JPH01310401A - プラント運転装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、プラント運転装置に関する。

（従来の技術） 一般に、電力系統には複数の発電所が接続されており、
各発電プラントの出力調整は、電力系統の中央給電所の
指令により、その電力系統の負荷に応じて行なわれてい
る。

例えば、系統に属する１つの発電プラントを系統に併入
する場合には、電力系統内の需要負荷に対してその系統
で供給可能な電力に余裕ができるので、中央給電所は、
他の発電プラントに対して出力を低下するように指令す
る。

また、発電プラン１−を系統から解列するときには、現
在の需要負荷に対する電力を維持するために、中央給電
所は、他の発電プラントに対して出力を上昇するように
指令する。

このようにして、中央給電所は、電力系統内の電力の需
要と供給の平衡をとるために、各発電プラントに対して
系統への併入時刻、解列時刻、および、出力の増減とそ
の時刻を指令している。

このとき、発電所出力の併入および解列が中央給電所の
指令時刻に正確に行なわれないと、系統内の電力需要と
電力供給の平衡が崩れ、電力系統の運用に支障を来す。

一方、発電プラントにおいては、起動操作を開始してか
ら電力系統に併入するまでの間には多数のプラント補機
を一定の条件で順次起動する必要があり、また、停止操
作を開始してから電力系統より解列するまでの間には、
多数のプラント補機を順次停止する必要があり、起動操
作あるいは停止操作を開始してから、系統への併入ある
いは解列が行われるまでの間に多くのプロセスが存在す
る。

そこで、従来、中央給電所からの併入または解列の指令
時刻に基づいて１発電プラントのプラント状態変化を予
測計算し、発電プラントの起動操作または停止操作の開
始時刻を設定していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、発電プラントのプラント状態の変化を正
確に予測することが困難であるため、予測した状態変化
と実際の発電プラントの状態変化が異なる場合には、予
測計算の結果得られた起動操作開始時刻または停止操作
開始時刻に発電プラントの運転を開始しても、電力系統
への併入あるいは解列が中央給電所からの指令時刻に一
致しないという不都合を生じることがあった。

例えば、発電プラント停止中のボイラの蒸気温度が予測
値よりも低い温度にまで低下したときには、ボイラの蒸
気温度を上昇するための時間が予測値よりも長くなり、
そのために、少なくともその誤差時間の分だけ併入時刻
が遅れ、中央給電所の指定併入時刻に間にあわないとい
う事態を生じる。あるいは、プラント運転に渋滞を生じ
て運転スケジュールが遅れるという事態を生じる。

このような事態を生じると、系統内の電力の需要と供給
のバランスが崩れ、電力系統の運用に支障を来す。

そこで、本発明は、このような問題を解消し、中央給電
所の運転スケジュールに合致した電力系統の運用を適切
に行なえるようにしたプラント運転装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、指令された目標項目が目標時刻に達成できる
ように、現在のプラント状態に基づいてプラント運転ス
ケジュールおよびプラント制御パラメータを演算し、そ
の算出したスケジュールおよび制御パラメータに基づい
てプラントを自動運転するとともに、プラントのイベン
ト発生を検出すると、その発生イベントとその時点での
プラント状態量を逐次記憶するとともに、そのイベント
発生時点で必要なプラント状態量をその記憶内容および
プラントから取り出し、それらのプラント状態量に基づ
いてそれ以降のスケジュールおよびプラント制御パラメ
ータをその時点でのプラント状態に基づいて再計算し、
それ以降のプラント自動運転を、その再計算結果を用い
て行なうようにしている。

（作用） したがって、プラント自動運転のスケジュールおよびプ
ラント制御パラメータが、プラントのイベント発生毎に
更新されるので、プラントの状態変化に合致したプラン
ト運転を行なうことができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかるプラント運転装置
を示している。

同図において、発電プラント１のプラント状態量は、入
力手段２により所定のタイミングで入力され、イベント
検出手段３、および、状態量記憶手段４．および、スケ
ジュール計算手段５にそれぞれ加えられている。

イベント検出手段３は、人力手段２から入力されるプラ
ント状態量に基づいて、発電プラントｌに主要なイベン
トが発生していることを検出するものであり、その検出
結果は、状態量記憶手段４およびスケジュール計算手段
５に出力されている。

状態量記憶手段４は、イベント検出手段３よりイベント
発生が通知されたとき、その通知されたイベントの種別
、および、その時点で入力手段２より入力されている種
々のプラント状態量を記憶するものである。この状態量
記憶手段４には、第２図に示したように、イベント状態
量、および、入力したプラント状態量が、所定の形式で
関連づけられた状態で、順次記憶される。

スケジュール計算手段５は、入力装置６よりスケジュー
ル計算指令が入力されたとき、および、イベント検出手
段３よりイベント検出が通知されると、その時点で入力
手段２より入力されたプラント状態量、あるいは、状態
量記憶手段４の記憶内容に基づいて、所定の演算を実施
し、プラント運転スケジュールおよび運転時の制御パラ
メータを算出するものである。

入力装置６は、運転員からのスケジュール計算指令、お
よび、その計算結果の表示指令を入力するためのもので
あり、表示装置７は、スケジュール計算手段３の計算結
果を表示出力するものである。

プラント制御装置８は、スケジュール計算手段３が計算
した制御パラメータを取り出し、その制御パラメータを
用いて発電プラント１の各部を自動運転するためのもの
である。

例えば、入力装置６より発電プラント１の系統への併入
指令が、その時刻とともに指令入力されたとき、スケジ
ュール計算手段３は、次のようにして発電プラント１の
運転スケジュール、および、制御パラメータを算出する
。

すなわち、第３図に示すように、起動開始時刻ｔ０から
併入時刻ｔ５の間には、発電プラント１の起動状態の進
行に伴って、起動準備時間Δｔ工、真空上昇時間Δｔ２
１、点火準備時間へｔ２□、メタル温度上昇時間Δｔ、
いタービン起動準備時間Δｔ３□、タービン回転上昇時
間（半速迄）Δｔ４い半速ヒートソーク時間Δシ４２、
定格回転上昇時間Δｔ４３、および、併入＊ｉ待時間ｔ
４４が順次経過する。

また、起動開始時刻Ｌ１から起動ＩＩｌ？ｉ１時間Δｔ
□を経過した時刻が真空上昇開始時刻し２であり、真空
上昇開始時刻ｔ２から真空上昇時間Δｔ２□および点火
準備時間Δｔ２□を経過した時刻が点火時刻ｔ３であり
、点火時刻ｔ、からメタル温度上昇時間Δｔ３□および
タービン起動準備時間Δｔ３゜を経過した時刻が通気時
刻ｔ４であり、通気時刻ｔ、からタービン回転上昇時間
（半速迄）Δｔ４．□、半速ピー１〜ソー９時間Δｔ４
２、定格回転上昇時間Δｔ４３、および、併入準備時間
Δｔ４４を経過した時刻が併入時刻ｔ、である。

なお、第３図において、曲線ＶＣは復水器の真空度の変
化を、曲線ＴＭはメタル温度の変化を、曲線ＴＲはター
ビン回転数の変化を、曲線ＭＷは発電機出力の変化をそ
れぞれ示している。

ここで２起動準備時間Δｔ工は、運転員がプラント監視
装置に起動開始指令をするため、自動化コンソールの使
用、および、起動を選択するときの操作時間や、各種装
置の起動前確認等に要する時間であり、はぼ一定の値を
取る。

真空上昇時間Δｔ２１は、復水器の真空度が、現在値よ
り規定値にまで上昇するまでに要する時間であり、真空
上昇開始時刻ｔ２での復水器の真空度。

および、真空ポンプの能力などにより変化する。

点火準備時間Δｔ２□は、例えば、ポンプのガス抜きな
ど、ボイラのバーナに点火するまでの準備時間であり、
ボイラの各補機の状態などによって変化する。

メタル温度上昇時間Δｔ、□は、高温高圧の蒸気を外側
に循環させてタービンを暖気するために必要な時間であ
り、タービンの軸受に使用しているメタルの温度が現在
値から所定値にまで上昇するまでの時間であって、点火
時刻ｔ、でのメタル温度などによって変化する。タービ
ン起動準備時間Δｔ１ｇは、例えば、タービンの軸冷却
用ポンプなど、タービンの補機の操作に必要な時間であ
り、それらの補機の状態のよって変化する。

タービン回転上昇時間（半速迄）ムｔ４１は、タービン
を定格回転数の半分の速度（半速）にまで回転数を上昇
させるために必要な時間であり、通気時刻し４における
タービンの状態により変化する。半速ヒートソーク時間
Δｔ４Ｚは、タービンをならすために半速状態で運転す
る時間であり、半速上昇時のタービンの状態により変化
する。定格回転」二昇時間Δｔ４）は、半速から定格回
転数にまでタービン速度を上昇させるために必要な時間
であり、そのときのタービンの状態により変化する。併
入準備時間Δｔ４４は、例えば、補機の操作に要する時
間や電力系統との接続のために要する時間など、タービ
ンと発電機を接続するために必要な時間であり、そのと
きに操作される機器の状態により変化する。

スケジュール計算手段５は、入力装置６よりスケジュー
ル計算が指令されると、まず、起動開始時刻ｔ工を適宜
な時刻に定め、その時点で入力手段２より入力したプラ
ント状態量の、設定した起動開始時刻ｔユにおける予測
値を内部に構成されているモデルに適用して、起動準備
時間Δｔユ、真空上昇時間Δｔ２□、点火準備時間Δｔ
２□、メタル温度上昇時間Δｔ３Ｌ、タービン起動準備
時間Δｔｉｚ、タービン回転上昇時間（半速迄）Δし、
。、半速ヒートソーク時間Δｔ４□、定格回転上昇時間
Δｔｅｌ、および、併入準備時間Δｔ４．．をそれぞれ
算出し、最初の併入時刻ｔ、を得る。

このときに、この最初の併入時刻し、が指定時刻に一致
しないときには、そのときに設定した起動開始時刻ｔ□
を適宜に変更し、その変更した起動開始時刻ｔ１に基づ
いて再度同様の計算を実行し、併入時刻ｔ、を得る。そ
して、この併入時刻ｔ、が指令時刻に一致するまで、同
様の処理を繰り返す。

このようにして、算出結果の併入時刻１Ｓが指令時刻に
一致すると、その算出結果に基づいた起動開始時刻ｔ工
、真空上昇開始時刻ｔ２、点火時刻し３、通気時刻ｔい
および、併入時刻ｔ、をそれぞれ表示装置７に表示する
とともに、種々の制御パラメータをプラント制御装置８
に出力する。

このようにして、スケジュール計算手段５は、入力装置
６よりスケジュール計算が指令されたときに、指定され
た運転のスケジュールを算出し、表示装置７に表示する
。

また、スケジュール計算手段５は、イベント検出手段３
よりイベント検出が通知されると、そのときに通知され
たイベントの内容に基づき、必要なプラント状態量を入
力手段２または状態量記憶手段４より取り出して、上述
と同様の計算処理を行ない、スケジュールを再計算する
。

このとき、スケジュール計算手段５は、使用するプラン
ト状態量を、第４図に示す処理により取り出す。

すなわち、そのスケジュール計算が、イベント検出手段
３よりイベント検出が通知されたために行なう再計算で
あるかどうかを判断しく判断１０１）、この場合は判断
１０１の結果がＹＥＳとなるので、判定するプラント状
態量が、過去値を使用するかどうかを判定する（判断１
０２）。

例えば、プラント状態量の１つである開動開始前のター
ビンの羽根温度は、タービンに蒸気を供給開始した後で
は検出することができないので、かかるプラント状態量
については、判断１０２の結果がＹＥＳとなる。

このように、判断１０２の結果がＹＥＳになるときには
、状態量記憶手段４より適当な時点でのプラント状態量
を取り出す（処理１０３）。

判断１０２の結果がＮｏになるときには、判定するプラ
ント状態量が、現在値を使用するかどうかを調へ（判断
１０４）、判断１０４の結果がＹＥＳになるときには、
そのプラント状態量を人力手段２から入力する（処理１
０５）。

判断１０４の結果がＮＯになるときには、現在値を入力
手段２より入力しく処理１０６）、その現在値に基づい
て予測値を算出し、それをそのプラント状態量の入力値
に設定する（処理１０７）。

なお、この処理は、入力装置６からスケジュール計算指
令が入力されたときにも実行されるが、この場合には、
全てのプラント状態量について。

判断ｌｏｔの結果がＹＥＳとなるので予測値が使用され
る。

そして、スケジュール計算手段５は、再計算の結果が、
それ以前の計算結果と相違するときには、そのときの再
計算結果により以前の計算結果を置き換え、表示装置７
に表示内容、および、プラント制御装置８の制御パラメ
ータを更新する。

以上の構成で、運転員が入力装置６より、例えば、併入
指令を、その併入時刻を指定した状態で操作入力すると
、スケジュール計算手段５は、上述した処理を実行して
、発電プラント１の運転スケジュールを算出し、その結
果を表示装置７に表示するとともにプラント制御装置８
に制御パラメータを出力する。

これにより、プラント制御装置８は、起動開始時刻ｔ工
に発電プラント１の起動を開始するとともに、指定され
た運転スケジュールに従って、順次発電プラント１を運
転していく。

この発電プラント１の運転の進行に伴って、発電プラン
ト１の状態が順次変化し、イベント検出手段３がイベン
トを検出すると、その検出したイベントが、状態量記憶
手段４およびスケジュール計算手段５に通知される。

これにより、状態量記憶手段４は、その通知されだイベ
ントの種別、および、そのときに入力手段２より入力し
たプラント状態量を、上述のような形式で記憶する。

また、スケジュール計算手段５は、上述したように、入
力装置６から指令されている運転スケジュールを再計算
する。また、このときには、そのときに発生したイベン
トの種別により、再計算に必要なプラント状態量を、入
力手段２、または、状態量記憶手段４より適宜に入力す
る。

そして、この再計算結果が、その直前の計算結果と相違
しているときには、表示装置７の表示内容、および、プ
ラント制御装置８に与えられているプラント運転のため
の制御パラメータが適宜に更新される。

これにより、発電プラント１の状態に応じて、その運転
スケジュール、および、制御パラメータが適宜に更新さ
れ、発電プラントｌが適切に運転される。

このために、発電プラント１に運転の渋滞を生じたとき
でも、その渋滞発生が原因となる運転スケジュールの誤
差が、イベント発生時に修正されるので、発電プラント
１の運転スケジュールをより精度のよいものに更新する
ことができる。

なお、上述した実施例では、本発明を発電プラントの起
動運転時に使用する場合について説明したが、それ以外
の運転、例えば、解列運転、あるいは、他の工業プラン
トの運転装置にも、本発明を適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように、指令された目標項目が目標時刻に達成で
きるように、現在のプラント状態に基づいてプランＩ・
運転スケジュールおよびプラント制御パラメータを演算
し、その算出したスケジュールおよび制御パラメータに
基づいてプラントを自動運転するとともに、プランｌ−
のイベント発生を検出すると、その発生イベントとその
時点でのプラント状態量を逐次記憶するとともに、その
イベント発生時点で必要なプラント状態量をその記憶内
容およびプラントから取り出し、それらのプラント状態
量に基づいてそれ以降のスケジュールおよびプラント制
御パラメータをその時点でのプラント状態に基づいて再
計算し、それ以降のプラント自動運転を、その再計算結
果を用いて行なうようにしているので、プラント自動運
転のスケジュールおよびプラント制御パラメータが、プ
ラン１−のイベント発生毎に更新され、その結果、プラ
ントの状態変化に合致したプラント運転を行なうことが
できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかがるプラント運転装置を
示すブロック図、第２図は状態量記憶手段の記憶内容の
一例を示す概略図、第３図は発電プラントの併入時の運
転例を示す概略図、第４図はスケジュール計算手段の処
理例を示すフローチャートである。 ３・・・イベント検出手段、４・・・状態量記憶手段、
５・・・スケジュール計算手段。 ｑフ　　　　　　ト 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 指令された目標項目が目標時刻に達成できるように、そ
   の指令時点のプラント状態に基づいてプラント運転スケ
   ジュールおよびプラント制御パラメータを演算し、その
   算出したスケジュールおよび制御パラメータに基づいて
   プラントを自動運転するプラント運転装置において、プ
   ラントのイベント発生を検出するイベント発生検出手段
   と、このイベント発生検出手段が検出したイベント種別
   およびその時点でのプラント状態を記憶するプラント状
   態記憶手段と、前記イベント発生検出手段がイベントを
   検出したイベント種別に基づいてその時点でのスケジュ
   ールおよびプラント制御パラメータの再計算に必要なプ
   ラント状態量を前記プラント状態記憶手段およびプラン
   トより入力し、それらのプラント状態量に基づいてその
   時点以降のスケジュールおよびプラント制御パラメータ
   を再計算するスケジュール再計算手段を備え、前記スケ
   ジュール再計算手段が算出した制御パラメータをそれ以
   降のプラント自動運転に用いることを特徴とするプラン
   ト運転装置。