JPS585803A - 適応制御装置 - 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】 本発明はプラントの適応制御装置に係°シ、特にその特
性が時間的に変動するプラントの制御に好適な適応制御
装置に関する。

第１図は従来の火力プラントの制御装置を示すブロック
図で、中央給電指令所（以下中給と略称する）からの負
荷指令ＥＬＤｉ：与えらｎると、操作量としての給水流
量ＦＦＷ％燃料流量ＦＦ％空気流量ＦＡ％スプレ流量Ｆ
ＩＩＰおよび再循環ガス流量Ｆａｉ＋は、そｎらの操作
量と発電機出力ＭＷとの関係を表わす静特性にもとづい
て、そ扛ら各操作量の補正装置４，７，１０．１３およ
び１６に′より決定され、各操作量の制御装置３，６，
９，１２゜１５によりフィードフォワード制御さ、ｎる
。同時にフィードフォワード制御は、主蒸気圧力Ｐｉｇ
ｓ、主蒸気温度ＴＭＳ％酸素ガスｔＯ２および再熱蒸気
温度ＴＩＩＩ＋とそれらの設定値Ｐｗｓｎ　、　ＴＭＩ
ＩＲ、０２ｍおよびＴＩＩＨＩＩとの偏差にもとづいて
、土窯２気圧カ制御装置３、主蒸気温度制御装置６，１
２、酸素ガス制御装置９、再熱蒸気温度制御装置１５を
介して１．主蒸気圧力補正装置４、主蒸気圧力補正装置
ｒ、１３、酸素ガス補正装置１０、再熱蒸気温度制御装
置１６によりそれぞ扛補正さ扛る。

なおターピノ蒸気流量ＦＭＩＩは、その制御装置２に発
電”機出力ＭＷ十フ４−ドパツクすることによってフィ
ードバック制御さｎる。また負荷制御装置ｌは、中給か
らの負荷指令に変化率制御処理を行うものである。

ところで、上記の各補正装＠４，７，１０゜１３．１６
で用いらｎるプラントの静特性は、経年変化、燃料のカ
ロリー変動等により時間的に変動する。特に、石炭焚火
カプラントの場合、炭種の変動が大キく、プラントの静
特性が大きく変動する。このため、試運転によシ求めた
プラント静特性を用いてフィードフォワード制御する従
来の方式では、試運転時と比べて制御特性、が悪化する
という問題がらつ几。この関係は一般のプラントでも同
様な問題となる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなりシ、−
火力発電プラントの如く静特性が変動しても、この変動
に適応して良好な負荷追従制御を行えるようにしたプラ
ントの適応制御装置を提供するにある。

本発明は、プラントの静特性の変動が相似的に生じるこ
とに着目し、試運転により足めた基準静特、性に、その
時のプラント状態に対応した補正係数を乗することによ
って得た静特性により各操作量を決定するとともに、上
記補正係数を、各操作量の変化に対する負荷（例えば火
力プラントでは発電気出力）の追従遅扛の影響を除去し
て決定するようにしたことを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明すヵ。まず、火力プラントの
静特性、例えば燃、料流量ＦＰの静特性は、第２図に示
すように非線形性を有するが、燃料のカロリー変動、に
よりこの静称性は、第３図のようにほぼ相似的に変化す
る。すなわち、燃料のカロリーがｉになると負荷すなわ
ち発電機出方ＭＷ１００（％）において燃料流量ＦＦが
変動前の約２倍必要となり、負荷５０（％］においても
燃料流量Ｆｙが変動前の約２倍必要となる。したがって
、プラントの静特性を、本発明では次式により近似する
。

Ｙ＝ｆＣＸ）ヨａａｆオ（Ｘ）・・・・・・・・・（１
）ここでｙは操作量、Ｘは負荷すなわち発電機出力ＭＷ
、　　ｆ（ｘ）は現在′のプラント静特性、ｆ、（Ｘ）
は基準となるプラント静特性１例えば、試運転時に求め
たブーラント静特性を表わ゛し、ａはプラント静特性の
変化の程度を表わす補正係数である。

次に、操作量を変化させたとき、負荷すなわち発電機出
力ＭＷは時間的に遅扛を伴って上記変化に追従する。第
４図は、燃料流量ＦＦをステップ状に′変化させたとき
の負荷応答を示したものヤ、・このような負荷の時間遅
ｎは、燃料の流動遅扛、熱の伝達遅扛、蒸気の流動遅扛
、蒸気管の保有熱の増加・減少、蒸気の内部エネルギの
増加・減少等に起因する。

従って、中給から負荷指令ＥＬＤを与えて操作量を変化
させ、その同時刻に負荷を測定することによって前記の
補正係数ａを各操作量ごとに求めたのでは、正しい静特
性を推定することはできない。そこで不発明では（操作
量に対する負荷の時間遅ｎが、第４図で示したように、
負荷の増加時と減少時で逆向きになることに注目し、゛
第一５図に示すように観測を開始した負荷レベルから次
に負荷がほぼこの負荷レベルになる１でのＴ、からＴ２
の間、負荷Ｘと操作量ｙを観測し、この観測データを各
々積分して次式により係数ａを求める。

１ この場合、式（１）の基準静特性ｆ　、　（Ｘ）は、試
運転により求め几静特性を、その時に同時に求めた式（
匂の値により基準化して、’ｒ（Ｘ）に対する式（２）
の値が１になるように定めておけばよい。

本発明の適応制御の原理は以上のようであるが、こｎを
適用した実施例を第６図〜第１０図により以下説明する
。

第６図の実施例では、プラント静特性同定装置１００が
、前記した式（２）に従って各操作量の補正係数ａ１　
ｅ　ａ２　ｔ・・・・・・ｓ　ａａを同足し、この各係
数を第１図と同様の補正装置１０４，１０７゜１１０．
１１３，１１６，１１９へ入力し、こｎと基準静特性ｆ
、（ηから各操作量、すなわちタービン蒸気流量ＦＭ８
．給水流量ＦＦＷ、燃料流量ＦＦ％空気流量Ｆム、スプ
レ流量Ｆｓｐおよび再循環ガス流量Ｆ　Ｇ’Ｒのデマン
ドが式（３）により決定される。

Ｆ＋ｎ＝ａｔ　’ｒｌ　（Ｌｏ）、ｉ＝１〜６・・・・
・・・・・・・・・・・（３）ただし、ＦＩＤはタービ
ン蒸気流量デマンド、Ｆ１ａは給水流量デマンド％Ｆ３
Ｄは燃料流量デマンド、Ｆ４ａは空気流電デマンド、Ｆ
１ａはスプレ流量デマンド、Ｆ２Ｏは再循環ガス流量デ
マンドであり、’Ｅ　＊　Ｌ　ｏは負荷制御装置１の出
力としての負荷デマンドである。このフィードフォワー
ド制御と同時に、従来と同様にして発電機出力ＭＷ、主
蒸気圧力ＰＭ８、主蒸気温度ＴＭ１１％酸素ガス量０２
および再熱蒸気温度ＴＲＨのフィードバックにより定め
らｎｆｅフィードバック補正量６１〜ε６が式（４）に
より加えらｎて、フィードバック補正が行わ扛る。

Ｆ凰ＤＩ　＝ＦＩＤ＋εｌ　’　　””’用°−°−（
４）また、以上の実施例では、各補正装置１０４゜１０
７．１１０，１１３，１１６．１）９が式（３）。

（４）により各操作量のデマンドＦｔａ１　を決定した
が、こ扛を式（５）　＊−（６）によって各デマンドＦ
＋ｏｌ　を決定するようにしてもよい。

Ｌｎ＋＝Ｌａ＋ε！　・・・・・・・・・・・・・・・
　（５）Ｆ　＋０２　＝　ａ　ｔ　ｒ、、、　（ＬＤｔ
　）−”・・（６）（ｉ＝１，２．・・・・・・、６） すなわち、負荷デマンドＬｏを各制御量のフィードバッ
ク制御により補正し、この修正さｎた負荷デマンドＬＤ
Ｉを現在のプラント静特性ｆ　（ｘ）に基づき各操作量
のデマンドＦ＋ｏｌ　を決定するものである。

以上の第６図の実施例においては、各操作量のデマンド
をすべてパラレルに決定するようにしていたが、第７図
の実施例では、発電機出力ＭＷのフィードバック制御に
より定めら１．た補正量ε。

で負荷デマンドＬｏを補正して修正負荷デマンドＬｏｌ
＝Ｌｎ＋ε、を求め、この修正デマンドＬＤ１と現在の
プラント静特性ｆ　（ｘ）に基づき式（７）。

（８）により各操作量のデマンドＦ１ｎ２を各補正装置
２０４．２０７，２１０，２１３，２１６，２１９によ
り求めるようにしたものである。

Ｆｓｎ　　＝、ａ　　Ｉ　ｆ　　Ｆｌ　　（Ｌｏ　＋　
）Ｆｌｏ２＝Ｆ２ｏ＋ε１　　　　　・・・・・・・・
・　（７）ｉ＝１〜６ ＦＩＤ２　＝ＦＩＤ　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・（８）次に、第８図の実施例は、第６図のそｎの
変形例であって、各操作量のデマンドをノ（ラレルにフ
ィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せに
より決定しているが、タービン蒸気流量のデマンドのみ
は、発電機出力ＭＷのフィートノくツク制御だけを用い
て式（９）により決定するようにしたものである。

ＦＩＤ　＝ε１　・・・・・・・・・・・・　（９）以
上の実施例においては、各操作量のデマンドをすべてパ
ラレルに決定するようにしてい友ｉｐｓ第９図の実施例
では、こｎらをシリアルに決定するようにしたものであ
る。すなわち、タービン蒸気流量のみは第８図の場合と
同様にフィードバック制御とし、他のデマンドを、主蒸
気圧力補正装置４０４、主蒸気温度補正装置４０７、・
酸素ガス補正、装置４１０、主蒸気温度補正装置４１３
、再熱蒸気温度補正装置４１６の各々によって式（１０
）の各演算をシリアルに行うことにより決足するもので
ある。

Ｆ２Ｏ８”　ａ２　ｆｔｔ　（Ｌｏ）　＋　６２ＦＢＤ
Ｂ　＝　”３　ｆｒａ　（Ｆｔｎｓ　）　＋　’　３Ｆ
４Ｄ３　＝　３４　ｆｔｔ　（ＦｓＤｓ　）＋ε４−：
、−（１０）Ｆ　５Ｄ３　＝　ａａ　’　ｒｓ　　（Ｆ
２Ｏ３）　＋　ε５Ｆａｎｓ　＝　ａａ　ｆｒａ　（Ｆ
２ｎａ）　＋　’ａ最後に、第１０図の実施例は、第９
図の場合の変形例で、タービン蒸気流ｔ　Ｆｗｓについ
ても第６図の場合と同様にフィードフォワード制御をと
り入ｎた場合を示し、この流量ＦＭ８のデマンドＦＩＤ
Ｂは式（１）に従って発電機出力補正装置１１９で決足
さｎる。また他のデマンドは第９図の式（１０）と全ぐ
同じ演算で決足さｎる。

Ｆ’ｔｏｓ　＝ａ１［、、（Ｌｏ　）＋６１・・・・・
・・・・・・・・・・　（１１）なお、本発明では、プ
ラントの静特性の変、化を相似変化で近似して、観測を
時刻Ｔ、から開始した負荷レベルから、次に負荷がこの
負荷レベルになる時刻Ｔ２までの間、負荷すなわち発電
機出力ＭＷと各操作量を観測し、この観測データを時刻
Ｔ１からＴｔｌで積分して式（２）により各操作量に対
するプラントの静特性を同定するようにしたが、時刻Ｔ
１とＴ２において負荷レベルが一致しなくても式伐）に
より係数ａを求めるようにしてもよい。

以上の実施例は火力プラントの場合であったが、他のプ
ラント、特にその操作量と被制御量との関係を表わす静
特性に経年変化等の変動があるプラントにおいても本発
明は有効である。

以上の説明から明らかなように、本発明によ扛ば、プラ
ントの静特性が経年変化、燃料のカロリー変化等により
変動しても、この変動を正確に推定してプラントの静特
性を精度よく同定でｔ！ため良好な負荷追従制御を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の火力プラント制御装置の構成を示すブ
ロック図、第２図および第３直はプラント静特性の変化
の例を示す図、第４図は操作量を変化させたときの負荷
の応答遅ｎを示す図、第５図は静特性の同定を行うため
の負荷変イヒパターンの説明図、第６図〜第１０図は各
々本発明の種々の実施例を示すブロック図である。 １０４．２０４，４０４・・・主蒸気圧力補正装置、１
０７．１１３，２０７，２１３，４．０７，４１３・・
・主蒸気温度補正装置、１１０，２１０，４１０・・・
酸素ガス補正装置、１１６，２１６，４１６・・・再熱
蒸気温度補正装置、１１９，２１９・・・発電機出力補
正装置、１００・・・プラント静特性同定装置、ａｌ　
＊　ａｔ　＊　ａ３　＋　ａ４　＊　ａ６　＊　ａ６・
・・補正係数、’ｊ　ｅ　　’２　ｍ　　’！’＊　　
ε６．ε３．ε６・・・フィードバック修正量。 ５゛・７ 箪　２　図 ５ｔｔｚノ Ｆ、５図 ５ｉｙｔｚノ 箪　４ＩｉＪ ｆ −ｓＩ間 ′ｊ４５　目 〒〉Ｉ擢

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラントの各操作量とプラント出力との関係を表わ
   す静特性を、予め足めらｎた基準静特性にプラント運転
   条件によって定めら扛る補正係数を乗することによって
   補正し、該補正した静特性を用いて与えられたプラント
   出力を得るように上記各操作量を決定するための補正装
   置と、上記各操作量が変化してその後はぼ該変化前の値
   に戻るまでの間の上記プラント出力および操作量の各々
   の積分値の比により上記補正係数を上１己各操作量ごと
   に足めるための静特性同定装置とを備えるとともに、上
   記補正装置により決定さｆ’ｌｃ操作量により上記プラ
   ント出力をフィードフォワード制御するようにしたこと
   を特徴とする適応制御装置。 ２、前記各操作量により制御さｎるプラントの被制御量
   の検出値とその設定値との偏差に応じて、上記各操作量
   の決定を補助的に修正する機能全前記補正装置に有せし
   めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の適応
   制御装置。