JP7645123B2 - BOILER OPERATION ASSISTANCE DEVICE, BOILER OPERATION CONTROL SYSTEM, BOILER OPERATION ASSISTANCE METHOD, AND BOILER OPERATION ASSISTANCE PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラの運転支援装置、ボイラの運転制御システム、ボイラの運転支援方法、及びボイラの運転支援プログラムに関する。 The present invention relates to a boiler operation support device, a boiler operation control system, a boiler operation support method, and a boiler operation support program.
発電プラントでは、運転最適化、省力化を図るため、機械学習などのAI(人工知能)技術を組み込んだ運転制御装置により半自動/全自動運転することが検討されている。このような運転制御装置の導入(更新)の意思決定や、導入後の効果確認のために、視覚的に導入メリットを把握したいニーズがある。 In power plants, semi-automatic/fully automatic operation is being considered using operation control devices incorporating AI (artificial intelligence) technology such as machine learning to optimize operation and reduce labor. There is a need to visually understand the benefits of introducing such operation control devices in order to make decisions about their introduction (updates) and to confirm the effects after introduction.
新システムの導入メリットの評価技術例として、例えば特許文献1には所定期間の省エネルギ運転モードによる消費電力量(実測値)と、別の期間の定容量の基本運転モードによる消費電力量(実測値)との差を求め、この差に基づいてメリット料金を求め、通知するシステムが記載されている。
As an example of a technology for evaluating the benefits of introducing a new system, for example,
発電プラントでは、燃料性状、燃焼状態又は、気象条件などの状況が刻々と変化し、最適な運転条件(運転指示値の設定)も変化するため、運転制御装置の導入メリットを適切に評価しているものとは言い難い。また、評価する際に対比するベース値についての妥当性も必要となる。この点について特許文献1では考慮されていない。
In a power plant, conditions such as fuel properties, combustion state, and weather conditions change from moment to moment, and the optimal operating conditions (settings of operating instruction values) also change, so it is difficult to say that the benefits of introducing an operation control device are being appropriately evaluated. In addition, the validity of the base values to be compared when making an evaluation is also necessary. This point is not taken into consideration in
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、学習モデルを用いてボイラの運転制御を行った際の運転評価をより適切に行うことを通じて運転支援を行うことを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above situation, and aims to provide operational support by more appropriately evaluating operation when controlling boiler operation using a learning model.
上記課題を達成するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を備える。その一例をあげるならば、本発明は、ボイラの運転支援装置であって、ボイラを運転させたときに生じるプロセス値の予測値を算出する学習モデルを用いた運転シミュレーション結果による推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する最適化操作端パラメータを導出する最適化部と、前記最適化操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した期間のうち、運転評価の対象となる期間を評価期間とし、当該評価期間に生じると推定される第1推定コストを算出する第1推定コスト算出部と、前記最適化操作端パラメータと対比するためのベース操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した場合に前記評価期間に生じると推定される第2推定コストを算出する第2推定コスト算出部と、前記第1推定コスト及び前記第2推定コストの差分に基づく運転評価結果を出力する運転評価部と、を備えるボイラの運転支援装置である。 In order to achieve the above object, the present invention has the configuration described in the claims. As an example, the present invention is a boiler operation support device, which includes an optimization unit that calculates an estimated evaluation index based on the results of an operation simulation using a learning model that calculates a predicted value of a process value that occurs when the boiler is operated, and derives an optimized control terminal parameter corresponding to the optimal value of the estimated evaluation index, a first estimated cost calculation unit that sets a period that is the subject of operation evaluation among the periods during which the boiler is operated using the optimized control terminal parameters as an evaluation period and calculates a first estimated cost that is estimated to occur during the evaluation period, a second estimated cost calculation unit that calculates a second estimated cost that is estimated to occur during the evaluation period when the boiler is operated using a base control terminal parameter for comparison with the optimized control terminal parameter, and an operation evaluation unit that outputs an operation evaluation result based on the difference between the first estimated cost and the second estimated cost.
本発明によれば、学習モデルを用いてボイラの運転制御を行った際の運転評価をより適切に行うことを通じて運転支援が行える。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, operation support can be provided by more appropriately evaluating operation when controlling boiler operation using a learning model. Problems, configurations, and effects other than those described above will become clear from the description of the embodiment below.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。全図を通じて同一の構成、ステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。 Below, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are multiple embodiments, the present invention may be configured by combining the respective embodiments. The same components and steps are given the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate explanations will be omitted.
図1は、ボイラ1の概略構成図である。
Figure 1 is a schematic diagram of
ボイラ1は、火炉11と燃焼装置12と煙道13を有している。火炉11は、例えば四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11は、壁面が、蒸発管(伝熱管)と蒸発管を接続するフィンとで構成され、蒸発管内を流れる給水や蒸気と火炉11内の燃焼ガスとが熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。具体的には、火炉11の側壁面には、複数の蒸発管が例えば鉛直方向に沿って配置され、水平方向に並んで配置されている。フィンは、蒸発管と蒸発管との間を閉塞している。火炉11は、炉底に傾斜面62が設けられており、傾斜面62に炉底蒸発管70が設けられて底面となる。
The
燃焼装置12は、この火炉11を構成する火炉壁の鉛直下部側に設けられている。本実施形態では、この燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば21,22,23,24,25)を有している。例えば、この燃焼バーナ(バーナ)21,22,23,24,25は、火炉11の周方向に沿って均等間隔で複数配設されている。但し、火炉の形状、バーナの配置や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
The
この各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して粉砕機(微粉炭機/ミル:補機に相当する。)31,32,33,34,35に連結されている。石炭が図示しない搬送系統で搬送されて、この粉砕機31,32,33,34,35に投入されると、ここで所定の微粉の大きさに粉砕され、搬送用空気(1次空気)と共に微粉炭供給管26,27,28,29,30から燃焼バーナ21,22,23,24,25に粉砕された石炭(微粉炭)を供給することができる。
Each of these
また、火炉11は、各燃焼バーナ21,22,23,24,25の装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト37bの一端部が連結されて、他端部は空気を供給する空気ダクト37aに連結点37dにおいて連結される。
また、火炉11の鉛直方向上方には煙道13が連結されており、この煙道13に蒸気を生成するための複数の熱交換器(41,42,43,44,45,46,47)が配置されている。そのため、燃焼バーナ21,22,23,24,25が火炉11内に微粉化燃料と燃焼用空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスを生成されて煙道13に流れる。そして、燃焼ガスにより火炉壁及び熱交換器(41~47)を流れる給水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成され、生成された過熱蒸気を供給して図示しない蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した図示しない発電機を回転駆動して発電を行うことができる。また、この煙道13は、排ガス通路48が連結され、燃焼ガスの浄化を行うための脱硝装置50、送風機38から空気ダクト37aへ送気する空気と排ガス通路48を送気する排ガスとの間で熱交換を行うエアヒータ49、煤塵処理装置51、誘引送風機52などが設けられ、下流端部に煙突53が設けられている。なお、脱硝装置50は排ガス基準を満足できれば設けなくてもよい。
In addition, a
本実施形態の火炉11は、微粉炭の搬送用空気(1次空気)及び風箱36から火炉11に投入される燃焼用空気(2次空気)による燃料過剰燃焼後、新たに燃焼用空気(アフタエア)を投入して燃料希薄燃焼を行わせる、所謂2段燃焼方式の火炉である。そのため、火炉11にはアフタエアポート39が備えられ、アフタエアポート39に空気ダクト37cの一端部が連結され、他端部は連結点37dにおいて空気を供給する空気ダクト37aに連結される。なお、2段燃焼方式を採用しない場合、アフタエアポート39は設けなくてもよい。
The
送風機38から空気ダクト37aに送気された空気は、エアヒータ49で燃焼ガスと熱交換により温められ、連結点37dにおいて空気ダクト37bを経由して風箱36へ導かれる2次空気と、空気ダクト37cを経由してアフタエアポート39へと導かれるアフタエアとに分岐する。
The air sent from the
図2は、ボイラ1の運転制御システム10の概略説明図である。運転制御システム10は、ボイラ1と、ボイラ1の運転支援装置100と、ボイラ1の運転制御装置200とが通信接続されて構成される。
Figure 2 is a schematic diagram of the
運転支援装置100は、ボイラ1を運転した際に生じる各種プロセス値を予測するため学習モデルを構築し、各種プロセス値の予測値に基づいてボイラ1の運転条件をAI運転制御により最適化し、ボイラ1の運転制御を支援する。
The
更に運転支援装置100は、AI運転制御を導入したコストメリットの累積時間での評価(以下「累積評価」という)を行う。
Furthermore, the driving
運転支援装置100は、データ取得部110、RTC112、運転データ記憶部114、データ抽出部116、データ前処理部118、モデル構築部120、モデル記憶部122、最適化部124、運転評価部132、代替制御ロジック記憶部134、入出力制御部136を含む。
The driving
運転評価部132は、ボイラ1がAI運転制御の下で稼働している状態での運転コストの予測データ(以下「AIオン予測データ」という。)を演算するAIオン予測データ演算部132a、ボイラ1がAI運転制御ではなく代替制御ロジックによる運転制御の下で稼働している状態での運転コストの予測データ(以下「AIオフ予測データ」という。)を演算するAIオフ予測データ演算部132b、AIオン予測データ及びAIオフ予測データのそれぞれについて、それぞれに含まれるAI予測データに含まれる予測誤差を演算する予測誤差演算部132c、及びAIオン予測データ及びAIオフ予測データを用いて予測誤差を反映した累積評価結果を演算し出力する累積評価部132dを含む。本明細書における「予測データ」は、一つ以上の予測値を含むデータであり、「予測値」単体のデータとは必ずしも一致しない。AIオン予測データ演算部132aは第1推定コスト算出部、AIオフ予測データ演算部132bは、第2推定コスト算出部に相当する。
The
入出力制御部136は、入力装置311から累積評価期間、累積評価条件などの入力を受け付けて運転評価部132に出力する。
The input/
また入出力制御部136は、運転評価部132からディスプレイ312に対して累積評価結果を出力して表示する。その他の各部の機能は後述する。
The input/
図3は、運転支援装置100のハードウェア構成を示す図である。
Figure 3 is a diagram showing the hardware configuration of the
運転支援装置100は、プロセッサ301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read Only Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304、入力I/F305、出力I/F306、及び通信I/F307を含み、これらがバス308を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。
The
プロセッサ301は、GPU(Graphics Processing Unit)でもCPU(Central Processing Unit)でもよく、演算機能を実行するデバイスであれば種類を問わない。また、運転支援装置100のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。運転支援装置100は、運転支援装置100の各機能を実現する運転支援プログラムをプロセッサ301が実行する、又は制御回路が演算することにより構成される。
The
入力I/F305には、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力装置311が接続される。
An
出力I/F306には、LCD、有機パネル等からなるディスプレイ312が接続される。また出力装置として外部通信装置を用い、累積評価結果を遠隔地に送信するように構成してもよい。
A
通信I/F307には、ボイラ1及び運転制御装置200のそれぞれが接続される。
The
ボイラ1は、各種プロセス値を検出するセンサ1,2,・・・,Mと、運転条件を設定する操作端1,2,・・・,Nを備える。
The
運転支援装置100は、センサ1,2,・・・,Mから各種プロセス値の実測値を受信する。
The driving
運転支援装置100は、AI運転制御により最適化された運転条件を示すデータを運転制御装置200に送信する。運転制御装置200は、運転条件を基に各操作端1,2,・・・,Nに設定する設定値を決定して設定する。各操作端への設定値は、操作端パラメータである。運転制御装置200は、操作端パラメータを運転支援装置100に送信する。
The driving
図4は、AI運転制御の累積評価の概要を示すフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart showing an overview of the cumulative evaluation of AI driving control.
AI運転制御の前準備として、モデル構築部120は、データ前処理部118により前処理が行われたボイラ1の運転データ、具体的には運転条件を示す各種入力パラメータを入力して機械学習を行いプロセス値の予測値を出力する学習モデルを構築する(S1)。構築された学習モデルは、モデル記憶部122に記憶される。
As a preliminary step for AI operation control, the
図5は、モデル構築部120が作成する学習モデルの例を示す図である。入力パラメータとして、操作端パラメータ、燃料パラメータ(例えば石炭性状等)、運転パラメータ(例えばボイラ負荷等)、その他のパラメータ(例えば気温等の環境条件等)を用いる。
Figure 5 is a diagram showing an example of a learning model created by the
学習モデルは、プロセス値毎に設ける。 A learning model is set up for each process value.
図5の例では、プロセス値として「ボイラ出口蒸気温度」、「排ガス性状(NOx等)」、「ガス温度」、「灰中未燃分」、「ボイラ1内の温度(メタル温度)」とがある。モデル構築部120は、各プロセス値に対応した学習モデル1、学習モデル2、学習モデル3、学習モデル4、学習モデル5を構築する。学習モデル4は、特定の非計測プロセス値の予測値を算出する第1学習モデルに相当し、学習モデル1,2,3,5は、その他のプロセス値の予測値を算出する第2学習モデルに相当する。
In the example of Figure 5, the process values are "boiler outlet steam temperature," "exhaust gas properties (NOx, etc.)," "gas temperature," "unburned content in ash," and "temperature inside boiler 1 (metal temperature)." The
図4に戻り、最適化部124は、学習モデルを用いてプロセス値の予測値を演算し(プロセス値の予測値は運転シミュレーション結果に相当する)、運転条件を最適化してプロセス値の改善を行う(S2)。学習モデルを用いて運転条件を最適化する運転制御を「AI運転制御」と称する。また最適化された運転条件に含まれる操作端パラメータを最適化操作端パラメータと称する。
Returning to FIG. 4, the
ボイラ1は複数の運転モードの中から選択された一つの運転モードで実運転される。その運転モードにあうようにプロセス値を改善することをAI運転制御の目的とする。そこで、最適化部124は学習モデルを用いて運転条件(入力パラメータ)を変えて複数の運転条件におけるプロセス値の予測値を演算する。そして、運転モードにあうプロセス値の予測値が得られた運転条件を選択する。最適化部124は、運転シミュレーションを行った複数の運転条件について、運転モードに合わせて推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する運転条件を最適条件として選択する。最適化条件に含まれる最適化操作端パラメータを、運転制御装置200に送信する。運転制御装置200は、最適化操作端パラメータを各操作端1,2,・・・,Nに設定する。
The
ボイラ1の運転データを時系列に沿って収集する(S3)。運転データには、運転条件及び検出されたプロセス値がRTC112から取得した時間データ(例えばタイムスタンプ)に関連付けられ、運転データ記憶部114に記憶される。
Operation data of the
AI運転制御の累積評価を行う(S4)。 Perform a cumulative evaluation of AI driving control (S4).
まず、図6~図8を参照して、累積評価に用いる運転コストの算出について説明する。図6は、AI運転制御の運転コストの観点から評価する際に用いるプロセス値を示す。 First, the calculation of the operating costs used in the cumulative evaluation will be explained with reference to Figures 6 to 8. Figure 6 shows the process values used when evaluating the AI operation control from the viewpoint of operating costs.
本実施形態の評価方式は、AI運転制御の累積評価に実測値だけでなく学習モデルから演算した予測値を用いるので、「予測方式」と称する。 The evaluation method of this embodiment is called a "prediction method" because it uses not only actual measured values but also predicted values calculated from a learning model for the cumulative evaluation of AI driving control.
まず図6において、「AI稼働状態:ON」とは、ボイラ1がAI運転制御により稼働している状態を示す。そこで、「AI稼働状態:ON」では、ボイラ1の運転中に計測可能なプロセス値は実測値、運転中に計測不可なプロセス値(非計測プロセス値)は、そのプロセス値をモデル化した学習モデルを用いてAI運転制御中に発生する非計測プロセス値の予測値を演算する。
First, in FIG. 6, "AI operation state: ON" indicates a state in which the
「運転コスト」の算定要素となる「コスト関連プロセス値」には、「灰中未燃分」、「排ガス温度等」がある。これらのうち、「灰中未燃分」は非計測プロセス値である。そこでAIオン予測データ演算部132aは、学習モデルを用いて「灰中未燃分」の予測値を演算する。
The "cost-related process values" that are calculation factors for "operating cost" include "unburned content in ash" and "exhaust gas temperature, etc." Of these, "unburned content in ash" is a non-measured process value. Therefore, the AI-on prediction
また、「排ガス温度等」はボイラ1の運転中に計測できるので実測値を用いる。
In addition, "exhaust gas temperature, etc." can be measured while
従って、「運転コスト」には「灰中未燃分」の予測値を含んで計算されるので、「運転コスト」も予測値として得られる。「灰中未燃分」の予測値の予測誤差が「運転コスト」にも影響を及ぼすので、予測値の予測誤差を運転コストの累積評価の際に考慮する。詳細については後述する。 Therefore, the "operating cost" is calculated including the predicted value of "unburned content in ash," so the "operating cost" is also obtained as a predicted value. Since the prediction error of the predicted value of "unburned content in ash" also affects the "operating cost," the prediction error of the predicted value is taken into consideration when cumulatively evaluating the operating cost. Details will be given later.
図7は、AIオン予測データ演算部132aの演算処理を示す。
Figure 7 shows the calculation process of the AI-on prediction
AIオン予測データ演算部132aは、入力パラメータとして、燃料パラメータ(石炭性状等)、運転パラメータ(ボイラ負荷等)、その他のパラメータ(気温等の環境条件等)と、AI運転制御によりボイラ1を稼働した際に操作端に設定される最適化操作端パラメータとを、学習モデル4(図5参照)に適用して灰中未燃分の予測値を演算する。この灰中未燃分の予測値は、コスト計算だけではなく、AI運転制御においても演算され、最適化設定に用いられる。その他のプロセス値の予測値は、AI運転制御の最適化設定において用いられるが、コスト計算に際してはAI運転制御で稼働するボイラ1からの実測値がコスト計算に用いられる。
The AI-on prediction
一方、「AI稼働状態:OFF」とは、ボイラ1がAI運転制御ではなく代替制御ロジックで稼働している状態を示す。AIオフ予測データ演算部132bは、代替制御ロジック記憶部134から代替制御ロジックを読み出し、代替制御ロジックを用いてベース操作端パラメータを決定する。そしてベース操作端パラメータとその他のパラメータを入力パラメータとして全ての学習モデルに適用して予測値を演算する。従って、「排ガス温度等」のようにボイラ1の運転中に実測値が得られるプロセス値であっても、「AI稼働状態:OFF」では図6に示すように全てのプロセス値について予測値を求める。AIオフ予測データ演算部132bが演算するAIオフ予測データは、AI運転制御下での予測データとの比較対象(ベース値)となる。
On the other hand, "AI operation state: OFF" indicates a state in which the
図8は、AIオフ予測データ演算部132bの演算処理を示す。
Figure 8 shows the calculation process of the AI off prediction
AIオフ時は、AI運転制御により設定された操作端パラメータが存在しない。そこで、AIオフ予測データ演算部132bは、代替制御ロジック記憶部134から代替制御ロジックを読みこみ、操作端パラメータ以外の入力パラメータ、具体的には、運転パラメータ、その他パラメータを代替制御ロジックに適用してベース操作端パラメータを演算する。また、代替制御ロジック記憶部の代わりに、AIオフ時のベース操作端パラメータを運転制御装置200から直接取得する場合も含まれる。
When AI is off, there are no control end parameters set by AI operation control. Therefore, the AI-off prediction
次いでAIオフ予測データ演算部132bは、ベース操作端パラメータと他の入力パラメータ、具体的には燃料パラメータ、運転パラメータ、その他のパラメータを累積評価に必要なプロセス値をモデル化した全ての学習モデル、即ち灰中未燃分の学習モデル4とその他のプロセス値に対応した学習モデル1,2,3,5のそれぞれに入力して必要な全てのプロセス値の予測値を演算する。
Next, the AI off prediction
図9は、AI運転制御の環境性スコアの観点から評価する際に用いるプロセス値を示す。 Figure 9 shows the process values used when evaluating AI operation control from the perspective of environmental scores.
「環境性スコア」の算定要素として「環境関連プロセス値」には、「灰中未燃分」及び「NOx、CO等」がある。 The "environment-related process values" that are used to calculate the "environmental score" include "unburned fuel in ash" and "NOx, CO, etc."
AIオン予測データ演算部132a、及びAIオフ予測データ演算部132bは共に学習モデル4を用いて「灰中未燃分」の予測値を算出する。
The AI-on prediction
「NOx、CO等」は、AIオン予測データ演算部132aは実測値を用いるので予測値の演算は行わない。一方、AIオフ予測データ演算部132bはベース操作端パラメータを求めた後、全ての入力パラメータを「環境性スコア」の算出に必要なプロセス値を対応する学習モデル毎に適用して予測値を求める。
For "NOx, CO, etc.", the AI-on prediction
そこで、AIオンの場合は「灰中未燃分」、AIオフの場合は関連する全ての学習モデルの予測値の予測誤差が「環境性スコア」にも影響を及ぼすので、予測値の予測誤差を「環境性スコア」の累積評価の際に考慮する。 Therefore, since the prediction error of the "unburned fuel in ash" when AI is on, and the prediction error of the predicted values of all related learning models when AI is off, also affect the "environmental score," the prediction error of the predicted values is taken into consideration when cumulatively evaluating the "environmental score."
図10は、ステップS4のAI運転制御の累積評価処理におけるデータ処理プロセスの流れを示すフローチャートである。 Figure 10 is a flowchart showing the flow of the data processing process in the cumulative evaluation process of AI driving control in step S4.
AIオフ予測データ演算部132bは、データ前処理部118から前処理済みデータを読み込む。この前処理済みデータは時系列データである。
The AI-off prediction
AIオフ予測データ演算部132bは、前処理済みデータから予測条件を充足する評価対象データを抽出し、平均化処理を行う(S401)。ここでいう「予測条件」とは、整定時間、モデル学習条件(例えば運転負荷やミルの稼働台数)を含む。
The AI-off prediction
AIオフ予測データ演算部132bは、AI運転制御の評価を行う際と同様の負荷・給炭量を代替制御ロジックに適用して、AIオフ時、即ち、代替制御ロジックを用いた運転制御において操作端に設定される設定値を計算する(S402)。
The AI-off prediction
代替制御ロジックを用いて計算した操作端の設定値と、大気条件等の最適化対象外の入力パラメータとを加えて、AIオフ予測データ演算部132bがAIオフ予測データの演算に用いる「AIオフ予測時予測用データ」が揃う。
The "AI-off prediction data" that the AI-off prediction
AIオフ予測データ演算部132bは「AIオフ予測時予測用データ」を説明変数として用い、「AIオフ予測データ」を演算する(図10では「モデリング」と図示する)(S403)。
The AI-off prediction
またS403では、AIオン予測データ演算部132aは、運転パラメータ、燃料パラメータ、大気条件等の最適化対象外の入力パラメータを説明変数として用い、「AIオン予測データ」を演算する。
In addition, in S403, the AI-on prediction
累積評価部132dは、コスト計算を行う(S404)。具体的には、実測データ及びAIオン予測データを用いてAI運転制御時の運転コストを計算する。
The
また累積評価部132dは、AIオフ予測データを用いて代替制御ロジックで稼働したと仮定した運転コスト(ベース値)を計算する。
The
累積評価部132dは、AI運転制御時の運転コストとベース値との運転コストの差分値(運転評価値に相当する)を計算し、それを累積時間に沿って累積し、累積評価結果を出力する(S405)。累積評価を行う際、予測誤差を考慮する。
The
図11は、累積コストの計算例を示す。 Figure 11 shows an example of cumulative cost calculation.
図11上段に運転コストトレンドグラフを示す。運転コストトレンドグラフは、運転コストのAIオフ予測データとAIオン予測データとの時系列遷移を示す。 The operating cost trend graph is shown in the upper part of Figure 11. The operating cost trend graph shows the time series transition between AI-off predicted data and AI-on predicted data for operating costs.
図11中段に時間―負荷・運転ミル台数グラフを示す。同グラフは、運転コストトレンドグラフと同一の時間帯における運転負荷と運転ミル台数との変化を示す。 The middle section of Figure 11 shows a graph of time vs. load and number of operating mills. This graph shows the changes in operating load and number of operating mills during the same time period as the operating cost trend graph.
累積メリットは、運転コストを時間方向に累積した評価値(累積運転コスト)で評価するが、その際、累積評価として換算する運転コストは、累積メリットの評価条件を充足した状態でボイラ1が稼働した運転コストのみを加算することが望ましい。累積メリットの評価条件は、学習モデルの構築に用いた運転データが満たす条件と同じ又は許容範囲であることが望ましい。累積メリットはAI運転制御の導入メリット評価の一表現態様に過ぎず、その他の表現態様、例えば、AI運転制御と代替制御ロジックによる運転制御との運転コスト差の時系列変化を出力してもよい。
The cumulative merit is evaluated using an evaluation value (accumulated operating cost) obtained by accumulating the operating cost over time. In this case, it is desirable that the operating cost converted into the cumulative evaluation should be the sum of only the operating cost when the
図11上段のグラフにおいて、予測モデルの学習条件、つまり予測可能な運転条件は“90%以上・運転ミル5台運転”の場合であり、かつAI運転制御の運用負荷帯が95%以上の場合、図11の網掛けの時間帯は累積メリットの評価条件を満たさない。そこで、網掛けの時間帯のAIオフ予測データ及びAIオン予測データは、累積評価対象外とする。換言すれば、網掛けがされていない時間帯、即ち評価条件を満たしている時間帯のみを累積評価の評価対象期間とする。 In the upper graph of Figure 11, the learning conditions for the prediction model, i.e., the predictable operating conditions, are "90% or more, 5 operating mills in operation," and when the operational load range of the AI operation control is 95% or more, the shaded time period in Figure 11 does not meet the evaluation conditions for the cumulative merit. Therefore, the AI-off prediction data and AI-on prediction data in the shaded time period are excluded from the cumulative evaluation. In other words, only the non-shaded time periods, i.e., the time periods that meet the evaluation conditions, are used as the evaluation period for the cumulative evaluation.
更に累積メリットの評価条件を規定する運転条件に、ボイラ1の運転に用いられた燃料の性状を示す燃料パラメータが含まれる場合、データ抽出部116は、評価期間における燃料性状と同一性状の燃料を使用した期間の実測データを抽出する。同一性状とは全くの同一のみならず、同一性状とみなせる性状の燃料であってもよい。そして評価期間で使用された燃料と同一性状の燃料を使用し、かつ前記評価期間と同一の負荷の下で得られた実測データを抽出することにより、より評価期間の評価精度を向上させることができる。
Furthermore, if the operating conditions that define the evaluation conditions for the cumulative merit include fuel parameters that indicate the properties of the fuel used to operate
図11下段に運転コスト差の時系列変化を示すグラフを示す。同グラフは、運転評価結果の出力の一態様である。同グラフの縦軸は、AIオン/オフの運転コスト差(評価値に相当する)、横軸は、時間を示す。 The lower part of Figure 11 shows a graph illustrating the time series change in the difference in operating costs. This graph is one form of output of the operating evaluation results. The vertical axis of the graph shows the difference in operating costs (corresponding to the evaluation value) between AI on and off, and the horizontal axis shows time.
また、運転コスト差の時系列変化を示すグラフでは、運転コスト差の推移を実線、その周囲に予測データに含まれる予測誤差に起因する運転コストの予測誤差の範囲を破線で表示する。 In addition, in the graph showing the time series change in the operating cost difference, the change in the operating cost difference is shown as a solid line, and the range of prediction error in operating cost caused by the prediction error contained in the forecast data is shown as a dashed line around it.
図12は、予測誤差の算出例を示す。 Figure 12 shows an example of how to calculate prediction error.
予測誤差演算部132cは、灰中未燃分を計測したデータ(実運転コストの算出が可能なデータ)で交差検証を行う。ただし、図12に示すとおり、評価期間前の灰中未燃分を計測したデータは、交差検証において常時学習データに含むものとする。
The prediction
予測誤差演算部132cは、評価期間前データa,b,cの一部、例えばa,bを学習データとして用いて灰中未燃分の予測値を算出し、それと検証データとしてのcに含まれる灰中未燃分の実測値との差を予測誤差μ1として求める。
The prediction
同様に予測誤差演算部132cは、b,cを学習データ、aを検証データとして用い、予測誤差μ2として求める。
Similarly, the prediction
更に、予測誤差演算部132cは、c,aを学習データ、bを検証データとして用い、予測誤差μ3として求める。
Furthermore, the prediction
予測誤差演算部132cは、平均誤差μaveで評価対象期間の予測運転コストを補正する。図12は、予測誤差を考慮した出力の一態様として、運転コストのトレンドグラフを平均誤差μave分下方にシフト補正して表示した態様である。なお、AIオフ予測の場合、運転コストに関係する全ての学習モデルの予測誤差を加味する必要があるため、前述の図12に関する説明において灰中未燃分を運転コストに置き換えて、同様の方法で予測誤差を演算する。
The prediction
一方図11下段の累積運転時間―累積コストメリットグラフのように、予測誤差範囲を破線で表示する態様も、予測誤差を考慮した出力の一態様である。 On the other hand, a form in which the prediction error range is displayed with a dashed line, such as the cumulative operation time-cumulative cost merit graph in the lower part of Figure 11, is also an output form that takes prediction error into account.
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:
(1)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
ボイラを運転させたときに生じるプロセス値の予測値を算出する学習モデルを用いた運転シミュレーション結果による推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する最適化操作端パラメータを導出する最適化部と、
前記最適化操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した期間のうち、運転評価の対象となる期間を評価期間とし、当該評価期間に生じると推定される第1推定コストを算出する第1推定コスト算出部と、
前記最適化操作端パラメータと対比するためのベース操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した場合に前記評価期間に生じると推定される第2推定コストを算出する第2推定コスト算出部と、
前記第1推定コスト及び前記第2推定コストの差分に基づく運転評価結果を出力する運転評価部と、
を備えるボイラの運転支援装置である。
(1) A boiler operation support device according to one aspect includes:
an optimization unit that calculates an estimated evaluation index based on an operation simulation result using a learning model that calculates a predicted value of a process value that occurs when the boiler is operated, and derives an optimized operating end parameter corresponding to an optimal value of the estimated evaluation index;
a first cost estimate calculation unit that calculates a first cost estimate that is estimated to occur during an evaluation period, the evaluation period being a period during which the boiler is operated using the optimized operating end parameters;
a second cost estimate calculation unit that calculates a second cost estimate that is estimated to be incurred during the evaluation period when the boiler is operated using a base control parameter for comparison with the optimized control parameter;
a driving evaluation unit that outputs a driving evaluation result based on a difference between the first estimated cost and the second estimated cost;
The present invention is a boiler operation support device equipped with the above-mentioned.
上記(1)の態様によれば、評価指標(コスト)の推定値ベースで、最適化前後の値を比較してメリット算定する。これにより、比較する両方とも推定値(計算値)のため、同一条件で算定でき、純粋に最適化の効果のみを抽出でき、明確にメリットを評価できる。すなわち、実測値を用いると、外乱や計測誤差の影響を受け、最適化の効果のみを把握困難であるが、両方とも推定値を用いることで外乱、計測誤差の影響を排除できる。 According to the above aspect (1), the merits are calculated by comparing values before and after optimization based on the estimated values of the evaluation index (cost). As a result, since both values compared are estimated (calculated values), the calculations can be performed under the same conditions, and only the effect of optimization can be extracted, allowing for a clear evaluation of the merits. In other words, if actual measured values are used, it is difficult to grasp only the effect of optimization due to the influence of disturbances and measurement errors, but by using estimated values for both, the influence of disturbances and measurement errors can be eliminated.
更に、AI運転制御化での運転コストの算定に際し、稼働中に計測可能なプロセス値は実測値を用い、稼働中は計測できないプロセス値だけを予測値を用いることで、学習モデルの予測誤差によるメリット評価のずれを最小化できる。 Furthermore, when calculating the operating costs of AI operation control, actual values are used for process values that can be measured during operation, and predicted values are used only for process values that cannot be measured during operation, minimizing deviations in merit assessment due to prediction errors in the learning model.
(2)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
前記第2推定コスト算出部が、前記学習モデルを用いない代替制御ロジックから導出される前記ベース操作端パラメータを前記学習モデルに適用して得られた予測値に基づいて前記第2推定コストを算出する、
上記(1)の態様のボイラの運転支援装置である。
(2) A boiler operation support device according to one aspect,
the second estimated cost calculation unit calculates the second estimated cost based on a predicted value obtained by applying the base operating end parameter derived from an alternative control logic that does not use the learning model to the learning model;
The boiler operation support device according to the above aspect (1).
上記(2)の態様によれば、ベース操作端パラメータは、代替制御ロジックから導出することで、AI運転制御を行わない場合としてAI運転制御の導入前の運転状態をベースに評価でき、AI運転制御の導入メリットがより正確に評価できる。 According to the above aspect (2), the base operating end parameters can be derived from the alternative control logic, and can be evaluated based on the operating state before the introduction of AI operation control as a case in which AI operation control is not performed, and the benefits of introducing AI operation control can be evaluated more accurately.
(3)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
前記学習モデルが、特定の非計測プロセス値の予測値を算出する第1学習モデルと、その他のプロセス値の予測値を算出する第2学習モデルと、を含み、
前記第1推定コスト算出部は、前記最適化操作端パラメータを前記第1学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値の予測値を算出し、予測値を基に前記第1推定コストを算出し、
前記第2推定コスト算出部は、前記評価期間に適用された運転パラメータ、及び環境パラメータを前記代替制御ロジックに適用して導出した前記ベース操作端パラメータを、前記第1学習モデル及び前記第2学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値及び前記その他のプロセス値の予測値を算出し、これらの予測値を基に前記第2推定コストを算出する、
上記(2)の態様のボイラの運転支援装置である。
(3) A boiler operation support device according to one aspect includes:
the learning model includes a first learning model that calculates a predicted value of a specific unmeasured process value and a second learning model that calculates a predicted value of another process value;
the first estimated cost calculation unit inputs the optimized control input parameter into the first learning model to calculate a predicted value of the specific unmeasured process value, and calculates the first estimated cost based on the predicted value;
the second estimated cost calculation unit inputs the base operating end parameters derived by applying the operating parameters applied during the evaluation period and the environmental parameters to the alternative control logic into the first learning model and the second learning model to calculate predicted values of the specific unmeasured process value and the other process values, and calculates the second estimated cost based on these predicted values.
The boiler operation support device according to the above aspect (2).
上記(3)の態様によれば、AI運転制御の導入の有無において変化する操作端パラメータ以外のパラメータは共通にでき、より正確にAI運転制御の導入メリットが評価できる。 According to the above aspect (3), parameters other than the operation terminal parameters that change depending on whether or not AI operation control is introduced can be made common, and the benefits of introducing AI operation control can be evaluated more accurately.
(4)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
前記特定の非計測プロセス値が、灰中未燃分である、
上記(3)の態様のボイラの運転支援装置である。
(4) A boiler operation support device according to one aspect,
The specific non-measured process value is unburned carbon in ash;
The boiler operation support device according to the above aspect (3).
上記(4)の態様によれば、ボイラの運転中は計測できない灰中未燃分のプロセス値の予測値を用いてAI運転制御の導入メリットが評価できる。 According to the above aspect (4), the benefits of introducing AI operation control can be evaluated using a predicted process value of the unburned fuel in ash, which cannot be measured while the boiler is operating.
(5)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
前記ボイラの実運転に用いられた前記ボイラの運転条件を含む実測データを記憶する運転データ記憶部と、
前記運転データ記憶部から前記第1推定コスト及び前記第2推定コストを算出するための実測データを抽出するデータ抽出部と、を更に備え、
前記データ抽出部は、前記評価期間と同一の運転条件が関連付けられた前記実測データを抽出し、
前記第1推定コスト算出部及び前記第2推定コスト算出部のそれぞれは、抽出された前記実測データを用いて前記第1推定コスト及び前記第2推定コストを算出する、
上記(1)の態様のボイラの運転支援装置である。
(5) A boiler operation support device according to one aspect,
an operation data storage unit that stores actual measurement data including operating conditions of the boiler used in the actual operation of the boiler;
a data extraction unit that extracts actual measurement data for calculating the first estimated cost and the second estimated cost from the operation data storage unit,
The data extraction unit extracts the actual measurement data associated with the same operating conditions as the evaluation period,
the first cost estimate calculation unit and the second cost estimate calculation unit calculate the first cost estimate and the second cost estimate by using the extracted actual measurement data, respectively.
The boiler operation support device according to the above aspect (1).
上記(5)の態様によれば、ベース値となる第2推定コストの算出条件を評価期間と揃えることでより正確にAI運転制御の導入メリットが評価できる。 According to the above aspect (5), the calculation conditions for the second estimated cost, which is the base value, are aligned with the evaluation period, so that the benefits of introducing AI operation control can be evaluated more accurately.
また、評価条件に適合した時間帯についてのみAI運転制御の評価対象とし、学習モデルが学習した条件のみ(そのモデルの)評価対象とすることで、外挿域の予測による精度低下を回避できる。 In addition, by only evaluating the AI driving control for time periods that meet the evaluation conditions and only evaluating the conditions that the learning model has learned (for that model), it is possible to avoid a decrease in accuracy due to predictions in the extrapolated range.
(6)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
前記運転評価結果が、経済性メリット、又はNOx排出量、及びCO2排出量の少なくとも一つに基づく環境性メリットである、
上記(1)の態様のボイラの運転支援装置である。
(6) A boiler operation support device according to one aspect,
The driving evaluation result is an economic merit or an environmental merit based on at least one of NOx emissions and CO2 emissions;
The boiler operation support device according to the above aspect (1).
上記(6)の態様によれば、運転評価に用いるプロセス値を変えることにより、例えばコストメリットからみたAI運転制御の経済性メリットの評価や、運転コストに代えてNOx排出量、CO2排出量に関するメリット表示を行うことで環境性メリットの評価が行える。 According to the above aspect (6), by changing the process value used for the operation evaluation, it is possible to evaluate the economic merit of AI operation control in terms of cost merit, for example, or to evaluate the environmental merit by displaying the merits regarding NOx emissions and CO2 emissions instead of the operating cost.
(7)一態様に係るボイラの運転支援装置は、
上記(1)の態様のボイラの運転支援装置と、
前記最適化操作端パラメータを前記ボイラに設定して前記ボイラの運転制御を行う運転制御装置と、
を備えるボイラの運転制御システムである。
(7) A boiler operation support device according to one aspect,
The boiler operation support device according to the above aspect (1),
an operation control device that sets the optimized operation terminal parameters in the boiler and controls the operation of the boiler;
The boiler operation control system is provided with:
上記(7)の態様によれば、AI運転制御による最適化運転が行える。 According to the above aspect (7), optimized operation can be performed using AI operation control.
(8)一態様に係るボイラの運転支援方法は、
ボイラを運転させたときに生じるプロセス値の予測値を算出する学習モデルを用いた運転シミュレーション結果による推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する最適化操作端パラメータを導出するステップと、
前記最適化操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転したのち、運転評価の対象となる期間を評価期間とし、当該評価期間に生じると推定される第1推定コストを算出するステップと、
前記最適化操作端パラメータと対比するためのベース操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した場合に前記評価期間に生じると推定される第2推定コストを算出するステップと、
前記第1推定コスト及び前記第2推定コストの差分に基づく運転評価結果を出力するステップと、
を含むボイラの運転支援方法である。
(8) A boiler operation support method according to one aspect,
A step of calculating an estimated evaluation index based on an operation simulation result using a learning model that calculates a predicted value of a process value that occurs when the boiler is operated, and deriving an optimized operating end parameter corresponding to an optimal value of the estimated evaluation index;
A step of operating the boiler using the optimized operating end parameters, setting a period to be subject to operation evaluation as an evaluation period, and calculating a first estimated cost estimated to be incurred during the evaluation period;
calculating a second estimated cost that would be incurred during the evaluation period if the boiler were operated using a base control parameter for comparison with the optimized control parameter;
outputting a driving evaluation result based on a difference between the first estimated cost and the second estimated cost;
The present invention relates to a boiler operation support method including the steps of:
上記(8)の態様によれば、評価指標(コスト)の推定値ベースで、最適化前後の値を比較してメリット算定する。これにより、比較する両方とも推定値(計算値)のため、同一条件で算定でき、純粋に最適化の効果のみを抽出でき、明確にメリットを評価できる。すなわち、実測値を用いると、外乱や計測誤差の影響を受け、最適化の効果のみを把握困難であるが、両方とも推定値を用いることで外乱、計測誤差の影響を排除できる。 According to the above aspect (8), the merits are calculated by comparing the values before and after optimization based on the estimated values of the evaluation index (cost). As a result, since both values compared are estimated (calculated values), the calculations can be performed under the same conditions, and only the effect of optimization can be extracted, allowing for a clear evaluation of the merits. In other words, if actual measured values are used, it is difficult to grasp only the effect of optimization due to the influence of disturbances and measurement errors, but by using estimated values for both, the influence of disturbances and measurement errors can be eliminated.
更に、AI運転制御化での運転コストの算定に際し、稼働中に計測可能なプロセス値は実測値を用い、稼働中は計測できないプロセス値だけを予測値を用いることで、学習モデルの予測誤差によるメリット評価のずれを最小化できる。 Furthermore, when calculating the operating costs of AI operation control, actual values are used for process values that can be measured during operation, and predicted values are used only for process values that cannot be measured during operation, minimizing deviations in merit assessment due to prediction errors in the learning model.
(9)一態様に係るボイラの運転支援プログラムは、
上記(8)の態様のボイラの運転支援方法を実行するためのボイラの運転支援プログラムである。
(9) A boiler operation assistance program according to one embodiment,
A boiler operation support program for executing the boiler operation support method of the above aspect (8).
上記(9)の態様によれば、上記(8)の運転支援方法をコンピュータにより実現できる。 According to the above aspect (9), the driving assistance method of the above aspect (8) can be realized by a computer.
上記実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での様々な変更態様がある。 The above embodiment does not limit the present invention, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
例えば、運転評価部132の機能ブロックは一例に過ぎない。また図11の各グラフの表示例、説明に用いたプロセス値も上記に限定されない。
For example, the functional blocks of the
10 :運転制御システム
11 :火炉
12 :燃焼装置
13 :煙道
21,22,23,24,25 :燃焼バーナ
26,27,28,29,30 :微粉炭供給管
31,32,33,34,35 :粉砕機
36 :風箱
37a,37b,37c :空気ダクト
37d :連結点
38 :送風機
39 :アフタエアポート
48 :排ガス通路
49 :エアヒータ(AH)
50 :脱硝装置
51 :煤塵処理装置
52 :誘引送風機
53 :煙突
62 :傾斜面
70 :炉底蒸発管
100 :運転支援装置
110 :データ取得部
112 :RTC
114 :運転データ記憶部
116 :データ抽出部
118 :データ前処理部
120 :モデル構築部
122 :モデル記憶部
124 :最適化部
132 :運転評価部
132a :AIオン予測データ演算部(第1推定コスト算出部)
132b :AIオフ予測データ演算部(第2推定コスト算出部)
132c :予測誤差演算部
132d :累積評価部
134 :代替制御ロジック記憶部
136 :入出力制御部
200 :運転制御装置
301 :プロセッサ
305 :入力I/F
306 :出力I/F
307 :通信I/F
308 :バス
311 :入力装置
312 :ディスプレイ
10: Operation control system 11: Furnace 12: Combustion device 13:
50: Denitrification device 51: Dust treatment device 52: Induced draft fan 53: Chimney 62: Inclined surface 70: Furnace bottom evaporation tube 100: Operation support device 110: Data acquisition unit 112: RTC
114: Driving data storage unit 116: Data extraction unit 118: Data pre-processing unit 120: Model construction unit 122: Model storage unit 124: Optimization unit 132: Driving
132b: AI-off prediction data calculation unit (second estimated cost calculation unit)
132c: Prediction
306: Output I/F
307: Communication I/F
308: Bus 311: Input device 312: Display
Claims (7)
ボイラを運転させたときに生じるプロセス値の予測値を算出する学習モデルを用いた運転シミュレーション結果による推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する最適化操作端パラメータを導出する最適化部と、
前記最適化操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した期間のうち、運転評価の対象となる期間を評価期間とし、当該評価期間に生じると推定される第1推定コストを算出する第1推定コスト算出部と、
前記最適化操作端パラメータと対比するためのベース操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した場合に前記評価期間に生じると推定される第2推定コストを算出する第2推定コスト算出部と、
前記第1推定コスト及び前記第2推定コストの差分に基づく運転評価結果を出力する運転評価部と、
を備え、
前記学習モデルは、特定の非計測プロセス値の予測値を算出する第1学習モデルと、その他のプロセス値の予測値を算出する第2学習モデルと、を含み、
前記第1推定コスト算出部は、前記最適化操作端パラメータを前記第1学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値の予測値を算出し、予測値を基に前記第1推定コストを算出し、
前記第2推定コスト算出部は、前記評価期間に適用された運転パラメータ、及び環境パラメータを、前記学習モデルを用いない代替制御ロジックに適用して導出した前記ベース操作端パラメータを、前記第1学習モデル及び前記第2学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値及び前記その他のプロセス値の予測値を算出し、これらの予測値を基に前記第2推定コストを算出する、
ボイラの運転支援装置。 A boiler operation support device, comprising:
an optimization unit that calculates an estimated evaluation index based on an operation simulation result using a learning model that calculates a predicted value of a process value that occurs when the boiler is operated, and derives an optimized operating end parameter corresponding to an optimal value of the estimated evaluation index;
a first cost estimate calculation unit that calculates a first cost estimate that is estimated to occur during an evaluation period, the evaluation period being a period during which the boiler is operated using the optimized operating end parameters;
a second cost estimate calculation unit that calculates a second cost estimate that is estimated to be incurred during the evaluation period when the boiler is operated using a base control parameter for comparison with the optimized control parameter;
a driving evaluation unit that outputs a driving evaluation result based on a difference between the first estimated cost and the second estimated cost;
Equipped with
the learning model includes a first learning model that calculates a predicted value of a specific unmeasured process value and a second learning model that calculates a predicted value of another process value;
the first estimated cost calculation unit inputs the optimized control input parameter into the first learning model to calculate a predicted value of the specific unmeasured process value, and calculates the first estimated cost based on the predicted value;
the second estimated cost calculation unit inputs the base operating end parameters derived by applying the operating parameters and environmental parameters applied during the evaluation period to an alternative control logic that does not use the learning model into the first learning model and the second learning model to calculate predicted values of the specific unmeasured process value and the other process values, and calculates the second estimated cost based on these predicted values.
Boiler operation support device.
前記特定の非計測プロセス値は、灰中未燃分である、
ボイラの運転支援装置。 The boiler operation support device according to claim 1 ,
The specific non-measured process value is unburned carbon in ash;
Boiler operation support device.
前記ボイラの実運転に用いられた前記ボイラの運転条件を含む実測データを記憶する運転データ記憶部と、
前記運転データ記憶部から前記第1推定コスト及び前記第2推定コストを算出するための実測データを抽出するデータ抽出部と、を更に備え、
前記データ抽出部は、前記評価期間と同一の運転条件が関連付けられた前記実測データを抽出し、
前記第1推定コスト算出部及び前記第2推定コスト算出部のそれぞれは、抽出された前記実測データを用いて前記第1推定コスト及び前記第2推定コストを算出する、
ボイラの運転支援装置。 The boiler operation support device according to claim 1,
an operation data storage unit that stores actual measurement data including operating conditions of the boiler used in the actual operation of the boiler;
a data extraction unit that extracts actual measurement data for calculating the first estimated cost and the second estimated cost from the operation data storage unit,
The data extraction unit extracts the actual measurement data associated with the same operating conditions as the evaluation period,
the first cost estimate calculation unit and the second cost estimate calculation unit calculate the first cost estimate and the second cost estimate by using the extracted actual measurement data, respectively.
Boiler operation support device.
前記運転評価結果は、経済性メリット、又はNOx排出量、及びCO2排出量の少なくとも一つに基づく環境性メリットである、
ボイラの運転支援装置。 The boiler operation support device according to claim 1,
The driving evaluation result is an economic merit or an environmental merit based on at least one of NOx emissions and CO2 emissions.
Boiler operation support device.
前記最適化操作端パラメータを前記ボイラに設定して前記ボイラの運転制御を行う運転制御装置と、
を備えるボイラの運転制御システム。 The boiler operation support device according to claim 1 ;
an operation control device that sets the optimized operation terminal parameters in the boiler and controls the operation of the boiler;
A boiler operation control system comprising:
ボイラを運転させたときに生じるプロセス値の予測値を算出する学習モデルを用いた運転シミュレーション結果による推定評価指標を求め、推定評価指標の最適値に対応する最適化操作端パラメータを導出するステップと、
前記最適化操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転したのうち、運転評価の対象となる期間を評価期間とし、当該評価期間に生じると推定される第1推定コストを算出するステップと、
前記最適化操作端パラメータと対比するためのベース操作端パラメータを用いて前記ボイラを運転した場合に前記評価期間に生じると推定される第2推定コストを算出するステップと、
前記第1推定コスト及び前記第2推定コストの差分に基づく運転評価結果を出力するステップと、
を含み、
前記学習モデルは、特定の非計測プロセス値の予測値を算出する第1学習モデルと、その他のプロセス値の予測値を算出する第2学習モデルと、を含み、
前記第1推定コストを算出するステップは、前記最適化操作端パラメータを前記第1学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値の予測値を算出し、予測値を基に前記第1推定コストを算出し、
前記第2推定コストを算出するステップは、前記評価期間に適用された運転パラメータ、及び環境パラメータを、前記学習モデルを用いない代替制御ロジックに適用して導出した前記ベース操作端パラメータを、前記第1学習モデル及び前記第2学習モデルに入力して前記特定の非計測プロセス値及び前記その他のプロセス値の予測値を算出し、これらの予測値を基に前記第2推定コストを算出する、
ボイラの運転支援方法。 A boiler operation support method, comprising:
A step of calculating an estimated evaluation index based on an operation simulation result using a learning model that calculates a predicted value of a process value that occurs when the boiler is operated, and deriving an optimized operating end parameter corresponding to an optimal value of the estimated evaluation index;
A step of setting a period during which the boiler is operated using the optimized operating end parameters as an evaluation period and calculating a first estimated cost estimated to be incurred during the evaluation period;
calculating a second estimated cost that would be incurred during the evaluation period if the boiler were operated using a base control parameter for comparison with the optimized control parameter;
outputting a driving evaluation result based on a difference between the first estimated cost and the second estimated cost;
Including,
the learning model includes a first learning model that calculates a predicted value of a specific unmeasured process value and a second learning model that calculates a predicted value of another process value;
The step of calculating the first estimated cost includes inputting the optimized control input parameter into the first learning model to calculate a predicted value of the specific unmeasured process value, and calculating the first estimated cost based on the predicted value;
The step of calculating the second estimated cost includes inputting the base operating end parameter derived by applying the operating parameters and the environmental parameters applied during the evaluation period to an alternative control logic that does not use the learning model into the first learning model and the second learning model to calculate predicted values of the specific unmeasured process value and the other process values, and calculating the second estimated cost based on these predicted values.
A method for supporting boiler operation.
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