控制装置是用于控制燃气轮机的控制装置。控制装置具备：预测部，其使用预测模型，来对与预测范围内的向燃气轮机的控制输入对应的燃气轮机的将来的状态量进行预测；最优化部，其构成为使用预测部中的预测结果，来进行预测范围的至少一部分中的控制输入的最优化；存储部，其用于存储按每个燃气轮机的工作条件示出控制输入相对于状态量的变化速度的灵敏度的灵敏度信息；和更新部，其将与预测范围内设想的工作条件对应的灵敏度信息从存储部读出，更新预测模型中所使用的状态量的预测式的一个以上的系数。以上的系数。以上的系数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置、控制输入决定方法以及控制输入决定程序
[0001]本公开涉及控制装置、控制输入决定方法以及控制输入决定程序。
[0002]本申请基于在2020年3月30日在日本专利局申请的特愿2020
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060045号来主张优先权，将其内容引用于此。
技术介绍
[0003]在发电用燃气轮机中，通过遵循PID控制等经典的反馈控制和预先设定的表格设定来使各种致动器动作、并由此控制燃气轮机输出、废气温度这样的主要的状态量的方法广泛普及。但在这样的经典的控制手法中，存在不能发挥充分的控制性的情况。作为解决其的手段之一，提出模型预测控制。例如，在专利文献1中，公开了用EKF(扩展卡尔曼滤波器)推定状态参数、使用预测模型来将控制输入最优化的手法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：JP特开2005
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248946号公报
技术实现思路
[0007]专利技术要解决的课题
[0008]但专利文献1公开的手法是用于确保劣化、故障下的性能的最优化方法，并非用于使通常的运转动作下的控制性能提升的最优化方法。例如，即使预测模型使用基于热平衡条件设定了一个以上的系数的预测式来进行运算，若该一个以上的系数固定化，就也存在如下情况：在由于工作条件的变化而产生相对热平衡条件的过渡性的偏离的情况下，得不到充分的预测精度。
[0009]例如，在燃气轮机的控制中进口导流叶片开度(IGVdeg)为50％的情况下和为100％的情况下，由于工作条件大幅差异，因此热平衡条件也改变。为此，预测模型所使用的预测式的一个以上的系数优选对应于工作条件适宜更新。
[0010]鉴于上述的事情，本公开的目的在于，提供能通过对应于工作条件更新预测模型的预测式中所含的一个以上的系数来使预测精度提升的控制装置等。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本公开所涉及的控制装置用于控制燃气轮机，所述控制装置具备：预测部，其构成为使用预测模型来对与预测范围内的向所述燃气轮机的控制输入对应的所述燃气轮机的将来的状态量进行预测；最优化部，其构成为使用所述预测部中的预测结果来进行所述预测范围的至少一部分中的所述控制输入的最优化；存储部，其用于存储按每个所述燃气轮机的工作条件示出所述控制输入相对于所述状态量的变化速度的灵敏度的灵敏度信息；将与所述预测范围内设想的所述工作条件对应的所述灵敏度信息从所述存储部读出，更新所述预测模型中所使用的所述状态量的预测式的一个以上的系数。
[0013]本公开所涉及的控制输入决定方法包含如下步骤：预测模型对与预测范围内的向
燃气轮机的控制输入对应的所述燃气轮机的将来的状态量进行预测；使用所述预测的步骤中的预测结果，来进行所述预测范围的至少一部分中的所述控制输入的最优化；存储部存储按每个所述燃气轮机的工作条件示出所述控制输入相对于所述状态量的变化速度的灵敏度的灵敏度信息；和将与所述预测范围内设想的所述工作条件对应的所述灵敏度信息从所述存储部读出，更新所述预测模型中所使用的所述状态量的预测式的一个以上的系数。
[0014]本公开所涉及的控制输入决定程序使计算机执行如下工序：使用预测模型，来对与预测范围内的向燃气轮机的控制输入对应的所述燃气轮机的将来的状态量进行预测；使用进行所述预测的工序中的预测结果，来进行所述预测范围的至少一部分中的所述控制输入的最优化；使存储部存储按每个所述燃气轮机的工作条件示出所述控制输入相对于所述状态量的变化速度的灵敏度的灵敏度信息；将与所述预测范围内设想的所述工作条件对应的所述灵敏度信息从所述存储部读出，更新所述预测模型中所使用的所述状态量的预测式的一个以上的系数。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据本公开，能提供能通过对应于工作条件更新预测模型的预测式中所含的一个以上的系数来使预测精度提升的控制装置等。
附图说明
[0017]图1是概略地表示一实施方式所涉及的燃气轮机的结构的图。
[0018]图2是概略地表示一实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
[0019]图3是用于说明一实施方式所涉及的控制装置所执行的最优化的原理的概略图。
[0020]图4是表示存储于一实施方式所涉及的控制装置的性能表格的一例的图。
[0021]图5是表示一实施方式所涉及的燃气轮机的轮机入口温度与燃烧效率的关系性的一例的图表。
[0022]图6是用于说明一实施方式所涉及的控制装置的功能的框图。
具体实施方式
[0023]以下参考附图来说明几个实施方式。但作为实施方式记载或在附图中示出的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不意在将专利技术的范围限定于此，只是单纯的说明例。
[0024]例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表征相对的或绝对的配置的表现不仅严密地表征这样的配置，还表征带有公差、或能得到相同功能的程度的角度、距离相对位移的状态。
[0025]例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表征事物是相等的状态的表现不仅严密表征相等的状态，还表征存在公差、或能得到相同功能的程度的差的状态。
[0026]例如，四边形状、圆筒形状等表征形状的表现不仅表征几何学上严密的意义下的四边形状、圆筒形状等形状，相还表征在能得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
[0027]另一方面，“拥有”、“备置”、“具备”、“包含”或“具有”一个构成要素这样的表现并非将其他构成要素的存在除外的排他性的表现。
[0028](燃气轮机)
[0029]以下对一实施方式所涉及的控制装置100的控制对象即燃气轮机2的一例进行说明。图1是概略表示一实施方式所涉及的燃气轮机2的结构的图。如图1所示，发电装置1具备燃气轮机2和发电机7。
[0030]燃气轮机2是发电用燃气轮机。燃气轮机2具备：用于生成压缩空气的压缩机3；使用压缩空气以及燃料来使燃烧气体产生的燃烧器4；和构成为通过燃烧气体而旋转驱动的涡轮5。
[0031]压缩机3经由旋转轴8A与涡轮5连接。压缩机3通过涡轮5的旋转能量而旋转驱动，生成压缩空气。在压缩机3的入口侧设置进口导流叶片IGV。空气的流入量通过进口导流叶片IGV的开度来调整。进口导流叶片IGV的开度基于进口导流叶片开度控制指令IGVCSO来控制。将在压缩机3生成的压缩空气供给到燃烧器4。
[0032]对燃烧器4供给压缩机3中生成的压缩空气和燃料，通过使燃料燃烧，来使涡轮5的工作流体即燃烧气体产生。供给到燃烧器4的燃料的流量通过对应于燃料流量指令CSO调整开度的流量调整阀来调整。燃烧气体被从燃烧器4送到后级的涡轮5。
[0033]涡轮5被燃烧器4中生成的燃烧气体驱动。涡轮5通过旋转轴8B与发电机7连接。发电机7构成为通过涡轮5的旋转能量进行发电。
[0034](控制装置的结构)
[0035]以下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制装置，用于控制燃气轮机，其特征在于，具备：预测部，其构成为使用预测模型来对与预测范围内的向所述燃气轮机的控制输入对应的所述燃气轮机的将来的状态量进行预测；最优化部，其构成为使用所述预测部中的预测结果来进行所述预测范围的至少一部分中的所述控制输入的最优化；存储部，其用于存储按每个所述燃气轮机的工作条件示出所述控制输入相对于所述状态量的变化速度的灵敏度的灵敏度信息；和更新部，其将与所述预测范围内设想的所述工作条件对应的所述灵敏度信息从所述存储部读出，更新所述预测模型中所使用的所述状态量的预测式的一个以上的系数。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置构成为按每个控制周期执行预测所述状态量的处理、更新所述一个以上的系数的处理和将所述控制输入最优化的处理。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述最优化部对于比所述预测范围短的控制范围内的所述控制输入决定所述控制输入，以使得其值变化，对于所述预测范围当中的所述控制范围以后的所述控制输入决定所述控制输入，以使得其值成为固定，将所决定的所述预测范围内的所述控制输入输入到所述预测部。4.根据权利要求1～3中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置具备：目标值轨道取得部，其构成为取得所述状态量当中的至少一个参数的目标值轨道，所述最优化部决定最优的所述控制输入，以使得评价函数变小，所述评价函数包含表示所述预测范围内的所述目标值轨道与控制量的误差的第1项目和表示控制范围内的所述控制输入的变化量的累积值的第2项目。5.根据权利要求1～4中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述状态量包含所述燃气轮机中的燃料流量、空气流量、输出、轮机入口温度、叶片通道温度或废气温度当中至少一个信息，所述控制输入包含燃料流量指令和进口导流叶片开度控制指令的至少一方的指令。6.根据权利要求1～5中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置具备：目标值轨道取得部，其构成为取得所述状态量当中的所述燃气轮机的输出和轮机入口温度的至少一方的参数的目标值轨道，所述最优化部基于依赖于所述目标值轨道与所述参数的偏差的评价函数，来进行所述控制输入的最优化。7.根据权利要求1～6中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还具备：状态量取得部，其构成为取得所述燃气轮机的所述状态量，所述存储部存储所述燃气轮机的性能表格，作为所述灵敏度信息，所述性能表格是将表示大气温度的信息、表示进口导...
【专利技术属性】
技术研发人员：岸真人，竹中竜儿，羽贺僚一，和田健太，新名裕大，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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