启动控制装置、启动控制方法及程序制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在发电厂的启动中调整启动调度的启动控制装置。启动控制装置具备：判定部，关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否超过所述预测值；速度调整部，在所述判定部判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速；及启动计时器，以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间。所述启动起的经过时间。所述启动起的经过时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】启动控制装置、启动控制方法及程序


[0001]本专利技术涉及一种启动控制装置、启动控制方法及程序。
[0002]本申请主张基于2019年9月3日在日本申请的日本专利申请2019
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160365号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]近年来，风力发电、太阳能发电等再生能源的导入取得进展，在整个电力系统中所占的比率正在增加。风力发电或太阳能发电由于发电量根据天气而变动，因此难以进行稳定的电力供应。在火力发电厂等中，要求补偿再生能源输出变动的作用。因此，对发电厂要求的价值在于在最短时间内启动。
[0004]缩短发电厂的启动时间本质上是通过向发电厂急剧增加燃料投入来进行。然而，例如，在构成发电厂的锅炉、涡轮等设备中存在热应力的制约，因此在该制约下进行缓慢地增加燃料投入量的运行。发电厂具有自动控制系统，若在发电厂中指定所期望的发电量，则自动进行如得到该发电量的、燃料投入的流量或蒸汽的温度和压力、用于使涡轮转动的蒸汽流量等的控制。从而，发电厂的启动也通过利用现有的自动控制系统在自动控制系统中指定发电量的上升调度而执行。
[0005]例如，在具备蒸汽涡轮的发电厂中，在欲缩短启动时间的情况下，最大制约事项是蒸汽涡轮的热应力。蒸汽涡轮在内部具有叶轮，将高温高压蒸汽所具有的热能转换成由叶轮使发电机转动的动力。叶轮在启动之前例如为常温，若高温蒸汽接触到叶轮，则在叶轮的表面和内部产生温度差，由于温度差导致的热伸长的差异，在叶轮上产生热应力。若使流入到蒸汽涡轮中的蒸汽的流量缓慢地增加，则叶轮的热应力能够抑制在制约内。在将叶轮的热应力维持在制约内的同时，使得尽快达到目标输出，从而实现最短时间内的启动。
[0006]如此为了实现最短时间启动，热应力很重要，但是无法直接测量热应力。因此，预先使用数值模型，针对大量启动曲线的候选计算蒸汽的温度和压力、以及热应力的预测值，通过数值搜索而确定最佳启动曲线。
[0007]图10表示现有的启动调度的确定方法的一例。在图10的曲线图100中示出发电厂的启动调度。曲线图100的横轴是从启动起的经过时间，纵轴是发电量。在启动调度中确定有与从启动起的经过时间对应的目标发电量。以下，将该发电量的上升曲线称为启动曲线。最佳启动曲线101是在满足热应力等的制约的基础上最快启动发电厂时的启动曲线。缓和启动曲线102是缓和启动速度而启动时的启动曲线。
[0008]图10的曲线图200中示出在发电厂启动中叶轮的热应力的推移。以下，将热应力的推移称为应力预测值曲线。曲线图200的横轴是经过时间，纵轴是应力的预测值。曲线图100和曲线图200的横轴的相同位置表示相同时间。最佳应力预测值曲线201表示根据最佳启动曲线101启动了发电厂时产生的热应力的预测值，应力预测值曲线202表示根据缓和启动曲线102启动了发电厂时产生的热应力。最佳应力预测值曲线201、应力预测值曲线202是分别将根据最佳启动曲线101、缓和启动曲线102来启动发电厂时的蒸汽涡轮入口的蒸汽的温
度、流量等输入到规定的应力预测模型中而得到的。蒸汽涡轮入口的蒸汽的温度、流量等是模拟发电厂的动作的模拟器根据数值模型计算出的值。
[0009]如图所示，最佳应力预测值曲线201上升至表示应力限制值的限制线203附近。在模拟器用于计算的数值模型中存在误差，启动中的蒸汽的温度和压力与预测的不同。在蒸汽温度比预想的高时，认为热应力比预先预测的大。例如，若根据最佳启动曲线101启动，则实际应力有可能超过限制线203。为了避免这种情况，在现有技术中，考虑到模拟结果与实际运行的误差，平缓地设定启动曲线(例如，缓和启动曲线102)，以即使产生误差也不超过限制线203。然而，若启动曲线平缓，则即使能够将热应力抑制在制约内，启动时间也变长，无法实现最短时间内的启动。
[0010]在专利文献1中公开了一种如下方法：关于具有产生蒸汽的锅炉和由该锅炉产生的蒸汽来驱动的蒸汽涡轮的火力发电厂的启动调度，通过根据工厂启动过程中的运行限制要素(例如，蒸汽涡轮的应力)的余量值来校正根据启动时的温度状态决定的基本调度而算出。更具体而言，公开了如下内容：使用根据模糊推论校正了基本调度的第1启动调度X1、以及以输出与工厂的运用条件对应的校正量的方式构建的神经网络所输出的校正量校正了基本调度的第2启动调度X2，通过(1
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λ)X1+λX2算出启动调度，随着重复启动而增大第2启动调度X2的采用比率λ。根据专利文献1的方法，能够在满足运行限制条件的同时自动创建使启动时间最短的启动调度。
[0011]以往技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本专利公开8
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339204号公报

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的技术课题
[0015]专利文献1中公开的方法在每当重复启动时根据预测与现实的误差来校正并优化启动调度，但是在下一个启动时反映该校正。从而，必须考虑实际启动中的外部气温或海水温度等外部影响、锅炉传热面的污垢等工厂本身变化的影响等所导致的热应力的预测值与实际的热应力的偏差，例如，通过选择如图10中例示的缓和启动曲线102那样的缓慢的启动，结果，有可能无法实现最短时间内的启动。
[0016]本专利技术提供一种能够解决上述课题的启动控制装置、启动控制方法及程序。
[0017]用于解决技术课题的手段
[0018]本专利技术的启动控制装置具备：判定部，关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否超过所述预测值；速度调整部，在所述判定部判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速；及启动计时器，以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间。
[0019]在本专利技术的启动控制方法中，关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否
超过所述预测值，在所述判定中判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速，以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间。
[0020]本专利技术的程序使计算机作为如下机构发挥作用：关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否超过所述预测值的机构：在所述判定中判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速的机构；及以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间的机构。
[0021]专利技术效果
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种启动控制装置，其具备：判定部，关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否超过所述预测值；速度调整部，在所述判定部判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速；及启动计时器，以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间。2.根据权利要求1所述的启动控制装置，其还具备：估计模型，根据在所述发电厂的启动中测量的运行数据来估计所述物理量的观测值，所述判定部根据所述估计模型估计的所述观测值和所述预测值来判定所述观测值是否超过所述预测值。3.根据权利要求2所述的启动控制装置，其中，所述估计模型根据包括蒸汽涡轮入口的蒸汽的温度、压力及流量的测量值的输入参数，输出在所述蒸汽涡轮的叶轮中产生的热应力的所述观测值，所述判定部判定所述热应力的所述观测值是否超过所述热应力的所述预测值。4.根据权利要求3所述的启动控制装置，其还具备：初始温度计算模型，根据包括蒸汽涡轮入口的蒸汽的温度、压力及流量的测量值的输入参数，计算所述发电厂启动时所述蒸汽涡轮的叶轮的初始温度。5.根据权利要求1所述的启动控制装置，其中，所述判定部根据与从基于所述最佳启动调度的所述启动起的经过时间对应的蒸汽涡轮的蒸汽温度的预测值和在所述发电厂的启动中测量的所述蒸汽涡轮的蒸汽温度的测量值，判定所述蒸汽温度的测量值是否超过所述蒸汽温度的预测值，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：广江隆治，井手和成，佐濑辽，长滨义人，伊藤宽志，奥田幸人，大崎展弘，细见昌一郎，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：