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JPH02264303A - Optimum operating method for power generating system - Google Patents

Optimum operating method for power generating system

Info

Publication number
JPH02264303A
JPH02264303A JP8411189A JP8411189A JPH02264303A JP H02264303 A JPH02264303 A JP H02264303A JP 8411189 A JP8411189 A JP 8411189A JP 8411189 A JP8411189 A JP 8411189A JP H02264303 A JPH02264303 A JP H02264303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
power generation
steam
generation system
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8411189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Tani
谷 哲次
Seizo Kato
加藤 清三
Yasumitsu Watabe
渡部 泰充
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to JP8411189A priority Critical patent/JPH02264303A/en
Publication of JPH02264303A publication Critical patent/JPH02264303A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自家発電システムを有している工場において
、ボイラからの供給蒸気と発電電気量(及び買電電気量
)をコストミニマムにコントロールすることにより、自
家発電システムの最適な運転を行なわしめる発電システ
ムの最適運転方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a method for controlling the steam supplied from a boiler and the amount of generated electricity (and the amount of purchased electricity) to a minimum cost in a factory that has an in-house power generation system. The present invention relates to an optimal operating method for a power generation system, which allows the private power generation system to operate optimally.

[従来の技術] 石油化学、鉄鋼9紙バルブ、等における各種プラントに
あっては、工場内に自家発電システムを設け、電力、蒸
気の供給を行なっている。
[Prior Art] Various plants in the petrochemical, steel and paper valve industries, etc., are equipped with in-house power generation systems to supply electricity and steam.

このように、自家発電システムを有する工場にあっては
、自家発電システムのみて需要電力をまかなう場合と、
自家発電システムを停止させなければならない事態の発
生、電力のスポット的高需要の発生、あるいは夜間帯の
買電料金の低価格化などを考慮して、自家発電と買電を
併用する場合とがある。
In this way, for factories with private power generation systems, there are two cases in which the power demand is covered only by the private power generation system;
There are cases where private power generation and power purchase are used together, taking into account situations where the private power generation system has to be shut down, high spot demand for electricity, or lower electricity purchase rates at night. be.

したがって、自家発電システムの効率的な運用が重要と
なり、その研究が行なわれている。
Therefore, efficient operation of private power generation systems has become important, and research is being carried out.

特に、自家発電と買電を併用するシステムの場合、自家
発電による電力の供給と買電による電力の供給を効率的
に行なうと、運用コストを大幅に低減できることから、
プラント側の負荷変動、買電料金の時間、曜日による変
動及びボイラ、タービンの特性等を考慮し、どのように
すれば、最も経済的に電力供給の運用を行なえるかとい
うこと(最適運転法)が研究されている。そして、従来
は非線形計画法にもとづいて最適運転法を実施するのが
一般的であった。
In particular, in the case of a system that uses both private power generation and purchased power, operating costs can be significantly reduced by efficiently supplying power through private generation and purchased power.
The question is how to operate the power supply most economically, taking into consideration factors such as load fluctuations on the plant side, fluctuations in power purchase rates depending on the time and day of the week, and the characteristics of the boiler and turbine. ) are being studied. Conventionally, it has been common to implement an optimal operation method based on nonlinear programming.

しかしながら、非線形計画法によると計算に時間がかか
ることから、計算時間の短縮化を図った方法が提案され
ている(特公昭62−18922号)。
However, since nonlinear programming takes time to calculate, a method has been proposed that aims to shorten the calculation time (Japanese Patent Publication No. 18922/1982).

これは、複数のボイラと、これらボイラの出力をエネル
ギとして駆動される複数のタービン等のエネルギ変換機
器にて構成されるエネルギ変換システムにおいて、前記
各種別のエネルギ変換用機器群を、それぞれまとめて等
価な単一の機器に置き変えた等価システムをモデルとし
て用いる運転方法である。
In an energy conversion system consisting of multiple boilers and energy conversion devices such as multiple turbines that are driven using the output of these boilers as energy, this method is used to group each type of energy conversion device group together. This is an operating method that uses an equivalent system replaced with a single equivalent device as a model.

[解決すべき課B] 上述した特公昭62−18922号に示す運転方法は、
エネルギ変換用機器群をまとめて等価な単一機器に置き
変えることにより変数を減少させ、これによって計算時
間の大幅な短縮化を図っている。
[Issue B to be solved] The driving method shown in the above-mentioned Special Publication No. 18922/1982 is as follows:
By collectively replacing a group of energy conversion devices with a single equivalent device, the number of variables is reduced, thereby significantly shortening calculation time.

しかしながら、複数のエネルギ変換用機器群を単一な機
器に置き変えているため、各エネルギ変換用機器の個々
についてまでは最適化運転を行なえないという問題があ
った。
However, since a plurality of groups of energy conversion devices are replaced with a single device, there is a problem that optimization operation cannot be performed for each energy conversion device individually.

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、短
時間のうちに最適化運転に必要な計算を行なえるととも
に1発電システムを構成する個々の機器についても、最
適化運転をする上で必要な制御を行ない、これにより1
発電システムのより一層効率的な最適化運転を可能なら
しめた発電システムの最適運転方法の提供を目的とした
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to perform the calculations necessary for optimized operation in a short time, and also to perform the optimum operation of individual devices constituting one power generation system. Perform the necessary control, and thereby 1
The purpose of this study is to provide an optimal operation method for a power generation system that enables even more efficient and optimized operation of the power generation system.

[課題の解決手段] 上記課題を解決するため、本発明の方法を、自家発電シ
ステムの最適運転に適用する場合には。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the method of the present invention is applied to optimal operation of a private power generation system.

ボイラ、発電用タービン等の機器を複数有し、プラント
へ電気を供給する発電システムにおいて。
In power generation systems that have multiple equipment such as boilers and power generation turbines and supply electricity to plants.

少なくとも、プラントの蒸気使用量と、−プラントの電
気使用量及び、各タービンの発電電気量のデータを収集
し、一定周期ごとに、上記収集した各データをもとに連
続線形計画法及び組合せの理論によって、各タービンの
蒸気と電力バランスの最適計算を行ない、この最適計算
の結果にもとづき上記各タービンへの蒸気供給量の配分
を制御して発電システムを運転する方法としである。
At least, data on the amount of steam used in the plant, the amount of electricity used in the plant, and the amount of electricity generated by each turbine are collected, and continuous linear programming and combinations are performed based on the collected data at regular intervals. This is a method of operating a power generation system by calculating optimally the steam and power balance of each turbine based on theory, and controlling the distribution of the amount of steam supplied to each turbine based on the results of this optimal calculation.

また1本発明の方法を、自家発電と買電を併用したシス
テムの最適運転に適用する場合には、ボイラ、発電用タ
ービン等の機器を複数有し、プラントへ電気を供給する
発電システムにおいて、少なくとも、プラントの蒸気使
用量と、プラントの電気使用量と、各タービンの発電電
気量及び買電電気量のデータを収集し、一定周期ごとに
、上記収集した各データをもとに連続線形計画法及び組
合せの理論によって、各タービンの蒸気と電力バランス
の最適計算を行ない、この最適計算の結果にもとづき上
記各タービンへの蒸気供給量の配分を制御して発電シス
テムを運転する方法としである。
In addition, when the method of the present invention is applied to the optimal operation of a system that uses both private power generation and purchased power, in a power generation system that has multiple devices such as boilers and power generation turbines and supplies electricity to the plant, At least, collect data on the amount of steam used by the plant, the amount of electricity used by the plant, the amount of electricity generated by each turbine, and the amount of electricity purchased, and perform continuous linear planning based on the collected data at regular intervals. This is a method of operating a power generation system by performing optimal calculations of the steam and power balance of each turbine using methods and combination theory, and controlling the distribution of the amount of steam supplied to each of the turbines based on the results of this optimal calculation. .

そして好ましくは、いずれの場合も、上記複数のタービ
ンのそれぞれについて、最適計算を行なう一のタービン
以外のタービンにおける蒸気供給量と発電電気量を前回
の連続線形関数の制限内に固定した状態で、当該一のタ
ービンの最適計算を行なうようにしである。
Preferably, in any case, with respect to each of the plurality of turbines, the amount of steam supplied and the amount of electricity generated in the turbines other than the one turbine performing the optimal calculation are fixed within the limits of the previous continuous linear function, This is to perform optimal calculations for the one turbine in question.

ここで、連続線形計画法(5uccessive Li
nearPrograg+sing  )とは、探索点
付近にて非線形関数を線形近似し、線形計画問題として
、線形計画問題解放の領域を遂次移動させ、最適点を探
索する静的問題の最適化手法である。
Here, continuous linear programming (5uccessive Li
nearPrograg+sing) is an optimization method for static problems in which a nonlinear function is linearly approximated near a search point, and the area of release of the linear programming problem is sequentially moved to search for an optimal point.

本手法は、線形計画法の特性をそのまま保有しているも
ので、他の非線形最適化手法に比べて、大規模なモデル
での制御付き最適化問題に適している。
This method maintains the characteristics of linear programming, and is more suitable for controlled optimization problems with large models than other nonlinear optimization methods.

[作用] 本発明は、連続線形計画法及び組合せの理論にもとづい
て発電システムの最適化運転を行なうことにより、必要
蒸気量及び必要電力量を一定としながら、各タービンの
蒸気量を配分することによって、発電システムを最高効
率点で運転している。
[Operation] The present invention distributes the amount of steam to each turbine while keeping the required amount of steam and the amount of electric power constant by optimizing the operation of the power generation system based on continuous linear programming and combinatorial theory. This allows the power generation system to operate at its highest efficiency point.

[実施例] 以下1本発明を、自家発電と買電を併用する発電システ
ムの最適運転方法に適用する実施例について説明する。
[Example] An example in which the present invention is applied to an optimal operating method of a power generation system that uses both private power generation and purchased power will be described below.

第1図は1本発明の発電システム最適運転方法を実施す
るための、発電システムの一モデルのフロック図を示す
FIG. 1 shows a block diagram of a model of a power generation system for carrying out the method for optimally operating a power generation system according to the present invention.

同図において、Bl、B2はボイラ、G1−Hは第一発
電系における高圧段タービン、Gl−Lは同じく低圧段
タービン、G2−Hは第二発電系における高圧段タービ
ン、G2−Lは同じく低圧段タービン、G3は第三発電
系におけるタービンである。また、IH及びILは、第
一発電系の高圧段タービンG1−H及び、低圧段タービ
ンGl−Lへ供給する蒸気の制御弁、2H及び2Lは、
第二発電系の高圧段タービンG2−H及び、低圧段ター
ビンG2−Lへ供給する蒸気の制御弁、3は第三発電系
におけるタービンG3へ供給する蒸気の制御弁である。
In the figure, Bl and B2 are the boilers, G1-H is the high-pressure turbine in the first power generation system, Gl-L is the low-pressure turbine, G2-H is the high-pressure turbine in the second power generation system, and G2-L is the same. A low pressure stage turbine, G3, is a turbine in the third power generation system. In addition, IH and IL are control valves for steam supplied to the high-pressure turbine G1-H and low-pressure turbine Gl-L of the first power generation system, and 2H and 2L are
A control valve for steam supplied to the high-pressure turbine G2-H and low-pressure turbine G2-L in the second power generation system; 3 is a control valve for steam supplied to the turbine G3 in the third power generation system.

4x、4y、4zは#1〜#3プラントに蒸気を供給す
るためのライン、5a、5b及び6a。
4x, 4y, and 4z are lines 5a, 5b, and 6a for supplying steam to plants #1 to #3.

6bは蒸気ライン4x、4y、4zの間に設けられた蒸
気の変換弁、7.8は#4.#5プラントへ電力を供給
するための配線である。
6b is a steam conversion valve installed between steam lines 4x, 4y, and 4z; 7.8 is a steam conversion valve provided between steam lines 4x, 4y, and 4z; and 7.8 is #4. #5 This is the wiring for supplying power to the plant.

9x、9y、9zは配管4x、4y、4z中を流れプラ
ント#l〜#3で使用される蒸気量を測定する圧力計、
11,12.13は第一発電系。
9x, 9y, 9z are pressure gauges that measure the amount of steam flowing through the pipes 4x, 4y, 4z and used in plants #l to #3;
11, 12, and 13 are the first power generation system.

第二発電系、第三発電系における発電量を測定する電力
計、14.15は#4.#5プラントにて使用される電
力を測定する電力計、l 6a。
The wattmeter 14.15 is #4, which measures the amount of power generation in the second power generation system and the third power generation system. #5 A power meter that measures the power used in the plant, l 6a.

16bは外部からの買電量を測定するための電力計であ
る。
16b is a wattmeter for measuring the amount of electricity purchased from the outside.

20は演算処理装置であり、制約値回避制御機能、最適
計算制御機能及び買電MIN制御機能等を備えている。
20 is an arithmetic processing unit, which has a constraint value avoidance control function, an optimum calculation control function, an electricity purchase MIN control function, and the like.

また、この演算処理装置20は、圧力計9x、9y、9
z及び電力計11.12゜13.14,15.16等か
らの測定データを入力するとともに、各制御弁IH,I
L、2L、3と変換弁5a、5b、6a、6b等に制御
信号を出力する。
Further, this arithmetic processing device 20 includes pressure gauges 9x, 9y, 9
Input measurement data from z and wattmeters 11.12°13.14, 15.16, etc., and input each control valve IH, I
Control signals are output to L, 2L, 3, conversion valves 5a, 5b, 6a, 6b, etc.

次に、本発明方法の一実施例を、第2図に示すフローチ
ャートにもとづいて説明する。
Next, one embodiment of the method of the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG.

ステップ1 必要データの収集を行なう。Step 1 Collect necessary data.

すなわち、演算処理装置20は、圧力計9x。That is, the arithmetic processing device 20 is a pressure gauge 9x.

9y、9zからのデータでプラント#l〜#3における
使用蒸気量、電力計11.12.13からのデータて第
一、第二および第三発電系における発電量、電力計14
.15からのデータでプラント#4.#5における使用
電力量、そして、電力計16a、16bからのデータで
買電電力量をそれぞれ収集する。
The data from 9y and 9z shows the amount of steam used in plants #l to #3, the data from wattmeter 11.12.13 shows the amount of power generated in the first, second and third power generation systems, and wattmeter 14.
.. Plant #4 with data from 15. The amount of power used in #5 and the amount of purchased power are collected using data from the wattmeters 16a and 16b.

ステップ2 演算処理装置20は、収集データにもとづいて制御系の
状況を調べ、これから運用的、設備的条件が制約領内に
入っているか否かを判定する。
Step 2 The arithmetic processing unit 20 examines the status of the control system based on the collected data, and determines whether the operational and equipment conditions are within the constraint range.

ここで運用的条件とは、連続線形計画法及び組合せ理論
により蒸気と電力バランスの最適制御を可能ならしめる
ための制御系条件をいい、この条件が制約領内に入って
いないと本発明方法を行なえないことになる。したがっ
て、収集データと制約値(上下限値)を比較し、運用的
条件が制約領内に入っているときは次のステップ(ステ
ップ4)に進み、外れているときは運用的条件を制約領
内に戻すように、後述の制約値回避制御(ステップ3)
を行なう。
Here, the operational conditions refer to control system conditions that enable optimal control of steam and power balance using continuous linear programming and combinatorial theory, and the method of the present invention cannot be performed unless these conditions are within the constraint region. There will be no. Therefore, the collected data and the constraint values (upper and lower limits) are compared, and if the operational conditions are within the constraint area, proceed to the next step (step 4), and if they are outside the constraint area, the operational conditions are set within the constraint area. To restore the value, use the constraint value avoidance control (step 3) described below.
Do this.

運用的条件には、上記以外に、分散計装レベルによる制
御を可能ならしめるための条件も含まれており、この条
件が制約領内に入っていないときには、運転を自動から
手動に切り替える。この場合の制約値は、連続線形計画
法及び組合せ理論の適用を可能ならしめる場合の制約値
より、その上下限値の幅が広くなっている。
In addition to the above, the operational conditions also include conditions for enabling control at the distributed instrumentation level, and when these conditions are not within the constraint range, operation is switched from automatic to manual. The constraint values in this case have a wider range of upper and lower limits than the constraint values that allow application of continuous linear programming and combinatorial theory.

また、設備的条件とは、プラントの諸設備を破壊させな
いための制御系の条件であり、この条件が制約値(上下
限値)から外れたときには、警報の発生、運転の停止等
の情報を発する。この場合の制約値は、上述の分散計装
レベルによる自動運転を可能ならしめる場合より、その
上下限値の幅が広くなっている。
In addition, equipment conditions are the conditions of the control system to prevent the destruction of various plant equipment, and when these conditions deviate from the constraint values (upper and lower limits), information such as generation of an alarm or suspension of operation is sent. emanate. In this case, the range of the upper and lower limit values of the constraint values is wider than that in the case where automatic operation is enabled by the above-mentioned distributed instrumentation level.

通常1M用的、R備的条件がそれぞれの制約値を外れる
こと」よないが、降雨等により、プラントにおける使用
蒸気量が一時的に急増した場合などに発生する可能性が
ある。
Normally, this does not occur when the 1M and R preparation conditions are out of their respective constraint values, but this may occur if the amount of steam used in the plant temporarily increases due to rain, etc.

ステップ3 運用的条件が、連続線形計画法及び組合せ理論による最
適制御を可能ならしめるための制限値より外れていると
きには、演算処理装置120より状況に応じた信号が変
換弁5a、5b、6a、6bと制御弁2H,2Lのいず
れかもしくは全部に出力される。そして、これら変換弁
5a、5b。
Step 3: When the operational conditions are outside the limit values for enabling optimal control based on continuous linear programming and combinatorial theory, the arithmetic processing unit 120 sends a signal depending on the situation to the conversion valves 5a, 5b, 6a, 6b and either or all of the control valves 2H and 2L. And these conversion valves 5a, 5b.

6a、6b及び/または制御弁2H,2Lを調整するこ
とによって各プラント及び各発電系への蒸気の供給量を
増減し、運用的条件が制限値を回避してその範囲内に戻
るよう制御する。
By adjusting the control valves 6a, 6b and/or the control valves 2H, 2L, the amount of steam supplied to each plant and each power generation system is increased or decreased, and the operational conditions are controlled so as to avoid the limit value and return within the range. .

例えば、#2プラントの蒸気量が増えて、運用的条件の
うち、蒸気ライン4yの圧力が下限値を下廻った場合、
制御弁IH,2Hに余裕があれば、この制御弁IH,2
Hを開き自家発電量を増加させつつ#2プラントの蒸気
ライン4yへ蒸気ライン4Xから蒸気を供給し、余裕が
なければ変換弁5a、6aを開いて蒸気ライン4xから
蒸気ライン4yへ蒸気を供給する。
For example, if the amount of steam in #2 plant increases and the pressure in the steam line 4y falls below the lower limit value under operational conditions,
If there is a margin in the control valves IH and 2H, this control valve IH and 2H
Open H to increase the amount of private power generation while supplying steam from steam line 4X to steam line 4y of #2 plant. If there is no margin, open conversion valves 5a and 6a and supply steam from steam line 4x to steam line 4y. do.

また、例えば買電量が少なく、運用的条件のうち、買電
量が下限値を下廻った場合、制御弁IH,2H,3を閉
じて自家発電量を少なくし、買電量を増加させる。
Further, for example, when the amount of purchased electricity is small and the amount of purchased electricity falls below the lower limit value among operational conditions, the control valves IH, 2H, and 3 are closed to reduce the amount of private power generation and increase the amount of purchased electricity.

ステップ4 連続線形計画法及び組合せ理論による最適制御を可能な
らしめるための制御系条件が制約値に入っている場合に
は、データの収集が前回のデータ収集から所定時間経過
した後のものか否かを判断する。収集したデータのサン
プリング周期は。
Step 4 If the control system conditions to enable optimal control using continuous linear programming and combinatorial theory are included in the constraint values, check whether the data collection was performed after a predetermined period of time has passed since the previous data collection. to judge. What is the sampling period for the collected data?

状況に応じて任意に変更することができる。It can be changed arbitrarily depending on the situation.

ステップ5 データのサンプリングが所定時間経過前のものである場
合には1割高な買電量を減らすために、演算処理装置2
0より制御弁3に信号を出力し。
Step 5 If the data is sampled before a predetermined period of time has elapsed, the arithmetic processing unit 2
0 outputs a signal to control valve 3.

第三発電系におけるタービンG3へ供給する蒸気量を増
やして発電量を増加させる。
The amount of steam supplied to turbine G3 in the third power generation system is increased to increase the amount of power generation.

この場合、買電量がOJ!下となると、電力の逆送現象
が生じるので、買電量≦0とならないように買電下限値
を設定(例えば、500に!IH) L/、電力系le
a、16bからのデータにもとづいて制御弁3.IH,
IL、2H,2Lを制御する。
In this case, the amount of electricity purchased is OJ! If it goes below, a reverse power transfer phenomenon will occur, so set the lower limit value of power purchase so that the amount of power purchased does not become ≦0 (for example, 500! IH) L/, power system le
Based on the data from control valves 3.a and 16b. IH,
Controls IL, 2H, and 2L.

ステップ6 一方、データのサンプリングが所定の周期にしたがって
なされたものである場合には、収集したデータの前処理
(ステップ6−1)を行なった後連続線形計画法及び組
合せ理論によって最−計算(ステップ6−2)を行ない
、かつ計算結果に異常があるか否かを判断(ステップ6
−3)する。
Step 6 On the other hand, if data sampling is performed according to a predetermined period, the collected data is pre-processed (step 6-1) and then the optimal calculation ( Step 6-2) and determine whether there is an abnormality in the calculation result (Step 6-2).
-3) Do.

ステップ6−1 収集したデータには種々の誤差要因か含まれており、連
続線形計画法及び組合せ理論によって最適計算を行なう
際の障害になる。そこで、誤差要因を含んでいるデータ
を予め補正する。
Step 6-1 The collected data contains various error factors, which become obstacles when performing optimal calculations using continuous linear programming and combinatorial theory. Therefore, data containing error factors is corrected in advance.

■蒸気流量マチバラ補正処理: 発生蒸気量と消費蒸気量かマチバラ的に合致するよう補
正を加える。
■Steam flow rate variation correction processing: Correction is made so that the amount of steam generated and the amount of steam consumed match in terms of variation.

■タービン特性式の圧力、温度補正処理:タービン蒸気
入口量からの理論発電機出力が、実際の発電機出力に合
致するよう補正を加える。
■Pressure and temperature correction processing for turbine characteristic equations: Corrections are made so that the theoretical generator output from the turbine steam inlet amount matches the actual generator output.

ステップ6−2 上記収集データ及び一部修正を加えたデータにもとづき
、連続線形計画法と組合せの理論によって蒸気と電力バ
ランスの最適計算を行なう。
Step 6-2 Based on the above collected data and partially modified data, optimal calculation of steam and power balance is performed using continuous linear programming and combinatorial theory.

ここで、連続線形計画法とは、探索点付近にて非線形関
数を線形近似し、線形計画問題(LP ;LINEAR
PIIOGRAMIIING )としてLP解放の・領
域を遂次移動させ、最適点を探索する静的問題の最適化
手法である。また、組合せ理論とは、この連続線形計画
法による解法を複数組合せて用いる理論、すなわち、連
続線形計画法によって求めた最適解が、一の連続線形関
数の制限内の上限または下限である場合(例えば、第3
図イ〜ロ間の領域で求めた解が目立に該当する場合)、
隣接する領域(第3図ロ〜ハ間の領域)において再度連
続線形計画法を行なわせる理論である。
Here, continuous linear programming is a linear programming problem (LP; LINEAR) that linearly approximates a nonlinear function near the search point.
This is an optimization method for static problems in which the LP release area is sequentially moved to search for the optimal point. In addition, combinatorial theory is a theory that uses a combination of multiple continuous linear programming solution methods, i.e., when the optimal solution obtained by continuous linear programming is the upper or lower limit within the limits of one continuous linear function ( For example, the third
If the solution found in the area between A and B in Figures is clearly applicable),
This is a theory in which continuous linear programming is performed again in an adjacent region (region between RO and C in FIG. 3).

このように、連続線形計画法に組合せ理論を組合せて採
用するのは、蒸気流量特性及びタービン特性を線形化し
た場合に、直線近似できない部分があると、それ以上は
連続線形計画法を適用できなくなり、最適点を求められ
ないことがあるためである。したがって、最適点を求め
られなかった場合には、直線近似できない部分を超えた
次の線形化領域においても連続線形計画法を適用できる
ようにする必要があり、このため組合せ理論を採用して
いる。
In this way, the reason why continuous linear programming is combined with combinatorial theory is that when steam flow characteristics and turbine characteristics are linearized, if there are parts that cannot be linearly approximated, continuous linear programming cannot be applied beyond that point. This is because the optimum point may not be found. Therefore, if the optimal point cannot be found, it is necessary to apply continuous linear programming to the next linearization region beyond the part that cannot be approximated by a straight line, and for this reason, combinatorial theory is adopted. .

本発明における連続線形計画法の計算手法は、次のよう
になる。
The calculation method of continuous linear programming in the present invention is as follows.

独立変数(X)・・・操作変数 式 %式%) で表されるモデルを取り扱う。Independent variable (X)...manipulated variable formula %formula%) We handle the model represented by .

非線形最適化問題は上記モデル関数に対しの下で目的関
数Yobjを最大または最小化する条件X・を探索する
The nonlinear optimization problem searches for a condition X· that maximizes or minimizes the objective function Yobj under the above model function.

非線形量fiFは1点XO付近で1次のTAYLAR展
開をすれば、 Ft (Xo+AX ) =  Ft (Xo)+ 5
F+/ aX ・AXの線形式で近似される。
If the nonlinear quantity fiF is first-order TAYLAR expanded around one point XO, then Ft (Xo+AX) = Ft (Xo)+5
It is approximated by the linear form of F+/aX・AX.

したがって、ある基準点(Xo)でのXの微小変化(i
=1.2.・・・  履  ) で与えられる。
Therefore, a small change in X (i
=1.2. It is given by...

(2)式は基準点XOよりの変化量についての線形近似
式であるので、 XOでのYの値をYOとして(1)の
制限を変化量として取り扱うと、 YL−YO≦ΔY≦Yu −Y。
Since formula (2) is a linear approximation formula for the amount of change from the reference point XO, if the value of Y at XO is YO and the limit in (1) is treated as the amount of change, YL-YO≦ΔY≦Yu − Y.

AX[≦ΔX≦ΔXυ (ΔY=Y−Yo) となる。AX[≦ΔX≦ΔXυ (ΔY=Y-Yo) becomes.

そこで、ΔXL、ΔXUは線形近似許容X幅をAxHL
  (HOVE LIHIT ) トtレバ、AX[=
max   (Xt  −Xo+  ++ΔXHL  
)ΔXu=min  (Xu  −Xo+   AxH
L  )である。
Therefore, ΔXL and ΔXU are linear approximation allowable X widths AxHL
(HOVE LIHIT) Toreba, AX [=
max (Xt −Xo+ ++ΔXHL
)ΔXu=min (Xu −Xo+ AxH
L).

(2) 、(3)式によるLPモデルを解くことにより
1点XOよりAxHLの債域内での最適解X−が得られ
る。
By solving the LP model according to equations (2) and (3), the optimal solution X- within the bond range of AxHL can be obtained from one point XO.

Xψ=XO+Δχ番 Δx−+ (2)、(3)式によるr、pの解さらに、
xeをXOに置き換え上記の計算を繰り返すことにより
、最終的に制限(1)式内での最適解を求める。
Xψ=XO+Δχ number Δx−+ Solution of r and p according to equations (2) and (3) Furthermore,
By replacing xe with XO and repeating the above calculation, the optimal solution within the restriction (1) is finally obtained.

上記計算手法によって求めた最高効率点が一の連続線形
関数の制限内の上限または下限である場合には、上記組
合せ理論によって隣接する領域において再度連続線形計
画法により仮の最高効率点を求める。
If the highest efficiency point determined by the above calculation method is at the upper or lower limit within the limits of one continuous linear function, a provisional highest efficiency point is again determined by continuous linear programming in an adjacent region using the above combinatorial theory.

そしてこの計算を、各タービンG1−H,G2−H,G
l−L、G2−L、G3のすべてについて行ない、最終
の解を見かけ上の最高効率点と判定して最適計算を終了
する。
Then, this calculation is performed for each turbine G1-H, G2-H, G
This is performed for all of l-L, G2-L, and G3, and the final solution is determined to be the apparent highest efficiency point, and the optimal calculation is completed.

この場合、一のタービン(例えば、Gl−H)の効率点
を求めるときには、他のタービン(G2−H,Gl−L
、G2−L、G3)の蒸気供給量と発電電気量を前回の
連続線形関数の制限内に固定しておく、なお、一のター
ビン(Gl−H)の解が連続線形関数の上限または下限
となり、組合せ理論によって隣接する連続線形関数領域
において再度効率点を求める場合にも、他のタービンに
ついては、蒸気供給量と発電電気量を前回の連続線形関
数の制限内に固定しておく、そしてこれを各タービンに
ついて順次行ない、それぞれのタービンの仮の最高効率
点を求める。
In this case, when determining the efficiency point of one turbine (for example, Gl-H), it is necessary to calculate the efficiency point of one turbine (G2-H, Gl-L).
, G2-L, G3) are fixed within the limits of the previous continuous linear function. Note that the solution for one turbine (Gl-H) is the upper or lower limit of the continuous linear function. Therefore, even when recalculating efficiency points in adjacent continuous linear function regions using combinatorial theory, for other turbines, the amount of steam supplied and the amount of electricity generated are fixed within the limits of the previous continuous linear function, and This is performed sequentially for each turbine to find the tentative maximum efficiency point for each turbine.

ステップ6−3 最適計算結果を制御用出力として使用できるか否かの判
定を行なう。
Step 6-3: It is determined whether the optimum calculation result can be used as a control output.

ここで、最適計算結果を異常と判定する場合は、 ■計算時間オーバーで出力結果が出ない場合、■入力変
化があるのに出力結果が変化しない場妃 ■その他プロダクションルール(経験則)により異常と
思われる場合1例えば、 ■買電量が下限縁で、しかもタービンG3の入力蒸気量
が下限値のときに、変換弁5a。
Here, when determining the optimal calculation result as abnormal, ■ If the calculation time exceeds and no output result is obtained, ■ If the output result does not change even though there is an input change, ■ If there is an abnormality due to other production rules (rules of thumb) Case 1: For example: (1) When the amount of electricity purchased is at the lower limit and the input steam amount of the turbine G3 is at the lower limit, the conversion valve 5a.

6aが閉じているような場合(正常であれば、買電量と
タービンG3の発電が下限値のときには、電気量が充分
であるので、変換弁5a。
6a is closed (if it is normal, when the amount of electricity purchased and the power generation of turbine G3 are the lower limit values, the amount of electricity is sufficient, so the conversion valve 5a is closed.

6aの少なくとも一方を開いて自:V発電量を少なくす
る)。
6a to reduce the amount of power generated).

■買電コストがタービンG3での発電コストより低いと
きに、変換弁5a、5b、6a、6bの少なくとも一つ
が開いているような場合(正常であれば、タービンG3
の発電は着も高価であるので、変換弁5a、5b、6a
、6bを閉じてタービンG3以外のタービンGl、G2
で発電する)。
■When the power purchase cost is lower than the power generation cost in turbine G3 and at least one of the conversion valves 5a, 5b, 6a, 6b is open (if normal, turbine G3
Since power generation is expensive, converter valves 5a, 5b, 6a
, 6b are closed and the turbines Gl and G2 other than turbine G3 are
generate electricity).

■タービンG3以外2のうち、効率のよい方のタービン
の入力蒸気量が他のタービンより少ない場合(正常であ
れば、効率の良いタービンに多くの蒸気量を供給する) 等である。
(2) The input steam amount of the more efficient turbine among the 2 turbines other than turbine G3 is smaller than the other turbines (if it is normal, a large amount of steam is supplied to the more efficient turbine).

最適計算結果が異常と判定されると、前回値を保持せよ
との出力がなされる。
If the optimum calculation result is determined to be abnormal, an output is issued to maintain the previous value.

一方、最適計算結果が正常と判断されると、真の最高効
率点とみなされ、必要蒸気量と必要電力琶を一定としな
がら、最高効率点において運転を行なえるよう発電系へ
の蒸気量を配分すべく制御弁へ制御信号が出力される。
On the other hand, if the optimum calculation result is determined to be normal, it is considered as the true highest efficiency point, and the amount of steam to the power generation system is adjusted to operate at the highest efficiency point while keeping the required amount of steam and the required power constant. A control signal is output to the control valve for distribution.

例えば、#2プラントへの蒸気量AT/H,#3プラン
トへの蒸気量B T/Hのときに全体の蒸気量がバラン
スしており、しかも、第−発電系の油気量がAle排気
量がB1で、第二発電系の油気量がA2 、排気量がB
2となっているとき、それぞれの流量をA3 、B3 
、A4 、Bsに変化させると最高効率点となるとした
と、 A=AI +A2 =A3+A4 B=Bl +82 =83+B4 となるように第−及び第二発電系への蒸気量を配分すべ
く制御弁IH,IL、2B、2Lへ制御信号を出力する
For example, when the amount of steam to the #2 plant is AT/H and the amount of steam to the #3 plant is B T/H, the overall amount of steam is balanced, and moreover, the amount of oil in the first power generation system is equal to that of the Ale exhaust gas. The amount of oil is B1, the amount of oil in the second power generation system is A2, and the displacement is B
2, the respective flow rates are A3 and B3.
, A4, Bs, the highest efficiency point will be reached, then the control valve IH is used to distribute the amount of steam to the - and second power generation systems so that A=AI +A2 =A3+A4 B=Bl +82 =83+B4 , IL, 2B, and 2L.

負荷変動時はA及び/もしくはBの値が変化するので、
!!定時は最適効率のバランスがくずれるが、この場合
は負荷整定後に再度最適点を求め、これにもとづいて再
度制御信号を出力する。
When the load fluctuates, the value of A and/or B changes, so
! ! At regular times, the optimal efficiency balance is lost, but in this case, the optimal point is determined again after the load is stabilized, and the control signal is output again based on this.

本発明は、買電を行なわない、自家発電のみからなるシ
ステムの最適運転方法にも適用することができる。この
場合、上記実施例とは、買電データの収集を行なわない
こと及び、買電下限値を設定して買電の下限値MIN制
御を行なわない点で異なる。したがって、最適計算を行
なう場合は、買電量を零と想定して、上記実施例と同様
に最適計算制御を行なう。
The present invention can also be applied to an optimal operating method for a system that does not purchase electricity and only uses private power generation. In this case, the difference from the above embodiment is that power purchase data is not collected and power purchase lower limit value is not set and power purchase lower limit value MIN control is not performed. Therefore, when performing optimal calculation, the amount of purchased electricity is assumed to be zero, and optimal calculation control is performed in the same manner as in the above embodiment.

なお1発電系G3への蒸気配分量を考慮に入れて本方法
を実施すること、あるいは1発電系Gl、G2のいずれ
か一方の発電系のみを対象として本方法を実施すること
も可能である。
Note that it is also possible to implement this method taking into consideration the amount of steam distributed to one power generation system G3, or to implement this method only for one power generation system, G1 or G2. .

〔発明の効果] 以tのように1本発明の発電システムの最適蓮転方法に
よれば、短時間のうちに最適化運転に必要な計算を行な
え、しかも発電システムを構成する個々の機器をも最適
運転時の制御要素としているので、より効率的に最適運
転が可能となる。
[Effects of the Invention] As described below, according to the optimal lotus rotation method of the power generation system of the present invention, calculations necessary for optimized operation can be performed in a short time, and each device constituting the power generation system can be Since this is also used as a control element during optimal operation, more efficient optimal operation is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法を実施する発電システムの一例を示
すブロック図、第2図は本発明を説明するためのフロー
チャート、第3図は最適計算法の説明図である。 Bl、B2:ボイラ 1、H,IL、2H,2L、3:制御弁5a、5b、6
a、6b:変換弁 9x、9y、9z:圧力計
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power generation system implementing the method of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of an optimal calculation method. Bl, B2: Boiler 1, H, IL, 2H, 2L, 3: Control valves 5a, 5b, 6
a, 6b: Conversion valve 9x, 9y, 9z: Pressure gauge

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ボイラ、発電用タービン等の機器を複数有し、プ
ラントへ電気を供給する発電システムにおいて、 少なくとも、プラントの蒸気使用量と、プラントの電気
使用量及び、各タービンの発電電気量のデータを収集し
、 一定周期ごとに、上記収集した各データをもとに連続線
形計画法及び組合せの理論によって、各タービンの蒸気
と電力バランスの最適計算を行ない、 この最適計算の結果にもとづいて、上記各タービンへの
蒸気供給量の配分を制御して自家発電からなる発電シス
テムの運転を行なうことを特徴とした発電システムの最
適運転方法。
(1) In a power generation system that has multiple equipment such as boilers and power generation turbines and supplies electricity to the plant, at least data on the amount of steam used by the plant, the amount of electricity used by the plant, and the amount of electricity generated by each turbine. At regular intervals, the steam and power balance of each turbine is calculated optimally using continuous linear programming and combinatorial theory based on the data collected above. Based on the results of this optimal calculation, An optimal method for operating a power generation system, characterized in that the power generation system comprising private power generation is operated by controlling the distribution of the amount of steam supplied to each of the turbines.
(2)ボイラ、発電用タービン等の機器を複数有し、プ
ラントへ電気を供給する発電システムにおいて、 少なくとも、プラントの蒸気使用量と、プラントの電気
使用量と、各タービンの発電電気量及び、買電電気量の
データを収集し、 一定周期ごとに、上記収集した各データをもとに連続線
形計画法及び組合せの理論によって、各タービンの蒸気
と電力バランスの最適計算を行ない、 この最適計算の結果にもとづいて、上記各タービンへの
蒸気供給量の配分を制御して自家発電と買電を併用した
システムの運転を行なうことを特徴とした発電システム
の最適運転方法。
(2) In a power generation system that has multiple equipment such as boilers and power generation turbines and supplies electricity to a plant, at least the amount of steam used by the plant, the amount of electricity used by the plant, the amount of electricity generated by each turbine, and Data on the amount of electricity purchased is collected, and at regular intervals, the optimal calculation of the steam and power balance for each turbine is performed based on the collected data using continuous linear programming and combinatorial theory. An optimal operating method for a power generation system, characterized in that the distribution of the amount of steam supplied to each of the turbines is controlled based on the results of the above to operate a system that uses both in-house power generation and purchased power.
(3)上記複数のタービンのそれぞれについて、最適計
算を行なう一のタービン以外のタービンにおける蒸気供
給量と発電電気量を前回の連続線形関数の制限内に固定
した状態で、当該一のタービンの最適計算を行なうこと
を特徴とした特許請求の範囲第1もしくは2項記載の発
電システムの最適運転方法。
(3) For each of the plurality of turbines mentioned above, the amount of steam supplied and the amount of electricity generated in the turbines other than the one for which the optimum calculation is performed are fixed within the limits of the previous continuous linear function, and the optimum An optimal operating method for a power generation system according to claim 1 or 2, characterized in that calculation is performed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996010219A1 (en) * 1994-09-26 1996-04-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and system for optimizing plant utility
JP2009048524A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 Toshiba Corp Plant optimum operation control system

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