本發(fā)明涉及一種使發(fā)電成套設(shè)備或工業(yè)用成套設(shè)備的運(yùn)行控制最佳化的裝置。

背景技術(shù)：

開發(fā)了一種為了應(yīng)對(duì)可再生能源或電力需求的變動(dòng)使電力系統(tǒng)穩(wěn)定，特別是在火力發(fā)電成套設(shè)備中，提高負(fù)載跟蹤能力或縮短啟動(dòng)時(shí)間等改善成套設(shè)備可操作性的控制技術(shù)。

在專利文獻(xiàn)1中公開了在組合了鍋爐、渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能源成套設(shè)備中，基于各設(shè)備的特性模型來決定各鍋爐的蒸汽產(chǎn)生量和各渦輪機(jī)的蒸汽分配量以及油蒸汽量(控制參數(shù))，以使總能源成本為最小的最佳運(yùn)行系統(tǒng)。

專利文獻(xiàn)1所記載的最佳運(yùn)用系統(tǒng)將已知發(fā)電成套設(shè)備的控制盤的規(guī)格以及對(duì)于發(fā)電成套設(shè)備的運(yùn)行要求作為前提，限定控制參數(shù)以及改善項(xiàng)目。但是，發(fā)電成套設(shè)備的控制盤規(guī)格因成套設(shè)備的制造商或每個(gè)機(jī)種而不同，另外，針對(duì)發(fā)電成套設(shè)備的運(yùn)行要求也因國家或地區(qū)而各種各樣。因此，在該最佳運(yùn)用系統(tǒng)中，存在以下課題：當(dāng)用于控制盤的規(guī)格或運(yùn)行要求不同的發(fā)電成套設(shè)備時(shí)伴隨著控制盤或設(shè)備類的改造等，無法廣泛地應(yīng)對(duì)各種各樣的控制盤規(guī)格或運(yùn)行要求。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-255198號(hào)公告

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于，提供一種與成套設(shè)備的類型或控制盤的規(guī)格無關(guān)，另外，能夠不針對(duì)既有成套設(shè)備改造控制盤或設(shè)備類來應(yīng)用，且能夠根據(jù)各種運(yùn)行要求使成套設(shè)備的運(yùn)行控制最佳化的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)及具備該系統(tǒng)的運(yùn)行最佳化裝置。

為了解決上述課題，在本發(fā)明的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)中具備：目的函數(shù)設(shè)定部，其設(shè)定在成套設(shè)備的運(yùn)行控制中想要最佳化的目的函數(shù)；成套設(shè)備模型，其模擬所述成套設(shè)備的動(dòng)作，計(jì)算所述成套設(shè)備的過程量和所述目的函數(shù)；控制參數(shù)最佳化部，其使用所述成套設(shè)備模型來使所述成套設(shè)備的控制參數(shù)的值最佳化，從而使所述目的函數(shù)最佳化；控制參數(shù)設(shè)定部，其對(duì)所述成套設(shè)備模型設(shè)定從所述成套設(shè)備的控制參數(shù)信息抽出的控制參數(shù)；物理參數(shù)設(shè)定部，其對(duì)所述成套設(shè)備模型設(shè)定從所述成套設(shè)備的成套設(shè)備特性信息抽出的物理參數(shù)；以及設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部，其對(duì)所述成套設(shè)備模型設(shè)定從所述成套設(shè)備的成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出的設(shè)計(jì)參數(shù)，所述控制參數(shù)最佳化部具備：最佳化控制參數(shù)選定部，其基于從所述成套設(shè)備抽出的控制邏輯信息，選定在所述目的函數(shù)的最佳化中使用的控制參數(shù)來作為最佳化控制參數(shù)；以及最佳化控制參數(shù)調(diào)整部，其使用所述成套設(shè)備模型來調(diào)整所述最佳化控制參數(shù)的值，以使所述目的函數(shù)最佳化。

根據(jù)本發(fā)明，不管成套設(shè)備的類型或控制盤的規(guī)格，另外，無需對(duì)既有成套設(shè)備改造控制盤或設(shè)備類，能夠根據(jù)各種運(yùn)行要求使成套設(shè)備的運(yùn)行控制最佳化。

附圖說明

圖1是表示第一實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2表示對(duì)第一實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)的最佳化控制參數(shù)選定部輸入的控制邏輯信息。

圖3是表示應(yīng)用第一實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)的運(yùn)行控制最佳化裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖4表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量時(shí)的最佳解的顯示例，以及作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間、壽命消耗量以及燃料成本時(shí)的最佳解的顯示例。

圖5表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量時(shí)的最佳解的其他顯示例。

圖6是表示第二實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖7表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量，作為成套設(shè)備運(yùn)行限制值設(shè)定了壽命消耗量的上限值時(shí)的多個(gè)最佳解與成套設(shè)備運(yùn)行限制值之間的關(guān)系的一個(gè)例子。

符號(hào)說明

1：目的函數(shù)設(shè)定部

2：控制參數(shù)最佳化部

3：成套設(shè)備模型

4：控制參數(shù)設(shè)定部

5：物理參數(shù)設(shè)定部

6：設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部

7：最佳化控制參數(shù)選定部

8：最佳化控制參數(shù)調(diào)整部

9：控制模型

10：物理模型

11：外部輸入裝置

12：外部輸出裝置

13：外部輸入接口

14：外部輸出接口

15：成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部

16：最佳解選擇部

20：控制邏輯信息

21～24：控制邏輯

100：控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)

101、101A：運(yùn)行控制最佳化裝置

121：顯示畫面

122：最佳解顯示部

123：列表顯示部

124：時(shí)間序列數(shù)據(jù)顯示部

200：數(shù)據(jù)輸入輸出部

201：最佳化控制參數(shù)設(shè)定部

202：控制參數(shù)信息抽出部

203：成套設(shè)備特性信息抽出部

204：成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出部

205：控制邏輯信息抽出部

300：發(fā)電成套設(shè)備

301：發(fā)電設(shè)備

302：控制裝置

303：控制邏輯數(shù)據(jù)庫

304：時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)庫

305：設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。此外，在各圖中對(duì)相同的部件賦予相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略重復(fù)的說明。

(實(shí)施例1)

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100具備目的函數(shù)設(shè)定部1、控制參數(shù)最佳化部2、成套設(shè)備模型3、控制參數(shù)設(shè)定部4、物理參數(shù)設(shè)定部5、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部6。

目的函數(shù)設(shè)定部1對(duì)控制參數(shù)最佳化部2設(shè)定由操作者輸入的目的函數(shù)。這里所說的目的函數(shù)是指成套設(shè)備運(yùn)行控制中的改善項(xiàng)目(啟動(dòng)時(shí)間、負(fù)載變化率、設(shè)備的壽命消耗量、燃料成本、發(fā)電效率等)，通過成套設(shè)備的過程量的函數(shù)進(jìn)行定義。此外，向目的函數(shù)設(shè)定部1輸入的目的函數(shù)可以為一個(gè)也可以為多個(gè)。另外，作為向目的函數(shù)設(shè)定部1輸入目的函數(shù)的方法，也可以使用以下的方法：在控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100內(nèi)的存儲(chǔ)裝置中預(yù)先存儲(chǔ)目的函數(shù)的列表，操作者從該列表中選擇要最佳化的目的函數(shù)。

控制參數(shù)最佳化部2具備：最佳化控制參數(shù)選定部7，其選定成套設(shè)備的控制參數(shù)中的在目的函數(shù)的最佳化中使用的控制參數(shù)(以下適當(dāng)稱為“最佳化控制參數(shù)”)；最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8，其調(diào)整通過最佳化控制參數(shù)選定部7選定的最佳化控制參數(shù)的值。

最佳化控制參數(shù)選定部7首先基于操作者手動(dòng)輸入、或從外部系統(tǒng)自動(dòng)輸入的控制邏輯信息，抽出與目的函數(shù)有關(guān)聯(lián)的控制參數(shù)(以下適當(dāng)稱為“關(guān)聯(lián)控制參數(shù)”)。然后，從關(guān)聯(lián)控制參數(shù)中選定針對(duì)目的函數(shù)具有高靈敏度的關(guān)聯(lián)控制參數(shù)來作為最佳化控制參數(shù)，并將其輸出給最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8。在這里，通過使用了成套設(shè)備模型的靈敏度解析得到關(guān)聯(lián)控制參數(shù)針對(duì)目的函數(shù)的靈敏度。

以下，使用圖2來說明最佳化控制參數(shù)選定部7的關(guān)聯(lián)控制參數(shù)的抽出步驟的一個(gè)例子。圖2表示向最佳化控制參數(shù)選定部7輸入的控制邏輯信息的一個(gè)例子。在圖2中，通過經(jīng)由信號(hào)線分層連接的多個(gè)控制邏輯21～24構(gòu)成了控制邏輯信息20。還有在控制邏輯21的上位側(cè)，或者控制邏輯23、24的下位側(cè)也連接控制邏輯的情況，為了簡化說明，省略了圖示。

抽出步驟1

最佳化控制參數(shù)選定部7首先從控制邏輯21～24中檢測(cè)與通過目的函數(shù)設(shè)定部1設(shè)定的目的函數(shù)(在本例子中設(shè)為目的函數(shù)A1)對(duì)應(yīng)的信號(hào)。作為控制信號(hào)的檢測(cè)方法，例如具有以下的方法：從控制邏輯中檢索被賦予了與目的函數(shù)的名稱的字符串一致或近似的字符串的名稱的控制信號(hào)。在本例中，在控制邏輯21中，檢測(cè)被賦予了與目的函數(shù)A1的字符串“A1”一致的字符串的名稱的信號(hào)A1。在此，可以在外部監(jiān)視器等中顯示與目的函數(shù)對(duì)應(yīng)的信號(hào)的檢測(cè)結(jié)果，并使操作者確認(rèn)檢索結(jié)果是否恰當(dāng)，或者在檢測(cè)出多個(gè)信號(hào)時(shí)使操作者從中選擇恰當(dāng)?shù)男盘?hào)等，以對(duì)話的方式檢測(cè)與目的函數(shù)對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

抽出步驟2

然后，參照輸出與目的函數(shù)對(duì)應(yīng)的信號(hào)A1的控制邏輯21，抽出與信號(hào)A1相連接的控制參數(shù)PA1來作為關(guān)聯(lián)控制參數(shù)，并檢測(cè)與信號(hào)A1相連接的信號(hào)B3。

抽出步驟3

然后，參照輸出信號(hào)B3的控制邏輯22，抽出與信號(hào)B3相連接的控制參數(shù)PB2、PB3來作為關(guān)聯(lián)控制參數(shù)，并檢測(cè)與信號(hào)B3相連接的信號(hào)C2、D1。

抽出步驟4

然后，參照輸出信號(hào)C2的控制邏輯23，抽出與信號(hào)C2相連接的控制參數(shù)PC1、PC2來作為關(guān)聯(lián)控制參數(shù)。另外，參照輸出信號(hào)D1的控制邏輯24，抽出與信號(hào)D1相連接的控制參數(shù)PD1、PD2來作為關(guān)聯(lián)控制參數(shù)。

以下省略

如此，通過向控制邏輯21～24的下位側(cè)追溯來檢測(cè)與目的函數(shù)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)A1相連接的控制參數(shù)，能夠抽出與目的函數(shù)A1有關(guān)聯(lián)的控制參數(shù)(關(guān)聯(lián)控制參數(shù))。在這里，在控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100內(nèi)的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)目的函數(shù)與過去抽出的關(guān)聯(lián)控制參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)信息，當(dāng)設(shè)定了相同的目的函數(shù)時(shí)，可以從該對(duì)應(yīng)信息中抽出關(guān)聯(lián)控制參數(shù)。由此，當(dāng)設(shè)定了相同的目的函數(shù)時(shí)，能夠省略上述的抽出步驟，能夠縮短抽出關(guān)聯(lián)控制參數(shù)所需要的時(shí)間。

最佳化控制參數(shù)選定部7從按照上述抽出步驟抽出的關(guān)聯(lián)控制參數(shù)中選定針對(duì)目的函數(shù)具有高靈敏度的一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)控制參數(shù)來作為最佳化控制參數(shù)。關(guān)于關(guān)聯(lián)控制參數(shù)針對(duì)目的函數(shù)的靈敏度，例如通過目的函數(shù)的變化量相對(duì)于關(guān)聯(lián)控制參數(shù)的變化量的比來定義，改變每個(gè)關(guān)聯(lián)控制參數(shù)的值來輸入到成套設(shè)備模型3，使成套設(shè)備模型3計(jì)算目的函數(shù)來獲得。在這里，在外部監(jiān)視器等中顯示作為最佳化控制參數(shù)選定的關(guān)聯(lián)控制參數(shù)，使操作者進(jìn)行確認(rèn)，或者可以按照靈敏度從高到低的順序顯示多個(gè)關(guān)聯(lián)控制參數(shù)，使操作者從中選擇最佳化控制參數(shù)等，以對(duì)話的方式選定最佳化控制參數(shù)。

最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8調(diào)整最佳化控制參數(shù)選定部7選定的最佳化控制參數(shù)的值，從而使目的函數(shù)設(shè)定部1設(shè)定的目的函數(shù)最佳化，將調(diào)整后的最佳化控制參數(shù)輸出給最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201，并且向外部輸出接口14輸出最佳化后的目的函數(shù)(最佳解)。以下，說明最佳化控制參數(shù)選定部7的最佳化控制參數(shù)的值的調(diào)整步驟的一個(gè)例子。

調(diào)整步驟1

最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8首先對(duì)最佳化控制參數(shù)選定部7選定的最佳化控制參數(shù)設(shè)定預(yù)定的值，并將其輸入給成套設(shè)備模型3。成套設(shè)備模型3基于從最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8輸入的最佳化控制參數(shù)的值來計(jì)算目的函數(shù)，并將其輸出給控制模型9。

調(diào)整步驟2

最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8調(diào)整最佳化控制參數(shù)值，以使從成套設(shè)備模型3輸出的目的函數(shù)的計(jì)算值和預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值之間的差變小。

最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8通過一次或多次重復(fù)執(zhí)行以上的調(diào)整步驟，調(diào)整最佳化控制參數(shù)的值。在此，能夠?qū)⒍嗄繕?biāo)進(jìn)化算法或逐次二次規(guī)劃法等既有的最佳化算法用于最佳化控制參數(shù)的值的調(diào)整。

此外，在控制對(duì)象成套設(shè)備的控制盤中，控制參數(shù)不是固定值，例如在通過成套設(shè)備的過程量的函數(shù)進(jìn)行定義時(shí)，可以針對(duì)預(yù)先設(shè)定的數(shù)個(gè)過程量中的每個(gè)過程量執(zhí)行上述的調(diào)整步驟來求出最佳化控制參數(shù)的值，將插入這些值的函數(shù)作為最佳化控制參數(shù)。

控制參數(shù)設(shè)定部4從操作者手動(dòng)輸入、或者從外部系統(tǒng)自動(dòng)輸入的成套設(shè)備的控制參數(shù)信息抽出為了構(gòu)筑成套設(shè)備模型3內(nèi)的控制模型9(后述)所需要的控制參數(shù)，并設(shè)定給控制模型9。這里所說的控制參數(shù)信息是指與成套設(shè)備的被控制量相對(duì)的控制設(shè)定值或控制增益的項(xiàng)目、值、上限值或下限值等，與控制盤存儲(chǔ)的控制參數(shù)相關(guān)的信息。此外，作為變形例，可以向控制參數(shù)設(shè)定部4輸入成套設(shè)備的控制邏輯信息來代替控制參數(shù)信息。在這種情況下，控制參數(shù)設(shè)定部4需要從輸入的控制邏輯信息中模式識(shí)別出信號(hào)線、狀態(tài)符號(hào)、數(shù)值等信息，抽出在控制邏輯中賦予了數(shù)值的項(xiàng)目，也就是控制參數(shù)和控制參數(shù)的值，即控制參數(shù)信息。

物理參數(shù)設(shè)定部5從操作者手動(dòng)輸入、或者從外部系統(tǒng)自動(dòng)輸入的成套設(shè)備特性信息中抽出為了構(gòu)筑成套設(shè)備模型3內(nèi)的物理模型10(后述)所需要的物理參數(shù)，并設(shè)定給物理模型10。這里所說的成套設(shè)備特性信息是指根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)或鍋爐等熱源負(fù)載產(chǎn)生的蒸汽的溫度、流量、壓力等與成套設(shè)備固有的熱平衡相關(guān)的信息。此外，作為變形例，可以向物理參數(shù)設(shè)定部5輸入成套設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)(測(cè)量項(xiàng)目與測(cè)量項(xiàng)目的值等)，來代替成套設(shè)備特性信息。在這種情況下，物理參數(shù)設(shè)定部5需要參照輸入的運(yùn)行數(shù)據(jù)(例如與熱源負(fù)載對(duì)應(yīng)的蒸汽溫度、流量、壓力等)，抽出為了構(gòu)筑物理模型10所需要的物理參數(shù)的值。

設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部6從操作者手動(dòng)輸入、或者從外部系統(tǒng)自動(dòng)輸入的成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出為了構(gòu)筑成套設(shè)備模型3內(nèi)的物理模型10所需要的設(shè)計(jì)參數(shù)，并設(shè)定給成套設(shè)備模型3內(nèi)的物理模型10(后述)。這里所說的成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息是指成套設(shè)備的設(shè)備容積、配管長度等成套設(shè)備固有的設(shè)計(jì)信息。

在此，可以構(gòu)成為在通過控制參數(shù)設(shè)定部4、物理參數(shù)設(shè)定部5或設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部6抽出的各參數(shù)的名稱與成套設(shè)備模型3中登錄的各參數(shù)的名稱不一致時(shí)，能夠?qū)⒚Q類似的參數(shù)彼此對(duì)應(yīng)起來顯示在外部監(jiān)視器等中，操作者能夠確認(rèn)該對(duì)應(yīng)是否恰當(dāng)。

成套設(shè)備模型3具備模擬控制對(duì)象成套設(shè)備的控制裝置的動(dòng)作的控制模型9、模擬控制對(duì)象成套設(shè)備的被控制裝置的動(dòng)作的物理模型。

控制模型9由將成套設(shè)備的過程量變換為控制指令值的表函數(shù)、根據(jù)過程量與預(yù)先設(shè)定的閾值之間的大小關(guān)系生成脈沖信號(hào)的函數(shù)、或者它們的組合構(gòu)成，該控制模型9基于從物理模型10輸入的成套設(shè)備的過程量的計(jì)算值來計(jì)算控制指令值，并將其輸出給物理模型10。另外，控制模型9基于從物理模型10輸入的成套設(shè)備的過程量來計(jì)算目的函數(shù)，并將其輸出給最佳化控制參數(shù)選定部7和最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8。

在此，成套設(shè)備模型3可以具備分別與多個(gè)不同的成套設(shè)備控制方式對(duì)應(yīng)的多個(gè)控制模型9來作為控制模型庫，可根據(jù)控制對(duì)象成套設(shè)備的控制方式來選擇控制模型9。由此，可以將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100用于不同控制方式的成套設(shè)備。

物理模型10基于從控制模型9輸入的控制指令值來計(jì)算成套設(shè)備的過程量，并將其輸出給控制模型9。具體來說，根據(jù)輸入的控制指令值決定燃料以及蒸汽的流量以及與各流量對(duì)應(yīng)的閥開度，并根據(jù)各流量下的氣體以及蒸汽的物質(zhì)平衡以及熱平衡，計(jì)算各個(gè)溫度、壓力、流量。

在這里，成套設(shè)備模型3可以具備分別與多個(gè)不同的成套設(shè)備的設(shè)備結(jié)構(gòu)或成套設(shè)備類型對(duì)應(yīng)的多個(gè)物理模型10來作為物理模型庫，可選擇與控制對(duì)象成套設(shè)備的設(shè)備結(jié)構(gòu)或類型對(duì)應(yīng)的物理模型10。由此，可以將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100用于不同的設(shè)備機(jī)構(gòu)或類型的成套設(shè)備。

圖3是表示應(yīng)用本實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)的運(yùn)行控制最佳化裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3所示，將應(yīng)用了控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100的運(yùn)行控制最佳化裝置101與發(fā)電成套設(shè)備300相連接，在發(fā)電成套設(shè)備300的運(yùn)行控制中，能夠使操作者指定的目的函數(shù)最佳化。

發(fā)電成套設(shè)備300具備使燃料燃燒來產(chǎn)生電力的發(fā)電設(shè)備301、控制發(fā)電設(shè)備301的控制裝置302、控制邏輯數(shù)據(jù)庫303、時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)庫304、設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫305。

基于從控制裝置302輸入的控制指令值來控制發(fā)電設(shè)備301。發(fā)電設(shè)備301在各處具備測(cè)量裝置，將通過這些測(cè)量裝置測(cè)量到的過程量輸出給控制裝置302和時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)庫304。

控制裝置302按照在控制邏輯數(shù)據(jù)庫303中存儲(chǔ)的控制程序，基于從發(fā)電設(shè)備301輸入的過程量來計(jì)算控制指令值，并將其輸出給發(fā)電設(shè)備301。

控制邏輯數(shù)據(jù)庫303存儲(chǔ)了在發(fā)電設(shè)備301的控制中使用的各種控制邏輯、基于這些控制邏輯生成的控制裝置302的控制程序。時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)庫304存儲(chǔ)從發(fā)電設(shè)備301輸入的各種過程量。設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫305存儲(chǔ)發(fā)電成套設(shè)備300的設(shè)計(jì)信息。

運(yùn)行控制最佳化裝置101具備控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100、數(shù)據(jù)輸入輸出部200、外部輸入接口13、外部輸出接口14。

數(shù)據(jù)輸入輸出部200是在發(fā)電成套設(shè)備300與控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出的部分，具備最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201、控制參數(shù)信息抽出部202、成套設(shè)備特性信息抽出部203、成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出部204、控制邏輯信息抽出部205?？刂茀?shù)信息抽出部202從發(fā)電成套設(shè)備300內(nèi)的控制邏輯數(shù)據(jù)庫303抽出控制邏輯信息，并輸出給控制參數(shù)設(shè)定部4。成套設(shè)備特性信息抽出部203從發(fā)電成套設(shè)備300內(nèi)的時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)庫304抽出成套設(shè)備特性信息，并輸出給物理參數(shù)設(shè)定部5。成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出部204從發(fā)電成套設(shè)備300內(nèi)的設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫305抽出成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息，并輸出給設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部6?？刂七壿嬓畔⒊槌霾?05從發(fā)電成套設(shè)備300內(nèi)的控制邏輯數(shù)據(jù)庫303抽出控制邏輯信息，并輸出給最佳化控制參數(shù)選定部7。此外，對(duì)于最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201的功能如后所述。

控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100基于從控制參數(shù)信息抽出部202、成套設(shè)備特性信息抽出部203、成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出部204、控制邏輯信息抽出部205輸入的各個(gè)信息來計(jì)算目的函數(shù)的最佳化結(jié)果(最佳解以及與其對(duì)應(yīng)的最佳化控制參數(shù))，并將其輸出給最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201和外部輸出接口14。

外部輸入接口13向控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100的目的函數(shù)設(shè)定部1輸出從外部輸入裝置11輸入的目的函數(shù)。由此，操作者能夠經(jīng)由外部輸入裝置11的操作來指定希望最佳化的目的函數(shù)。

外部輸出接口14向外部輸出裝置12輸出從控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100的控制參數(shù)最佳化部2輸出的目的函數(shù)的最佳化結(jié)果。在這里，外部輸出裝置12由PC顯示器等具有畫面顯示功能的裝置來構(gòu)成。由此，操作者能夠經(jīng)由外部輸出裝置12來確認(rèn)目的函數(shù)的最佳化結(jié)果。

以下，說明在將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100用于成套設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行控制的情況下的目的函數(shù)的最佳解。圖4(a)表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量時(shí)的最佳解的顯示例。在發(fā)電成套設(shè)備中，一般啟動(dòng)時(shí)間和壽命消耗量為折中(trade off)關(guān)系，例如，在作為最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8中的最佳化方法應(yīng)用了公知的多目標(biāo)遺傳算法時(shí)，對(duì)于最佳化前的目的函數(shù)T0，計(jì)算啟動(dòng)時(shí)間以及壽命時(shí)間總體上得到改善的多個(gè)最佳解T1～T7。另外，如圖4(a)那樣，與最佳解T1～T7一起顯示最佳化前的目的函數(shù)T0，由此操作者能夠確認(rèn)通過最佳化對(duì)目的函數(shù)的改善效果。

另一方面，圖4(b)表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間、壽命消耗量以及燃料成本時(shí)的最佳解的顯示例子。此外，在設(shè)定了四個(gè)以上的目的函數(shù)時(shí)，可以將每三個(gè)以下的目的函數(shù)分開顯示。例如在設(shè)定了四個(gè)目的函數(shù)時(shí)，分為三個(gè)目的函數(shù)和剩余的一個(gè)目的函數(shù)，或者分為兩個(gè)目的函數(shù)和剩余的兩個(gè)目的函數(shù)來進(jìn)行顯示。

此外，如圖4(a)所示，也可以構(gòu)成為在作為目的函數(shù)的最佳化結(jié)果計(jì)算出多個(gè)最佳解T1～T7時(shí)，能夠在外部輸出裝置12的畫面上確認(rèn)各最佳解的運(yùn)行特性。使用圖5對(duì)此時(shí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖5表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量時(shí)的最佳解的其他的顯示例子。在圖5中，在外部輸出裝置12的顯示畫面121上，顯示用于顯示目的函數(shù)的最佳解的最佳解顯示部122、列表顯示成套設(shè)備的過程量的列表顯示部123、顯示過程量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)顯示部124。操作者經(jīng)由外部輸入裝置11，選擇在最佳解顯示部122中顯示的多個(gè)最佳解T1～T7中的某一個(gè)，當(dāng)勾選了在列表顯示部123中顯示的一個(gè)或多個(gè)過程量時(shí)，在時(shí)間序列數(shù)據(jù)顯示部124中顯示與在最佳解顯示部122中選擇的最佳解對(duì)應(yīng)的過程量內(nèi)的，在列表顯示部123中勾選的過程量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。由此，操作者能夠?qū)τ诙鄠€(gè)最佳解T1～T7中的各個(gè)最佳解確認(rèn)運(yùn)行特性。

返回圖3，數(shù)據(jù)輸入輸出部200的最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201對(duì)發(fā)電成套設(shè)備300的控制邏輯數(shù)據(jù)庫303設(shè)定從控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100輸出的最佳化結(jié)果(多個(gè)最佳解以及與各個(gè)最佳解對(duì)應(yīng)的最佳化控制參數(shù))中的，與操作者經(jīng)由外部輸入裝置11的操作選擇的最佳解對(duì)應(yīng)的最佳化控制參數(shù)。另一方面，在操作者沒有選擇多個(gè)最佳解中的任何一個(gè)時(shí)，不對(duì)控制邏輯數(shù)據(jù)庫303設(shè)定任何的最佳化控制參數(shù)。由此，可以將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100計(jì)算出的多個(gè)最佳解中的能夠?qū)崿F(xiàn)期望的運(yùn)行特性的運(yùn)行解反映到發(fā)電成套設(shè)備300的實(shí)際控制中。

根據(jù)本實(shí)施例的控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100，調(diào)整在發(fā)電成套設(shè)備300的控制邏輯數(shù)據(jù)庫303中存儲(chǔ)的控制參數(shù)的值來進(jìn)行目的函數(shù)的最佳化，因此在用于既有的發(fā)電成套設(shè)備300時(shí)，不需要改造控制盤或設(shè)備類，并且能夠通過目的函數(shù)設(shè)定部1設(shè)定想要最佳化的目的函數(shù)，因此可以根據(jù)來自操作者的各種運(yùn)行要求使發(fā)電成套設(shè)備300的運(yùn)行控制最佳化。

并且，最佳化控制參數(shù)選定部7從發(fā)電成套設(shè)備300的控制邏輯信息20中抽出與目的函數(shù)有關(guān)聯(lián)的控制參數(shù)(關(guān)聯(lián)控制參數(shù))，并從中選定對(duì)于目的函數(shù)具有高靈敏度的控制參數(shù)(最佳化控制參數(shù))，由此與操作者基于自身經(jīng)驗(yàn)選定控制參數(shù)的情況相比，能夠高效地使目的函數(shù)最佳化。另外，因?yàn)閷⑹褂贸商自O(shè)備模型3來調(diào)整值的控制參數(shù)限定為最佳化控制參數(shù)，因此能夠?qū)⒊商自O(shè)備模型3的計(jì)算量抑制在最小限度。

并且，控制參數(shù)設(shè)定部4對(duì)控制模型9設(shè)定從發(fā)電成套設(shè)備300抽出的控制參數(shù)，物理參數(shù)設(shè)定部5以及設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定部6分別對(duì)物理模型10設(shè)定從發(fā)電成套設(shè)備300抽出的物理參數(shù)以及設(shè)計(jì)參數(shù)，由此構(gòu)筑了忠實(shí)地模擬發(fā)電成套設(shè)備300的動(dòng)作的成套設(shè)備模型3，因此能夠提高最佳化控制參數(shù)選定部7的選定精度、以及最佳化控制參數(shù)調(diào)整部8的調(diào)整精度。

另外，根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101，數(shù)據(jù)輸入輸出部200進(jìn)行發(fā)電成套設(shè)備300與控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100之間的數(shù)據(jù)的輸入輸出，由此不需要操作者的輸入輸出操作，因此能夠減少操作者的工作量。

并且，由于操作者經(jīng)由外部輸出裝置12以及外部輸入裝置11能夠確認(rèn)由控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100計(jì)算出的多個(gè)最佳解各自的動(dòng)態(tài)特性，因此能夠?qū)⒖蓪?shí)現(xiàn)期望的動(dòng)態(tài)特性的最佳解反映在發(fā)電成套設(shè)備300的實(shí)際控制中。

(實(shí)施例2)

圖6是表示第二實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖6中，與第一實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101(參照?qǐng)D3)的不同點(diǎn)在于，本實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101A還具備成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15和最佳解選擇部16。

成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15基于成套設(shè)備特性信息抽出部203抽出的成套設(shè)備特性信息和成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息抽出部204抽出的成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息來計(jì)算成套設(shè)備運(yùn)行限制值，并將其輸出給最佳解選擇部16。這里所說的成套設(shè)備運(yùn)行限制值是指成套設(shè)備的過程量(結(jié)構(gòu)設(shè)備的壽命消耗量或溫度、壓力、負(fù)載變化率等)的限制值(上限值或下限值)。

作為成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15的成套設(shè)備運(yùn)行限制值的計(jì)算步驟的一個(gè)例子，說明將蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的一次啟動(dòng)的壽命消耗量(以下簡稱為“壽命消耗量”)的限制值作為成套設(shè)備運(yùn)行限制值時(shí)的計(jì)算步驟。成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15首先使用公知的疲勞壽命評(píng)價(jià)法，根據(jù)成套設(shè)備特性信息中包含的在蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱應(yīng)力和成套設(shè)備設(shè)計(jì)信息中包含的轉(zhuǎn)子材料，計(jì)算蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的壽命消耗量。然后，通過從蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的總壽命量減去過去的運(yùn)行周期中的壽命消耗量的總和來計(jì)算剩余壽命量，并將該剩余壽命量除以剩余的計(jì)劃啟動(dòng)次數(shù)來計(jì)算壽命消耗量。

最佳解選擇部16選定從控制參數(shù)最佳化部2輸入的多個(gè)最佳解中的、滿足從成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15輸入的成套設(shè)備運(yùn)行限制值的最佳解，并向最佳化控制參數(shù)設(shè)定部201輸出與該最佳解對(duì)應(yīng)的最佳化控制參數(shù)。

使用圖7對(duì)最佳解選擇部16的功能的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。圖7表示作為目的函數(shù)設(shè)定了啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量，并且作為成套設(shè)備運(yùn)行限制值設(shè)定了壽命消耗量的上限值時(shí)的多個(gè)最佳解與成套設(shè)備運(yùn)行限制值之間的關(guān)系的一個(gè)例子。最佳解選擇部16選定多個(gè)最佳解T1～T7內(nèi)的滿足成套設(shè)備運(yùn)行限制值L的最佳解T3～T7中的任意一個(gè)。在圖7中，表示了選定滿足成套設(shè)備運(yùn)行限制值L的最佳解T3～T7中的與成套設(shè)備運(yùn)行限制值L最近的最佳解T3的例子，但是也可以考慮其他的各種選定方法。例如，可以選定滿足成套設(shè)備運(yùn)行限制值L的最佳解T3～T7中的啟動(dòng)時(shí)間以及壽命消耗量的加權(quán)平均為最小的最佳解。

根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101A，除了獲得與第一實(shí)施例相同的效果以外，通過由最佳解選擇部16選擇控制參數(shù)最佳化部2計(jì)算出的多個(gè)最佳解中的滿足成套設(shè)備運(yùn)行限制值計(jì)算部15計(jì)算出的成套設(shè)備運(yùn)行限制值的最佳解，由此不需要操作者的選擇操作，因此能夠降低操作者的工作量。

(其他)

本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例，可以包含各種變形例。例如，第一實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101(參照?qǐng)D3)以及第二實(shí)施例的運(yùn)行控制最佳化裝置101A(參照?qǐng)D6)分別具備數(shù)據(jù)輸入輸出部200，自動(dòng)地從發(fā)電成套設(shè)備300向控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100輸入需要的數(shù)據(jù)，但是本發(fā)明并不限于此，也可以由操作者手動(dòng)進(jìn)行。

另外，在控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100內(nèi)的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)了向最佳化控制參數(shù)選定部7、控制模型9以及物理模型10的輸入信息，在將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100用于其他的同型號(hào)且同規(guī)模的成套設(shè)備時(shí)，在向最佳化控制參數(shù)選定部7、控制模型9以及物理模型10輸入的輸入信息的一部分發(fā)生缺損時(shí)，可以根據(jù)在該存儲(chǔ)裝置中積蓄的過去的輸入信息來補(bǔ)充該缺損部分的數(shù)據(jù)。

另外，在各實(shí)施例中，說明了將控制參數(shù)最佳化系統(tǒng)100用于成套設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行控制的情況，即在成套設(shè)備已停止時(shí)(啟動(dòng)前)使控制參數(shù)最佳化的情況的例子，但是本發(fā)明并不限于此，例如也可以在成套設(shè)備運(yùn)行過程中使控制參數(shù)逐次最佳化。