JPH0561644B2

JPH0561644B2 -

Info

Publication number: JPH0561644B2
Application number: JP57022635A
Authority: JP
Inventors: Masahide Nomura; Yoshio Sato
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1993-09-06
Also published as: JPS58140806A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、発電プラント制御システムに係り、
特に系統の負荷需要が大幅に変動しても系統周波
数を安定に保つと共に発電プラントの制御量の変
動を抑制するに好適な発電プラント予測最適制御
システムに関する。発電プラント制御システムは、発電プラントに
負荷指令を出す中央給電指令所（以下中給と略
す）と負荷指令に追従して発電プラントを制御す
るプラント制御システムから成る。中給は、電力系統の負荷需要を予測し、この予
測結果に基づいて系統内各発電プラントを現在時
点の負荷配分を決定し、この現在時点の負荷配分
を負荷指令として各発電プラントに出力する。各
プラント制御システムは、中給からの負荷指令に
発電機出力を追従させるよう各発電プラントを制
御する。ところで、石炭焚火力発電プラントは、操作端
（例えば石炭ミル）の遅れが大きくかつ熱交換器
が分布して連なり作動流体の流動遅れが大きいた
め、中給からの負荷指令が大幅に変動する場合、
蒸気圧力，温度等の制御量が大きく変動し、中給
からの負荷指令を大幅かつ急速に変化させること
が困難であつた。本発明の目的は、電力系統の負荷需要が大きく
変動し、この結果中給からの負荷指令が大幅かつ
急速に変動しても系統周波数を安定に保つと共に
発電プラントの良好な負荷追従制御を行ない得る
発電プラント予測最適制御システムを提供するに
ある。本発明は、電力系統の負荷需要が大きく変動
し、この結果中給からの負荷指令が大幅かつ急速
に変動しても系統周波数を安定に保つと共に発電
プラントの良好な負荷追従制御を行なうために、
中給において電力系統の負荷需要を予測して、こ
の予測結果に基づいて系統内各発電プラントの現
時点と将来の負荷配分を計算し、この現時点と将
来の負荷配分を負荷指令として各発電プラントに
出力し、各プラント制御システムは、この負荷指
令に従つて発電プラントの将来の動きを予測して
発電プラントを制御することを特徴とする。本発明の一実施例を第１図に示す。実施例は、
中央給電指令所５００，モデル内蔵予測制御シス
テム１００，第２図に詳細を示す火力プラント制
御システムのマスタ・コントローラ２００および
サブループ・コントローラ３００から成る。火力
プラント制御システムのマスタ・コントローラ２
００およびサブループ・コントローラ３００は、
中給５００からの現在時点の負荷指令L_C（＝ELD
＋AFC）に追従して第３図に詳細を示す火力発
電プラント４００を制御する。中給５００は、電
力系統の負荷需要を予測し、この予測結果に基づ
いて系統内各発電プラントの現在時点および近い
未来（例えば30分先まで）の負荷配分を決定し、
この現在時点および近い未来の負荷配分を現時点
の負荷指令L_C（＝ELD＋AFC）と近い未来の負荷
指令L_CP（＝ELDP）として各発電プラントに出力
する。モデル内蔵予測制御システム１００は、火
力プラント制御システムのマスタ・コントローラ
２００，サブループ・コントローラ３００および
火力発電プラント４００を組合せたシステムを制
御対象とし、中給５００からの近い未来の負荷指
令L_CPに基づき上記制御対象のモデルを用いて制
御対象の近い未来の動きを予測し、この予測結果
に基づいて上記制御対象を最適制御する。次に、
これについて詳細に説明する。火力プラント制御システムのマスタ・コントロ
ーラ２００は、第２図に示すように中給からの現
在時点の負荷指令L_C（＝ELD＋AFC）を変化率制
御処理した負荷デマンドL_Dに基づいて、給水流
量デマンドF_FWD，燃料流量デマンドF_FD，空気流
量デマンドF_AD，スプレ流量デマンドF_SPDおよび
再循環ガス流量デマンドF_GRDを先行的に決定（フ
イード・フオワード制御）すると共に、主蒸気圧
力P_MS，主蒸気温度T_MS，ガスO₂および再熱蒸気
温度T_RSのフイード・バツク制御により上記各操
作量のデマンドを補正し、補正デマンドF′_FWD，
F′_FD，F′_AD，F′_SPDおよびF′_GRDを作成する。なお、
タービン蒸気流量デマンドF_MSDは、発電機出力
MWのフイード・バツク制御により決定する。ま
た、マスタ・コントローラ２００は負荷デマンド
L_Dの変化率L_DRおよび火炉水壁出口蒸気温度T_WW
の変化率T_WWRを求める。中給５００は、先に述べたように電力系統の負
荷需要を予測し、この予測結果に基づいて系統内
各発電プラントの現在時点および近い未来（例え
ば30分先まで）の負荷配分を決定し、この現在時
点および近い未来の負荷配分を現在時点の負荷指
令L_Cおよび近い未来の負荷指令L_CPとして各発電
プラントに出力する。系統の負荷需要の予測は、従来周知の種々の技
術が利用可能であり、以下にその１例を説明す
る。この予測法は、(1)式に示すように、負荷に大
きな影響を与える要因をいつか取り上げて、それ
に重み付けした和の形で予測するものである。 L^（ｔ＋τ）＝w₀＋w₁x₁(t)＋w₂x₂(t)＋… ＋W_ax_a(t) …(1) ここで、ｔ：現在時点 L^（ｔ＋τ）：予測時点ｔ＋τの系統負荷の予測
値 x_J(t)：現在時点ｔで、予測時点ｔ＋τの系統負
荷Ｌ（ｔ＋τ）と相関のある要因 W_J：重み係数要因x_Jとしては、過去のいくつかの負荷データ
や予測時点の気温，照度，湿度，風速の推定値な
どが用いられ、各要因に対する重み付けは過去の
有限な観測期間内の実積から定める。予測精度
は、他の予測方法と同定度で数％前後である。次に、(1)式で求めた系統の負荷需要予測結果に
基づいたELD予測計算は、基本的に次のように
定式化できる。 (a) P_Si（τ）を火力発電プラントｉ番目の出力分
担、P_Hj（τ）を水力発電プラントｊ番目の出力
分担、P_Ak（τ）を原子力発電プラントｋ番目の
出力分担、Ｌ（τ）を系統の負荷需要、Ｒ（τ）
を系統における損失の総量とすると、需給バラ
ンスの条件は、次式で表わせる。 P_S1（τ）＋…＋P_So（τ）＋P_H1（τ）＋…＋ P_Hn（τ）＋P_AI（τ）＋…＋P_AI（τ）＝Ｌ（τ）＋Ｒ（τ） (2) (b) 火力発電プラントｉ番目の出力の上下限値を
P^Max _Si，P^Min _Si，水力発電プラントｊ番目の出力の
上下限値をP^Max _HJ，P^Min _HJ，原子力発電プラントｋ
番目の出力の上下限値をP^Max _Ak，P^Min _Akとするとそ
れぞれの出力の制約は、次式のようになる。 P^Min _SiP_Si（τ）P^Max _Si（ｉ＝１，２，…，ｎ） P^Min _HJP_HJ（τ）P^Max _HJ（ｊ＝１，２，…，ｍ） P^Min _AkP_Ak（τ）P^Max _Ak（ｋ＝１，２，…，ｌ）
｝
(3) (c) 水力発電プラントｊ番目の水の使用速度を
Q_J（τ）とすると、P_HJ（τ）は、(4)式のように
Q_J（τ）の関数になる。 P_Hj（τ）Ｋ（Q_J（τ））（ｊ＝１，２，…，ｍ）(4) (d) 水力発電プラントｊ番目の考察期間Ｔにおけ
る全使用水量Q_JTは、Q_J（τ）をt₀（考察開始時
刻）からt₀＋Ｔまで積分したものである。運用
上Q_JTは与えられるものとする。 ∫^t ₀ ^+T _t0Q_J（τ）dτ＝Q_JT（ｊ＝１，２，…，ｍ）(5
) なお、ELD予測計算をある時間幅（t₀〜t₀＋
Ｔ）に亘つて計算するための考察開始時刻t₀は、
現在時点ｔ以後に選べばよい。 (e) 系統の損失は、(6)式のように｛P_S2｝，｛P_Hj｝，
｛P_Ak｝の関数である。Ｒ（τ）＝Ｒ（P_S1，…，P_So，P_H1，…，P_Hn，
P_A1， …，A_AI (6) (f) (3)〜(6)式を制約条件とし、目的関数をt₀〜t₀
＋Ｔの間の総火力・原子力燃料費Ｆとする。火
力発電プラントｉ番目の出力がP_S1のときの単
位時間当りの燃料費をf_SiP_Si），原子力発電プラ
ントｋ番目の出力がP_Akのときの単位時間当り
の燃料費をf_Ak（P_Ak）とすれば、目的関数は(7)
式のように表わせる。Ｆ＝∫^t ₀ ^+T _t0｛f_S1（P_S1）＋…＋f_So（P_So）＋f_A1（P_A1）＋…＋f_AI（P_AI）｝dτ (7) ELD予測計算は、このＦを最小にするような
P_Si（τ），P_Hj（τ），P_Ak（τ）をt₀〜t₀＋Ｔに亘つ
て求めるものである（ｉ＝１，…ｎ；ｊ＝１，
…，ｍ；ｋ＝１，…，ｌ）。(b)における発電プラ
ントの出力の上下限値には、静的特性値を与え
る。また、(f)における火力発電プラントの単位時
間当りの燃料費f_s（P_s）は、機種によつて異なる
が、定性的には大体第４図のようになつている。
図から分かるように、出力により効率が変化、Ａ
点のように出力が小さいときよりもＢ点の出力の
方が効率がよく、単位kW当りの燃料費が少なく
てすむ（直線の勾配が出力Ａのときの単位kW
当りの燃料費になる）。しかし、さらに出力が大
きくなりＣになると、逆に効率が悪くなる。ま
た、原子力発電プラントの単位時間当りの燃料費
f_A（P_A）も、火力発電プラントの燃料費特性と同
様プラント効率に関係し出力の関数として与えら
れる。中給５００は、上で求めたP_Si（τ），P_Hj（τ）
P_Ak（τ）（t₀τt₀＋Ｔ）（ｉ＝１，…，ｎ；ｊ
＝１，…，ｍ；ｋ＝１，…，ｌ）から現在時点の
負荷配分P_Si(t)，P_Hj(t)，P_Ak(t)（ｉ＝１，…，ｎ；
ｊ＝１，…，ｍ；ｋ＝１，…，ｌ）を現在時点の
ELD信号として各発電プラントに出力する。ま
た、近い未来の負荷配分P_Si（τ），P_Hj（τ），P_Ak
（τ）（ｔτｔ＋T₀）（ｉ＝１，…，ｎ；ｊ＝
１，…，ｍ；ｋ＝１，…，ｌ）を近い未来の
ELD信号（＝ELD（τ）（ｔτｔ＋T₀））とし
て各発電プラントに出力する。なお、T₀（Ｔ）
は、いくら長くてもよいが、発電プラントの応答
特性に依存して決める。例えば、火力発電プラン
トの場合、30分から１時間程度が適当である。また、中給５００は、現在時点の系統周波数
と基準周波数_rとの偏差E_fに基づいて、次式によ
り各発電プラントのAFC信号を計算し、この結
果を各発電プラントに出力する。 AFC_i(t)＝K_i・（_r−） (8) ここで、 AFC_i(t)：現在時点における発電プラントｉの
AFC信号 K_i：発電プラントｉのAFC分担率モデル内蔵予測制御システム１００は、火力プ
ラント制御システムのマスタ・コントローラ２０
０、サブループ・コントローラ３００および火力
発電プラント４００を組合せたシステムを制御対
象とし、マスタ・コントローラ２００からの負荷
デマンド変化率L_DRを外乱とすると共に、主蒸気
温度偏差T_MSE、火炉水壁出口蒸気温度変化率
T_WWRおよび再熱蒸気温度偏差T_RSEを制御量とし
て、上記制御対象のモデルを遂次同定し、このモ
デルと中給５００からの近い未来のELD信号
（＝ELDP）を用いて、上記制御対象のモデルに
より制御対象の近い未来の動きを予測し、２次形
式評価関数を用いて上記制御対象を最適制御す
る。モデル内蔵予測制御システムの動作をフロー
線図で示すと第５図のようになる。以下、詳細に
説明する。上記制御対象は、次のように自己回帰移動平均
（ARMA）モデルで表わされるものとする。ｘ(k)＝Ａ(1)ｘ（ｋ−１）＋Ａ(2)ｘ（ｋ−２）＋…
＋
Ａ(M)ｘ（ｋ−ｍ）＋Ｂ(1)ｕ（ｋ−１）＋Ｂ(2)ｕ（ｋ−２）＋…＋Ｂ
(m)ｕ（ｋ−ｍ）＋Ｃ(1)ｖ（ｋ−１）＋Ｃ(2)ｖ（ｋ−２）＋…＋Ｃ
(m)ｖ（ｋ−ｍ）＋ｗ(k) (9) ここで、

【表】ｖ（ｋ−ｌ）＝［L_DR（ｋ−ｌ）］
（ｌ＝１，２，…，Ｍ）＝［v₁（ｋ−ｌ）］ T_MSE（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点に
おける主蒸気温度偏差 T_WWR（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点に
おける火炉水壁出口蒸温度変化率 T_RSE（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点に
おける再熱蒸気温度偏差 ΔF_FD（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点に
における燃料流量デマンド修正信号 ΔF_SPD（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点
におけるスプレ流量デマンド修正信号 ΔF_GRD（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点
における再循環ガス流量デマンド修正信
号 L_DR（ｋ−ｌ）：（ｋ−ｌ）サンプリング時点にお
ける負荷デマンド変化Ａ(l)＝a₁₁(l)a₁₂(l)a₁₃(l) a₂₁(l)a₂₂(l)a₂₃(l) a₃₁(l)a₃₂(l)a₃₃(l)：係数Ｂ(l)＝b₁₁(l)b₁₂(l)b₁₃(l) b₂₁(l)b₂₂(l)b₂₃(l) b₃₁(l)b₃₂(l)b₃₃(l)：係数Ｃ(l)＝c₁₁(l) c₂₁(l) c₃₁(l)：係数ｗ(k)＝w₁(k) w₂(k) w₃(k)：ｋサンプリング時点におけるノイズ (9)式は、係数A₁(l)（ｌ＝１，２，…，Ｍ）の
観測式として次のように変形できる。ｘ(k)＝C₁(k)A₁(k)＋ｗ(k) (10) ここで、C₁(k)＝X^T(k) ０００ X^T(k) ０００ X^T(k) Ｘ(k)＝X₁（ｋ−１）） X₁（ｋ−２）〓 X1（ｋ−Ｍ） X₁（ｋ−ｌ）＝x₁（ｋ−ｌ） x₂（（ｋ−ｌ x₃（ｋ−ｌ） u₁（ｋ−ｌ） u₂（ｋ−ｌ） u₃（ｋ−ｌ）₁ （ｋ−ｌ） A₁(k)＝A₁₁(k) A₁₂(k) A₁₃(k)

【表】係数A₁(k)の遷移式は、次のようになるものとす
る。 A₁（ｋ＋１）＝A₂(k) (11) (10)，(11)式に対してカルマン・フイルタを構成す
ると次のようになる。 A^₁(k)＝A^₁（ｋ−１）＋Ｐ(k)C^T ₁(k)W^-1 ｛ｘ(k)−C₁(k)A^₁（ｋ−１）｝Ｐ(k)＝（P^-1（ｋ−１）＋C^T ₁(k)W^-1C₁(k)）^-1 (12) ここで、A^₁(k)：A₁(k)の推定値Ｐ(k)：A₁(k)の推定誤差の共分散行列Ｗ：ｗ(k)の共分散行列 (12)式により求めたA^₁(k)を(9)式に代入すると次
のようになる。ｘ(k)＝A^(1)ｘ（ｋ−１）＋A^(2)ｘ（ｋ−２）＋…
＋
A^(M) ｘ（ｋ−Ｍ）＋B^(1)ｕ（ｋ−１）＋B^(2)ｕ（ｋ
−２）＋…＋B^(M)ｕ（ｋ−Ｍ）＋C^(1)ｖ（ｋ−１）＋
C^(2) ｖ（ｋ−２）＋…＋C^(M)ｖ（ｋ−Ｍ）＋ｗ（
）
ｋ）ここで、A^(l)：Ａ(l)の推定値 B^(l)：Ｂ(l)の推定値 C^(l)：Ｃ(l)の推定値 (13)式を状態遷移表現に変換するために、次式で
示す変数Z₁(k)を導入する。 Z_i(k)＝_M 〓^l=i+1 ｛A^(l)ｘ（ｋ＋ｉ−ｌ）＋B^ (l) ｕ（ｋ＋ｉ−ｌ）＋C^(l)ｖ（ｋ＋ｉ−ｌ）｝（ｉ＝１，２，…，Ｍ−１） (14) Z₀(k)＝ｘ(k)＝_M 〓^l=1 ｛A^(l)ｘ（ｋ−ｌ）＋B^ (l) _u ｕ（ｋ−ｌ）＋C^(l) ｖ（ｋ−ｌ）｝＋ｗ(k) (14)式を書き下すと次のようになる。 Z₀(k)＝A^(1)Z₀（ｋ−１）＋B^(1)ｕ（ｋ−１）＋C^(1)ｖ（ｋ−１）＋Z₁（ｋ−１）＋ｗ(k) Z₁(k)＝A^(2)Z₀（ｋ−１）＋B^(2)ｕ（ｋ−１）＋C^(
2)
ｖ（ｋ−１）＋Z₂（ｋ−１） (15) Z_M-2(k)＝A^（Ｍ−１）Z₀（ｋ−１）＋B^（Ｍ−１）ｕ（ｋ−１）＋C^（Ｍ−１）ｖ（ｋ−１）＋Z_M-1（ｋ−１） Z_M-1(k)＝A^(M)Z₀（ｋ−１）＋B^(M) ｕ（ｋ−１）＋C^(M)ｖ（ｋ−１） (15)式は、次のように状態遷移表現で表わすこと
ができる。Ｚ(k)＝Φ・Ｚ（ｋ−１）＋Ｐ・ｕ（ｋ−１）＋Ｈ・
ｖ（ｋ−１）＋Ｖ(k) (16) ｘ(k)＝［I0…０］Ｚ(k) (17) ここで、Z^T(k)＝［Z^T ₀(k)Z^T ₀…Z^T _M-1(k)］ V^T(k)＝［w^T(k)０…０］ Φ＝A^(1) A^(2) 〓 A^（Ｍ−１） A^(M)Ｉ０〓０００Ｉ〓００… … … …００〓００ P^T＝［B^T(1)B^T(2)…B^T（Ｍ−１）B^T(M)］ H^T＝［C^T(1)C^T(2)…C^T（Ｍ−１）C^T(M)］Ｉ：単位行列評価関数τとしては、次の２次形式評価関数を
用いる。Ｊ＝E∫_M 〓^l=1 ｛Z^T（ｋ＋ｉ）QZ（ｋ＋ｉ）＋^T _u（ｋ＋ｉ−１）Ru（ｋ＋ｉ−１）｝］ (18) ここで、Ｅ：期待値を表わす記号Ｑ：（Ｍ・３）×（Ｍ・３）次の半正定値
行列（重み）Ｒ：３×３次の正定値行列（重み） (16)，(18)式にダイナミツク×プログラミング
（DP）を適用して、次の漸化式により(18)式を最小
にする最適操作量u⁰(k)を求めることができる。

【表】 (19)式よりu⁰(k)は、次式のようになる。 u⁰(k)＝−Ｂ(N)｛P^T・Ｓ（Ｎ−１）・Φ・Ｚ(k) ＋P^T・Ｓ（Ｎ−１）・Ｈ・ｖ(k) ＋１／２P^T・θ（Ｎ−１）｝ (20) すなわち、(20)式は、マスタ・コントローラ２０
０から主蒸気温度偏差T_MSE、火炉水壁出口蒸気
温度変化率T_WWR、再熱蒸気温度偏差T_RSEおよび
負荷デマンド変化率L_DRを用いて、燃料流量デマ
ンド修正信号ΔF_FD、スプレ流量デマンド修正信
号ΔF_SPDおよび再循環ガス流量デマンド修正信号
ΔF_GRDの最適値を計算する式である。なお、(19)式
において使用する負荷デマンド変化率L_DRの未来
値は、次に示す中給からの近い未来のELD信号
（＝ELDP（τ）（ｔτｔ＋T₀））の変化率
ELDPRを用いる。ｖ（ｋ＋ｉ）＝［L_DR（ｋ＋ｉ）］＝［ELDPR（ｋ＋ｉ）］（ｉ＝１，２，…，Ｎ−１） (21) 火力プラント制御システムのサブループ・コン
トローラ３００は、（22）式に示す各操作量の修
正デマンドF″_MSD，F″_FWD，F″_FD，F″_SPDおよびF″_GR
D
に基づいて、タービン蒸気流量F_MS、給水流量
F_FW、燃料流量F_F、空気流量F_A、スプレ流量F_SP
および再循環ガス流量F_GRを制御する。 F″_MSD＝F_MSD F′_FWD＝F′_FWD F″_FD＝F′_FD＋ΔF_FD F″〓_D＝F′_AD＋ｆ（ΔF_FD F″_SPD＝F′_SPD＋ΔF_SPD F″_GRD＝F′_GRD＋ΔF_GRD (22) ここで、ｆ（ΔF_FD）：燃料流量デマンド修正信
号に対応する空気流量デマンド修正信号以上の説明から分かるように、本発明の一実施
例によれば、中給において電力系統の負荷需要を
予測して、この予測結果に基づいて系統内各発電
プラントの現時点と将来の負荷配分を計算し、こ
の現時点と将来の負荷配分を負荷指令として各発
電プラントに出力し、各発電プラント制御システ
ムは、現時点と将来の負荷指令に基づいて発電プ
ラントの将来の動きを予測して発電プラントを制
御するので、系統の負荷需要が大きく変動し、こ
の結果中給からの負荷指令が大幅かつ急速に変動
しても系統周波数を安定に保つと共に発電プラン
トの良好な負荷追従制御を行なうことができる。発明の実施例においては、火力プラント制御シ
ステムのマスタ・コントローラ、サブループ・コ
ントローラおよび火力発電プラントを組合せたシ
ステムを制御対象とし、負荷デマンド変化率L_DR
を外乱、主蒸気温度偏差_MSE、火炉水壁出口蒸気
温度変化率T_WWRおよび再熱蒸気温度偏差T_RSEを
制御量、燃料流量デマンド修正信号ΔF_FD、スプ
レ流量デマンド修正信号ΔF_SPDおよび再循環ガス
流量デマンド修正信号ΔF_GRDを操作量としたが、
制御量として発電機出力偏差MW_E、主蒸気圧力
偏差P_MSEおよびガスo₂偏差O_2Eを追加し、操作量
としてタービン蒸気流量デマンド修正信号
ΔF_MSD、給水流量デマンド修正信号ΔF_FWDおよび
空気流量デマンド修正信号ΔF_ADを追加するよう
にしてもよい。発明の実施例において、制御対象の特性を遂次
同定するようにしたが、試運転時に一度同定して
その後は試運転時の同定結果を使用するようにし
てもよい。発明の実施例においては、（22）式に示す各操
作量の修正デマンドF″_MSD，F″_FWD，F″_FD，F″_SPDお
よびF″_GRDに基づいて、タービン蒸気流量F_MS、給
水流量F_FW、燃料流量F_F、空気流量F_A、スプレ流
量F_SPおよび再循環ガス流量F_GRをサブループ・コ
ントローラ３００により制御するようにしたが、
（23），（24）式により各操作量の修正デマンドを
求めるようにしてもよい。 F″_MSD＝F_MSD F″_FWD＝F′_FWD F″_FD＝F′_FD＋ΔF′_FD F″_AD＝F′_AD＋ｆ（ΔF′_FD） F″_SPD＝F′_SPD＋ΔF′_SPD F″_GRD＝F′_GRD＋ΔF′_GRD (23) ΔF′_FD＝ΔF_FD＋PRS_FD ΔF′_SPD＝ΔF_SPD＋PRS_SPD ΔF′_GRD＝ΔF_GRD＋PRS_GRD (24) ここで、PRS_FD，PRS_SPD，PRS_GRD：擬似ラン
ダム信号なお、この場合は、(9)式のｕ（ｋ−ｌ）（ｌ＝
１，２，…，Ｍ）は、次のようになる。ｕ（ｋ−ｌ）＝ΔF′_FD（ｋ−ｌ） ΔF′_SPD（ｋ−１） ΔF′_GRD（ｋ−１） (24) こうすることにより、モデルの係数Ａ(l)，Ｂ
(l)，Ｃ(l)の推定精度を向上できる。本発明によれば、中給において電力系統の負荷
需要を予測して、この予測結果に基づいて系統内
各発電プラントの現在時点と将来の負荷配分を計
算し、この現在時点と将来の負荷配分を負荷指令
として各発電プラントに出力し、各プラント制御
システムは、現時点と将来の負荷指令に基づいて
発電プラントの将来の動きを予測して発電プラン
トを制御するので、系統の負荷需要が大きく変動
し、この結果中給からの負荷指令が大幅かつ急速
に変動しても系統周波数を安定に保つと共に発電
プラントの良好な負荷追従制御を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の一実施例を示す
図、第３図は、火力発電プラントの例を示す図、
第４図は、火力発電プラントの燃料費特性を示す
図、第５図は、モデル内蔵予測制御システムのフ
ロー線図を示す図である。２０１……加算器、２０２……変化率制限器、
２０３……補正回路、２０４……補正回路、２０
５……補正回路、２０６……補正回路、２０７…
…補正回路、２０８……変化率計算器、２０９…
…減算器、２１０……主蒸気圧力制御器、２１１
……減算器、２１２……主蒸気温度制御器、２１
３……加算器、２１４……減算器、２１５……ガ
スo₂制御器、２１６……主蒸気温度制御器、２１
７……加算器、２１８……減算器、２１９……再
熱蒸気温度制御器、２２０……加算器、２２１…
…変化率計算器、２２２……発電機出力制御器、
３０１……タービン制御器、３０２……給水流量
制御器、３０３……燃料流量制御器、３０４……
空気流量制御器、３０５……スプレ流量制御器、
３０６……再循環ガス流量制御器、４０１……押
込通風機、４０２……空気予熱器、４０３……１
次空気フアン、４０４……石炭バンカ、４０５…
…給炭機駆動モータ、４０６……給炭機、４０７
……石炭ミル、４０８……２次過熱器、４０９…
…２次再熱器、４１０……火炉水冷壁、４１１…
…１次過熱器、４１２……ガス循環フアン、４１
３……スプレ制御弁、４１４……誘引通風機、４
１５……給水ポンプ、４１６……主蒸気加減弁、
４１７……高圧タービン、４１８……中・低圧タ
ービン、４１９……発電機、４２０……復水器、
４２１……スプレ。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも、複数の水力発電プラントおよび
複数の火力発電プラントに対して、それぞれ対応
する操作量を出力する発電プラント予測最適制御
システムであつて、少なくとも、電力供給先の現在及び将来の環境
状態と過去の実績値とから、電力系統の負荷需要
を予測する電力負荷需要予測手段と、前記電力負荷需要予測手段による予測結果か
ら、直接、現時点及び将来の全発電プラントの全
負荷を算出する全負荷算出手段と、各発電プラントの出力制限値以内になり、か
つ、複数の前記水力発電プラントに対しては、使
用可能な水量以内になり、複数の前記火力発電プ
ラントに対しては、各火力プラントごとの単位時
間当りの燃料費から、複数の該火力発電プラント
の単位時間当りの全燃料費が最小になるよう、現
時点および将来の各発電プラントに対する負荷配
分をそれぞれ算出し、各プラントに対するそれぞ
れの該負荷配分を負荷指令として出力する負荷指
令出力手段と、各発電プラントに対応して、該発電プラントの
環境に応じて定められるモデルと、現時点及び将
来の対応する該発電プラントに関する前記負荷指
令とを基に、該発電プラントの将来の動きを予測
して、該発電プラントの操作量を決定し、該操作
量を該発電プラントに出力する操作量算出手段
と、を備えていることを特徴とする発電プラント予測
最適制御システム。