JPS5840603A - 火力発電プラントの効率最適化制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火力発電プラントの制御方法に係り、特に通常
負荷運転時において海水温度、大気温度など周囲条件が
変動する場合でも常にプラント効率を最高点に維持する
のに好適な制御方法に関する。

火力発電プラントの高効率化運用制御の問題は話題にな
ってから久しいが、プラントを総括的な観点から効率向
上を図った制御システムは未だ実用化に至っていない。

僅かに、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、１４ｏｒａｎ　ｅｔ　ａ
ｌ　、、　ｌ）ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｆｆ−ｏｐｔｉｍｉｓｉｎ
ｇ　ｃｏｎｔｒｏ】ｔｏ　ｃｏａｌ−ｆｉｒｅｄ　Ｓｔ
ｅａｍ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　ｐ１３ｎｔ。

ｐｒｏｃ　、　ＩＥＥ、　ＶＯＩ　、　１１５．　Ａ２
　（１９６８２）　）があるのみである。これら従来の
制御７ステムでは、第１図に示すように、プラントｌＯ
Ｏからの状態フィードバック４に基づいて制御装置２内
の探索手段３において最大効率探索を行ない、最適操作
量５を決定する。

しかし、従来方式の第１の問題点は、大きな熱時定数を
もつプラントからの状態フィードバンクに基づいて制御
するため、最大効率点即ち最適操作量を見出すのに多大
な時間を要することである。

また、従来方式の巣２の問題点は、効率金高積度で実測
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ノテックス法を用いている
ため、その信憑性が低いことである。さらに、従来方式
の第３の問題点は、実測直を用いるためノイズ及び検出
誤差の影響を受は易いという点である。

本発明の目的は、火力発電プラントの制御方法において
、前記従来方式の欠点を無くすとともに、プラットを総
括的な観点から効率向上を可能ならしめ、特に、循環水
流量上限９．循環水流量下限。

ＯＫ環水温度上昇幅上限を考慮して復水器真空度を決定
できる火力発電プラントの効率最適化制御方法を提供す
るにある。

本発明では、従来方式の問題点を克服するために、第２
図に示す制御／ステム２００に内藏させた効率計算用の
プラントモデル２４０を用いて、モデル規範形効率予測
計算を施すことにより、プラッ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。本制御
／ステム２００における最大効率探索手段２３０の基本
方式は、最適操作量１１を決定する前にプラントモデル
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
り最大効率点を探デしてゆく方法である。この場合、プ
ラント状態の制約条件として循環水流量上限、循環水流
量下限、循環水温度上昇幅上限を考慮して試行慄作蒙を
決定する。

第３図は本発明の実施例である効率最適化制御ンステム
の基本鴬成を示すものである。但し、本図は効率最適化
に特有な機能についてのみ示すもので、従来方式をその
まま適用できる各種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化を避けるために省略した。尚、
第３図において各・記号は夫々以下のものを表わしてい
る。

９ａは試行０２過剰率、９ｂは試行ダ／・Ｚ開度。

９Ｃは試行復水器真空度、ｌｌａは最適０２過剰率、１
１ｂは最適ダンパ開度、１１Ｃは最適復水器真空度、１
３ａは節炭器囚、１３ｂは節炭１器（ＩＪ　。

１４は水Ａｄ、１５は１次過熱器、１６は２次過熱器、
１７は主蒸気、１８は高圧タービ／、１９は１次再熱器
、２０は２次再熱器、２１は再熱蒸気。

２２は中・低圧ターピノ、２３は発電機、２４は復水器
、２５は復水、２６は低圧粕水カ日熱器。

２７は給水ポ／プ、２８は高圧朗水カ日熱器、２９は循
環水ポンプ、３０はパラレルダン・：、３１は微粉炭ミ
ル、３２は空気予熱器、３計は押込み通風機、３４は吸
引＞ｆｆｌ風機、４２はボイラ、５０はタービン、６０
は給水系統。

効率に影響を及ぼす操作パラメータは多数あるが、本実
施例の説明では比較的効果が大きい０２過剰率ｍ１、パ
ラレルダンパ開度ｍ２、復水器真空度ｍ３の３つを選択
し、これを−例として最適化することにした。最大効率
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つであるコンプレックス法を利用する。第３図の最大
効率探索手段２３０では、コンプレックス法による最大
効率探索の原理をわかり易く解説するために、操作ハラ
メータがｍｌ　　とｍ２の２つの場合について示した。

今、試行点１に対応した試行操作量ｍ）。

町を効率計算用のプラントモデル２４０に与え、定常値
としての効率η１を求める。試行点２，３についても同
様にη２．η３を求める。このうちの効率が最低となる
点（この揚台ｌとする）と残された点の重心（この場合
は線分２，３上にある）を結んだ直線の延長上に新たな
試行点４を選び、試行情作量弓２ｍ；に対［６した効率
４番を求める。

ここで、試行点ｌを除いて新たにできた三角形２３４か
ら同様に新たな試行点５を求める。このとき、試行点５
がプラット状態量の制約条件を侵害する場合は定義、放
向の試行点６に戻り、新たな三角形３４６を用いて試行
方向を決定する。このような試行方法を繰返すことによ
り、最大効率点（この場合７）に達することができる。

この点に対応した操作量が最適値（この場合ｍγ、ｍ７
）でこれを初期／／プレックスとする。この形成方法と
しては、１点は初期試行点ｍ１とし、残りの（ｋ−１）
個の点は例えば一様乱数ｒ３（Ｊ−２〜ｋ）を用いて次
式により決定する。

ｍ　ｊ　＝＝ｍ　１．１．、＋　ｒ　」（ｒｎ　１　ｍ
ａｔ　　ｍ　１　ｍ＋。ｌ　　　・＝・−（２ｉ世し、
　０＜ｒ’く１ このようにして決定したｍ：は操作量としての制約条件
（これを陽の制約条件といり）ヲ必ず満足するが、プロ
セス状態量としての制約条件（これを陰の制約条件とい
う）は満足しない場合もある。その場合は、その試行点
をすで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点が決定される。そ
して以上の試行により決定された各点に対応したプラ／
ト秒率η’　　Ｎ＝１〜６）がプラントモデル２４０を
用いて得られる。

最も低い点を除外した（ｋ−１＞個の点で定義されるシ
ンプレックスの重心ｍＧｌを求める。今、効率最低点を
Ｊ−１とするとＩｌｌ　Ｇ　＋は次式で表わされる。

また、効率最低点から重心までの距離ΔｍＧ＋は次式で
談わされる。

ΔｍＧにｍＧ１−ｍ８　　　　　　・・・・・・・・・
（４）新たに試行する方向を、敢低効率点から重心方向
にとり、両点間の距離△ｍＧｉのαを倍だけ重心から延
長した点を新試行点とし、これをｍ２＋１とすると、 ｍ　ｊ”　’　＝　ｍ　Ｇ　ｌ　＋（ｔ　（’ｌｓｍ　
ＧＩ・”　・・・”・（５）で表わされる。この場合、
陽の制約条件を侵害する場合は試行点を制約条件上にと
ることにする。

すなわち、上限ｍ１．、、、ｔを侵害する場合は、ｍに
ｍ１．Ｄ１１８・・・・・・・・・（６）とし、下限ｍ
１１゜を侵害する場合は、ｍ、”＝＝　ｍ　、　ｍ、、
、・、−−−−−−・（７１とする。

効率計算用のプラントモデル２４０を用いて、新試行点
ｍτ“１　に対応した効率ηゝ＋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、エイ、ルギー収支が問題となる
系統の全てを対象としている。

タービン系統においては抽気系統はもとより、／−ル蒸
気についても考慮する。また、ボイラ系統においては排
ガスによる熱損失はもちろん、ボイラ壁からの熱放射も
考慮する。さらに、各機に対するマイナ制御系及びプラ
ント制御系は当然のことではあるが模擬対象としている
。また、周囲条件としての海水温度、大気温度及び風速
は実測値を用いる。

トエ四１７０制約条件監視 効率計算用のプラントモデル２４０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場合は試行点ｍｉ”
　に関する情報は全て無効とし、５ＴＥＰ−３に戻り、
新試行点を決定する。この場合、操作とプロセス状態の
因果関係を考慮して次式に従ってα凰を修正して５ＴＥ
Ｐ−３に戻る。

α１４　”−・・・条件（ＧＧＲ＞ＧＧＲ，ｎ−ｘ）Ｕ
（ＧＧＲ＜ＧＧＲ、、、ｔ−）・・・・・・・・・（８
） αＩＢ”、、・条件（Ｇ　ｃ　ｔ　＞Ｇ　ＣＬ　ｍａ　
ｘ　）　Ｕ　（Ｇ　ｃ　Ｌ（Ｇ　ＣＬ　ｆｆ１Ｉｎ　）
Ｕ　（ＤＴ＞ＤＴ　−−り　Ｕ　（Ｙ＞Ｙ□、）・・・
・・・・・・（９） ここで、０２過剰率に対するα１は修正しない。

その理由は、０□過剰率を制限値内で操作する限り、陰
の制約条件を侵害することがないからである。

四戻ロ１コロ収束判定 新試行点と元のシンプレックスを構成する各点に対応し
た効率のうち、最大及び最小の効率を、それぞれη、、
□及びη。量、とじ、効率最大点に到達したか否かを次
式に従って判定する。

□〈６　　　　　　・・・・・・・・・（１０）η■。

ここに、εは効率最大点到達判定基準である。

上式、が満足されれば実用上最大効率点′到達したとい
える。最大点に達しだならばη□、Ｘに対応する操作量
を出力し、再び５ＴＥＰ−１に戻り初期シンプレックス
を形成する。最大点に達しなければ次の５ＴＥＰ−７に
進む。

ｉ←■臼効率向上方向判定 新試行点が元のシンプレックスを構成する各点の効率の
どれよりも高い効率が得られる場合は、最大効率点に達
していなくとも、操作出力をし、次の８ＴＥＰ−８へ進
む。操作出力しない場合は、そのまま次の５ＴＥＰ−８
へ進む。本機能を設けた理由は、試行点が現在の運転状
態よりも効率を確実に向上させるならば、最大効率点に
到達するのを待たずして、実際に操作出力をするためで
ある。

ｉ目新シンプレックスの形成 元のシンプレックスを構成している点のうち、最も低い
効率を示す操作点を除外し、新試行点を追加してできた
に個の点から新たなシンプレックスを形成し、５ＴＥＰ
−２に戻る。

次に、本発明による効率最適化制御過程の１例を第５図
に示す。本図は、操作パラメータである０２過剰率ｍ０
、パラレルダンパ開度ｍ２、復水器真空度ｍ、が張る３
次元空間で各々が最適値に向って移動する軌跡を３つの
平面に投影したものである。この図で１〜６は初期シン
プレックスの頂点、７〜１１は試行点、二重丸は最大効
率点、７〜１１の点を結ぶ点線は試行操作過程、７〜１
１の点を結ぶ実線は最適操作過程である。例えば、ｍ、
とｍ２の関係をみると、第１１回目の試行で最適点に到
達している。しかし、ｍ、については、最適点の近傍ま
で来ているが、最適点には達していない。

以上は、実施例における制御アルゴリズムの概要説明に
とどめたが、以下その具体方式について追加説明する。

初期シンプレックス形成ステップ１において初期試行点
ｍ：とシンプレックスの大きさを如何に決定するかは、
最大効率探索の収束性を左右する重要な問題である。収
束性を良くするためには、できるだけ効率が高い点に初
期試行点ｍ１１を選ぶべきであり、また、このｍ）　と
操作許容限界までの距離に応じて初期ンンプレノクスの
大きさを決定すべきと考え、次のような方式とした。

第６図は０２過剰率ｍ１に対するプラント効率の関係を
示すもので、大気温度が効率特性に与える影響について
も示した。つまり、実線が大気温度３０Ｃのときの点線
が１０Ｃのときの効率特性である。ｍｌの許容域として
の上限及び下限はボイラ排テス規制値、燃焼の安定性、
ファ７容蓋などで定まるが、負荷レベルによって異なる
。この特性から、負荷りの関数として操作量の上限ｍ１
１．工■、下限ｍ、ｆｆｉ、、（ト）を表わすことがで
き、負荷りと大気温度Ｔ１の関数として最大効率点に対
応する操作量”ＩＭ　（Ｌ、　Ｔ−）、を表わすことが
できる。従って、第７図に示すように、初期試行点決定
部９６では、操作許容域内で最大効率が期待できる点に
初期試行点ｍ１を選ぶ。次に初期ン／グレノクスの大き
さをｍ％から操作許容限界までの距離に応じて決定する
ために、ｍ）を除く初期ンンプレソクスの頂点のｍ、座
ｍｍｊ（ｊ＝２〜ｋ）を次式で決定する。

・・・・・・・・αυ 但しＸｍ、＝　（ｍ、、、、−１−ｍ、、、、、）　／
２、ｒ　　は一様乱数（Ｏ＜ｒｊく目、ＫＬＩは定数（
０＜ＫＬＩく１）である。

第９図はパラレルダンパ開度ｍ２に対するプラント効率
及びガス再循環流量の関係を示すものである。ｍ２の許
容域としての上限は、ガス再循環ファン容量限界特性ａ
と高速ガス流による１次過熱器１５及び節炭器（Ａ）１
３ａのアソンユカソトを防止するためのアッシュカット
防止限界特性すで定まる。また、下限は１次再熱器１９
及び節炭器■１３ｂに対するアッシュカット防止限界特
性Ｃ１ガス再循環流量低下に伴なうＮＯＸ濃度の上昇を
抑制するためのＮＯＸ対策下限特性ｄ及び再熱蒸　　・
気温度安定化下限特性ｅで定まる。ｍ２ｕ２１ｍ２υ１
゜”２　ｔ３１　ｍ２’Ｌ２１　”２　ｔ、ｌは夫々特
性ａ、ｂ、ｃ、ｄ、　ｅで定まる限界点であり、この図
の場合はｍ２Ｌ３とｍ２．、の間が操作許容域となる。

第８図のような特性となる物理的根拠は、ｍ２を小さく
すると、（１）式の定義から明らかなように、１次再熱
器側に分流されるガス量が増すが、再熱蒸気温度制御系
では、ガス再循環流量を低下させることにより再熱蒸気
温度を一定に沫つためである。第９図に示す５つの操作
許容限界は負荷レベルに応じて変化するため、最終的許
容限界ｍ２□８とｍ２１゜は第１０図に示すようにして
決定する。即ちｍ２０１、は、ガス再循環ファン容量限
界計算手段１０２で得られた上限ｍ２υ２　とアッシュ
カット防止上限計算手段１０３で得られた上限ｍ２１．
のうち低い方の値を低値選択手段１０７により決定する
。また、ｍ３．ｍＩユは、アノ／ユカノト防止下限計算
手段１０４で得られた下限”２７−３　、Ｎ　ＯＸ対策
下限計算手段１０５で得られた下限ｍ２Ｌ２、及び再熱
蒸気導度安定化下限計算手段１０６で得られた下限ｍ２
Ｌ。

のうち最も大きな値を最大値選択手段１０８により決定
する。ここで、ｍ２Ｕ２９ｍ２Ｌ２１ｍ２Ｌ１は負荷り
の関数として計算され、ｍ２Ｕ１２ｍ２Ｌ３は燃焼ガス
体轡流量ＶＧＡｌｌの関数として計算される。また、Ｖ
ＣＡｌｌは燃焼ガス体積流量計算手段１０１により負荷
の関数として計算される。第９図に示すように、ｍ２　
が大きくなるにつれガス再書環流量が増大し、これに伴
なってガス再循環ファン動力が増すため、プラント効率
は垂下特性をもつ。従って、最大効率点は常に操作許容
限界の下限ｍ２．ｍＩユにあると見做して、初期試行点
ｍ：をこれに選ぶ。また、弓の場合と同様に、初期ンン
プレノクスの大きさをｍｌからの操作許容限界までの距
離に応じて決定するために、ｍ４を除く初ｇＡ’ｚンプ
レソクスの頂点のｍ２座標ｍ；（ｊ＝２〜ｋ）を次式で
決定する。

・・・・・・・・・（１２） 但し、；２−（ｍ２ｍａｘ　＋　ｍ２ａｔａ　）／　２
１．ＪＨ−１１ＪＩ乱数（０＜ｒ　’＜１ｍｌ　）、Ｋ
　ｔ２は定数（０＜ＫＬ２　＜　Ｉ　）である。

第１０図は復水器真空度ｍ、に対するプラント効率、循
環水流量、及び循環水温度上昇幅の関係を示すものであ
る。このような特性を示す物理的根拠は、ｍ、を犬きく
するとタービン内部効率が上昇するが、その反面、循環
水流量の増加に伴ないポンプ動力が増し、結果として、
プラント効率が最大となる点をもつことによる。捷た、
ｍ３の低下と共に循環水流量が低下するため循環水温度
上昇幅が大きくなる。ここで、操作許容域を規定するの
は循環水ポンプ容量で定する循環水流量上限特性ｆ、冷
却管内のスケール付着速度を制限するための循環水流量
下限特性ｇ、及び循環水に含まれるプランクトンを保護
するための循環水温度上昇幅上限特性りである。以上の
制限は、プラントの計画段階で定まるもので、運転中に
変化するものではないが、これらにより規定される操作
許容域は、第１１図に示すように負荷レベル及び海水温
度により大きく左右される。図で実線は海水温度２１Ｃ
のときの、また点線は１８Ｃのときの効率を示す。そこ
で、初期試行点ｍ＋Ｊを決定するために第１２図に示す
ような初期試行点決定手段１０９を用いる。本手段では
、第１１図に示す特性に基づき、負荷りの関数として操
作量の上限ｍ８．、、　（１，）　、下限ｍ　ｓ　ｆｆ
１Ｉ−（Ｌ　）、最大効率点に対応する操作量ｍ３Ｍ（
Ｌ）を表わすとともに、海水温度Ｔ、をパラメータとし
てＴ　ｇ　”　Ｔ　＋　、　Ｔ　２　、・・・・・・Ｔ
、に対応した特性関数を準備している。従って、第１２
図に示すように、初期試行点決定手段１０９では、操作
許容域内で最大効率が期待できる点に初期試行点ｍＡを
選ぶ。次に初期ノンプレックスの大きさを、ｍ五から操
作許容限界までの距離に応じて決定するために、ｍｌを
除く初期７ンプレノクスの頂点のｍ３座標ｍ；（ｊ＝２
〜ｋ）を次式　　・で決定する。

・・・・・・・・・α濁 但し、五ｇ＝（ｍｓ。ａｘ　十ｍ３工１．）／２１．ｊ
は一様乱数（０く［Ｊく１）、ＫＬ３は定数（０＜　Ｋ
Ｌ３　＜、　１　）である。

第６図、第８図、第１１図に示したプラントの緒特性に
ついては、プラントモデル２４０を用いて知ることがで
きる。また、第７図、第９図、第１２図に示す各手段で
決定する操作量上限ｍ、、、、□（Ｉ−１〜３）及び下
限ｍ１．．１゜（ｌ−１〜３）は、いずれも陰の制約条
件を考慮したものであり、（２）式で用いている陽の制
約条件とは意味が異なる。

従って０υ、　（１２１，Ｏｓ式で決定する初期７７グ
レンクス（７）各頂点座標ｍ’、（ｉ＝１〜３．ｊ＝２
−ｋ　）が陽の制約条件を侵害する場合は、（６）＋　
（７１式と同様の考え方により、各頂点座標を（４）の
制約条件の上にとる。また、ａυ、０ハα（至）式にお
ける定数Ｋｔ、＋（＋＝１〜３）の値は、／゛ミユレー
／ヨ／より制Ｎ’％性を解析することにより、制御対象
プラントに合った適切な値を決定すればよい。

本発明の実施例に関する以上の説明では、負荷変動及び
補機運転台数切替に伴なうプラントの過渡状態に対する
取扱いについては触れなかったが、これについて以下に
説明する。

プラントは大きな熱容量をもつため、過渡時に真の効率
を把握することは困難である。そのため本実施例では第
１３図に示すように、負荷変動中と負荷変動完了直後は
最大効率探索手段２３０は動作を休止する方式としてい
る。負荷変動の有無を検知するために、現時刻を１゜と
しサンプリング間隔Δｔで過去ｎ点までの負荷Ｌ（ｔｏ
）、　Ｌ（ｔ。

−Δｔ）、・・・Ｉ、（ｔｏ−ｎΔｔ）のうち最大値を
り、、、８、最小値をＬｆｆｉｌａとし、Ｌ□ｘ　　Ｌ
ｍｌｍ　＞εＬ　　　　・・・・・・・・・Ｉならば負
荷変動が有ったと見做す。即ち第１３図の時刻ｔ２′１
ではＣ１４）式に従って定常負荷と見做し、ｔ２で負荷
変動を検知したのち最大効率探索手段２３０を休止する
。負荷変動が完了してもプラントが熱的に過渡状態にあ
る時刻ｔ４までは最大効率探索手段２３０は休止してい
る。ｔ４以降は定常状態と見做し、再び動作する。この
場合は、最大効率探索手段２３０において、第４図の初
期シンプレックス形成ステップ１から動作が開始さｎる
ことになる。ここで、ｎΔｔの値は制御対象プラ／トの
過渡特性を考慮して、必要十分な値を用いる。

微粉炭ミル、給水ポンプなど補機類の運転台数に切替が
伴なうような大幅な負荷変動時に対しては、台数切替に
よる熱的過渡状態を考慮して最大効率探索手段２３０を
動作あるいは休止させる。

／−ダンス作動中及び台数切替結果必要となる熱平衡化
時間ｔ８だけ経過してから最大効率探索手段２３０を動
作させる。定常負荷状態においても補機運転台数が切替
えられる場合は、切替／−ケンス作動中と１ｓ間だけは
休止することになる。

第１５図は、上記目的に対する実施列の処理手順を示す
ものである。この処理は周期Δｔで動作し、ノーケ／ス
作動判定手段１１１では、゛補機運転台数切替のシーケ
ンスが作動中であるかどうかを判断し、作動中であれば
、タイマリセット手段１１２で、切替シーケンス完了後
の時間ｔＡを計時するためのタイマをリセットし、最大
効率探索手段２３０の動作を休止指令手段１１３により
休止させる。一方、切替シーケンスが完了した場合は、
その後の経過時間ｔＡを計時手段１１４で計時する。次
に、負荷変動状態判定手段１１５ではαａ式に従って負
荷変動中であるか否かを判断する。負荷変動中であれば
、最大効率探索手段２３０の動作を休止させ、負荷変動
が完了していれば熱平衡状態判定手段１１６でｔＡとｔ
８の大小を比較することにより熱平衡状態を判定する。

熱平衡状態であれば動作指令手段１１７により最大効率
探索手段２３０を動作させる。

本実施例において、初期ノンプレックスの各頂点の座標
を決めるにあたり、０□過剰率に関する初期試行点ｍ）
を負荷りと大気温度Ｔ、の両者を考慮して決定している
。しかし、大気温度がグラフト特性に与える影響は比較
的小さいため、必ずしも大気温度を考慮する必要はなく
、単に負荷のみ考慮して初期試行点ｍ！を決定する方式
としても制御特性を大幅に悪化する心配はない。′また
、第４図で示したように、操作量が最大効率点に収束し
た場合、第６図〜第１２図に示すような方法で、再び初
期ノンプレックスを形成するとしたが、負荷変動あるい
は補機運転台数切替などで最大効率探索手段２３０の動
作が中断されない限り、収束点付近で初期／ンブレノク
スを形成する方式としても勿論制御特性は損わない。

また、本実施例において、新試行点の方向を、効率が最
低となる／ンプレノクスの頂点から（３）式で表わされ
る重心方向に決定しているが、必ずしもこのような方向
とする必要はなく、次の方法によっても安定な効率最適
化が可能である。その第１の方法は、７ングレノクスを
形成するに個の頂点のうち、効率が低い方からｐ個の点
の重心と残りの（ｋ−ｐ）個の点の重心を通る直線上に
新試行点を決定する方法である。また、第２の方法は、
ｋ個の頂点を効率の低い方のｐ個からなるＡ群と残りの
ｑ個からなるＢ群に分け、両群の効率最低点からｔ＜ｔ
＝１〜ｐ）番目の点を除いた重心を通る直線方向に新た
な試行点を４個決定する方法である。また、第３の方法
は、／ンプレソクスの重心ｍ　Ｑ　、を求める際に、（
３）式を用いて各頂点の効率昌を直接重み係数とする代
りに、標準値７に対する差分η１−ηを重み係数とする
次式で求める方法である。

ただし、ηは負荷レベルに応じて修正するのが望ましい
。上記、第１及び第２の方式は最低効率点の特異性に左
右されることなく安定な収束性を期待できる。捷だ、０
９式に基づく第３の方式は（３）式と比較して、操作量
に対する効率特性の最大傾斜方向をより適確に見極めて
新試行点を決定するため、良好な収束性が期待できる。

また、本実施例において、新試行点が元のンンプレノク
スを構成する各点の効率のどれよりも高い効率が得られ
る場合、□は、最大効率点に達していなくとも操作出力
をすることにより、操作量の急激な変更を避けている。

更に、この効果を上げるために、シンプレックスの頂点
での効率が高い方からｎ個の頂点を選び、その重心点を
実際の操作量とする方式も有効である。この場合、ｎの
値は２＜：ｎくに／２の範囲で選ぶと有効である。

また、本実施・列において、新試行点におけるプロセス
状態が陰の制約条件を侵害している場合は、侵害した制
約条件に直接関係のある操作量のみを＋８）、　（９）
式に従って後退させている。しかし、制約条件が課せら
れたプロセス状態と操作量の因果関係は必ずしも１対１
に対応しないから、侵害した制約条件に直接関係する操
作量に対しては＋８）、　＋９１式をそのまま生かすも
のとし、直接関係がない操作量に対しては αＩ介αｔ（１−β）　　　　・・・・・・・・・（１
６＋に従ってα鳳を修正するのが望ましい。ただし、上
式においてβ＝０．２程度とすればよい。また、別の方
法として、陰の制約条件の侵害度合により操作量限界を
推定し、限界値まで後退させる方法も有効である。この
方法は、操作量に対する効率特性が単調関数を示す操作
量の最適化に有効である。いま、シンプレックスにおけ
る効率最低点での状態量をｘｌ、新試行点での状態量を
ｘ２、制約条件をＸＬとすると、αを修正して操作量を
限界値まで後退させるには、例えば次式 により線形補間してα′を求めることができる。

実際には非線形性を考慮して補正係数ξ（０くξ＜１）
を用いて次式で新試行点を決定することになる。

また、本実施例において、負荷の変動状態及び補機運転
台数切替に応じて最大効率探索手段２３０を動作あるい
は休止させているが、この場合、第１３図、第１４図に
示す負荷変動監視区間ｎΔｔは必ずしも一定である必要
はなく、要するにプラントが熱平衡状態に達する必要最
小限の時間であればよい。従って、負荷レベル及び負荷
変動幅に応じて逐次修正することにより、最大効率探索
手段２３０が動作する愼会を多くすることができる。

火力発電プラントでは、一般に高負荷運転時には低負荷
運転時よりも熱時定数が小さいから、高負荷運転時はど
熱平衡時間は短かくなりｎΔｔは小さくできる。捷た、
補機運転台数の切替に伴なう熱平衡化所要時間ｔｓも上
記理由により負荷レベルに応じて１じ圧することが望ま
しい。この＋８はさらに、台数切替の対象となる補機の
種類によっても異なるから、負荷レベルと補憬の種類を
考慮して修正することが望ましい。これにより、効率最
適化制御手段の稼動率を極力高めることが可能であり、
プラントの高効率化運用゛への貢献度を向上できる。

本発明によるｉｌｌの効果は、制御／ステムに内蔵した
プラントモデルを用いた予測制御を行なうため、大きな
熱時定数をもつプラントの応答速度に拘束されず、５分
以内のじん速な効率最適化が可能となり、最適化機能の
稼動率を大幅に向上できる点である。従来方式において
は最適化に３０〜６０分の時間が必要であり、このこと
は定常負荷状態がこれ以上継続しないと最適化の機能を
なさないことを意味し、近年の火力プラントに対する中
間負荷運用のニーズに対しては殆ど実用に供し得ないと
いえる。

本発明による第２の効果は、プラント効率に影響を及ぼ
す一腹数の操作パラメータ、のフ乗作瀘を最適化するこ
とによりプラントの総括的観点から効率を同上でき、機
器単体の効率向上を対象とした従来方式と比較して大幅
に効率を向上できる点である。

本発明による第３の効果は、効率最適化に際し、制御シ
ステムに内蔵したプラントモデルを用いて直接計算した
プラント効率を用いているため、効率インデックス法に
基づいて間接的に効率を検知する従来方式と比較して、
最適値への収束精度が高い点である。

本発明による第４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効率の最適化を図るため、実測値
に基づいて効率最適化を図る従来方式と比較して、ノイ
ズ及び検出誤差の影響を受　　□けず、安定かつ高精度
の最適化が可能となる点である。

本発明による第５の効果は、復水器冷却管内面へのスケ
ール付着の抑制による冷却性能を高く維持でき、循環水
中のプランクトンの保護により漁業への影響を無くすこ
とができる点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２凶に示す本発明の制御／ステムとの対比
させて、従来方式の制御システムの４ｉＮ的差異を説明
するためのもの。第２図は、第１図に示した従来方式の
制御／ステムとの対比させて、本発明の制御７ステムの
構造的特徴を説明するためのもの。第３図は、効率最適
化制御／ステムの基本構成を示す。第４図は、効率最適
化制御の基本処理−手順を示す。第５図は、効率最適化
制御過程の１例を示す。第６図は、ｏ、過剰率に対する
フリント効率の特性を示す。第７図は１．第７図の特性
に基づきｏ２過剰率についての初期試行点及び操作量限
界の決定方法を示す。第８図は、パラレルダンパ開度に
対するプラント効率及びガス再循環流量の特性を示す。 第９図は、第８図の特性に基づきパラレルダンパ開度に
ついての初期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。 第１０図、は、復水器真空度に対するフリント効率、循
環水流量、及び循環水温度上昇幅の特性を示す。第１１
図は、復水器真空度に対するフリント効率の特性を負荷
レベル及び海水温度をパラメータとして示す。第１２図
は、第１１図の特性に基づき復水器真空度についての初
期試行点及び操作量限界の決定方法を示す。第１３図は
、負荷変動に伴なう最大効率探索手段の動作区間及び休
止区間を示す。第１４図は、負荷変動と補機運転台数切
替に伴なう最大効率探索手段の動作区間及び休止区間を
示す。第１５図は、第１４図に示した目的を実現するた
めの処理手段を示す。 １００・・・プラント、２・・・制御システム、３・・
・最大効率探索手段、４・・・状−フイードバンク、５
・・・最適操作量、２００・・・制御システム、２３０
・・・最大−―−■■−■−−―−■−■■−−−―−
−効率探索手段、２４０・・・プラントモデル、９・・
・試行操作量、１０・・・プラント効率、１１・・・最
適操作第　３　図 ％　４図 第　５［２１ 虞 第　６（２］ π、１（０２通刺？） ＄７０ 第　８Ｉ２１Ｉ ？ｙｔｚ（ｌ（ラレルダ°ンｌマ贋１宣）第　９　口 ｖ、Ｉ□Ｅ７］ 第　１１　　口 ｒｎ　３（ＱＡｃ罷和υｖ 皐　１２０ 第　１３日 −１１４（□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．０２過剰率、パラレルダンパ開度、俊水器真空度の
   うち少なくとも１つを運用制御上の操作パラメータとす
   る火力発電プラントの該パラメータの情作量の関数とし
   てプラント効率を求めることと、該プラント効率を用い
   て前記パラメータの操作量を決定することを有し、前記
   プラント効率を用いた試行操作により効率を最大ならし
   める操作量を決定する制御方法において、プラントの効
   率特性とプラント状態の制約条件を考慮して試行点を決
   定することを特徴とする火力発電プラントの効率最適化
   制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の試行点決定において、
   前記制約条件として循環水流量上限、循環水流量下限、
   循環水温度上昇幅上限のうち少なくとも１つを考慮して
   復水器真空度の試行点を決゛定することを特徴とする火
   力発電プラントの効率最適化制御方法。