JP2009222332A - ボイラを備えたプラントの制御装置、及びボイラを備えたプラントの制御方法 - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
【解決手段】ボイラを備えたプラントから該プラントの状態量である計測信号を制御装置に取り込み、プラントを制御する操作信号を演算するボイラを備えたプラントの制御装置は、プラントの特性が所望の特性となるように操作信号を改善する特性改善手段と、特性改善手段の改善結果に従って操作信号を演算する操作信号生成手段を備え、この特性改善手段はボイラから排出される環境負荷物質を低減する改善方法を決定する静特性改善手段と、静特性改善手段で決定した操作を実施した場合のプラントの出力、ボイラから供給する蒸気流量、蒸気温度、又は蒸気圧力の制御偏差を低減する改善方法を決定する動特性改善手段を備えて構成した。
【選択図】図1
Description
Claims (17)
- ボイラを備えたプラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、前記計測信号を用いて前記プラントを制御する操作信号を演算するボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記制御装置に、前記プラントの特性が所望の特性となるように操作信号を改善する特性改善手段と、前記特性改善手段の改善結果に従って前記操作信号を演算する操作信号生成手段を備え、
前記特性改善手段は、前記ボイラから排出される環境負荷物質を低減する改善方法を決定する静特性改善手段と、前記静特性改善手段で決定した改善方法を実施した場合の前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する改善方法、又は前記ボイラから供給する蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する改善方法を決定する動特性改善手段を備えたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - ボイラを備えたプラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、前記計測信号を用いて前記プラントを制御する操作信号を演算するボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記制御装置に、前記プラントの特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルの出力信号が所望の特性となるように前記統計モデルの入力信号の生成方法を決定する特性改善手段と、前記特性改善手段の改善結果に従って前記操作信号を演算する操作信号生成手段を備え、
前記統計モデルは、前記ボイラから排出される環境負荷物質を予測する静特性モデルと、前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの経時変化を予測する動特性モデルを備え、
前記特性改善手段は、前記ボイラから排出される環境負荷物質を低減する改善方法を決定する静特性改善手段と、前記静特性改善手段で決定した操作を実施した場合の前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する改善方法、又は前記ボイラから供給する蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する改善方法を決定する動特性改善手段を備えたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記動特性改善手段では、この火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値になるように、前記火力発電プラントのタービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、及び給水流量のうち少なくとも1つの操作信号の改善方法を決定するように構成し、
前記タービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、又は給水流量の操作によって前記発電出力、蒸気温度、又は蒸気圧力の制御偏差が所望の値にならない場合には、前記動特性改善手段に該ボイラに供給する空気流量の操作に関する制約条件を備えさせて操作信号の改善方法を決定するように構成したことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記動特性改善手段では、この火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力の少なくとも1つの制御偏差が所望の値になるように、前記火力発電プラントのタービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、及び給水流量のうち少なくとも1つの操作信号の改善方法を決定するように構成し、
前記タービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、又は給水流量の操作によって前記発電出力、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値にならない場合には、前記動特性改善手段に該ボイラに供給する空気流量の操作に関する制約条件を備えさせて操作信号の改善方法を決定するように構成し、
前記静特性改善手段にはこの動特性改善手段に備えさせた空気流量の操作に関する前記制約条件を拘束条件に設定して空気流量の操作信号の改善方法を決定するように構成したことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項4に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラから排出される環境負荷物質、及び前記火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、又は蒸気圧力の制御偏差が所望の値となるか、又は予め定められた繰り返し回数を超えるまで、前記静特性改善手段と前記動特性改善手段による操作を繰り返し実行して操作信号の改善方法を決定するように構成したことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項3又は請求項4に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記動特性改善手段は、この火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差と、ボイラに供給する空気流量の操作が終了するまでの時間を評価指標に設定し、前記評価指標を用いてこの空気流量の操作変化率を決定するように構成したことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記特性改善手段では、タービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、給水流量、及び空気流量のうち少なくとも1つの操作信号の改善方法を決定し、前記操作信号を変更させるタイミングをそれぞれ個別に決定するように構成したことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記特性改善手段では、この特性改善手段決定した改善方法の一部を手動で修正し、この修正した結果を拘束条件に設定して前記特性改善手段で再度学習する機能を備えたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載したボイラを備えたプラントの制御装置において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記プラントから取り込むプラントの状態量である計測値の項目を、前記動特性改善手段で使用する項目と、前記静特性改善手段で使用する項目に分類するインターフェイスを備えたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御装置。 - ボイラを備えたプラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、この取り込んだ前記計測信号に基づいて前記プラントの特性が所望の特性となるように操作信号を改善する特性改善手段と、この特性改善手段の改善結果に従って操作信号を演算する操作信号生成手段を備えた制御装置を用いて前記プラントを制御する操作信号を演算する、ボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記制御装置の特性改善手段を用いて前記プラントの静特性が所望の静特性となるように操作信号を改善して前記ボイラから排出される環境負荷物質を低減する静特性改善方法を決定し、
前記特性改善手段を用いて更にこの決定した静特性改善方法に従って操作を実施した時の前記プラントの動特性が所望の動特性となるように操作信号を改善して前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する動特性改善方法、又は前記ボイラから供給する蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する動特性改善方法を決定し、
操作信号生成手段を用いて前記静特性改善方法と前記動特性改善方法に従って前記プラントを操作する操作信号を演算してこのプラントを制御するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項10に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記特性改善手段を用いた前記動特性改善方法では、この火力プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値になるように、前記火力発電プラントのタービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する給水流量、及び燃料流量、のうち少なくとも1つの操作信号の動特性改善方法を決定し、
前記タービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、又は給水流量の操作によって前記火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値にならない場合には、ボイラに供給する空気流量操作に関する制約条件を追加して操作信号の動特性改善方法を決定するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項10に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記制御装置にはプラントの特性を模擬する静特性モデルと動特性モデルを有する統計モデルが備えられおり、特性改善手段を用いてこの統計モデルの出力信号が所望の特性となるように前記統計モデルの入力信号の生成方法を決定すると共に、操作信号生成手段を用いて前記特性改善手段の改善結果に従って操作信号を演算するようになっており、
前記統計モデルの静特性モデルを用いて前記ボイラから排出される環境負荷物質を予測し、前記統計モデルの動特性モデルを用いて前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの経時変化を予測し、
前記特性改善手段を用いて前記プラントの静特性が所望の静特性となるように操作信号を改善して前記ボイラから排出される環境負荷物質を低減する静特性改善方法を決定し、
更に前記特性改善手段を用いてこの決定した静特性改善方法に従って操作を実施した時の前記プラントの動特性が所望の動特性となるように操作信号を改善して前記プラントの出力、前記ボイラから該プラントに供給する蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する動特性改善方法、又は前記ボイラから供給する蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差を低減する動特性改善方法を決定するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項10に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記特性改善手段を用いた前記動特性改善方法では、前記火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値になるように、前記火力発電プラントのタービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する給水流量、及び燃料流量のうち少なくとも1つの操作信号の動特性改善方法を決定し、
前記タービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する燃料流量、又は給水流量の操作によって前記火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差が所望の値にならない場合には、ボイラに供給する空気流量操作に関する制約条件を追加して操作信号の動特性改善方法を決定し、
前記静特性改善方法では、前記空気流量操作に関する制約条件を拘束条件に設定して操作信号の動特性改善方法を決定するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項13に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
ボイラから排出される環境負荷物質、火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、又は蒸気圧力の制御偏差が所望の値となるように、予め定められた繰り返し回数を超えるまで前記静特性改善方法と前記動特性改善方法を繰り返し実行するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項11又は請求項13に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記動特性改善方法では、火力発電プラントの発電出力、蒸気流量、蒸気温度、及び蒸気圧力のうち少なくとも1つの制御偏差と、ボイラに供給する空気流量操作が終了するまでの時間を評価指標に設定し、前記評価指標を用いてボイラに供給する空気流量の操作変化率を決定するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項10に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
前記ボイラを備えたプラントが火力発電プラントであり、前記静特性改善方法、及び前記動特性改善方法では、火力発電プラントのタービンガバナ弁開度、減温器のスプレ流量、前記ボイラに供給する空気流量、燃料流量、及び給水流量のうち少なくとも1つの操作信号の改善方法を決定し、この決定した改善方法によって前記操作信号を変更させるタイミングを、それぞれ個別に決定するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。 - 請求項10に記載したボイラを備えたプラントの制御方法において、
静特性改善方法決定、及び動特性改善方法決定で決定した改善結果の一部を手動で修正し、修正した結果を拘束条件に設定して、再度、これらの静特性改善方法決定と動特性改善方策決定を実行するようにしたことを特徴とするボイラを備えたプラントの制御方法。
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