JPH0614464A - 発電機の経済負荷配分装置 - Google Patents
発電機の経済負荷配分装置Info
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- JPH0614464A JPH0614464A JP4166000A JP16600092A JPH0614464A JP H0614464 A JPH0614464 A JP H0614464A JP 4166000 A JP4166000 A JP 4166000A JP 16600092 A JP16600092 A JP 16600092A JP H0614464 A JPH0614464 A JP H0614464A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力系統の総需要に対する発電機の経済負荷
配分装置において、ELDの配分値をもとにその極大値
及び極小値を見つけ、これに到ることを最優先としてE
LDの配分をすることにより、変化速度の制約からくる
追従不良を解消すること。 【構成】 ELDの配分値の極大値及び極小値を検出す
る手段、この極値に着目して変化速度を考慮した上下限
値を作成する手段、この上下限値を制約条件として再度
ELDの配分計算を実施する手段とから構成したELD
装置。
配分装置において、ELDの配分値をもとにその極大値
及び極小値を見つけ、これに到ることを最優先としてE
LDの配分をすることにより、変化速度の制約からくる
追従不良を解消すること。 【構成】 ELDの配分値の極大値及び極小値を検出す
る手段、この極値に着目して変化速度を考慮した上下限
値を作成する手段、この上下限値を制約条件として再度
ELDの配分計算を実施する手段とから構成したELD
装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統における発電機
制御の中の経済負荷配分装置(ELD装置)に関する。
制御の中の経済負荷配分装置(ELD装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】電力系統における総需要は1日を周期と
して図2に示されるパタ―ンで時間とともに変化する。
自動給電システムではこの総需要の変化を予測し、これ
に見合う発電量を各発電機に発電させる為に指令値を出
力する。各発電機にいくら発電させるかを決定するのに
総発電費用が最も安くなるような配分、すなわち経済負
荷配分方式(以下ELDと記す)を用いて行う。この方
式を用いて計算を実行するのが経済負荷配分装置(以下
ELD装置と記す)である。以下に経済負荷配分方式の
一例である等増分燃料費法による計算方式を記述する。
今、n台の発電機の出力をPi ,P2 ,……Pn とし、
燃料費をF1 (P1 ),F2 (P2 ),……F
n (Pn )とする。また、Fi (Pi )は、
して図2に示されるパタ―ンで時間とともに変化する。
自動給電システムではこの総需要の変化を予測し、これ
に見合う発電量を各発電機に発電させる為に指令値を出
力する。各発電機にいくら発電させるかを決定するのに
総発電費用が最も安くなるような配分、すなわち経済負
荷配分方式(以下ELDと記す)を用いて行う。この方
式を用いて計算を実行するのが経済負荷配分装置(以下
ELD装置と記す)である。以下に経済負荷配分方式の
一例である等増分燃料費法による計算方式を記述する。
今、n台の発電機の出力をPi ,P2 ,……Pn とし、
燃料費をF1 (P1 ),F2 (P2 ),……F
n (Pn )とする。また、Fi (Pi )は、
【0003】
【数1】 Fi (Pi )=Ai +bi Pi +Ci Pi 2 ……(1) で表わされるとすれば
【0004】
【数2】 dFi /dPi =bi +2Ci Pi ……(2) 等増分燃料費の法則から、このdFi /dPi が等しく
なるように各発電機のPi を決めれば総燃料費は最も安
くなることが知られている。今、dFi /dPi =bi
+2Ci Pi =λとおくと
なるように各発電機のPi を決めれば総燃料費は最も安
くなることが知られている。今、dFi /dPi =bi
+2Ci Pi =λとおくと
【0005】
【数3】 Pi =(λ−bi )/2Ci ……(3) となりλは、
【0006】
【数4】 を満足するように選ばれる。すなわち、λ,Pi は
【0007】
【数5】 (3)式に(5)式を代入すると、
【0008】
【数6】 と決定される。
【0009】ELD装置は図2の予測された総需要に対
し、ELD対象発電機が分担している発電量を基準とし
て、予測された総需要の変化分を加算してELD配分総
量((4)式のPR を意味し、図2の斜線部分に対応)
を決める。
し、ELD対象発電機が分担している発電量を基準とし
て、予測された総需要の変化分を加算してELD配分総
量((4)式のPR を意味し、図2の斜線部分に対応)
を決める。
【0010】次にELD装置は一回の計算でこのELD
配分総量を現在時ts(一般に計算開始時刻と一致)か
ら計算終了時間teまでの時間帯を計算きざみΔtで予
測配分計算を実施する。これにより、ELD対象発電機
i(i=1,n)に対し、図3のような配分値(あくま
で現在から将来時刻teまでの予測値)が得られること
になる。
配分総量を現在時ts(一般に計算開始時刻と一致)か
ら計算終了時間teまでの時間帯を計算きざみΔtで予
測配分計算を実施する。これにより、ELD対象発電機
i(i=1,n)に対し、図3のような配分値(あくま
で現在から将来時刻teまでの予測値)が得られること
になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】一方発電機には固有の
単位時間に出力変化可能な値(以下変化速度α[MW/
分]という)がある。任意の時刻tとこのt以降に変化
できる範囲を図4に表わす。つまり、発電機iはt時点
でPo の出力の場合、(t+n・△t)時間以降は次式
の範囲で出力変化することができる。
単位時間に出力変化可能な値(以下変化速度α[MW/
分]という)がある。任意の時刻tとこのt以降に変化
できる範囲を図4に表わす。つまり、発電機iはt時点
でPo の出力の場合、(t+n・△t)時間以降は次式
の範囲で出力変化することができる。
【0012】
【数7】 (Po −α・n・Δt)≦P≦(Po +α・n・Δt) ……(7)
【0013】従来方式のELDの配分値をもとに図3の
カ―ブにそった指令値を発電機iに出力した場合、図5
に示される如く(ts+Δt),(ts+2・Δt)ま
では配分値通りに追従するが(ts+3・Δt),(t
s+4・Δt)は変化速度の制約から追従できない場合
がある。このような従来方式のELD配分値において、
発電機が追従できない原因は以下の2点である。 (1)各発電機の変化速度を考慮しないで、ELDの配
分を実施している。
カ―ブにそった指令値を発電機iに出力した場合、図5
に示される如く(ts+Δt),(ts+2・Δt)ま
では配分値通りに追従するが(ts+3・Δt),(t
s+4・Δt)は変化速度の制約から追従できない場合
がある。このような従来方式のELD配分値において、
発電機が追従できない原因は以下の2点である。 (1)各発電機の変化速度を考慮しないで、ELDの配
分を実施している。
【0014】(2)変化速度を考慮したとしても、(t
s+(n−1)・Δt)から(ts+n・Δt)へ変化
する場合の制約のみで、例えば、図3のA点からB点へ
移動する為に、ts+Δt,ts+2・Δt,……の各
時間帯における制約を考慮していない。
s+(n−1)・Δt)から(ts+n・Δt)へ変化
する場合の制約のみで、例えば、図3のA点からB点へ
移動する為に、ts+Δt,ts+2・Δt,……の各
時間帯における制約を考慮していない。
【0015】本発明はこのような点にかんがみてなされ
たもので、ELDの配分値をもとにその極大値及び極小
値を見つけ、これに至ることを最優先としてELDの配
分をすることにより、変化速度の制約からくる追従不良
を解消するものである。
たもので、ELDの配分値をもとにその極大値及び極小
値を見つけ、これに至ることを最優先としてELDの配
分をすることにより、変化速度の制約からくる追従不良
を解消するものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
為に必要な技術的手段を図1にもとずいて説明する。
為に必要な技術的手段を図1にもとずいて説明する。
【0017】ELD配分総量計算手段1はELD装置の
ELD配分総量PRを求める機能である。またELD配
分計算手段2は従来方式による配分計算機能を持つ。す
なわち発電機上下限作成手段3で作成される設備容量に
よる上下限値のみの配分制約を受けている。また発電機
指令出力手段4はELDの配分結果を各発電機に対し指
令値として出力する機能である。以上が従来のELD装
置と同様な手段である。本発明はこの従来機能に加え以
下の機能を併せ持っている。
ELD配分総量PRを求める機能である。またELD配
分計算手段2は従来方式による配分計算機能を持つ。す
なわち発電機上下限作成手段3で作成される設備容量に
よる上下限値のみの配分制約を受けている。また発電機
指令出力手段4はELDの配分結果を各発電機に対し指
令値として出力する機能である。以上が従来のELD装
置と同様な手段である。本発明はこの従来機能に加え以
下の機能を併せ持っている。
【0018】まずELD配分計算手段2の計算結果をも
とに、極値検出手段5で各発電機の配分値の変曲点の時
間と極値を求める。次に前進/後退上下限作成手段6で
この変曲点を起点とし、変化速度の制約を加味して発電
機上下限値を作成する。更にELD再配分計算手段7
で、前述変化速度の制約を加味した発電機上下限値を制
約条件として再度ELDの配分計算を実施する。
とに、極値検出手段5で各発電機の配分値の変曲点の時
間と極値を求める。次に前進/後退上下限作成手段6で
この変曲点を起点とし、変化速度の制約を加味して発電
機上下限値を作成する。更にELD再配分計算手段7
で、前述変化速度の制約を加味した発電機上下限値を制
約条件として再度ELDの配分計算を実施する。
【0019】
【作用】ELD再配分計算手段7の計算結果は従来のE
LD配分計算手段2の計算結果値をもとに、その計算時
間帯内での極大,極小値に到達することを最優先に配分
値を決定する。従って発電機の変化速度の制約による追
従不良を未然に防ぐことができる。
LD配分計算手段2の計算結果値をもとに、その計算時
間帯内での極大,極小値に到達することを最優先に配分
値を決定する。従って発電機の変化速度の制約による追
従不良を未然に防ぐことができる。
【0020】
【実施例】図9に電力系統用計算機システムに本発明を
組込んだ例を記述する。図9において、電力系統情報入
力機能93は図1におけるELD配分総量計算手段1と対
応し、ELD装置95は図1における2,3,5,6,7
の機能を包含する。
組込んだ例を記述する。図9において、電力系統情報入
力機能93は図1におけるELD配分総量計算手段1と対
応し、ELD装置95は図1における2,3,5,6,7
の機能を包含する。
【0021】またデ―タベ―ス96はELDの計算に必要
とする発電機の変化速度,燃料特性定数,発電機容量に
よる上下限値等のデ―タを格納しているディスク装置で
ある。
とする発電機の変化速度,燃料特性定数,発電機容量に
よる上下限値等のデ―タを格納しているディスク装置で
ある。
【0022】本実施例における各構成の相互作用を図1
〜図9により、また前述図1におけるELD配分2,発
電機上下限作成3,極値検出5,前進/後退上下限作成
手段6,ELD配分計算手段7のプログラムによる実施
手順を図10のフロ―チャ―トに記述する。
〜図9により、また前述図1におけるELD配分2,発
電機上下限作成3,極値検出5,前進/後退上下限作成
手段6,ELD配分計算手段7のプログラムによる実施
手順を図10のフロ―チャ―トに記述する。
【0023】まず図1においてELD配分総量計算1は
ELD対象発電機iの初期値Po i(通常現在出力値)
を入力し、ELD配分計算時間帯(ts,ts+△t,
……te)でのELD配分総量PRを求める機能をも
つ。つまり、図2に示される如く、
ELD対象発電機iの初期値Po i(通常現在出力値)
を入力し、ELD配分計算時間帯(ts,ts+△t,
……te)でのELD配分総量PRを求める機能をも
つ。つまり、図2に示される如く、
【0024】
【数8】 に対し計算時間帯での総需要変化分を加算し、最終的な
ELD配分総量PR(図中斜線部分)を求めるものであ
る。ELD配分計算手段2は従来方式による配分計算機
能を持ち、出力として各発電機について図3で示される
配分値を決定する。この場合、発電機上下限作成手段3
で作成される設備容量から決定される出力上下限値のみ
の制約を受けている。また、発電機指令出力手段4はE
LDの配分結果を各発電機に対し、指令値として出力す
る機能である。また、極値検出5は、ELD配分2で出
力される各発電機の配分値について変曲点の時間及び極
値を求めるものである。(図3におけるB,C点)。次
に前進/後退上下限作成機能6で、この極値に着目して
変化速度を考慮した上下限値を作成する。 (1)後退上下限値の決定
ELD配分総量PR(図中斜線部分)を求めるものであ
る。ELD配分計算手段2は従来方式による配分計算機
能を持ち、出力として各発電機について図3で示される
配分値を決定する。この場合、発電機上下限作成手段3
で作成される設備容量から決定される出力上下限値のみ
の制約を受けている。また、発電機指令出力手段4はE
LDの配分結果を各発電機に対し、指令値として出力す
る機能である。また、極値検出5は、ELD配分2で出
力される各発電機の配分値について変曲点の時間及び極
値を求めるものである。(図3におけるB,C点)。次
に前進/後退上下限作成機能6で、この極値に着目して
変化速度を考慮した上下限値を作成する。 (1)後退上下限値の決定
【0025】図3に示される極値B点,C点及び計算終
了時間帯D点について、時間を逆昇る方向(後退方向)
にその点から変化できる範囲(図中bb ,b′b ,
cb ,c′b ,db ,d′b )を求める。これを各計算
時間帯の後退上下限値と呼ぶ。 (2)前進上下限値の決定
了時間帯D点について、時間を逆昇る方向(後退方向)
にその点から変化できる範囲(図中bb ,b′b ,
cb ,c′b ,db ,d′b )を求める。これを各計算
時間帯の後退上下限値と呼ぶ。 (2)前進上下限値の決定
【0026】一般にELD装置は1回の計算周期で図3
における、tsから順に(ts+Δt),(ts+2・
Δt),……teの各時間帯についての配分計算を実施
する。前進上下限値とは各時間帯での計算において、当
該時間帯がこれ以降の各時間帯でどの位出力変化可能か
を表わすものである。
における、tsから順に(ts+Δt),(ts+2・
Δt),……teの各時間帯についての配分計算を実施
する。前進上下限値とは各時間帯での計算において、当
該時間帯がこれ以降の各時間帯でどの位出力変化可能か
を表わすものである。
【0027】図3の例ではA点における前進上下限値と
してaf ,a′f ,B,C点における前進上下限値とし
てそれぞれbf ,b′f ,cf ,c′f で表している。
この前進上下限値は発電機配分値がいくらになるかで変
化する為、ts,ts+Δt,ts+2・Δt……の計
算時間帯で毎回作り直される。最終の発電機上下限値と
しては、発電機上下限作成手段3で作成される発電機上
下限,後退上下限及び前進上下限で囲まれる範囲(図7
の斜線部分)となる。
してaf ,a′f ,B,C点における前進上下限値とし
てそれぞれbf ,b′f ,cf ,c′f で表している。
この前進上下限値は発電機配分値がいくらになるかで変
化する為、ts,ts+Δt,ts+2・Δt……の計
算時間帯で毎回作り直される。最終の発電機上下限値と
しては、発電機上下限作成手段3で作成される発電機上
下限,後退上下限及び前進上下限で囲まれる範囲(図7
の斜線部分)となる。
【0028】次にELD再配分計算手段7の説明をす
る。ELD再配分計算手段7は前進/後退上下限作成手
段6で作られた発電機上下限値の範囲内で、前述の等増
分燃料費法による配分計算を実施するものである。次に
前進上下限,後退上下限の組合せによる発電機上下限を
採用するることにより、どのように改善されるかを図
3,図5,図6を使って説明する。
る。ELD再配分計算手段7は前進/後退上下限作成手
段6で作られた発電機上下限値の範囲内で、前述の等増
分燃料費法による配分計算を実施するものである。次に
前進上下限,後退上下限の組合せによる発電機上下限を
採用するることにより、どのように改善されるかを図
3,図5,図6を使って説明する。
【0029】まず、従来通り変化速度を考慮しないでE
LDの配分した時の発電機iの配分値は図3に表わされ
る。この配分値は前述の如くそのまま指令値として出力
したとしても変化速度の制約にかかれば、実際の発電機
の出力値は図5となる。仮に従来のELD配分の中に、
前進上下限のみを組入れて配分計算を実施したとして
も、結果は、図5の配分値としかなり得ない。一方本発
明を適用した場合の作用を図6で説明する。図6で破曲
線は図3の曲線と同じ(変化速度考慮無しの配分値)も
のである。
LDの配分した時の発電機iの配分値は図3に表わされ
る。この配分値は前述の如くそのまま指令値として出力
したとしても変化速度の制約にかかれば、実際の発電機
の出力値は図5となる。仮に従来のELD配分の中に、
前進上下限のみを組入れて配分計算を実施したとして
も、結果は、図5の配分値としかなり得ない。一方本発
明を適用した場合の作用を図6で説明する。図6で破曲
線は図3の曲線と同じ(変化速度考慮無しの配分値)も
のである。
【0030】今、tsでの配分値Aとすると、(ts+
△t)では前進,後退いずれの上下限にもかからない
為、配分値はイ地点となる。(ts+2・△t)〜(t
s+4・△t)では従来ロ′,ハ′,ニ′となるが後退
下限値にかかるためロ,ハ,ニの配分値となる。以上の
如く、変化速度にもとずく極値点に至る為の上下限制約
を配分計算時に考慮することにより、配分値の急変に対
応することが可能となっている。
△t)では前進,後退いずれの上下限にもかからない
為、配分値はイ地点となる。(ts+2・△t)〜(t
s+4・△t)では従来ロ′,ハ′,ニ′となるが後退
下限値にかかるためロ,ハ,ニの配分値となる。以上の
如く、変化速度にもとずく極値点に至る為の上下限制約
を配分計算時に考慮することにより、配分値の急変に対
応することが可能となっている。
【0031】前述のとおり、本実施例によればELD配
分計算において計算時間帯内で配分値の急変が予想され
る場合は、当該時間帯以前の時間帯であらかじめこれを
補正するような配分値とすることにより、当該時間帯の
急変に対応を可能としている。
分計算において計算時間帯内で配分値の急変が予想され
る場合は、当該時間帯以前の時間帯であらかじめこれを
補正するような配分値とすることにより、当該時間帯の
急変に対応を可能としている。
【0032】次に他の実施例について述べる。先の実施
例では前進,後退上下限値で発電機上下限エリア(図7
斜線部分)を構成する例を上げたが、図8で示される如
く、そもそも発電機上下限エリアを構成することができ
ない場合の対策も機能としてもった他の実施例を述べ
る。
例では前進,後退上下限値で発電機上下限エリア(図7
斜線部分)を構成する例を上げたが、図8で示される如
く、そもそも発電機上下限エリアを構成することができ
ない場合の対策も機能としてもった他の実施例を述べ
る。
【0033】図8の如く、Aの時間帯を計算する時点
で、B点へは到達できないと判断した場合は、A−af
線にそった配分値を採用するとともに運用者へ警報を出
力する機能をもたせる。運用者はこの警報の出力回数に
より、このELD装置が本来の等増分燃料費法による燃
料費最小の運転をやっているか否かを判定することがで
きる。
で、B点へは到達できないと判断した場合は、A−af
線にそった配分値を採用するとともに運用者へ警報を出
力する機能をもたせる。運用者はこの警報の出力回数に
より、このELD装置が本来の等増分燃料費法による燃
料費最小の運転をやっているか否かを判定することがで
きる。
【0034】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、発電機のELD配分においてその計算時間帯内の極
値に到ることを制約条件としてかつその範囲で経済的な
配分を可能とし、これによりELD配分総量の急変に耐
えるELD装置を供給することができる。
ば、発電機のELD配分においてその計算時間帯内の極
値に到ることを制約条件としてかつその範囲で経済的な
配分を可能とし、これによりELD配分総量の急変に耐
えるELD装置を供給することができる。
【図1】本発明装置の機能構成図、
【図2】総需要及びELD配分総量を表わす図、
【図3】従来方式で配分した時の発電機iの配分値及び
前進上下限,後退上下限を表わした図、
前進上下限,後退上下限を表わした図、
【図4】変化速度を考慮した場合の発電機の変化範囲の
概念図、
概念図、
【図5】従来方式で配分した時の実際の発電機の動きを
表わした概念図、
表わした概念図、
【図6】本発明の方式で実施した場合の発電機iの配分
値を表わした図、
値を表わした図、
【図7】本発明が配分計算時に使用する発電機上下限値
を表わした図、
を表わした図、
【図8】発電機上下限エリアを構成できない場合の発電
機配分値の時間に対する変化を表わす図、
機配分値の時間に対する変化を表わす図、
【図9】本発明の実施例の構成を表わした図、
【図10】本発明の処理の流れを表わしたフロ―チャ―
ト。
ト。
1…ELD配分総量計算手段 2…ELD配分計算手段 3…発電機上下限値作成手段 4…発電機指令出力手段 5…極値検出手段 6…前進/後退上下限値作成手段 7…ELD再配分計算手段
Claims (1)
- 【請求項1】 予測された総需要に対し、ELD対象発
電機が分担している発電量を基準として、予測された総
需要の変化分を加算してELD配分総量を計算する手段
と、設備容量に基づいて決定される発電機上下限値を作
成する手段と、ELD配分総量に発電機上下限値の制約
を受けてELD配分値を計算するELD配分計算手段
と、このELD配分計算手段から出力された各発電機の
配分値について変曲点の時間及び極値を求める極値検出
手段と、この検出手段により求まった極値に着目して変
化速度を考慮した上下限値を作成する前進/後退上下限
値作成手段と、この前進/後退上下限値作成手段で作ら
れた発電機上下限値の範囲内で等増分燃料費法による配
分計算を行うELD再配分計算手段と、このELD再配
分計算手段の出力に基づいて各発電機に指令を出力する
手段とから成る発電機の経済負荷配分装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166000A JPH0614464A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 発電機の経済負荷配分装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166000A JPH0614464A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 発電機の経済負荷配分装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614464A true JPH0614464A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15823021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4166000A Pending JPH0614464A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 発電機の経済負荷配分装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614464A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7383819B1 (en) | 2006-12-20 | 2008-06-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Electromagnetic valve device and fuel injection apparatus with the valve device |
| US7448592B2 (en) | 2004-02-27 | 2008-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Poppet valve device and electronic controlled fuel injection apparatus equipped with the device |
| JP2012178929A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機の経済負荷配分方法および発電機の経済負荷配分装置ならびに発電機の経済負荷配分システム |
| JP2014128139A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 複合エネルギーシステムの最適制御装置及びその方法 |
| US8823203B2 (en) | 2009-11-12 | 2014-09-02 | Denso Corporation | Controller for engine |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP4166000A patent/JPH0614464A/ja active Pending
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