. Figure 6 shows an example of simplex changes in the processing procedure of Figure 5. Figure 7 shows load change prediction. FIG. 8 is a diagram for explaining one method of transient efficiency optimization control based on values, and FIG. 8 is a diagram for explaining how to obtain the optimal manipulated variable by interpolation. 9...Trial operation amount, 10...Plant transient efficiency, 11...Optimum operation amount, 12...Operation command value,
13...Load request value, 14...Optimum operation amount search load point signal, 15...Operation control signal, 100...Power plant, 200...Control system, 230...
...optimum operation amount search means, 240...plant model, 250...operation command value determination means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 発電プラントの過渡特性を計算する動的なプ
ラントモデルを含み、負荷要求値及び操作量を当
該プラントモデルに入力してモデルの動的挙動を
予測し、プラントの過渡効率を演算する過渡効率
計算手段と、 プラントに操作量を出力する前に、試行の操作
量を前記過渡効率計算手段に出力して過渡効率を
計算する手順を、許容操作量範囲内で、前記負荷
要求値に対応する過渡効率を最大ならしめるため
の最適操作量が得られるまで繰り返す最適操作量
探索手段と、 該発電プラントに与えられた負荷要求値の変化
に対応して、予定時間後における負荷要求値を、
最適操作量探索負荷点として、少なくとも1個決
定し、その信号を該過渡効率計算手段に供給する
最適操作量探索負荷点決定手段と、 該少なくとも1個の最適操作量探索負荷点に対
応して求められた最適操作量および操作量の現在
値に基づいて、時間関数としての操作指令値を決
定する操作指令値決定手段とを具備したことを特
徴とする発電プラントの過渡効率最適化制御シス
テム。 2 負荷要求値の変化が、予定時間後の目標整定
負荷として与えられ、最適操作量探索負荷点決定
手段は、該目標整定負荷を含んで、少なくとも1
個の最適操作量探索負荷点を決定することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の発電プラント
の過渡効率最適化制御システム。 3 負荷要求値の変化が、負荷変化率として与え
られ、最適操作量探索負荷点決定手段は、その後
予定時間の間、負荷要求値が同一の変化率で変化
するものとして少なくとも1つの最適操作量探索
負荷点を決定することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の発電プラントの過渡効率最適化制
御システム。 4 発電プラントの過渡特性を計算する動的なプ
ラントモデルを含み、負荷要求値及び操作量を当
該プラントモデルに入力してモデルの動的挙動を
予測し、プラントの過渡効率を演算する過渡効率
計算手段と、 プラントに操作量を出力する前に、試行の操作
量を前記過渡効率計算手段に出力して過渡効率を
計算する手順を、許容操作量範囲内で、前記負荷
要求値に対応する過渡効率を最大ならしめるため
の最適操作量が得られるまで繰り返す最適操作量
探索手段と、 該発電プラントの定常負荷運転時に、負荷変化
を予測する手段と、 該予測された負荷変化に基づいて、予定時間後
における負荷変化予測値を、最適操作量探索負荷
点として、少なくとも1個決定し、その信号を該
過渡効率計算手段に供給する最適操作量探索負荷
点決定手段と、 実際に発電プラントに与えられる負荷要求値が
変化した場合、該負荷要求値の変化および負荷変
化予測値を比較し、両者の差異に基づいて、該負
荷変化予測値に対応して予め求められた最適操作
量を修正し、実際の負荷要求値変化に対応する最
適操作量探索負荷点での最適操作量を求める手段
と、 前記最適操作量および操作量の現在地に基づい
て、時間関数としての操作指令値を決定する操作
指令値決定手段とを具備したことを特徴とする発
電プラントの過渡効率最適化制御システム。 5 負荷変化予測値が、予定時間後の目標整定負
荷として与えられ、最適操作量探索負荷点決定手
段は、該目標整定負荷を含んで、少なくとも1個
の最適操作量探索負荷点を決定することを特徴と
する特許請求の範囲第4項記載の発電プラントの
過渡効率最適化制御システム。 6 負荷変化予測値が、負荷変化率として与えら
れ、最適操作量探索負荷点決定手段は、その後予
定時間の間、負荷要求値が同一の変化率で変化す
るものとして、少なくとも1個の最適操作量探索
負荷点を決定することを特徴とする特許請求の範
囲第4項記載の発電プラントの過渡効率最適化制
御システム。
[Claims] 1. A system that includes a dynamic plant model that calculates the transient characteristics of a power generation plant, and predicts the dynamic behavior of the model by inputting a load request value and an operating amount into the plant model, and calculates the transient efficiency of the plant. a transient efficiency calculation means for calculating the transient efficiency; an optimum operation amount search means that repeats until an optimum operation amount is obtained for maximizing the transient efficiency corresponding to the required value; request value,
Optimal manipulated variable search load point determining means for determining at least one optimal manipulated variable search load point and supplying the signal thereof to the transient efficiency calculation means; 1. A transient efficiency optimization control system for a power plant, comprising operation command value determining means for determining an operation command value as a time function based on the determined optimal operation amount and the current value of the operation amount. 2. The change in the load request value is given as a target settling load after the scheduled time, and the optimum operation amount search load point determining means is configured to perform at least one set of load points including the target settling load.
The transient efficiency optimization control system for a power generation plant according to claim 1, characterized in that the control system determines a load point for searching for an optimum manipulated variable. 3. The change in the load request value is given as a load change rate, and the optimum manipulated variable search load point determining means then calculates at least one optimal manipulated variable assuming that the load request value changes at the same rate of change during the scheduled time. The transient efficiency optimization control system for a power generation plant according to claim 1, characterized in that a search load point is determined. 4 Transient efficiency calculation that includes a dynamic plant model that calculates the transient characteristics of the power plant, inputs the load request value and operation amount into the plant model, predicts the dynamic behavior of the model, and calculates the transient efficiency of the plant. means, and a step of outputting a trial manipulated variable to the transient efficiency calculating means to calculate the transient efficiency before outputting the manipulated variable to the plant, to calculate the transient efficiency corresponding to the load request value within the allowable manipulated variable range. means for searching for an optimal manipulated variable that is repeated until an optimal manipulated variable for maximizing efficiency is obtained; a means for predicting a load change during steady load operation of the power plant; and a schedule based on the predicted load change. Optimal manipulated variable search load point determining means for determining at least one load point for optimal manipulated variable search based on the predicted value of load change after a certain period of time, and supplying the signal to the transient efficiency calculation means; When the required load value changes, the change in the required load value and the predicted load change value are compared, and based on the difference between the two, the optimal operation amount determined in advance is corrected in accordance with the predicted load change value. , means for determining the optimal manipulated variable at a load point to search for an optimal manipulated variable corresponding to changes in the actual load request value, and an operation for determining an operational command value as a time function based on the optimal manipulated variable and the current location of the manipulated variable. 1. A transient efficiency optimization control system for a power generation plant, characterized by comprising command value determining means. 5. The predicted load change value is given as a target settling load after a scheduled time, and the optimum operation amount search load point determining means determines at least one optimum operation amount search load point including the target settling load. A transient efficiency optimization control system for a power plant according to claim 4, characterized in that: 6. The predicted load change value is given as a load change rate, and the optimum operation amount search load point determining means calculates at least one optimum operation amount, assuming that the load request value changes at the same rate of change during the scheduled time thereafter. 5. The transient efficiency optimization control system for a power generation plant according to claim 4, wherein a quantity search load point is determined.
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