專利名稱：設(shè)備控制裝置、火力發(fā)電設(shè)備控制裝置以及燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備的控制裝置及控制具備鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備的火力 發(fā)電設(shè)備的控制裝置。
另外，本發(fā)明涉及火力發(fā)電設(shè)備中具備的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝 置及氣體濃度推定方法，尤其涉及推定從燃煤鍋爐排出的排放氣體含有的
氣體成分即CO濃度或NOx濃度的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置及氣體濃 度推定方法。
背景技術(shù)：
通常，在控制設(shè)備的控制裝置中，處理從控制對(duì)象即設(shè)備得到的測(cè)量 信號(hào)，對(duì)給予控制對(duì)象的操作信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后，作為控制信號(hào)輸出。
在該設(shè)備的控制裝置中，安裝有以設(shè)備的測(cè)量信號(hào)滿足其目標(biāo)值的方 式來(lái)計(jì)算操作信號(hào)的算法。
作為用于設(shè)備控制的控制算法，有PI (比例'積分)控制算法。
在PI控制中，在設(shè)備的測(cè)量信號(hào)和其目標(biāo)值的偏差上乘比例增益的 值上再加上對(duì)偏差進(jìn)行了時(shí)間積分的值，從而運(yùn)算給予控制對(duì)象的操作信 號(hào)。
用PI控制的控制算法能夠用方塊圖等記述輸入關(guān)系，因此容易弄清 楚輸入和輸出的因果關(guān)系，在設(shè)備控制中PI控制是穩(wěn)定/安全的控制算法， 因此，適用于實(shí)際的設(shè)備的情況較多。
但是，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)的變更和環(huán)境的變化等、不是事先假定的條件 運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)，有時(shí)需要變更控制邏輯等的操作。
另一方面，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)及環(huán)境的變化，有自動(dòng)地修正/變更控 制方法的適應(yīng)控制。
作為其一個(gè)方法即使用學(xué)習(xí)算法的設(shè)備控制方法，例如有特開(kāi)2000-35956號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)。
在使用特開(kāi)2000-35956號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)即學(xué)習(xí)算法的設(shè)備控制方 法中，控制裝置具有預(yù)測(cè)控制對(duì)象的特性的模型和學(xué)習(xí)以模型輸出達(dá)到其 目標(biāo)值的模型輸入的生成方法的學(xué)習(xí)部。
另外，作為學(xué)習(xí)算法，在文獻(xiàn)的"強(qiáng)化學(xué)習(xí)"中記載有如下方法，在測(cè) 量信號(hào)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)值時(shí)給予正的評(píng)價(jià)值，基于該評(píng)價(jià)值，使用 Actor-Critic、 Q學(xué)習(xí)、實(shí)際時(shí)間Dynamic Programming等算法學(xué)習(xí)操作信 號(hào)的生成方法。
另外，燃煤鍋爐用煤作燃料，但是，在具備該燃煤鍋爐的火力發(fā)電設(shè) 備中，必須將從燃煤鍋爐排出的排放氣體中含有的環(huán)境污染物質(zhì)即CO和 NOx的濃度控制在規(guī)定值以下。
燃煤鍋爐的排放氣體中含有的CO和NOx的生成量有相反的關(guān)系， 在用燃煤鍋爐燃燃煤時(shí)，如燃燒用的空氣(氧)過(guò)剩，NOx的生成量增多， 相反，若空氣不足，CO的生成量增多。
在最近的燃煤鍋爐中，為降低CO和NOx兩者生成的濃度，且提高 燃煤鍋爐的燃燒效率，采用將燃燒用空氣階段性地送入燃煤鍋爐內(nèi)的二段 燃燒方式。
在該二段燃燒方式的燃燒控制中，進(jìn)行向燃煤鍋爐供給的燃燒用空氣 量的調(diào)整和設(shè)置于燃煤鍋爐的燃燒器的燃燒模式的選擇，形成燃煤鍋爐的 最適合的燃燒狀態(tài)。
另外，用于該燃燒控制的最優(yōu)化的調(diào)整(控制增益的調(diào)整、燃燒器燃 燒模式的計(jì)劃等)脫機(jī)預(yù)先實(shí)施。
但是，這樣一來(lái)，事先調(diào)整的燃燒條件相對(duì)于代表的運(yùn)轉(zhuǎn)模式而被最 優(yōu)化，只是粗略的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。
另外，因經(jīng)年劣化，設(shè)備即燃煤鍋爐的特性發(fā)生改變，因此在燃煤鍋 爐運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)是最適合的燃燒條件，但是，經(jīng)過(guò)數(shù)年后，從最適合的燃燒 條件逐漸偏離。
與此相對(duì)，與時(shí)刻改變的負(fù)荷要求值等運(yùn)轉(zhuǎn)條件及經(jīng)年劣化相對(duì)應(yīng)， 從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)考慮要求實(shí)施燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)的最優(yōu)化(將CO和NOx濃度 控制在允許范圍內(nèi)，且使燃燒效率最大化)。
9為實(shí)現(xiàn)該燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)的最優(yōu)化，需要以現(xiàn)在的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為基礎(chǔ)， 能夠聯(lián)機(jī)模擬對(duì)于控制要求變更的排放氣體中的CO和NOX濃度的變化。
艮P，相對(duì)于從測(cè)量數(shù)據(jù)得到的現(xiàn)在的燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，需要評(píng)價(jià) 變更控制要求時(shí)的燃煤鍋爐的燃燒效率和環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)的排出量，并根據(jù) 兩者的特點(diǎn)探索最適合的控制要點(diǎn)的功能。
推定從燃煤鍋爐排出的排放氣體中的CO和NOx濃度的方法有幾種，
但是，有以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)那樣的學(xué)習(xí)型的算法為基礎(chǔ)，使用實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)各運(yùn)轉(zhuǎn) 條件和氣體濃度的變化傾向的關(guān)系進(jìn)行建模的方法。
例如，在特開(kāi)2007-264796號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的控制方法為，關(guān)于模擬鍋 爐的控制所使用的設(shè)備特性的連續(xù)模型的制作，基于鍋爐的過(guò)程數(shù)據(jù)生成 連續(xù)模型，使用數(shù)值解析后的過(guò)程數(shù)據(jù)和實(shí)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)再次生成連續(xù)模 型，使用該再生成的連續(xù)模型強(qiáng)化學(xué)習(xí)并進(jìn)行鍋爐的控制，由此，減少排 放氣體中的環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)。而且，連續(xù)模型的生成也建議使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
這樣的模擬方法時(shí)，只要是實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)就能夠容易地生成與該實(shí)機(jī)特性 相對(duì)應(yīng)的CO濃度和NOx濃度的推定模型。即，燃煤鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始后只要 使用運(yùn)轉(zhuǎn)中的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)就能夠生成與其狀態(tài)相適應(yīng)的推定模型，因此，是 一個(gè)更適用的方法。
專利文獻(xiàn)l:(日本)特開(kāi)2000-35956號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:(日本)特開(kāi)2007-264796號(hào)公報(bào)
非專利文獻(xiàn)l:"強(qiáng)化學(xué)習(xí)，，(ReinforcementLearning)、三上貞芳'皆川 雅章共譯、森北出版株式會(huì)社、2000年12月20日出版、第142~172項(xiàng)、 第247-253項(xiàng)
在將采用了特開(kāi)2000-35956號(hào)公報(bào)記載的所述的學(xué)習(xí)算法的設(shè)備控 制技術(shù)用于設(shè)備控制時(shí)，當(dāng)對(duì)控制對(duì)象的設(shè)備的特性進(jìn)行預(yù)測(cè)的模型和實(shí) 際的設(shè)備特性不一致時(shí)，在模型的預(yù)測(cè)值和設(shè)備的實(shí)測(cè)值中產(chǎn)生差異。
因此，即使在模型的預(yù)測(cè)值中為最適合的操作條件，對(duì)于實(shí)際的設(shè)備 也不是最適合的操作條件，因此，在以該操作條件控制設(shè)備時(shí)不能形成適 當(dāng)?shù)目刂啤?br> 作為回避上述現(xiàn)象的設(shè)備控制的方法，有以實(shí)際的設(shè)備的特性和模型 的特性一致的方式使用實(shí)際的設(shè)備的推定值來(lái)修正模型的方法。但是，在上述方法中，為了修正模型需要長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)必要的實(shí)際設(shè)備 的測(cè)量數(shù)據(jù)，而且，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的期間不能發(fā)揮期待的控制性能。
在特開(kāi)2000-35956號(hào)公報(bào)中，關(guān)于在模型和實(shí)際設(shè)備的特性不一致的 情況下而合適的對(duì)應(yīng)的技術(shù)完全沒(méi)有記載。

發(fā)明內(nèi)容
作為一實(shí)施例，本發(fā)明的目的是提供設(shè)備的控制裝置及火力發(fā)電設(shè)備 的控制裝置，即使在預(yù)測(cè)控制對(duì)象的設(shè)備特性的模型特性與實(shí)際的設(shè)備特 性不相同時(shí)，也能夠良好地維持設(shè)備的控制特性。
燃煤鍋爐的測(cè)量值即實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)也包括改變輸出等運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)的過(guò)渡 狀態(tài)。這時(shí)，測(cè)量值間的相關(guān)關(guān)系是暫時(shí)的狀態(tài)，表示與經(jīng)過(guò)時(shí)間后設(shè)備 的狀態(tài)整定后的相關(guān)關(guān)系不同的狀態(tài)。
想要使用特開(kāi)2007-264796號(hào)公報(bào)提議的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性 進(jìn)行建模時(shí)，使用這樣的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)是有效地。
但是，想要學(xué)習(xí)設(shè)備的靜態(tài)特性時(shí)，將含有這種過(guò)渡狀態(tài)的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù) 用于學(xué)習(xí)時(shí)，成為建模產(chǎn)生誤差的主要原因。另外，通常，設(shè)備的測(cè)量值 含有測(cè)量誤差。
例如，溫度等能夠以比較高的精度測(cè)量，但是，流量等容易含有測(cè)量 誤差。另外，傳感器的年久劣化也成為測(cè)量誤差的主要原因。即，在上述 的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)中，精度高的數(shù)據(jù)和精度低誤差大的數(shù)據(jù)混在一起。
整個(gè)使用這些精度低的數(shù)據(jù)混在一起的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué) 習(xí)時(shí)，構(gòu)筑的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型的精度也變低。
其結(jié)果，使用精度低的數(shù)據(jù)混在一起的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)的傾 向而構(gòu)筑從設(shè)備即燃煤鍋爐排出的排放氣體中的CO/NOx濃度的推定模 型時(shí)，存在構(gòu)筑的模型的推定精度變低的問(wèn)題。
作為其它的實(shí)施例的本發(fā)明的目的，提供燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝 置及氣體濃度推定方法，當(dāng)在燃煤鍋爐的燃燒控制中使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬排 放氣體中的CO濃度或NOx濃度的變化時(shí)，能夠抑制實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)中含有的測(cè) 量誤差引起的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的推定誤差，可進(jìn)行高精度的氣體濃度的推 定。作為一實(shí)施例的本發(fā)明的設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在于，在所述控 制裝置中具備生成向設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)；模擬設(shè) 備特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成 模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信 號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別 計(jì)算第一誤差及第二誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及 更新的操作信號(hào)給予設(shè)備后的結(jié)果而取得的該設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第 二測(cè)量信號(hào)與其目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)
機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成 的所述操作信號(hào)的修正信號(hào)，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，根據(jù)從模 型提取的模型特性的特征量來(lái)計(jì)算修正信號(hào)，所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu) 成為，使用至少由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信 號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
另外，作為其它的實(shí)施例的本發(fā)明的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其使 用測(cè)量火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行
控制的操作信號(hào)，其特征在于，測(cè)量信號(hào)含有從火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐排 出的排放氣體中含有的氮氧化物濃度、 一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫 氧化物濃度、水銀濃度、煤的流量、碾磨機(jī)的分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)輸出中 的至少一種測(cè)量信號(hào)，操作信號(hào)含有鍋爐的空氣擋板的開(kāi)度、空氣流量、 空氣溫度、燃料流量、排放氣體再循環(huán)流量的至少一種操作信號(hào)，所述控 制裝置具備生成向火力發(fā)電設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)； 模擬火力發(fā)電設(shè)備的特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定
的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果
來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng) 價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將 某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予設(shè)備后的結(jié)果而取得的該火力設(shè)備的
第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)
由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由操作信
號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的所述操作信號(hào)的修正信號(hào)，所述模型具備多個(gè)與火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐的燃燒器模式、負(fù)荷水平、每個(gè)煤種類(lèi)相對(duì)應(yīng)的模型， 所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)具備基于向鍋爐的碾磨機(jī)供給的煤流量的測(cè)量信 號(hào)值而把握燃燒器模式的功能；基于輸出要求或發(fā)電機(jī)輸出的測(cè)量信號(hào)的 值而把握負(fù)荷水平的功能；基于碾磨機(jī)分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量信號(hào)的值而把握 煤種類(lèi)的功能，所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，根據(jù)使用與由所述操作 結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)把握的各條件相對(duì)應(yīng)的模型而學(xué)習(xí)的結(jié)果來(lái)生成學(xué)習(xí)信號(hào)， 所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算 的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該火力 發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
作為其它的實(shí)施例的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置，使用本發(fā)明的神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，推定從燃煤鍋爐排出的排放氣體中含有的氣體成分的濃度，其特 征在于，其使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)推定從燃煤鍋爐排出的排放氣體中含有的氣體 成分的濃度，其特征在于，所述氣體濃度推定裝置具備過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部， 存儲(chǔ)燃煤鍋爐的過(guò)程數(shù)據(jù)；篩選處理部，進(jìn)行從存儲(chǔ)于該過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部的
過(guò)程數(shù)據(jù)中提取適于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)的篩選處理；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理
部，基于由該篩選處理部提取的適于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
的學(xué)習(xí)處理；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部，基于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部的學(xué)習(xí)處 理，推定處理從所述燃煤鍋爐排出的排放氣體中的CO濃度或NOx濃度。
根據(jù)作為一實(shí)施例的本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的控制裝置及火力發(fā)電設(shè) 備的控制裝置，即使在預(yù)測(cè)控制對(duì)象的設(shè)備特性的模型特性與實(shí)際的設(shè)備 特性不相同時(shí)，也能夠良好地維持設(shè)備的控制特性。
根據(jù)作為其它的實(shí)施例的本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)燃煤鍋爐的氣體濃度推定 裝置及氣體濃度推定方法，在燃煤鍋爐的燃燒控制中使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬排 放氣體中的CO濃度或NOx濃度的變化時(shí)，能夠抑制實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)中含有的測(cè) 量誤差引起的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的推定誤差，可進(jìn)行高精度的氣體濃度的推 定。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的整體構(gòu)成的控制方塊
圖；圖2是表示圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的控制順序的流程
圖3是在圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的修正信號(hào)計(jì)算用數(shù) 據(jù)庫(kù)中保存的信息的設(shè)定畫(huà)面；
圖4是圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的 各動(dòng)作的說(shuō)明圖5是利用圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的修正信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)學(xué)習(xí)最適合的操作方法的動(dòng)作的說(shuō)明圖6是用圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 變更試行錯(cuò)誤的范圍的接口的說(shuō)明圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的整體構(gòu) 成的控制方塊圖8是表示圖7所示的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的整體構(gòu)成的概略 結(jié)構(gòu)圖9是圖7所示的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的操作結(jié)果 評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件的判定方法的說(shuō)明圖10是表示圖7所示的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的操 作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400煤炭種類(lèi)判定方法的說(shuō)明圖11是圖7所示的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的模型和 學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的說(shuō)明圖12是表示本發(fā)明一實(shí)施例的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置的構(gòu)成
的概略圖13是表示構(gòu)成圖12所示的實(shí)施例的氣體濃度推定裝置的篩選處理 部的圖表化的處理的一例的概略圖14是表示構(gòu)成圖12所示的實(shí)施例的氣體濃度推定裝置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 學(xué)習(xí)處理部的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成的一例的概略圖15是表示設(shè)置于圖12所示的實(shí)施例的顯示裝置的顯示的一例的概 略圖。
符號(hào)說(shuō)明
1、 2、 4、測(cè)量信號(hào)7、 模型輸出
8、 模型輸入
9、 19、學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù) 16、學(xué)習(xí)信號(hào)
18、修正信號(hào) 22、 23、操作信號(hào)
100、 設(shè)備
100a、火力發(fā)電設(shè)備
101、 鍋爐 200、控制裝置 210、外部輸入接口 220、外部輸出接口 230、測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù) 240、模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)庫(kù) 250、學(xué)習(xí)結(jié)果信息數(shù)據(jù)庫(kù) 260、修正信號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)庫(kù) 270、操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)
300、測(cè)量信號(hào)變換機(jī)構(gòu) 400、操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu) 500、基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 600、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 610、學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu) 620、模型
700、修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 800、操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 900、外部輸入機(jī)構(gòu) 910、維護(hù)工具 950、圖像顯示裝置
2001、 氣體濃度推定裝置
2002、 控制系統(tǒng)2003、運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定部
2004、燃煤鍋爐
2005、顯示裝置
2011、過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)
2012、篩選處理部
2013、篩選處理結(jié)果存儲(chǔ)部
2014、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部
2015、學(xué)習(xí)結(jié)果存儲(chǔ)部
2016、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備控制裝置及火力發(fā)電設(shè)備的 控制裝置。
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的整體構(gòu)成的控制方塊圖。
圖1中，本實(shí)施例的設(shè)備100的控制裝置通過(guò)控制裝置200來(lái)控制。
控制裝置200作為運(yùn)算裝置分別具備測(cè)量信號(hào)變換機(jī)構(gòu)300、操作 結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400、基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600、學(xué)習(xí) 機(jī)構(gòu)610、模型620、修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700及操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800。
另外，控制裝置200作為數(shù)據(jù)庫(kù)具備測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、模型構(gòu) 筑用數(shù)據(jù)庫(kù)240、學(xué)習(xí)結(jié)果信息數(shù)據(jù)庫(kù)250、修正信號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)庫(kù)260 及操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)270。
另外，控制裝置200作為和外部的接口，具有外部輸入接口 210及外 部輸出接口 220。
而且，在該控制裝置200中，從設(shè)備100將測(cè)量了該設(shè)備的各種狀態(tài) 量的測(cè)量信號(hào)1通過(guò)外部輸入接口210取入該控制裝置200，另外，通過(guò) 外部輸出接口 220從控制裝置200對(duì)于上述設(shè)備IOO送出例如控制供給的 動(dòng)作流體的流量的操作信號(hào)23。
從設(shè)備100取入到控制裝置200的設(shè)備100的各種狀態(tài)量的測(cè)量信號(hào) 1通過(guò)外部輸入接口 210后，作為測(cè)量信號(hào)2保存于控制裝置200所具備的數(shù)據(jù)庫(kù)即測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230。
由控制裝置200所具備的運(yùn)算裝置即操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800生成的操 作信號(hào)22從操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800傳送給外部輸出接口 220，并且保存于 控制裝置200所具備的數(shù)據(jù)庫(kù)即操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)270。
另外，在控制裝置200所具備的運(yùn)算裝置即操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中， 使用保存于測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)量信號(hào)3計(jì)算標(biāo)志12、 13、 14、 15。
用操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400計(jì)算的標(biāo)志12、 13、 14、 15分別發(fā)送給控 制裝置200所具備的運(yùn)算裝置即基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)600、修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700、操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800。
在基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600、修正信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)700、操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中，根據(jù)發(fā)送的標(biāo)志12、 13、 14、 15的值 確定是否動(dòng)作(例如，標(biāo)志的值是O時(shí)不動(dòng)作，標(biāo)志的值是l時(shí)動(dòng)作等)。
另外，標(biāo)志值的決定方法用圖3后述。
在控制裝置200具備的運(yùn)算裝置的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中，分別使 用由基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500生成的基準(zhǔn)信號(hào)17、由學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600 生成的學(xué)習(xí)信號(hào)16、由修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18來(lái)計(jì)算 操作信號(hào)22。
在控制裝置200具備的運(yùn)算裝置的基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500中，使用保 存于測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230的測(cè)量信號(hào)4來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)信號(hào)17。
基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500由PI控制(比例/積分控制)電路等構(gòu)成，且 形成為根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的邏輯來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)信號(hào)17。
在控制裝置200具備的運(yùn)算裝置的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600中，使用保 存于測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230的測(cè)量信號(hào)4、保存于操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)270的操 作信號(hào)21及保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)250的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)11來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信 號(hào)16。
保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)250的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)11使來(lái)自學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610 的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)9及來(lái)自于模型620的模型輸出7生成。
控制裝置200具備的運(yùn)算裝置的模型620使用構(gòu)筑于內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)模型 或物理模型而帶有模擬設(shè)備100的控制特性的功能。
通過(guò)外部輸出接口 220將控制裝置200生成的操作信號(hào)23給予設(shè)備
17100，并通過(guò)外部輸入接口 210由控制裝置200接受其控制結(jié)果即設(shè)備100
通過(guò)將學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610和模型620組合使其動(dòng)作，模擬設(shè)備100的控制 特性而將這些狀況作為模型輸出進(jìn)行輸出。
艮口，將學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610生成的模型輸入8給予模型620，學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610 接受其控制結(jié)果即模型輸出7。
模型620使用保存于模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)庫(kù)240的模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)6，計(jì) 算與從學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610輸入的模型輸入8對(duì)應(yīng)的模型輸出7并輸出。
模型620例如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的統(tǒng)計(jì)模型或設(shè)備100的物理模型構(gòu)筑。
在模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)庫(kù)240中保存實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)5及模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)6，其 中，實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)5為經(jīng)由測(cè)量信號(hào)變換機(jī)構(gòu)300除去從測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230 輸出的測(cè)量信號(hào)4中含有的噪聲而生成的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)6為用于 構(gòu)筑模型620必要的模型參數(shù)等。
在控制裝置200所具備的運(yùn)算裝置的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中，學(xué)習(xí)模型輸入 8的生成方法，以使用模型620計(jì)算的模型輸出7成為所希望的值。
模型輸出7的目標(biāo)值等、學(xué)習(xí)中使用的參數(shù)保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù) 250中，使用這些保存的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)10在學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中學(xué)習(xí)。
作為安裝學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610的方法有強(qiáng)化學(xué)習(xí)。在該強(qiáng)化學(xué)習(xí)中，在學(xué)習(xí) 的初期階段試行錯(cuò)誤地生成模型輸入8。
在學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中，之后，隨著進(jìn)行學(xué)習(xí)，用模型620運(yùn)算的模型輸 出7能夠生成成為所希望的值那樣的模型輸入8。
作為這樣的學(xué)習(xí)算法，在文獻(xiàn)的"強(qiáng)化學(xué)習(xí)"中記載有如下方法，艮口 在測(cè)量信號(hào)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)值時(shí)給予正的評(píng)價(jià)值，并基于該評(píng)價(jià)值，使用 Actor-Critic、 Q學(xué)習(xí)、實(shí)機(jī)時(shí)間Dynamic Programming等的算法來(lái)學(xué)習(xí)操
作信號(hào)的生成方法。
學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610在上述的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法之外，也可以使用進(jìn)化的計(jì)算方 法等的種種的最優(yōu)化的方法。
用學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610學(xué)習(xí)的結(jié)果即學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)
250。在控制裝置200具備的運(yùn)算裝置的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，使用保 存于操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)270的操作信號(hào)21、保存于測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230的測(cè) 量信號(hào)4、保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)250的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)19、保存于修正信 號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)庫(kù)260的修正信號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)20及保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù) 260的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)19來(lái)計(jì)算修正信號(hào)18。
修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700的構(gòu)成為，具有使操作信號(hào)的值增加的功能、 使操作信號(hào)的值減少的功能、使操作信號(hào)的值保持現(xiàn)狀值的功能、使操作 信號(hào)的值恢復(fù)原來(lái)的值的功能、使操作信號(hào)的值與預(yù)先決定的值一致的功 能中的至少一種功能。
另外，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，也能夠提取模型620的特征量而 計(jì)算修正信號(hào)18。該修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700的詳細(xì)動(dòng)作后述。
而且，由上述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18以對(duì)由操作 信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800生成的操作信號(hào)22進(jìn)行修正的方式向該操作信號(hào)生成 機(jī)構(gòu)800輸出。
在操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中，根據(jù)從修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700輸入的修 正信號(hào)18等計(jì)算操作信號(hào)22并輸出，并從控制裝置200通過(guò)外部輸出接
口 220而相對(duì)于上述設(shè)備IOO作為控制例如鍋爐的燃燒器及氣口的空氣流 量的操作信號(hào)23輸出。
另夕卜，如圖1所示，在控制裝置200的附近設(shè)置有由鍵盤(pán)901和鼠標(biāo) 902構(gòu)成的外部輸入機(jī)構(gòu)900、維護(hù)工具910、圖像顯示裝置950。
而且，設(shè)備100的操作員使用由鍵盤(pán)901和鼠標(biāo)902構(gòu)成的外部輸入 機(jī)構(gòu)900生成維護(hù)工具輸入信號(hào)51，并向維護(hù)工具910輸入該信號(hào)，由此， 在圖像顯示裝置950中能夠顯示在控制裝置200中配置的各種數(shù)據(jù)庫(kù)的信 阜
/K、 o
維護(hù)工具910由外部輸入接口 920、數(shù)據(jù)發(fā)送接受信息部930及外部 輸出接口 940構(gòu)成。
在外部輸入機(jī)構(gòu)900生成的維護(hù)工具輸入信號(hào)51通過(guò)外部輸入接口 920而被取入維護(hù)工具910。
維護(hù)工具910的數(shù)據(jù)發(fā)送接受部930以根據(jù)維護(hù)工具輸入信號(hào)52的 信息，從配置于控制裝置200的各種數(shù)據(jù)庫(kù)中取得數(shù)據(jù)庫(kù)信息50的方式構(gòu)成。
在維護(hù)工具910的數(shù)據(jù)發(fā)送接受處理部930中，將處理數(shù)據(jù)庫(kù)信息50 后得到結(jié)果的維護(hù)工具輸出信號(hào)53發(fā)送給外部輸出接口 940。
外部輸出接口 940將基于該維護(hù)工具輸出信號(hào)53的輸出信號(hào)54發(fā)送 給圖像顯示裝置950，并用該圖像顯示裝置950顯示。
另外，在上述本發(fā)明的實(shí)施例即設(shè)備的控制裝置200中，在控制裝置 200的內(nèi)部配置有構(gòu)成上述控制裝置200中具備的數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)量信號(hào)數(shù) 據(jù)庫(kù)230、模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)庫(kù)240、學(xué)習(xí)結(jié)果信息數(shù)據(jù)庫(kù)250、修正信號(hào)計(jì) 算用數(shù)據(jù)庫(kù)260及操作信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)270、測(cè)量信號(hào)變換機(jī)構(gòu)300、操作結(jié) 果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400、基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600、學(xué)習(xí)機(jī) 構(gòu)610、模型620、修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700及操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800，但是， 也可以將這些的全部或一部分配置于控制裝置200的外部而構(gòu)成。
圖2是表示圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置的控制順序的流程圖。
在圖2中，在設(shè)備100的控制裝置200中，將本流程的步驟1000、 1010、 1020、 1030、 1040、 1050、 1060組合進(jìn)行設(shè)備100的控制。
另外，如圖2所示，控制裝置200具有A、 B、 C的3個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
首先，最初，在確定初始模式的步驟1000中，確定初始模式，本實(shí) 施例的初始模式為模式A。
于是前進(jìn)至下一個(gè)模式判定的步驟1010，在該模式判定的步驟1010 實(shí)施模式判定后，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式是A模式時(shí)，前進(jìn)至操作信號(hào)生成的步驟 1020，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式是B模式時(shí)，前進(jìn)至操作信號(hào)生成的步驟1030，運(yùn)轉(zhuǎn) 模式是C模式時(shí)，前進(jìn)至操作信號(hào)生成的步驟1040。
在模式判定步驟1010判定且前進(jìn)的操作信號(hào)生成的各步驟1020、 1030、 1040中，使控制裝置200中具備的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800工作而生 成操作信號(hào)22。
控制裝置200中具備的操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400工作，使用保存于測(cè)量 信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)量信號(hào)3通過(guò)上述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400根據(jù)需要生成用 于使基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500、學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600、修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 700.動(dòng)作的標(biāo)志12、 13、 15。運(yùn)轉(zhuǎn)模式設(shè)定為初始模式的A模式時(shí)，在前進(jìn)到操作信號(hào)生成的步驟
1020時(shí)，使用由基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500生成的基準(zhǔn)信號(hào)17，基于上述操 作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中作為運(yùn)算函數(shù)具備的式(1)計(jì)算操作信號(hào)22。
在此，So是操作信號(hào)，Sb是基準(zhǔn)信號(hào)。
So=Sb ... (1)
另外，運(yùn)轉(zhuǎn)模式移動(dòng)到B模式且前進(jìn)到操作信號(hào)生成步驟1030時(shí)， 使用由基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500生成的基準(zhǔn)信號(hào)17和由學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 600生成的學(xué)習(xí)信號(hào)16，基于上述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中作為運(yùn)算函數(shù) 具備的式(2)計(jì)算操作信號(hào)22。
在此，Sl是學(xué)習(xí)信號(hào)。
So=Sb+Sl ... (2)
另外，運(yùn)轉(zhuǎn)模式移動(dòng)到C模式且前進(jìn)到操作信號(hào)生成步驟1040時(shí)， 使用由基準(zhǔn)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)500生成的基準(zhǔn)信號(hào)17、由學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 600生成的學(xué)習(xí)信號(hào)16和由修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18， 基于上述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中作為運(yùn)算函數(shù)具備的式(3)計(jì)算操作 信號(hào)22。
在此，Sr是修正信號(hào)。
So=Sb+Sl+Sr ... (3)
另外，在本實(shí)施例的控制裝置200中，使用操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中 作為運(yùn)算函數(shù)具備的式(1) ~ (3)計(jì)算操作信號(hào)22，但是，在該控制裝 置200中也可以附加例如使用變化率限制器而防止操作信號(hào)So急劇變化 的功能，或使用上下限設(shè)定器而將操作信號(hào)的值限制在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi) 的功能。
在經(jīng)過(guò)基于用模式判定來(lái)判定的模式A、 B、 C而前進(jìn)的上述操作信 號(hào)生成的各步驟1020、 1030、 1040的任一步驟后進(jìn)行的、向設(shè)備輸送操 作信號(hào)、取得操作結(jié)果的步驟1050中，通過(guò)外部輸出接口 220將在上述 各步驟的1020、 1030、 1040任一步驟中生成的來(lái)自操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800 的操作信號(hào)22作為操作信號(hào)23發(fā)送給設(shè)備100。
作為給予設(shè)備100該操作信號(hào)23的結(jié)果，之后，從設(shè)備100取得表 示運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的狀態(tài)量即測(cè)量信號(hào)1并保存于控制裝置200的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中。
在經(jīng)過(guò)上述步驟1050后進(jìn)入的，操作結(jié)果評(píng)價(jià)、確定下一模式的步 驟1060中，在控制裝置200中具備的上述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中，使 用保存于測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230的測(cè)量信號(hào)3評(píng)價(jià)操作設(shè)備100的操作結(jié)果， 確定下一模式。
如前所述，控制設(shè)備100的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的初始模式是在確定初始模式的 步驟1000中設(shè)定的模式A。
之后，并用由學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600形成的學(xué)習(xí)結(jié)果而移動(dòng)到生成操 作信號(hào)的B模式。
在運(yùn)轉(zhuǎn)模式移動(dòng)到B模式時(shí)，在操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中，使用作為 給予設(shè)備100某操作信號(hào)22al的結(jié)果而取得的第一測(cè)量信號(hào)Sml、作為 給予設(shè)備100更新的操作信號(hào)22a2的結(jié)果而從該設(shè)備100取得的第二測(cè) 量信號(hào)Sm2、這些測(cè)量信號(hào)Sml、 Sm2的目標(biāo)值Sa，經(jīng)由該操作結(jié)果評(píng) 價(jià)機(jī)構(gòu)400并根據(jù)式(4)及式(5)計(jì)算上述第一測(cè)量信號(hào)Sml和上述目 標(biāo)值Sa的誤差即第一誤差El、上述第二測(cè)量信號(hào)Sm2和上述目標(biāo)值Sa 的誤差即第一誤差E2。
在此，El是第一誤差，E2是第二誤差，Sml的第一測(cè)量值，Sm2是 第二測(cè)量值，Sa是測(cè)量信號(hào)的目標(biāo)值。
測(cè)量值Sml、 Sm2使用某一定期間的平均值或瞬時(shí)值等。
另外，ABS (a)意思是計(jì)算a的絕對(duì)值的函數(shù)。
El-ABS (Sml-Sa) ... (4)
E2=ABS (Sm2-Sa)…(5)
第一誤差E1比第二誤差E2更大時(shí)向模式C移動(dòng)，第一誤差E1比第 二誤差E2更小時(shí)設(shè)定為模式B。
艮P，給予設(shè)備100更新了的操作信號(hào)的結(jié)果，在控制特性惡化(測(cè)量 信號(hào)和目標(biāo)值的誤差增大)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)模式向C模式前進(jìn)，在操作信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)800中，使用修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18計(jì)算操作信號(hào) 22。
如后述，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，修正信號(hào)18以良好地維持控 制特性的方式生成。其結(jié)果是，得到提高設(shè)備100的控制性能的效果。
另外，在操作信號(hào)生成的步驟1040中，除了使用操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)
800中作為運(yùn)算函數(shù)具備的式(3)來(lái)計(jì)算操作信號(hào)22的方法之外，也可 以使用由運(yùn)算函數(shù)式(4)及(5)計(jì)算的誤差E1、 E2或根據(jù)式(6) (8) 計(jì)算操作信號(hào)22。
另外，ou P是加權(quán)參數(shù)，s是預(yù)先設(shè)定的設(shè)計(jì)參數(shù)。
So=Sb+axSl+pxSr... (6)
a—a-s (E2-E1) …(7)
P—(3+s (E2-E1) (8)
在此，式(6)意思是從上次的a值減去s (E2-E1)，更新的a值。 通過(guò)使用操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中作為運(yùn)算函數(shù)具備的式(6) ~ (8) 計(jì)算操作信號(hào)22， E2-E1的值越大，修正信號(hào)Sr的加權(quán)參數(shù)即(3值越大， 在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18的值對(duì)經(jīng)由操作信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)800生成的操作信號(hào)22造成的影響增大。
圖3是在圖1所示的設(shè)備控制裝置的實(shí)施例即控制裝置200的修正信
號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的信息的設(shè)定畫(huà)面。
而且，在控制裝置200的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，使用圖4所示的 畫(huà)面設(shè)定的各種信息、即保存于修正信號(hào)計(jì)算用數(shù)據(jù)庫(kù)260的信息來(lái)計(jì)算 修正信號(hào)18。
使用圖3的畫(huà)面，設(shè)備100的操作員可以在每一操作端任意地設(shè)定使 用使操作信號(hào)的值增加的功能、使操作信號(hào)的值減少的功能、使操作信號(hào) 的值保持現(xiàn)狀值的功能、使操作信號(hào)的值恢復(fù)原來(lái)的值的功能、使操作信 號(hào)的值與預(yù)先確定的值一致的功能、根據(jù)模型特征量計(jì)算的功能等功能。
另外，也可以在每一操作端設(shè)定操作量的操作范圍。
作為所述的模型特征量，具有保存于控制裝置200的模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù) 庫(kù)240的模型參數(shù)、模型輸出特性曲線的極化點(diǎn)信息等。
圖4及圖5是說(shuō)明利用圖1所示的設(shè)備控制裝置的實(shí)施例即控制裝置 200所具備的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700進(jìn)行的各動(dòng)作的圖。
圖4的圖4 (a) ~圖4 (d)圖示有，橫軸表示向模型或?qū)崣C(jī)的操作量， 縱軸表示向模型或?qū)崣C(jī)的被控制量，且表示本實(shí)施例的控制裝置200中的模型600的模型特性和其學(xué)習(xí)結(jié)果的一例。
另外，圖4 (a) 圖4 (d)是在本實(shí)施例中假設(shè)并顯示用控制裝置200 的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610探索模型的被控制量成為最小的操作條件時(shí)的情況。
在圖4 (a)中，橫軸的ocl表示現(xiàn)在的操作量，pl表示學(xué)習(xí)(探索) 后的操作量。
如圖4(a)所示，將操作量從al更新為學(xué)習(xí)(探索)后的操作量卩l(xiāng)， 由此，在模型620上由模型特性曲線顯示的被控制量減少。
因此，只要模型特性和實(shí)機(jī)即設(shè)備的設(shè)備特性一致，通過(guò)將操作量從 al更新為pi，減少相對(duì)于操作量的設(shè)備100的被控制量。
但是，在有模型誤差且模型特性和實(shí)機(jī)的設(shè)備特性不一致時(shí)，使用學(xué) 習(xí)效果操作設(shè)備100時(shí)，相反，設(shè)備100的被控制量有可能增加。
圖4 (b)表示將操作量從al更新為學(xué)習(xí)后的(31的結(jié)果，模型特性曲 線上升且設(shè)備100的被控制量增加的例子。
但是，模型誤差引起的控制特性的惡化通過(guò)使用重新取得的設(shè)備100 的測(cè)量信號(hào)1而修正模型620，由此減少模型誤差，之后，以修正的模型 620為對(duì)象通過(guò)控制裝置200的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610再學(xué)習(xí)相對(duì)于模型620的操 作方法，由此能夠抑制。
但是，在使用該方法時(shí)，多數(shù)情況下為了累積修正模型620的多個(gè)測(cè) 量信號(hào)1的數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)時(shí)間，在該數(shù)據(jù)累積期間不能發(fā)揮期待的控制性能。
尤其是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不允許以控制特性惡化的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備100的情況 下，難以使用上述的方法。
于是，本實(shí)施例的控制裝置200中具備的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700是利 用上述方法解決問(wèn)題的。
艮P，在本實(shí)施例的控制裝置200中，在將相對(duì)于模型620的操作量由 al更新為學(xué)習(xí)后的pi，控制對(duì)象的設(shè)備100的被控制量增加時(shí)，控制裝 置200的運(yùn)轉(zhuǎn)模式由初始模式的A模式變更為C模式(參照?qǐng)D2)。
在變更的C模式中，經(jīng)由控制裝置200所具備的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 700生成用于良好地維持控制特性的修正信號(hào)18，根據(jù)該修正信號(hào)18經(jīng) 由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800生成成為相對(duì)于控制對(duì)象的設(shè)備100的指令信號(hào) 的操作信號(hào)22。所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700具有利用圖4 (a)所示的模型特性曲線生 成修正信號(hào)18的功能。
艮口，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，根據(jù)模型特性曲線算出該模型特性 曲線的極化點(diǎn)數(shù)，根據(jù)該極化點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算修正信號(hào)18。
而且，模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)時(shí)使操作量減少，奇數(shù)時(shí)使操 作量增加。
使用圖4 (a) ~圖4 (f)說(shuō)明通過(guò)上述方法減少被控制量、模型特性 與所希望的特性接近的理由。
首先，如圖4 (a)所示，說(shuō)明操作量在(xl和(31之間的模型特性曲線 的極化點(diǎn)數(shù)是偶數(shù)的情況。
在圖4 (a)所示的模型特性曲線的例中，極化點(diǎn)數(shù)是O個(gè)，是偶數(shù)。
這時(shí)，如圖4 (b)所示，作為實(shí)機(jī)特性曲線，用實(shí)線表示的實(shí)機(jī)特性 的極化點(diǎn)的位置為操作量(xl和f31之間時(shí)，操作量Pl時(shí)的被控制量比操 作量al時(shí)的被控制量更大。
另外，作為實(shí)機(jī)特性曲線，用實(shí)線表示的實(shí)機(jī)特性的極化點(diǎn)的位置比 卩l(xiāng)更大時(shí)，如圖4 (c)所示，操作量pi時(shí)的被控制量比操作量al時(shí)的 被控制量更小。
于是，實(shí)機(jī)特性如圖4 (b)所示，極化點(diǎn)的位置為操作量al和卩l(xiāng) 之間的特性時(shí)，通過(guò)減少操作量能夠減少被控制量。
艮P，用虛線表示的模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是偶數(shù)時(shí)，通過(guò)減少操作 量使之與al接近，能夠減少設(shè)備100的被控制量。
下面，如圖4 (d) ~圖4 (f)所示，對(duì)具備具有與模型620不同的模 型特性曲線的模型，操作量在a2和|32之間的模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是 奇數(shù)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
在圖4 (d)所示的例中，模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是l個(gè)，是奇數(shù)。
這時(shí)，如圖4 (e)所示，用實(shí)線表示的實(shí)機(jī)特性曲線的極化點(diǎn)的位置 比用虛線表示的模型特性曲線的極化點(diǎn)更靠近操作量(32時(shí)，操作量(32時(shí) 的被控制量比操作量a2時(shí)的被控制量更大。
另外，反過(guò)來(lái)，實(shí)機(jī)特性曲線的極化點(diǎn)的位置比模型特性的極化點(diǎn)更 靠近操作量a2時(shí)，實(shí)機(jī)特性曲線如圖4 (f)中實(shí)線所示，操作量P2時(shí)的被控制量比操作量CC2時(shí)的被控制量更小。
因此，在實(shí)機(jī)特性為如圖4 (e)所示的實(shí)機(jī)特性曲線時(shí)，通過(guò)增加操
作量能夠減少相對(duì)于操作量的被控制量。
艮p，模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是奇數(shù)時(shí)，通過(guò)減少操作量，能夠減少
控制對(duì)象的設(shè)備100的被控制量。
另外，在上述圖4中，將模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是偶數(shù)即圖4 (a) ~圖4 (c)的情況作為模式1表示于左側(cè)，將模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)是 奇數(shù)即圖4 (d) 圖4 (f)的情況作為模式2表示于右側(cè)。
于是，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，使用上述的模型特性曲線的極化 點(diǎn)數(shù)的信息，以生成使操作量增加、減少的修正信號(hào)18并向操作信號(hào)生 成機(jī)構(gòu)800輸出的方式構(gòu)成。
另外，通過(guò)將強(qiáng)調(diào)圖4 (a)、圖4 (d)所示的模型特性曲線的極化點(diǎn) 的位置的標(biāo)志及模型特性曲線的極化點(diǎn)的數(shù)顯示在附設(shè)于圖1所示的控制 裝置200的維護(hù)工具910的圖像顯示裝置950上，設(shè)備100的操作員能夠 知道修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18的生成根據(jù)，能夠評(píng)價(jià)修 正信號(hào)18的妥當(dāng)性。
圖5是利用本實(shí)施例的控制裝置200中的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700，說(shuō) 明以設(shè)備100為對(duì)象學(xué)習(xí)最適合的操作方法的動(dòng)作的圖。
用于學(xué)習(xí)的探索范圍，組合控制裝置200的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610和模型620 后確定。
在圖5 (a)中，橫軸作為操作量，縱軸作為被控制量，以用實(shí)線表示 控制設(shè)備100時(shí)的模型特性的方式，在學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中，以模型輸出和目 標(biāo)值的誤差成為最小的操作條件為中心，將預(yù)先決定的閾值的范圍設(shè)定為 試行錯(cuò)誤的范圍。
接下來(lái)，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，在由學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610確定的試行 錯(cuò)誤的范圍內(nèi)形成使操作信號(hào)變化的操作量的探查范圍，以設(shè)備100的測(cè) 量信號(hào)和測(cè)量信號(hào)的目標(biāo)值的誤差成為最小的方式來(lái)計(jì)算操作信號(hào)。
而且，學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610的學(xué)習(xí)結(jié)果以例如圖5 (b)所示的方式保存于學(xué) 習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)250。
圖5 (b)意思是通過(guò)修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成修正信號(hào)18，該修正信號(hào)18在被控制量比Yl大時(shí)使操作量減少，在被控制量比Yl小時(shí)使 操作量增加。
通過(guò)將圖5 (b)所示的修正信號(hào)的標(biāo)志顯示于圖像顯示裝置950上， 設(shè)備100的操作員能夠知道修正信號(hào)18的生成根據(jù)，能夠評(píng)價(jià)修正信號(hào) 18的妥當(dāng)性。
圖6是說(shuō)明變更使由本實(shí)施例的控制裝置200所具備的修正信號(hào)生成 機(jī)構(gòu)700進(jìn)行的操作信號(hào)變化的試行錯(cuò)誤的范圍的接口的圖。
使用圖6畫(huà)面所示的各種信息，將圖5 (a)、圖5 (b)說(shuō)明的操作量 的探索范圍和基于圖6的畫(huà)面中的閾值的探查范圍1進(jìn)行比較，可按照作 為基于手動(dòng)修正的探査范圍2所示的方式手動(dòng)設(shè)定。
其結(jié)果，熟知設(shè)備100的運(yùn)轉(zhuǎn)的操作員設(shè)定所述圖5的探索范圍，由 此得到在最佳操作條件的探索中也能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備100的效果。
根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施例，在預(yù)測(cè)控制對(duì)象的設(shè)備的特性的模型的特 性與實(shí)機(jī)的設(shè)備特性不相同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)能夠良好維持設(shè)備的控制特性 的設(shè)備的控制裝置。 (實(shí)施例2)
下面，參照

本發(fā)明的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置。
圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的整體構(gòu) 成的控制方塊圖。
另外，后述的圖8中，作為成為圖7所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的火 力發(fā)電設(shè)備的控制裝置的控制對(duì)象的火力發(fā)電設(shè)備，表示具有使用燃料煤 的鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備的概略結(jié)構(gòu)。
圖7所示的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置和圖1所示的第一 實(shí)施例的設(shè)備的控制裝置的基本構(gòu)造通用，因此對(duì)于通用的構(gòu)成部分的說(shuō) 明省略，只對(duì)不同的構(gòu)成部分進(jìn)行如下說(shuō)明。
在圖7的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置中，具備使用燃料煤的鍋爐101的 火力發(fā)電設(shè)備100a通過(guò)控制裝置200控制。
在本實(shí)施例的控制裝置200中，將火力發(fā)電設(shè)備100a的各種狀態(tài)量， 即例如，測(cè)量鍋爐101出口的燃燒氣體的氧濃度或一氧化碳濃度的測(cè)量信
27號(hào)1取入該控制裝置200，另外，通過(guò)外部輸出接口 220從控制裝置200 對(duì)于上述火力發(fā)電設(shè)備100a送出例如控制鍋爐101的燃燒器102及氣口 103的空氣流量的操作信號(hào)23。
通過(guò)使用本實(shí)施例的控制裝置200，以火力發(fā)電設(shè)備100a中具備的鍋 爐101的空氣擋板的開(kāi)度、空氣流量、空氣溫度、燃料流量、排氣再循環(huán) 流量的至少一個(gè)為對(duì)象進(jìn)行控制，由此，能夠?qū)幕鹆Πl(fā)電設(shè)備100a排 出的排放氣體中含有的氮氧化物、 一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫氧化 物濃度、水銀濃度的至少一種控制為所希望的值。
在構(gòu)成本實(shí)施例的控制裝置200的模型620中，對(duì)保存于模型構(gòu)筑用 數(shù)據(jù)庫(kù)240的模型構(gòu)筑用數(shù)據(jù)6即擋板的開(kāi)度、空氣流量、空氣溫度、燃 料流量、排放氣體再循環(huán)流量，預(yù)測(cè)運(yùn)算這時(shí)的氮氧化物、 一氧化碳濃度、 二氧化碳濃度、硫化氧化物濃度、水銀濃度的值進(jìn)行預(yù)測(cè)運(yùn)算并輸出。
在圖1所示的第一實(shí)施例的設(shè)備控制裝置和圖7所示的第二實(shí)施例的 火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置中，在圖7所示的第二實(shí)施例的控制裝置200中 具備多個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610和模型620這一點(diǎn)不同。
在本實(shí)施例的控制裝置200中，具備多個(gè)這種的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610和模型 620，因此能夠與火力發(fā)電設(shè)備100a的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的切換相對(duì)應(yīng)。
火力發(fā)電設(shè)備100a實(shí)施變更鍋爐101的燃燒器模式、負(fù)荷水平、煤 種的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)備特性變化大。
作為即使設(shè)備特性變化大時(shí)也良好地保持火力發(fā)電設(shè)備100a的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)的方法，在本實(shí)施例中，在控制裝置200中設(shè)置模型切換機(jī)構(gòu)630， 在該模型切換機(jī)構(gòu)630中準(zhǔn)備與各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)模型620，并 且，分別配置以與這些各種的運(yùn)轉(zhuǎn)條件對(duì)應(yīng)而準(zhǔn)備的多個(gè)模型620為對(duì)象 學(xué)習(xí)操作方法的多個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610。
另外，本實(shí)施例中，以每一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)條件所具備的模型620為對(duì)象準(zhǔn)備 的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610分別學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)9的種類(lèi)只具有模型620的種類(lèi) 的數(shù)。
而且，由這些學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610分別學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)結(jié)果保存于學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù) 庫(kù)250。
另外，在用學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600生成學(xué)習(xí)信號(hào)16時(shí)，使用哪個(gè)學(xué)習(xí)結(jié)果的確定，即現(xiàn)在的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件的判定由操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400實(shí) 施。
圖8表示成為圖7所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制 裝置的控制對(duì)象的具備使用燃料煤的鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備的概略結(jié)構(gòu)。
首先，用圖8 (a)對(duì)具有鍋爐101的火力發(fā)電設(shè)備100a的發(fā)電結(jié)構(gòu) 進(jìn)行說(shuō)明。
在圖8 (a)中，作為燃料的煤由碾磨機(jī)110粉碎后，作為微粉煤通過(guò) 設(shè)置于鍋爐101的燃燒器102和煤輸送用的一次空氣及燃燒調(diào)整用的二次 空氣一起投入鍋爐101，在鍋爐101的火爐內(nèi)部燃燒燃料煤。
燃料煤和一次空氣從配管134、 二次空氣從配管141被導(dǎo)入燃燒器
102。
另外，兩段燃燒用的后空氣(afterair)通過(guò)設(shè)置于鍋爐101內(nèi)的后氣 口 103投入鍋爐101。該后空氣從配管142導(dǎo)入后氣口 103。
在鍋爐101的火爐的內(nèi)部使燃料煤燃燒而發(fā)生的高溫的燃燒氣體沿用 箭頭表示的鍋爐101的火爐的路徑流向下游側(cè)，通過(guò)配置于鍋爐101的熱 交換器106進(jìn)行熱交換后，成為燃燒排放氣體且從鍋爐101排出，并流向 設(shè)置于鍋爐101的外部的空氣加熱器(airheater) 104。
通過(guò)空氣加熱器104后的燃燒排放氣體，之后用未圖示的排放氣體處 理裝置除去燃燒排放氣體中含有的有害物質(zhì)后，從煙筒排放至大氣。
在鍋爐101中循環(huán)的供水通過(guò)供水泵105從設(shè)置于渦輪108的未圖示 的凝汽器導(dǎo)入鍋爐101，并在設(shè)置于鍋爐101的火爐的熱交換器106中由 流下鍋爐101內(nèi)部的燃燒氣體加熱而成為高溫高壓的蒸汽。
另外，在本實(shí)施例中，圖示的熱交換器106的數(shù)量為一個(gè)，但是也可 以配置多個(gè)熱交換器。
由熱交換器106發(fā)生的高溫高壓的蒸汽通過(guò)渦輪調(diào)節(jié)閥107導(dǎo)入蒸汽 渦輪108，利用蒸汽具有的能量驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪108，使與該蒸汽渦輪108 連結(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)109旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。
接著，對(duì)從設(shè)置于鍋爐101的火爐內(nèi)的燃燒器102投入鍋爐101的火 爐內(nèi)的一次空氣及二次空氣、從設(shè)置于鍋爐101的火爐內(nèi)的后氣口 103投 入鍋爐101的火爐內(nèi)的后空氣的路徑進(jìn)行說(shuō)明。一次空氣由鼓風(fēng)機(jī)120導(dǎo)入配管130，途中分路為通過(guò)空氣加熱器104 內(nèi)部的配管132和繞過(guò)空氣加熱器104的配管131，從這些配管132及配 管131流下的一次空氣再次由配管133合流而導(dǎo)入碾磨機(jī)110。
通過(guò)空氣加熱器104的空氣通過(guò)從鍋爐101的火爐排出的燃燒排放氣 體而被加熱。
使用該一次空氣將在碾磨機(jī)110生成的煤(微粉煤)通過(guò)配管133輸 送給燃燒器102。
二次空氣及后空氣從鼓風(fēng)機(jī)121導(dǎo)入配管140，并從通過(guò)空氣加熱器 104的內(nèi)部的配管140流下且被加熱后，在配管140的下游側(cè)分路成二次 空氣用的配管141、后空氣用配管142，且分別導(dǎo)入設(shè)置于鍋爐101的火 爐的燃燒器102和后氣口 103。
具備本實(shí)施例的鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備100a的控制裝置200降低鍋爐 排放氣體中的NOx及CO濃度，因此具有調(diào)整從燃燒器102投入鍋爐101 的空氣量和從后氣口 103投入鍋爐101的空氣量的功能。
在火力發(fā)電設(shè)備100a中，配置有檢測(cè)該火爐發(fā)電設(shè)備100a的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)的各種各樣的測(cè)量器，從這些測(cè)量器取得的設(shè)備的測(cè)量信號(hào)作為測(cè)量信 號(hào)l發(fā)送給控制裝置200。
作為檢測(cè)火力發(fā)電100a的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種各樣的測(cè)量器，例如在圖8 中分別圖示有流量測(cè)量器150、溫度測(cè)量器151、壓力測(cè)量器152、發(fā)電 輸出測(cè)量器153及測(cè)量02濃度及/或CO濃度的濃度測(cè)量器154。
流量測(cè)量器150測(cè)量從供水泵105向鍋爐101供給的給水的流量。溫 度測(cè)量器151及壓力測(cè)量器152在配設(shè)于鍋爐101的熱交換器106中分別 測(cè)量與流出該鍋爐101的燃燒氣體進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生的蒸汽供給蒸汽渦輪 108的蒸汽的溫度及壓力。
發(fā)電機(jī)109所發(fā)出的發(fā)電量由發(fā)電輸出測(cè)量器153測(cè)量，該發(fā)電機(jī)109
通過(guò)在上述熱交換器106發(fā)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪108而旋轉(zhuǎn)。
另外，關(guān)于流出鍋爐101的燃燒排放氣體中含有的成分(CO、 NOx
等)的濃度的信息用設(shè)置于測(cè)量鍋爐101的下游側(cè)即鍋爐出口的流路的測(cè)
量02濃度及/或CO濃度的濃度測(cè)量器154來(lái)測(cè)量。
另外， 一般而言，除了圖8所示的以外，在火力發(fā)電設(shè)備100中也配置有多個(gè)測(cè)量器，但是在此省略圖示。
圖8 (b)表示設(shè)置于構(gòu)成火力發(fā)電設(shè)備100a的鍋爐101的下游側(cè)的 空氣加熱器104和配設(shè)于該空氣加熱器104的配管的局部放大圖。
如圖8 (b)所示，在配設(shè)于空氣加熱器104內(nèi)部的配管140的下游側(cè) 分路的二次空氣用的配管141及后空氣用的配管142、配設(shè)于空氣加熱器 104內(nèi)部的配管132及繞過(guò)空氣加熱器104的配管131中分別配置有空氣 擋板162、 163、 161、 160。
而且，通過(guò)操作這些空氣擋板160-163，變更配管131、 132、 141、 142內(nèi)空氣通過(guò)的面積，并單獨(dú)調(diào)整通過(guò)這些配管131、 132、 141、 142 的空氣流量。
而且，使用由控制火力發(fā)電設(shè)備100a的控制裝置200生成且向該火 力發(fā)電設(shè)備100a輸出的操作信號(hào)18，操作供水泵105、碾磨機(jī)IIO、空氣 擋板160、 161、 162、 163等設(shè)備。
另外，在本實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置中，將調(diào)節(jié)供水泵105、 碾磨機(jī)IIO、空氣擋板160、 161、 162、 163等火力發(fā)電設(shè)備的狀態(tài)量的設(shè) 備稱為操作端，將操作它們的必要的指令信號(hào)稱為操作信號(hào)。
另外，將燃燒用等空氣或微粉煤等的燃料投入鍋爐101時(shí)，也可以將 能夠上下左右移動(dòng)其噴出角度的功能附加于鍋爐101上設(shè)置的燃燒器102 及后氣口 103，且也可以在上述操作信號(hào)18中含有調(diào)節(jié)這些燃燒器102 及后氣口 103的安裝角度的指令信號(hào)。
下面，使用圖9說(shuō)明由設(shè)置于本實(shí)施例的控制裝置200中的操作結(jié)果 評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400進(jìn)行的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件的判定方法。
在圖9 (a) ~圖9 (c)中，操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400具有根據(jù)供給碾 磨機(jī)110的煤流量的測(cè)量信號(hào)的值來(lái)把握鍋爐101的燃燒器模式的功能、 根據(jù)輸出要求或發(fā)電機(jī)109的輸出測(cè)量信號(hào)值來(lái)把握負(fù)荷水平的功能、根 據(jù)碾磨機(jī)分極機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量信號(hào)值來(lái)把握煤種的功能。
圖9 (a)是說(shuō)明通過(guò)操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400把握鍋爐101的燃燒器模 式的功能的圖。
橫軸的時(shí)間為tl時(shí)，縱軸表示煤流量，由構(gòu)成碾磨機(jī)110的碾磨機(jī)A、 B、 D向鍋爐101供給煤，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2時(shí)開(kāi)始從碾磨機(jī)C供給煤(例如，時(shí)間為t3時(shí)，從所有碾磨機(jī)A、 B、 C、 D供給煤)。
如圖9 (a)右側(cè)的鍋爐概略圖所示，從碾磨機(jī)A、 B、 C、 D向分別 沿鍋爐101的爐前及爐后的水平方向設(shè)置的5個(gè)燃燒器供給煤。
在操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中，由通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)130作為火力發(fā)電設(shè) 備100a的測(cè)量信號(hào)3檢測(cè)的、從圖9 (a)所示的碾磨機(jī)A、 B、 C、 D供 給的煤供給量及碾磨機(jī)A、 B、 C、 D和設(shè)置于鍋爐101的5個(gè)燃燒器的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，可以把握燃燒器模式。
通過(guò)把握上述的燃燒器模式能夠把握鍋爐101的火爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)。
圖9 (b)是通過(guò)操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400說(shuō)明把握火力發(fā)電設(shè)備100a 的負(fù)荷水平的功能的圖。
發(fā)電機(jī)輸出通過(guò)圖8所示的發(fā)電輸出測(cè)量器153測(cè)量發(fā)電機(jī)109的發(fā) 電量，圖9 (b)表示橫軸的時(shí)間是t4時(shí)縱軸表示的火力發(fā)電設(shè)備100a的 發(fā)電輸出量的M4，橫軸時(shí)間是t5時(shí)發(fā)電輸出量是M5。
這樣一來(lái)，根據(jù)發(fā)電輸出測(cè)量器153測(cè)量的發(fā)電機(jī)輸出的測(cè)量信號(hào)值 能夠把握火力發(fā)電設(shè)備100a的負(fù)荷水平。
圖9 (c)是通過(guò)操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400說(shuō)明在火力發(fā)電設(shè)備100a的 鍋爐101的燃料中使用的第一煤種判別方法的圖。
對(duì)于在圖8所示的火力發(fā)電設(shè)備的碾磨機(jī)110中設(shè)置的將燃料煤粉碎 后的微粉煤供給到鍋爐101的碾磨機(jī)分級(jí)機(jī)，圖9 (c)表示橫軸的時(shí)間是 t6時(shí)縱軸表示的碾磨機(jī)分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)速是R6，橫軸時(shí)間是t7時(shí)的轉(zhuǎn)速是R7。
碾磨機(jī)分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)速以從碾磨機(jī)110供給鍋爐101的燃料的微粉煤的 粒度成為目標(biāo)值的方式進(jìn)行調(diào)整。
煤的硬度每一個(gè)煤種都不同，因此，微粉煤的粒度和目標(biāo)值一致時(shí)的 分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速每一個(gè)煤種都不同。
因此，能夠從該分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速判別供給鍋爐101的煤的煤種。
在控制裝置200的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600中按下述順序生成學(xué)習(xí)信號(hào)16。
首先，在操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中生成與設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件對(duì)應(yīng)的標(biāo)志 13，并且向?qū)W習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600輸出該標(biāo)志13。該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件通過(guò)基 于由測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230得到的火力發(fā)電設(shè)備100a的數(shù)據(jù)信號(hào)3而把握利用該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400把握的上述燃燒器的功能、把握負(fù)荷水平的 功能及把握煤種的功能來(lái)判定。
在模型620中，使用與由操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400判定的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件 相對(duì)應(yīng)的模型620，并經(jīng)過(guò)與該模型620對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610生成學(xué)習(xí)的 學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)9，經(jīng)由學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)250作為學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)11向上述學(xué) 習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600輸出。
學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)600的構(gòu)成為，根據(jù)這些標(biāo)志13及學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù) 11運(yùn)算生成學(xué)習(xí)信號(hào)16，并向操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800輸出。
圖10是說(shuō)明設(shè)置于本實(shí)施例的控制裝置200的操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400 中的第二煤種類(lèi)判定方法的圖。
圖10 (a)中，在操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中，基于上述的煤組成的信 息，在模型切換機(jī)構(gòu)630中，根據(jù)各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件計(jì)算準(zhǔn)備的多個(gè)各模型620 間的加權(quán)，參照在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中計(jì)算的模型620的加權(quán)的值和 學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610的學(xué)習(xí)結(jié)果，使用該修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中作為運(yùn)算函數(shù) 具備的式(9)生成修正信號(hào)18。
在此，1《i《n、 n是煤種的數(shù)，di是第i種煤和實(shí)際樣品值的距離， Si是根據(jù)使用第i種煤模型的學(xué)習(xí)結(jié)果而生成的學(xué)習(xí)信號(hào)值的值。
式(9)的意思是將(Si/di)在1《i《n范圍全部總和的值除以將(1/di) 在1《i《n范圍全部總和的值。
So=2: (Si/di)《(1/di) …(9)
另外，距離di用歐幾里德距離、馬氏距離的計(jì)算法則計(jì)算。
而且，在圖10 (a)所示的成分1和成分2的圖面中，成為煤種判定 對(duì)象的實(shí)際樣品值若為從與煤種類(lèi)A樣品值的距離dl、與煤種類(lèi)B樣品 值的距離d2的關(guān)系取距離dl、d2的倒數(shù)后，煤種類(lèi)A樣品值的加權(quán)變大， 煤種類(lèi)B樣品值加權(quán)變小。
因此，在操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)400中，通過(guò)在各模型620中附加上述加 權(quán)值計(jì)算，能夠判定實(shí)際樣品的煤種類(lèi)。
另外，如圖10 (b)左側(cè)的鍋爐的概略圖所示，在本實(shí)施例的控制裝 置200具備的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，使用含有的硫磺成分比閾值更多 的煤作為鍋爐101的燃料時(shí)，以使從鍋爐101的火爐壁面部的燃燒器及氣口供給的空氣流量值增大的方式生成修正信號(hào)18，并且向操作信號(hào)生成機(jī) 構(gòu)800輸出。
在操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中根據(jù)該修正信號(hào)18生成操作信號(hào)22，并 通過(guò)外部接口 220作為對(duì)于火力發(fā)電設(shè)備100a的操作信號(hào)23輸出并且控 制。
另外，圖10 (b)右側(cè)的空氣流量的標(biāo)志示意地表示圖10 (b)左側(cè) 的鍋爐的概略圖的火爐壁面部的燃燒器及從空氣口供給的空氣流量的狀 況。
尤其是，硫磺成分多的煤作為燃料時(shí)，以抑制鍋爐101的火爐壁面部
的腐蝕的方式調(diào)整空氣流量為重要目的。
另外，如圖10 (b)所示，在本實(shí)施例的控制裝置200中，使用硫磺 成分多的煤作為鍋爐101的燃料時(shí)，以增大鍋爐101的火爐壁面部的空氣 流量的方式在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成修正信號(hào)18，由此，能夠抑制從 設(shè)置于鍋爐101的火爐壁的燃燒器102及從氣口103沿火爐壁的爐壁腐蝕。
圖11是說(shuō)明圖7及圖8所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的火力發(fā)電設(shè)備 的控制裝置中控制裝置200的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖11 (a)是表示本實(shí)施例的控制裝置200具備的模型620的特性的 例子的圖，在與該模型620對(duì)應(yīng)地設(shè)置的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中，以該模型620 為對(duì)象學(xué)習(xí)CO濃度成為最小的操作條件。
例如，在控制裝置200中安裝學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610時(shí)使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)，以CO 濃度越低報(bào)酬越大的方式進(jìn)行設(shè)定，由此能夠?qū)W習(xí)到達(dá)CO濃度成為最小 的操作條件(圖11 (a)中的操作條件y)的操作方法。
在圖11 (a)中，以橫軸為操作條件，縱軸為CO濃度表示兩者的關(guān) 系，在操作條件y的附近，CO濃度的變化相對(duì)于操作條件的變化大。
空氣流量為操作條件時(shí)，投入鍋爐101的空氣流量隨時(shí)間變動(dòng)，因此 即使使操作信號(hào)與操作條件y—致，實(shí)際向鍋爐101投入的空氣流量變動(dòng)， 從而CO濃度有可能上升。
為了避免這種現(xiàn)象，在本實(shí)施例的控制裝置200中，使學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610 動(dòng)作時(shí)也可以采用以下所述的方法。
艮P，在控制裝置200中安裝學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610時(shí)使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)，使用將CO濃度越低其越大的第一報(bào)酬值和滿足學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610作為運(yùn)算函數(shù)具備 的式(10)時(shí)取負(fù)值的第二報(bào)酬相加得到的報(bào)酬。
另外，在式(10)中，CO (I)是操作條件為I時(shí)的co濃度推定值 (模型輸出)、A是微小值、Q是預(yù)先設(shè)定的閾值。
ABS (CO (I) -CO (I+A)) /A>Q ... (10)
在學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)610中采用上述的報(bào)酬，在CO濃度的變化率小的條件下， 能夠?qū)W習(xí)到達(dá)CO濃度成為最小的操作條件(圖ll (a)中的操作條件x) 的操作方法。
這是因?yàn)樵诳刂苹鹆Πl(fā)電設(shè)備100a時(shí)有助于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖11 (b)是在控制對(duì)象為火力發(fā)電設(shè)備100a即本實(shí)施例的控制裝置 200中具備的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800的一實(shí)施方式(控制電路)。
如圖ll (b)的控制電路所示，在構(gòu)成操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800的控制 電路中將鍋爐出口的氧濃度設(shè)定為所希望的值，因此，將氧濃度測(cè)量值和 其目標(biāo)值的偏差設(shè)定為輸入的PI控制器的輸出信號(hào)與空氣流量設(shè)定值相 加，由此生成關(guān)于空氣流量的操作信號(hào)。
而且，基于由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800生成的該空氣流量的操作信號(hào)， 通過(guò)運(yùn)算確定投入鍋爐101的總空氣流量，并作為操作信號(hào)輸出。
另外，修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生成的修正信號(hào)18輸入給操作信號(hào)生 成機(jī)構(gòu)800，但是，例如在構(gòu)成圖11 (b)所示的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800 的控制電路中，作為修正信號(hào)a、修正信號(hào)b以向所示位置輸入的方式反 映該修正信號(hào)18。
即，所述修正信號(hào)a和修正信號(hào)b作為修正氧濃度目標(biāo)值的修正信號(hào) a及修正空氣流量操作信號(hào)的修正信號(hào)b被輸入。
另外，圖11 (c)是本實(shí)施例的控制裝置200中具備的修正信號(hào)生成 機(jī)構(gòu)700的修正信號(hào)18的生成方法的一例。
如圖11 (c)所示，修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700的修正信號(hào)18的生成根據(jù) 模型620的模型特性和控制對(duì)象即火力發(fā)電設(shè)備100a的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)的誤差 特征來(lái)生成修正信號(hào)18。
艮口，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700中，從模型620的模型特性和火力發(fā)電 設(shè)備100a的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)的誤差特征推定誤差原因，根據(jù)該誤差原因生成修正信號(hào)18。
作為誤差原因，可以列舉從設(shè)置于鍋爐101的火爐壁的后氣口 103投 入鍋爐101的火爐內(nèi)的空氣的運(yùn)動(dòng)量調(diào)整而造成的誤差。
于是，對(duì)從后氣口 103投入火爐內(nèi)的空氣的運(yùn)動(dòng)量調(diào)整進(jìn)行敘述。 圖11 (d)是設(shè)置于本實(shí)施例的鍋爐101的火爐壁的后氣口 103的概
略結(jié)構(gòu)圖。
在圖11 (d)中，供給后氣口 103的空氣通過(guò)后氣口 103的噴嘴181、 182供給火爐內(nèi)。
從噴嘴181、 182向火爐內(nèi)供給的空氣的分配能夠通過(guò)分別操作構(gòu)成 圖8 (b)所示的空氣擋板163的一部分的空氣擋板163a、 163b而變更。
艮P，在圖11 (d)中，向右移動(dòng)空氣擋板163b的位置時(shí)，空氣擋板 163b的流路變窄，因此從噴嘴182向火爐內(nèi)供給的空氣流量減少。
在火力發(fā)電設(shè)備100a中，通過(guò)操作這種后氣口 103的空氣擋板163a、 163b，調(diào)整從后氣口 103投入火爐內(nèi)的空氣流量、流速、運(yùn)動(dòng)量。
后氣口 103的空氣擋板163a、 163b的開(kāi)度以手動(dòng)操作成設(shè)定值。
另外，作為目標(biāo)的空氣量和實(shí)際投入鍋爐101的空氣量有可能在設(shè)定 值和操作結(jié)果的空氣量之間產(chǎn)生誤差。
于是，控制裝置200的模型620中，根據(jù)空氣擋板163a、 163b的開(kāi) 度設(shè)定值，以預(yù)測(cè)在其設(shè)定值的情況下從鍋爐101排出的燃燒排出氣體中 的一氧化碳濃度等的方式構(gòu)成。
因此，如前所述，在投入鍋爐IOI的空氣量的設(shè)定值和由操作結(jié)果導(dǎo) 致的空氣量間產(chǎn)生誤差時(shí)，模型620的預(yù)測(cè)值和火力發(fā)電設(shè)備101a的狀 態(tài)量即測(cè)量值有可能不一致。
于是，本實(shí)施例的控制裝置200如下構(gòu)成，在模型620的預(yù)測(cè)值和來(lái) 自火力發(fā)電設(shè)備101a的測(cè)量值不一致時(shí)，通過(guò)修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)700生 成修正后氣口 103的空氣擋板163a、 163b的開(kāi)度的操作信號(hào)18,并向操 作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800輸入且在該操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)800中生成操作信號(hào) 22，以消除投入鍋爐101的空氣量的設(shè)定值和由操作結(jié)果導(dǎo)致的空氣量間 的誤差。
另外，該操作信號(hào)18的值在圖7所示的圖像顯示裝置950中作為操
36作指導(dǎo)值顯示，火力發(fā)電設(shè)備100a的操作員也可以知道。
通過(guò)使用上述本實(shí)施例的控制裝置200調(diào)整后氣口 103的空氣擋板 163a、 163b的開(kāi)度，能夠?qū)腻仩t101排出的氣體中含有的氮氧化物、一 氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫氧化物或水銀等控制成所希望的值。
另外，在本實(shí)施例中，對(duì)利用控制裝置200進(jìn)行從設(shè)置于鍋爐101的 火爐壁的后氣口 103投入鍋爐101的火爐內(nèi)的空氣的流量、流速、運(yùn)動(dòng)量 等的調(diào)整的情況進(jìn)行了敘述，但是，也可以將該控制裝置200用于調(diào)整從 設(shè)置于鍋爐101的火爐壁的燃燒器102投入火爐的空氣的流量、流速、運(yùn) 動(dòng)量等的控制。
根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施例，即使預(yù)測(cè)控制對(duì)象的設(shè)備特性的模型的特 性與實(shí)機(jī)的設(shè)備特性不同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)能夠良好地維持設(shè)備的控制特性 的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置。 (實(shí)施例3)
其它實(shí)施例的氣體濃度推定裝置是以設(shè)置于火力發(fā)電設(shè)備的燃煤鍋 爐為對(duì)象，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行從燃煤鍋爐排出的排放氣體含有的CO和 NOx氣體濃度推定處理。
從燃煤鍋爐排出的排放氣體中含有的CO和NOx的物質(zhì)受環(huán)境限制對(duì) 排放氣體中的濃度設(shè)有限制值。
本實(shí)施例的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置對(duì)于具備燃煤鍋爐的火力 發(fā)電設(shè)備的種種運(yùn)轉(zhuǎn)條件推定排放氣體中的CO濃度和NOx濃度。
具備有本實(shí)施例的燃煤鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備的控制系統(tǒng)基于對(duì)于從 上述氣體濃度推定裝置得到的種種運(yùn)轉(zhuǎn)條件(燃料流量、空氣流量等)的 CO濃度和NOx濃度的推定值，設(shè)計(jì)滿足排放氣體的環(huán)境限制，且鍋爐效 率為最大的燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
下面，參照附圖對(duì)本實(shí)施例的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置及方法進(jìn) 行說(shuō)明。
圖12是表示一實(shí)施例的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置的構(gòu)成的概略圖。
圖12所示的設(shè)備即燃煤鍋爐2004的燃燒控制通過(guò)控制系統(tǒng)2002進(jìn) 行。而且，圖12所示的燃煤鍋爐2004的氣體濃度推定裝置2001設(shè)置有氣體濃度推定裝置2001，其推定從燃煤鍋爐2004排出的排放氣體中的CO 濃度和NOx濃度。
上述氣體濃度推定裝置2001具備通過(guò)控制系統(tǒng)2002聯(lián)機(jī)取入成為 燃煤鍋爐2004的實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)的過(guò)程數(shù)據(jù)，且按時(shí)序存儲(chǔ)該取入的過(guò)程數(shù)據(jù) 的過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)(過(guò)程DB) 2011、從按時(shí)序存儲(chǔ)于該過(guò)程DB2011的過(guò)程 數(shù)據(jù)提取適合于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行篩選處理的篩選處理部2012、 存儲(chǔ)該篩選處理部2012的篩選處理結(jié)果的篩選處理結(jié)果存儲(chǔ)部2013。
另外，上述氣體濃度推定裝置2001具備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014， 其根據(jù)由篩選處理提取且存儲(chǔ)于上述篩選處理結(jié)果存儲(chǔ)部2013的適于神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行用于從燃煤鍋爐2004排出的排放氣體中含有 的CO濃度及或NOx濃度的推定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)處理；學(xué)習(xí)結(jié)果存儲(chǔ)部 2015，存儲(chǔ)由該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的學(xué)習(xí)處理求出的結(jié)合系數(shù)。
另外，上述氣體濃度推定裝置2001具備根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部 2014的學(xué)習(xí)處理來(lái)推定處理從上述燃煤鍋爐2004排出的排放氣體中的 CO濃度及或NOx濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016。
本發(fā)明的實(shí)施例中，在控制對(duì)象的燃煤鍋爐2004中設(shè)置有進(jìn)行鍋爐 的燃燒控制的控制系統(tǒng)2002，通過(guò)該控制系統(tǒng)2002相對(duì)于氣體濃度推定 裝置2001設(shè)定燃煤鍋爐2004的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，氣體濃度推定裝置1以運(yùn)算該 運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的CO濃度和NOx濃度的推定值的方式構(gòu)成。
氣體濃度推定裝置2001在推定燃煤鍋爐2004的CO濃度和NOx濃度 時(shí)，使用通過(guò)控制系統(tǒng)2002取入的燃煤鍋爐2004的過(guò)程數(shù)據(jù)。
從控制系統(tǒng)2002取入的燃煤鍋爐2004的過(guò)程數(shù)據(jù)以上述的方式送 達(dá)設(shè)置于濃度推定機(jī)構(gòu)2001的過(guò)程DB2011并按時(shí)序存儲(chǔ)。
而且，在氣體濃度推定裝置2001中，經(jīng)由下一個(gè)篩選處理部2012取 入時(shí)序存儲(chǔ)于過(guò)程DB2011的燃煤鍋爐2004的過(guò)程數(shù)據(jù)，只提取適合于 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)的過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理。
在本實(shí)施例中，從用于模型構(gòu)筑的燃煤鍋爐2004的實(shí)機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)中 除去成為模型誤差的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行模型學(xué)習(xí)的處理。成為模型的誤差原因 的數(shù)據(jù)的選擇以如下方式進(jìn)行。
通常，作為模型輸入使用的數(shù)據(jù)的種類(lèi)有多個(gè)。在這些當(dāng)中，注意最
38初的一個(gè)輸入信號(hào)，除去該輸入信號(hào)后，提取多個(gè)其它的輸入信號(hào)值大致 相同的數(shù)據(jù)組合。
對(duì)于提取的多個(gè)數(shù)據(jù)，確認(rèn)對(duì)于注意的輸入信號(hào)的變化的傾向。這時(shí)， 若是具有脫離傾向的數(shù)據(jù)，則判斷該數(shù)據(jù)成為建模時(shí)的誤差原因，并從學(xué) 習(xí)數(shù)據(jù)中除去。對(duì)每一個(gè)輸入信號(hào)使用的數(shù)據(jù)種類(lèi)實(shí)施以上處理。
下面，對(duì)該篩選處理部2012的篩選處理的具體內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
篩選處理部2012從存儲(chǔ)于過(guò)程DB2011的燃煤鍋爐2004的過(guò)程數(shù)據(jù) 中取得作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入使用的輸入信號(hào)及與推定對(duì)象即CO濃度、 NOx濃度對(duì)應(yīng)的測(cè)量值。
作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)，例如有供給燃煤鍋爐2004的燃燒用的 一次空氣流量(非測(cè)量時(shí)是一次空氣鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力等)、二次空氣流量、燃 煤鍋爐的負(fù)荷及供給燃料煤的供煤機(jī)流量等。
其中，作為最初的順序著眼于一個(gè)信號(hào)，通過(guò)篩選處理部2012進(jìn)行 存儲(chǔ)于過(guò)程DB2011的過(guò)程數(shù)據(jù)的分組。
例如，作為最初順序的一個(gè)信號(hào)著眼于供煤機(jī)流量的信號(hào)時(shí)，對(duì)于供 煤機(jī)流量以外的信號(hào)值，將差在規(guī)定的閾值以內(nèi)的數(shù)據(jù)作為同樣的分組來(lái) 定義。
艮口，將供煤機(jī)流量以外的信號(hào)作為輸入信號(hào)時(shí)，在篩選處理部2012 中，供煤機(jī)流量的值不同，但是， 一次空氣流量、二次空氣流量、鍋爐負(fù) 荷的各信號(hào)匯集表示在規(guī)定的閾值以內(nèi)大致相同的值的數(shù)據(jù)而被分組化。
接著，對(duì)上述被分組化的各組，經(jīng)由篩選處理部2012對(duì)輸入信號(hào)即 供煤機(jī)流量和成為推定的氣體濃度的對(duì)象的CO濃度和NOx濃度的關(guān)系進(jìn) 行標(biāo)志化。圖13表示該處理的概念。
圖13是經(jīng)由篩選處理部2012進(jìn)行的標(biāo)志化的處理，對(duì)于屬于同一組 的數(shù)據(jù)，橫軸表示輸入信號(hào)的供煤機(jī)流量，縱軸表示圖示作為推定氣體濃 度的對(duì)象的NOx濃度時(shí)的特性標(biāo)志。
供煤機(jī)流量信號(hào)以外的信號(hào)值成為上述的規(guī)定閾值以內(nèi)的大致同樣 的值，因此供煤機(jī)流量以外的其它信號(hào)可以假設(shè)成同樣條件。這時(shí)，特性 標(biāo)志表示數(shù)據(jù)對(duì)于供煤機(jī)流量的依存性，即，對(duì)NOx濃度造成影響的關(guān) 系程度，圖13 (a)的情況表示上述關(guān)系的程度大的狀況。接著，對(duì)圖13中圖示的數(shù)據(jù)，通過(guò)篩選處理部2012進(jìn)行函數(shù)擬合。 圖13 (a)所示的曲線狀的參數(shù)2100表示通過(guò)擬合處理得到的擬合 (fitting)函數(shù)。
接著，用篩選處理2012計(jì)算該擬合函數(shù)2100和圖示的各數(shù)據(jù)的誤差。
而且，通過(guò)篩選處理部2012的計(jì)算，誤差超過(guò)規(guī)定的閾值的值的數(shù) 據(jù)的相對(duì)于供煤機(jī)流量的上述依存性與其它數(shù)據(jù)不同，因此，大多判斷為 含有誤差的數(shù)據(jù)，并從由后述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 的模型的建模處理所使用的數(shù)據(jù)中排除。
例如，在圖13 (a)所示的情況中，數(shù)據(jù)2101相對(duì)于曲線狀的函數(shù) 2100的誤差A(yù)E超過(guò)規(guī)定的閾值的值時(shí)，判斷為數(shù)據(jù)2101中含有的誤差A(yù)E 大，從而將該數(shù)據(jù)2101從建模處理使用的數(shù)據(jù)中除去。
接著，如圖13 (b)所示的情況所示，對(duì)于在上述篩選處理2012中用 擬合處理沒(méi)有除去的數(shù)據(jù)，再一次進(jìn)行擬合處理。
在該圖13 (b)的例中，表示除去數(shù)據(jù)2101進(jìn)行擬合處理，得到新的 曲線狀的擬合函數(shù)2102的狀況。
接著，經(jīng)由篩選處理2012計(jì)算該新的擬合函數(shù)2102和圖示的各數(shù)據(jù) 的誤差。而且，在誤差超過(guò)規(guī)定的閾值的值的數(shù)據(jù)存在時(shí)，除去成為超過(guò) 該規(guī)定的閾值的值的誤差的數(shù)據(jù)，再一次進(jìn)行擬合處理。
而且，若沒(méi)有超過(guò)誤差規(guī)定的閾值的值的數(shù)據(jù)，對(duì)于該分組的處理結(jié) 束。對(duì)于別的分組進(jìn)行同樣的處理。
對(duì)于作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)設(shè)定的各信號(hào)(在上述的例中，供煤機(jī) 流量之外的一次空氣流量、二次空氣流量及鍋爐的負(fù)荷)進(jìn)行上述說(shuō)明的 處理。
通過(guò)上述的篩選處理2012的篩選處理，能夠除去成為模型的誤差主 要因素的誤差大的數(shù)據(jù)。
這些篩選處理部2012的篩選處理結(jié)果存儲(chǔ)于篩選處理結(jié)果存儲(chǔ)部 2013。
接著，經(jīng)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014，根據(jù)存儲(chǔ)于篩選處理結(jié)果存儲(chǔ) 部2013的篩選處理后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行用于推定CO濃度和NOx濃度的神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)處理。圖14表示上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成例。
在構(gòu)成圖14所示的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成例 中，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)，分別給予燃煤鍋爐2004的過(guò)程數(shù)據(jù)即供 煤機(jī)流量、 一次空氣流量、二次空氣流量、鍋爐負(fù)荷，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸 出信號(hào)設(shè)定有從燃煤鍋爐2004排出的排放氣體中的CO濃度和NOx濃度。
通過(guò)構(gòu)成該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)處理，求出 表示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值和輸出值關(guān)系的結(jié)合系數(shù)。
由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理求出的結(jié)合系數(shù)存 儲(chǔ)于學(xué)習(xí)結(jié)果存儲(chǔ)部2015。
以上說(shuō)明是構(gòu)筑用于推定從燃煤鍋爐2004排出的排放氣體中的氣體 濃度(CO濃度及或NOx濃度)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的學(xué)習(xí)處理的內(nèi)容。
在該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的學(xué)習(xí)處理中，若過(guò)程DB2011中存 儲(chǔ)有種種運(yùn)轉(zhuǎn)條件的燃煤鍋爐2004的測(cè)量數(shù)據(jù)，則不需要實(shí)時(shí)處理。
另外，在進(jìn)行推定后述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016的氣體濃度(CO 濃度和NOx濃度)處理前，預(yù)先進(jìn)行上述的學(xué)習(xí)處理，也可以準(zhǔn)備神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)模型。
接著，對(duì)使用由上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部2014的學(xué)習(xí)處理構(gòu)筑的神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016來(lái)進(jìn)行燃煤鍋爐2004的排放氣體 含有的氣體濃度(CO濃度及或NOx濃度)的推定的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
在圖12所示的具備燃煤鍋爐的火力發(fā)電設(shè)備2004的控制系統(tǒng)2002 中，為降低環(huán)境規(guī)定值設(shè)定的燃煤鍋爐2004的排放氣體中含有的氣體濃 度即CO濃度及或NOx濃度，進(jìn)行燃煤鍋爐2004的燃燒控制的最優(yōu)化。
該燃燒控制的最優(yōu)化處理通過(guò)設(shè)置于控制系統(tǒng)2002的運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定 部2003，根據(jù)來(lái)自該控制系統(tǒng)2002的指令信號(hào)變更神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入中設(shè) 定的過(guò)程值中與控制條件對(duì)應(yīng)的過(guò)程值。
例如，在解析改變一次空氣流量時(shí)的CO濃度及NOx濃度的變化傾向 時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定部2003只改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)中的一次空氣流量 的值，對(duì)于其它的輸入信號(hào)(例如，供煤機(jī)流量、二次空氣流量及鍋爐的 負(fù)荷)值，使其保持直接設(shè)定當(dāng)前值來(lái)工作。
這時(shí)，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016以推定處理得到的CO濃度及NOx濃度的推定值(在上述例中，知道對(duì)于輸入信號(hào)的一次空氣流量的變 化傾向)，控制系統(tǒng)2確定燃煤鍋爐的鍋爐燃燒的最佳的控制方法。
作為鍋爐燃燒的最佳的控制方法，例如，認(rèn)為通過(guò)變更供給鍋爐的燃 燒用空氣量的調(diào)節(jié)、鍋爐的燃燒模式來(lái)進(jìn)行鍋爐的燃燒控制。
對(duì)上述所述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016的處理結(jié)果，構(gòu)成為能夠顯 示于圖12所示的顯示裝置2005并確認(rèn)。
圖15表示設(shè)置于圖12所示的本實(shí)施例的顯示裝置2005的顯示例的 一例。在圖15 (a)所示的顯示裝置2005的顯示例中，圖示有通過(guò)篩選處 理部2012的篩選處理而除去的數(shù)據(jù)2101。
另外，在圖15 (b)所示的顯示裝置2005的顯示例中，用點(diǎn)劃線表示 通過(guò)本實(shí)施例的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部2016，由學(xué)習(xí)處理得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模 型對(duì)于NOx濃度的推定值，并且也表示時(shí)間經(jīng)過(guò)導(dǎo)致的NOx濃度的推定 值的傾向。
另外，在圖15 (b)的顯示例中以將用實(shí)線表示的NOx濃度的實(shí)測(cè)值 和用點(diǎn)劃線表示的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型表示的推定值的傾向的雙方進(jìn)行比較的 方式來(lái)圖示。
在以上說(shuō)明的本實(shí)施例中，能夠高精度進(jìn)行基于控制系統(tǒng)的鍋爐燃燒 控制的最佳化的排放氣體中的CO濃度及或NOx濃度的推定處理。
艮P，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬燃煤鍋爐的燃燒控制中排 放氣體中的CO濃度或NOx濃度的變化時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制實(shí)機(jī)數(shù)據(jù)中含有 的測(cè)量誤差引起的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的推定誤差，并可進(jìn)行高精度的氣體濃度 推定的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置及氣體濃度推定方法。
工業(yè)上的可利用性
作為一實(shí)施例的本發(fā)明，可適用于設(shè)備的控制裝置及具備鍋爐的火力 發(fā)電設(shè)備的控制裝置。
作為其它實(shí)施例的本發(fā)明，可適用于推定從燃煤鍋爐排出的排放氣體 中含有的氣體成分即CO濃度及NOx濃度的燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置 及氣體濃度推定方法。
權(quán)利要求
1、一種設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在于，在所述控制裝置中具備生成向設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)；模擬設(shè)備特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予設(shè)備后的結(jié)果而取得的該設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的所述操作信號(hào)的修正信號(hào)，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，根據(jù)從模型提取的模型特性的特征量來(lái)計(jì)算修正信號(hào)，所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，使用至少由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備的控制裝置，其特征在于， 由所述模型算出從相對(duì)于設(shè)備的現(xiàn)在的操作信號(hào)改變成由所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)基于學(xué)習(xí)結(jié)果計(jì)算的操作信號(hào)時(shí)的模型特性曲線，由所述修正信號(hào)生 成機(jī)構(gòu)算出所述模型特性曲線的極化點(diǎn)數(shù)，與所述設(shè)備的控制裝置連接且 設(shè)置圖像顯示裝置，在該圖像顯示裝置中，使強(qiáng)調(diào)了極化點(diǎn)位置的模型特 性曲線或極化點(diǎn)數(shù)中的至少一個(gè)顯示在畫(huà)面上。
3、 一種設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái) 運(yùn)算對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在于，在所述控制裝置中具備生成向設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成 機(jī)構(gòu)；模擬設(shè)備特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目 標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果 計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二 誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予 設(shè)備后的結(jié)果而取得的該設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與該測(cè)量 信號(hào)的目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算 的第二誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的所述操 作信號(hào)的修正信號(hào)，所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，在預(yù)定的閾值的范圍內(nèi)探索并學(xué)習(xí)模型的輸 出與目標(biāo)值的誤差成為最小的操作條件，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 為，在基于所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的閾值范圍內(nèi)探索并改變操作信號(hào)，計(jì)算使該設(shè) 備的測(cè)量信號(hào)與測(cè)量信號(hào)的目標(biāo)值的誤差成為最小的修正信號(hào)，所述操作 信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué)習(xí)信 號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該設(shè)備進(jìn)行控制 的所述操作信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備的控制裝置，其特征在于，在保存學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)所使用的參數(shù)的學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，具備在基 于學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的閾值的范圍內(nèi)任意設(shè)定探索的范圍的用戶界面。
5、 一種設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在于，在所述控制裝置中具備生成向設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)；模擬設(shè)備特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目 標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果 來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予 設(shè)備的結(jié)果而取得的該設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二誤差比 第一誤差更大時(shí)，生成由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的所述操作信號(hào)的修正 信號(hào)，所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，根據(jù)所述誤差計(jì)算所述學(xué)習(xí)信號(hào)和 所述修正信號(hào)的加權(quán)參數(shù)值，所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的加權(quán)參數(shù)值和由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 計(jì)算的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該 設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
6、 一種火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在 于，測(cè)量信號(hào)含有從火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐排出的排放氣體中含有的氮氧 化物濃度、 一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫氧化物濃度、水銀濃度、煤 的流量、碾磨機(jī)的分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)輸出中的至少一種測(cè)量信號(hào)，操作 信號(hào)含有鍋爐的空氣擋板的開(kāi)度、空氣流量、空氣溫度、燃料流量、排 放氣體再循環(huán)流量的至少一種操作信號(hào)，所述控制裝置具備生成向火力發(fā)電設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào) 生成機(jī)構(gòu)；模擬火力發(fā)電設(shè)備的特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿 足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu) 的學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二 誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予 設(shè)備后的結(jié)果而取得的該火力設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其 目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二 誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的所述操作信號(hào) 的修正信號(hào)，所述模型具備多個(gè)與火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐的燃燒器模式、負(fù)荷水平、 每個(gè)煤種類(lèi)相對(duì)應(yīng)的模型，所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)具備基于向鍋爐的碾磨機(jī)供給的煤流量的測(cè)量信號(hào)值而把握燃燒器模式的功能；基于輸出要求 或發(fā)電機(jī)輸出的測(cè)量信號(hào)的值而把握負(fù)荷水平的功能；基于碾磨機(jī)分級(jí)機(jī) 轉(zhuǎn)速的測(cè)量信號(hào)的值而把握煤種類(lèi)的功能，所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 為，根據(jù)使用與由所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)把握的各條件相對(duì)應(yīng)的模型而學(xué) 習(xí)的結(jié)果來(lái)生成學(xué)習(xí)信號(hào)，所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由 所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算 的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
7、 如權(quán)利要求6所述的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其特征在于，所述模型具備多個(gè)能夠模擬在火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐中使用多種類(lèi)的 煤時(shí)的設(shè)備特性的模型，且所述操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，基于煤的組 成的信息計(jì)算多個(gè)模型間的模型的加權(quán)，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 為，基于所述模型的加權(quán)來(lái)計(jì)算對(duì)該火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的所述修正信號(hào)。
8、 如權(quán)利要求6所述的火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其特征在于， 當(dāng)使用含有硫磺量比閾值更多的煤時(shí)，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)生成修正信號(hào)，以使從設(shè)置于火爐壁面部的燃燒器及氣口供給的空氣量增多。
9、 一種火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在 于，測(cè)量信號(hào)含有從火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐排出的排放氣體中含有的氮氧化物濃度、 一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫氧化物濃度、水銀濃度的至少一種，操作信號(hào)含有空氣擋板的開(kāi)度、空氣流量、空氣溫度、燃料流量、排放氣體再循環(huán)流量的至少一種操作信號(hào)，所述控制裝置具備生成向火力發(fā)電設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)；模擬火力發(fā)電設(shè)備的特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu) 的學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予 設(shè)備后的結(jié)果而取得的該火力設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二 誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的操作信號(hào) 的修正信號(hào)，所述模型以計(jì)算且輸出火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐的至少一氧化碳濃度的 預(yù)測(cè)值的方式構(gòu)成，所述學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，學(xué)習(xí)以達(dá)到使所述一氧化碳 濃度的預(yù)測(cè)值的變化率小，且一氧化碳濃度的預(yù)測(cè)值成為最小的操作條件 的模型輸入信號(hào)的生成方法，且所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué)習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu) 計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
10、 一種火力發(fā)電設(shè)備的控制裝置，其使用測(cè)量火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)的測(cè)量信號(hào)來(lái)運(yùn)算對(duì)火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制的操作信號(hào)，其特征在 于，測(cè)量信號(hào)含有從火力發(fā)電設(shè)備排出的排放氣體中含有的氮氧化物濃 度、 一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、硫氧化物濃度、水銀濃度、煤的流量、 碾磨機(jī)的分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)輸出中的至少一種，操作信號(hào)含有空氣擋 板的開(kāi)度、空氣流量、空氣溫度、燃料流量、排放氣體再循環(huán)流量的至少 一種操作信號(hào)，所述控制裝置具備生成向火力發(fā)電設(shè)備發(fā)送的操作信號(hào)的操作信號(hào) 生成機(jī)構(gòu)；模擬火力發(fā)電設(shè)備的特性的模型；以由模型模擬的輸出信號(hào)滿 足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu) 的學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，所述控制裝置還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，分別計(jì)算第一誤差及第二 誤差，該第一誤差及第二誤差是作為將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)給予 設(shè)備后的結(jié)果而取得的該火力設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)與其 目標(biāo)值的誤差；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，當(dāng)由該操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)計(jì)算的第二 誤差比第一誤差更大時(shí)，生成由所述操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)所生成的操作信號(hào) 的修正信號(hào)，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，從所述第一誤差或所述第二誤差的 特征推定誤差主要原因，并基于所述誤差主要原因而生成修正信號(hào)，所述 操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為，至少使用由所述學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的學(xué) 習(xí)信號(hào)和由所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)計(jì)算的修正信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)該火力發(fā)電 設(shè)備進(jìn)行控制的所述操作信號(hào)。
11、 一種燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置，其使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)推定從燃 煤鍋爐排出的排放氣體中含有的氣體成分的濃度，其特征在于，所述氣體濃度推定裝置具備過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部，存儲(chǔ)燃煤鍋爐的過(guò)程數(shù) 據(jù)；篩選處理部，進(jìn)行從存儲(chǔ)于該過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部的過(guò)程數(shù)據(jù)中提取適于神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)的篩選處理；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部，基于由該篩選處理部提取的適于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)處理；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 推定處理部，基于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部的學(xué)習(xí)處理，推定處理從所述燃 煤鍋爐排出的排放氣體中的CO濃度或NOX濃度。
12、 一種燃煤鍋爐的氣體濃度推定方法，其使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)推定從燃 煤鍋爐排出的氣體成分的濃度，其特征在于，將燃煤鍋爐的過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部，存儲(chǔ)于該過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)部 的過(guò)程數(shù)據(jù)通過(guò)篩選處理部進(jìn)行提取適于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)的篩選處 理，基于由該篩選處理部提取的適于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)學(xué)習(xí)處理部進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)處理，基于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部的學(xué) 習(xí)處理并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推定處理部來(lái)推定處理從燃煤鍋爐排出的排放氣體中的CO濃度或NOx濃度。
13、 如權(quán)利要求12所述的燃煤鍋爐的氣體濃度推定方法，其特征在于，篩選處理部的篩選處理對(duì)于所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部的學(xué)習(xí)所使用 的過(guò)程數(shù)據(jù)，確定對(duì)于作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)使用的各信號(hào)的變化傾向 為基準(zhǔn)而含有較大誤差的數(shù)據(jù)，并以排除該確定的數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行篩選處 理。
14、 如權(quán)利要求12所述的燃煤鍋爐的氣體濃度推定方法，其特征在于，篩選處理部的篩選處理中對(duì)于在所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)處理部的學(xué)習(xí)中 所使用的過(guò)程數(shù)據(jù)，對(duì)于作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)使用的各信號(hào)，提取以 一個(gè)輸入信號(hào)為基準(zhǔn)且其它的輸入信號(hào)的值在規(guī)定的閾值以內(nèi)的過(guò)程數(shù) 據(jù)，并將該過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，使用屬于該分組的過(guò)程數(shù)據(jù)，求出擬合作 為基準(zhǔn)的輸入信號(hào)和推定對(duì)象即氣體濃度的信號(hào)值的關(guān)系的函數(shù)，并用擬 合的函數(shù)值和推定對(duì)象即CO濃度或NOx濃度的信號(hào)值的差來(lái)確定排除的數(shù)據(jù)。
15、 如權(quán)利要求14所述的燃煤鍋爐的氣體濃度推定方法，其特征在于，在顯示裝置中顯示屬于同一組的數(shù)據(jù)、通過(guò)擬合求出的函數(shù)、排除的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)備控制裝置、火力發(fā)電設(shè)備控制裝置以及燃煤鍋爐的氣體濃度推定裝置。本發(fā)明的設(shè)備控制裝置構(gòu)成為，具備生成對(duì)于設(shè)備的操作信號(hào)的操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，模擬設(shè)備特性的模型，以用模型模擬的輸出信號(hào)滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)的方式生成模型的輸入信號(hào)的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)，根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)結(jié)果計(jì)算學(xué)習(xí)信號(hào)的學(xué)習(xí)信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，還具備操作結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，將某操作信號(hào)及更新的操作信號(hào)作為給予設(shè)備的結(jié)果，分別計(jì)算取得的該設(shè)備的第一測(cè)量信號(hào)及第二測(cè)量信號(hào)和其目標(biāo)值的誤差即第一誤差及第二誤差，修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，在第二誤差比第一誤差更大時(shí)，生成在操作信號(hào)生成機(jī)構(gòu)生成的所述操作信號(hào)的修正信號(hào)。
文檔編號(hào)F22B35/18GK101441442SQ20081017336
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者關(guān)合孝朗, 山田昭彥, 林喜治, 江口徹, 深井雅之, 清水悟 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所