DE102007061604A1

DE102007061604A1 - Optimization of the operation of a power plant

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Publication number: DE102007061604A1
Application number: DE102007061604A
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Schüle; Manfred Dipl.-Ing. Gietz; Robert Dipl.-Ing. Preusche
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-06-25
Also published as: WO2009080282A3; WO2009080282A2

Abstract

Um einen optimierten Betrieb eines Kraftwerks, insbesondere eines Dampfkraftwerks, zu erreichen, wobei der Betrieb des Kraftwerks durch mindestens eine vorgebbare Stellgröße (5) beeinflussbar ist, wird vorgeschlagen, mittels eines auf einem Betriebsmodell (2) basierenden Optimierers (3) einen optimierten Stellwert (12) für die mindestens eine Stellgröße (5) derart zu ermitteln, dass eine vorgebbare Kostenfunktion (9) ein Optimum annimmt, falls ein der Stellgröße (5) zugeordneter Eingabewert (6) des Betriebsmodells (2) den optimierten Stellwert (12) annimmt. Zumindest falls der optimierte Stellwert (12) von einem aktuellen Stellwert der Stellgröße (5) abweicht, wird das Kraftwerk mit dem ermittelten Stellwert (12) betrieben. Hierbei umfasst das Betriebsmodell (2) Eingabegrößen (6) und Ausgabegrößen (7), wobei das Betriebsmodell (2) zumindest implizit eine Abhängigkeit der Ausgabegrößen (7) von den Eingabegrößen (6) beschreibt. Vorzugsweise umfasst das Betriebsmodell ein neuronales Netz (4).In order to achieve an optimized operation of a power plant, in particular of a steam power plant, wherein the operation of the power plant can be influenced by at least one predefinable manipulated variable (5), it is proposed to use an optimizer (3) based on an operating model (2) to optimize the control value ( 12) for the at least one manipulated variable (5) in such a way that a predefinable cost function (9) assumes an optimum if an input value (6) of the operating model (2) assigned to the manipulated variable (5) adopts the optimized manipulated variable (12). At least if the optimized control value (12) deviates from a current control value of the control variable (5), the power plant is operated with the determined control value (12). In this case, the operating model (2) comprises input variables (6) and output variables (7), wherein the operating model (2) at least implicitly describes a dependence of the output variables (7) on the input variables (6). Preferably, the operational model comprises a neural network (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerks, Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerks, insbesondere eines Dampfkraftwerks, wobei der Betrieb des Kraftwerks durch Eingabegrößen beeinflussbar ist und mindestens eine Eingabegröße als vorgebbare Stellgröße ausgebildet ist.The The invention relates to a method of operating a power plant, method for operating a power plant, in particular a steam power plant, wherein the operation of the power plant can be influenced by input variables and at least an input size as predefinable Manipulated variable is formed.

Die Erfindung betrifft auch ein System zum Betreiben eines Kraftwerks, insbesondere eines Dampfkraftwerks, wobei der Betrieb des Kraftwerks durch Eingabegrößen beeinflussbar ist und mindestens eine Eingabegröße als vorgebbare Stellgröße ausgebildet ist.The Invention also relates to a system for operating a power plant, in particular a steam power plant, wherein the operation of the power plant by Input variables can be influenced is and formed at least one input size as a predetermined manipulated variable is.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Kraftwerks, insbesondere eines Dampfkraftwerks, wobei der Betrieb des Kraftwerks durch Eingabegrößen beeinflussbar ist und mindestens eine Eingabegröße als vorgebbare Stellgröße ausgebildet ist.The The invention also relates to a computer program for controlling and / or Regulation of the operation of a power plant, in particular a steam power plant, wherein the operation of the power plant can be influenced by input variables and at least one Input size as specifiable Manipulated variable formed is.

Ein Dampfkraftwerk ermöglicht die Erzeugung elektrischer Energie dadurch, dass mittels fossiler Brennstoffe wie Kohle oder Erdöl Wasserdampf erzeugt wird und die thermische Energie des Wasserdampfes mittels einer Dampfturbine in elektrische Energie umgewandelt wird. Hierzu wird ein Dampfkessel mit den fossilen Brennstoffen befeuert.One Steam power plant allows the generation of electrical energy by means of fossil Fuels like coal or oil Water vapor is generated and the thermal energy of the water vapor is converted by a steam turbine into electrical energy. For this purpose, a steam boiler is fired with the fossil fuels.

Der Betrieb heutiger Dampfkraftwerke ist durch eine Vielzahl von Stellmöglichkeiten beeinflussbar. Beispielsweise sind bei der Befeuerung des Dampfkessels verschiedene Luftmengen (Primärluft, Sekundärluft, Ausbrandluft) einstellbar. Die Luftmengen können häufig auf verschiedene Teilstränge des Dampfkraftwerks verteilt werden. Ferner können die für die Verbrennung zur Verfügung gestellten Brennstoffmengen eingestellt werden. Ein Kohledampfkraftwerk weist beispielsweise eine Mehrzahl von Kohlemühlen auf, die zur Bereitstellung der benötigten Brennstoffmengen eingestellt werden können.Of the Operation of today's steam power plants is by a multiplicity of adjustment possibilities influenced. For example, when firing the boiler different air volumes (primary air, secondary air, burnout air) adjustable. The air quantities can often on different substrings be distributed to the steam power plant. Furthermore, those provided for combustion Fuel quantities are set. A coal-fired power plant points For example, a plurality of coal mills for providing the needed Fuel quantities can be adjusted.

Es ist bekannt, derartige Stellgrößen durch Regelkreise auf einen Sollwert einzuregeln. Ferner werden eine oder mehrere der Stellgrößen durch Bedienpersonal eingestellt. Die Einstellung bzw. Sollwerte der Stellgrößen werden hierbei aufgrund von Erfahrungswerten vorgegeben. Insbesondere, wenn ein Kraftwerk eine Mehrzahl von Stellgrößen aufweist, ist eine Vielzahl verschiedener Stellmöglichkeiten vorhanden. Ferner sind einzelne Stellgrößen häufig nicht unabhängig voneinander, sondern beeinflussen wechselseitig den Betrieb des Kraftwerks.It is known, such control variables by control circuits to adjust to a setpoint. Furthermore, one or more of the Control variables Operating personnel set. The setting or setpoint values of the manipulated variables are determined here on the basis of empirical values. Especially, When a power plant has a plurality of manipulated variables, is a variety different parking possibilities available. Furthermore, individual manipulated variables are often not independent of each other, but mutually influence the operation of the power plant.

Grundsätzlich werden Stellwerte für die Stellgrößen derart vorgegeben, dass ein bezüglich einer oder mehrerer Optimierungsgrößen optimaler Betrieb des Kraftwerks möglich ist. Grundsätzlich soll häufig möglichst viel Strom zu möglichst geringen Kosten produziert werden. Dies bedeutet, dass der Wirkungsgrad und die Leistung des Kraftwerks möglichst maximal sein sollen. Häufig sind jedoch mehrere Optimierungsgrößen zu berücksichtigen, die sich gegenseitig beeinflussen und dadurch nicht unabhängig voneinander betrachtet werden können. So soll beispielsweise zwar der Wirkungsgrad des Kraftwerks maximiert werden, die einzelnen Kraftwerkskomponenten, beispielsweise die Mühlen, Kessel, Rohrleitungen, Verdampfer, usw., sollen jedoch nicht überbeansprucht werden, da dies zu erhöhten Instandhaltungskosten führen würde. Ferner müssen Immissionsgrenzwerte sicher eingehalten werden.Basically Control values for the manipulated variables in such a way given that a respect one or more optimization variables optimal operation of the power plant possible is. in principle should be frequent preferably a lot of power too possible low costs are produced. This means that the efficiency and the power of the power plant should be as maximum as possible. Often however, consider several optimizations that are mutually exclusive and thus not considered independently can be. For example, while the efficiency of the power plant is to be maximized be the individual power plant components, such as the mills, Boilers, pipelines, evaporators, etc., should not be overstressed because this is too elevated Maintenance costs lead would. Furthermore, emission limit values safely adhered to.

Ein Betrieb des Kraftwerks, bei dem alle Optimierungsgrößen einen maximalen Wert haben, ist regelmäßig nicht möglich. So kann beispielsweise durch geeignete Wahl einer Stellgröße die Reduzierung einer Luftmenge und somit eine Erhöhung des Wirkungsgrades durch Reduzierung von Abgasverlusten erreicht werden, jedoch führt dies gleichzeitig zu einer Erhöhung der CO-Emission und damit möglicherweise zu einer Überschreitung eines zulässigen Emissionsgrenzwertes. Ferner kann eine derartige Erhöhung des Wirkungsgrades zu erhöhter Korrosion der Verdampferwand führen.One Operation of the power plant, where all optimization variables one have maximum value is not regularly possible. Thus, for example, by a suitable choice of a manipulated variable, the reduction an amount of air and thus an increase in the efficiency by Reduction of exhaust gas losses can be achieved, however, this leads at the same time to an increase the CO emission and thus possibly to an overrun a permissible emission limit value. Furthermore, such an increase the efficiency to increased Lead to corrosion of the evaporator wall.

Die Vielzahl von Einstellmöglichkeiten der Stellgrößen und die Vielzahl unterschiedlicher Optimierungsziele bzw. Optimierungsgrößen des Kraftwerksbetriebs machen es für das Bedienpersonal unmöglich oder zumindest sehr schwer, ein Optimum für die Einstellungen sicher zu finden. Ein optimaler Betrieb eines Kraftwerks wird ferner dadurch erschwert, dass die einzelnen Optimierungsgrößen häufig keine ausgeprägten Extremwerte, also Minimal- bzw. Maximalwerte, aufweisen. Vielmehr weisen die Optimierungsgrößen in Abhängigkeit von den Stellmöglichkeiten oder von anderen Eingabegrößen, wie beispielsweise einer Umgebungsluft oder einem aktuellen Verschleiß einzelner Komponenten, in vielen Bereichen einen eher flachen Verlauf mit mehreren lokalen Minimal- bzw. Maximalwerten auf.The Variety of settings of the manipulated variables and the multitude of different optimization goals or optimization variables of the Power plant operations do it for the operating personnel impossible or at least very difficult, an optimum for the settings for sure to find. An optimal operation of a power plant is further characterized complicates that the individual optimization variables often do not have pronounced extreme values, So minimum or maximum values have. Rather, the Optimization variables depending on from the parking possibilities or other input variables, such as For example, an ambient air or a current wear of individual Components, in many areas a rather flat course with several local minimum or maximum values.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerks und ein System zum Betreiben eines Kraftwerks vorzuschlagen, das einen optimierten Betrieb des Kraftwerks ermöglicht. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen optimierten Betrieb derart zu erreichen, dass eine Änderung einzelner Eingabegrößen oder eine Änderung einer Optimierungsgröße, also eines vorgebbaren Optimierungsziels, stets möglichst rasch und insbesondere sicher wieder zu einem optimierten Betrieb führt bzw. ein optimierter Betrieb erhalten bleibt.It It is therefore an object of the present invention to provide a method for Operating a power plant and a system for operating a power plant to propose that allows optimized operation of the power plant. It is a further object of the invention to provide optimized operation to achieve that change single input sizes or a change an optimization size, so a predefinable optimization goal, always as fast as possible and in particular safely leads to an optimized operation again or an optimized operation preserved.

Die Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes Verfahren dadurch gelöst, dass ein Betriebsmodell vorgegeben wird, wobei mittels des Betriebsmodells die Eingabegrößen, also beispielsweise die Stellgrößen und weitere, nicht einstellbare Größen, wie eine Außentemperatur oder ein aktueller Verschleißgrat einzelner Komponenten, und einige oder mehrere von den Eingabegrößen abhängige Ausgabegrößen beschrieben werden, sodass bei vorgegebenen Eingabewerten für die Eingabegrößen mittels des Betriebsmodells Ausgabewerte für die Ausgabegrößen ermittelbar sind. Das Betriebsmodell ist beispielsweise ein mathematisches Modell und ermöglicht die Vorhersage von Ausgabewerten für die Ausgabegrößen des Kraftwerks bei vorgegebenen Eingabewerten für die Eingabegrößen des Betriebsmodells.The Task is solved by an aforementioned method in that an operating model is given, wherein by means of the operating model the input sizes, ie for example, the manipulated variables and other, non-adjustable sizes, such as an outside temperature or a current wear ridge individual components, and some or more output sizes dependent on the input variables so that given input values for the input quantities by means of the Operating model Output values for the output sizes can be determined are. The operating model is for example a mathematical model and allows the prediction of output values for the output quantities of the Power plant at given input values for the input quantities of Operating model.

Es wird ferner eine Kostenfunktion vorgegeben, die mindestens eine Optimierungsgröße umfasst, wobei die Optimierungsgröße von mindestens einer Ausgabegröße abhängig ist. Beispielsweise kann die Optimierungsgröße durch die Ausgabegröße selbst realisiert sein. Die Ausgabegröße kann beispielsweise eine Dampftemperatur sein und die Optimierungsgröße kann angeben, dass die Dampftemperatur einen möglichst hohen Wert einnehmen soll. Eine weitere Ausgabegröße könnte einen Dampfdruck beschreiben von der wiederum eine weitere Optimierungsgröße der Kostenfunktion abhängen könnte.It Furthermore, a cost function is specified, which is at least one Includes optimization size, where the optimization size is at least one Output size is dependent. For example, the size of the optimization may be determined by the output size itself be realized. The output size can for example, be a steam temperature and the optimization size can indicate that the steam temperature should be as high as possible. A another output size could be one Steam pressure, in turn, describes another optimization parameter of the cost function could depend.

Mittels eines auf dem Betriebsmodell basierenden Optimierers wird schließlich ein optimierter Stellwert für die mindestens eine Stellgröße ermittelt. Ein Stellwert ist dann optimiert, wenn die Kostenfunktion ein Optimum einnimmt, falls das Kraftwerk mit dem optimierten Stellwert betrieben wird. Dies bedeutet, dass eine Optimierungsgröße einen Extremwertwert annimmt oder, falls die Kostenfunktion durch eine Mehrzahl von Optimierungsgrößen gebildet ist, dass die Kostenfunktion einen Extremwert, also beispielsweise ein Minimum, annimmt.through an operational model based optimizer eventually becomes one optimized control value for which determines at least one manipulated variable. One Control value is optimized if the cost function is optimum occupies, if the power plant operated with the optimized control value becomes. This means that an optimization variable takes an extreme value or, if the cost function is formed by a plurality of optimization quantities is that the cost function is an extreme value, so for example a minimum, assuming.

Der Optimierer verwendet für das Auffinden des optimierten Stellwertes oder der optimierten Stellwerte das Betriebsmodell und stellt damit sicher, dass ein Betrieb des Kraftwerks mit der optimierten Stellgröße einen bezüglich der Kostenfunktion optimierten Betrieb gewährleistet, da das Betriebsmodell den tatsächlichen Zusammenhang zwischen Eingabegrößen und Ausgabegrößen möglichst realistisch modelliert.Of the Optimizer used for finding the optimized control value or the optimized control values the operating model, thus ensuring that operation of the Power plant with the optimized control variable with respect to the Cost function optimized operation guaranteed, since the operating model the actual Relationship between input quantities and Output sizes as possible modeled realistically.

Das Betriebsmodell wird vorzugsweise durch ein neuronales Netz, eine Regression oder einen evolutionären Algorithmus gebildet. Vorzugsweise wird ein derartiges Betriebsmodell mit einem physikalischen Modell und/oder einer mathematischen Funktion kombiniert. Die Realisierung des Betriebsmodells durch ein neuronales Netz ermöglicht es grundsätzlich, das Betriebsmodell ohne Kenntnis des physikalischen Zusammenhangs zwischen den Eingabegrößen und der Ausgabegröße in dem Kraftwerk zu erstellen. Hierzu werden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz bekannte neuronale Netze eingesetzt, die an tatsächlich vorliegenden und beispielsweise durch Messungen erhaltenen Eingabegrößen und Ausgabegrößen angelernt werden. Insbesondere durch die Vielzahl an Stellmöglichkeiten einerseits und die Vielzahl an Abhängigkeiten sowohl der Ausgabegrößen von den Eingabegrößen als auch der Ausgabegrößen untereinander und der Eingabegrößen untereinander kann mittels eins neuronalen Netzes eine besonders genaue und sichere Vorhersage einer Änderung des Kraftwerkzustands erreicht werden, wenn eine oder mehrere Eingabegrößen verändert werden.The Operational model is preferably through a neural network, a Regression or an evolutionary one Algorithm formed. Preferably, such an operating model with a physical model and / or a mathematical function combined. The realization of the operating model by a neural Network allows it basically, the operating model without knowledge of the physical context between the input sizes and the output size in the Create power plant. For this purpose, from the field of artificial Intelligence uses known neural networks that are actually present and, for example, input measurements obtained by measurements and Output variables taught become. In particular, by the variety of parking options on the one hand and the multitude of dependencies of both the output quantities of the input sizes as also the output sizes among each other and the input sizes with each other can use a neural network to provide a very accurate and safe Prediction of a change of the power plant state when one or more input variables are changed.

Der Optimierer verwendet das Betriebsmodell, um in einer bezüglich der Funktionsweise des neuronalen Netzes umgekehrter Betrachtungsweise für eine Kostenfunktion, die zumindest indirekt von einer Ausgabegröße oder von mehreren Ausgabegrößen des Kraftwerksbetriebs und insbesondere des Betriebsmodells abhängt, Stellwerte für die Stellgröße oder die Stellgrößen zu ermitteln, die notwendig sind, um die durch die Kostenfunktion vorgegebenen optimalen Werte der Ausgabegrößen bei dem Betrieb des Kraftwerks zu erreichen.Of the Optimizer uses the operating model to compute in terms of How does the neural network work in reverse for a cost function, which is at least indirectly of one or more output sizes of the Power plant operation and in particular of the operating model depends, control values for the Manipulated variable or to determine the manipulated variables which are necessary to the optimal given by the cost function Values of the output sizes to reach the operation of the power plant.

Bei dem Prozess des Optimierens können ferner Nebenbedingungen berücksichtigt werden, die beispielsweise Beziehungen von Ausgabegrößen untereinander oder Grenzwerte für Ausgabewerte beschreibt.at the process of optimizing can be further Constraints considered for example, relationships of output sizes among themselves or limits for Describes output values.

Vorzugsweise beschreibt mindestens eine Eingabegröße eine aktuelle Kessellast, eine Außenlufttemperatur, eine Kohlequalität, einen aktuellen Mühlenverschleiß oder einen Mahlfeinheitsgrad für die zu mahlende Kohle. Diese Eingabegrößen beeinflussen insbesondere den Betrieb des Kraftwerks. Außerdem beschreibt vorzugsweise mindestens eine Stellgröße eine Ausbrandluftmenge, eine Sichtertemperatur einer Mühle, eine Drehzahl einer Mühle, eine Primärluft einer Mühle, eine Drehzahl eines Kohlezuteilers, die beispielsweise Einfluss auf eine sogenannte Feuerungsvertrimmung hat, oder einen Kohlendioxid-Sollwert der Gesamtluftmenge. Derartige Stellgrößen ermöglichen besonders gut eine Einflussnahme auf den Betrieb des Kraftwerks und realisieren damit Eingabegrößen, deren Einstellbarkeit zur Erreichung eines optimalen Betriebs besonders sinnvoll sind.Preferably describes at least one input size a current boiler load, an outside air temperature, a coal quality, a current mill wear or a Grinding fineness for the coal to be ground. These input variables influence in particular the operation of the power plant. Furthermore preferably describes at least one manipulated variable an amount of burned air, a classifier temperature of a mill, a speed of a mill, a primary air a mill, a speed of a coal feeder, for example, influence to a so-called Feuerungsvertrimmung has, or a carbon dioxide target value the total amount of air. Such variables allow a particularly good one Influence on the operation of the power plant and realize it Input quantities whose Adjustability to achieve optimal operation particularly useful are.

Vorzugsweise wird eine Eingabegröße mittels eines Softwarebasierten Analysesystems ermittelt. Beispielsweise wird die aktuelle Qualität eines Brennstoffs mittels eines Brennstoffanalysesystems ermittelt, das auf Basis radiometrischer Messverfahren durchgeführt wird. Hierzu werden beispielsweise Gammastrahlen eingesetzt und mittels eines Auswerteverfahrens wird auf eine aktuelle Brennstoffqualität geschlossen. Ferner kann eine Luftmengenmessung besonders genau mittels eines Cross-Correlation-Messverfahrens durchgeführt werden.Preferably, an input quantity is determined by means of a software-based analysis system. For example, the current quality of a fuel is determined by means of a fuel analysis system determined on the basis of radiometric measurement methods. For this purpose, for example, gamma rays are used and by means of an evaluation process is concluded on a current fuel quality. Furthermore, an air flow measurement can be carried out particularly accurately by means of a cross-correlation measurement method.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt mindestens eine Ausgabegröße einen Wirkungsgrad, eine Leistung, eine Gastemperatur, eine Dampftemperatur, eine Metalltemperatur, beispielsweise in einem Rohr oder an einer Kesselwand, eine CO-Konzentration, eine Wärmestromdichte, einen Wärmeeintrag auf eine Heizfläche, eine zu erwartende Abnutzung oder ein sich bei einem Betrieb mit den eingestellten Stellgrößen und den aktuellen Eingabegrößen ergebender Emissionswert, also beispielsweise eine CO-Konzentration. Derartige Ausgabegrößen sind zum einen besonders geeignet, Auswirkungen aktueller Eingabegrößen auf einen Betrieb des Kraftwerks zu erfassen. Außerdem können derartige Ausgabegrößen besonders gut zur Bildung von Optimierungsgrößen und damit zur Bildung einer Kostenfunktion herangezogen werden. Beispielsweise ermöglicht eine Ausgabegröße, die eine zu erwartende Abnutzung beschreibt, Aussagen über zu erwartende Betriebskosten. Diese Ausgabegrößen sind teilweise nicht unabhängig voneinander zu betrachten. Damit eignen sich diese Ausgabegrößen nochmals ganz besonders, um ein Betriebsmodell zu erstellen, da die Qualität des Betriebsmodells auch an der Genauigkeit von korrelierenden Ausgabegrößen gemessen werden kann.According to one preferred embodiment of inventive method describes at least one output size efficiency, a Power, a gas temperature, a steam temperature, a metal temperature, For example, in a pipe or on a boiler wall, a CO concentration, a heat flux density, a heat input on a heating surface, an expected wear or an operation with the set manipulated variables and the current input sizes Emission value, so for example a CO concentration. such Output sizes are on the one hand particularly suitable, effects of current input variables on to record an operation of the power plant. In addition, such output sizes can be extra good for the formation of optimization variables and thus for the formation of a Cost function are used. For example, one allows Output size, the An expected wear describes statements about expected operating costs. These output sizes are partly not independent to look at each other. Thus, these output sizes are suitable again especially to create a business model because of the quality of the operating model also be measured by the accuracy of correlated output sizes can.

Zur Erstellung des Betriebsmodells ist es notwendig, die Ausgabewerte während des Betriebs des Kraftwerks möglichst genau zu ermitteln, um damit eine möglichst genaue Rückmeldung für die Qualität des Betriebsmodells während der Lernphase des neuronalen Netzes zu ermöglichen. Ist eine Ausgabegröße eine Gastemperatur, so wird diese vorzugsweise über einen Querschnitt mit einem akustischen Pyrometer über verschiedene Messpfade erfasst. Ein Emissionswert kann besonders gut als CO-Konzentration in Wandnähe an verschiedenen Stellen durch Absaugen und Analyse, beispielsweise mittels einer IR-Absorption, erfasst werden. Eine Wärmestromdichte kann vorteilhafterweise an verschiedenen Stellen im Feuerraum durch Wärmestromsensoren erfasst werden. Ein Wärmeeintrag auf eine Heizfläche kann besonders vorteilhaft durch Rückrechnung mit einem thermodynamischen Kesselmodell bestimmt werden.to Creation of the operating model, it is necessary to set the output values while the operation of the power plant as possible to determine exactly, in order to provide the most accurate feedback possible for the quality of the operating model during to enable the learning phase of the neural network. If an output is a gas temperature, so this is preferably over a cross section with an acoustic pyrometer over various Recorded measuring paths. An emission value can be particularly good as CO concentration near the wall in different places by suction and analysis, for example by means of an IR absorption, be recorded. A heat flux density can advantageously at different locations in the firebox Heat flow sensors detected become. A heat input on a heating surface can be particularly advantageous by recalculation with a thermodynamic Boiler model can be determined.

Vorzugsweise erfolgt die Erfassung von Ausgabegrößen und/oder von Eingabegrößen während des Betriebs des Kraftwerks in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Zeitpunkt, einer vorgebbaren Zeitspanne und/oder einer Änderung einer anderen Eingabegröße oder einer anderen Ausgabegröße. Damit wird erreicht, dass stets ein optimierter Betrieb des Kraftwerks möglich ist, da jede Änderung einer Eingabegröße oder einer Ausgabegröße grundsätzlich die Möglichkeit eröffnet, automatisch erneut optimierte Stellwerte für die Stellgrößen zu ermitteln und entsprechende Stellorgane in Abhängigkeit von den optimierten Stellwerten einzustellen, so dass wieder ein optimierter Betrieb des Kraftwerks erreicht wird.Preferably the acquisition of output sizes and / or input quantities during the Operation of the power plant in dependence from a predefinable time, a predeterminable period of time and / or a change another input size or another output size. This will be ensures that optimized operation of the power plant is always possible, because every change an input size or an output size basically the possibility opened, to automatically determine again optimized control values for the manipulated variables and corresponding actuators depending on the optimized Adjust control values, so that again an optimized operation of the power plant is reached.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt eine Optimierungsgröße zumindest indirekt eine Ausgabegröße. Besonders bevorzugt beschreibt eine Optimierungsgröße einen Kesselwirkungsgrad, eine Stromaufnahme eines Gebläses, eine Abweichung von einer Zonentemperatur, einen Gesamtwirkungsgrad oder eine Gesamtleistung.According to one preferred embodiment of inventive method at least describes an optimization variable indirectly an output size. Especially an optimization variable preferably describes a boiler efficiency, a current consumption of a blower, a deviation from a zone temperature, an overall efficiency or a total performance.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kostenfunktion eine Mehrzahl von Optimierungsgrößen beziehungsweise Ausgabegrößen beschreibt und mindestens eine Optimierungsgröße hierbei gewichtet ist. Vorzugsweise sind sämtliche Optimierungsgrößen in der Kostenfunktion gewichtet. Dies ermöglicht die Vorgabe einer Kostenfunktion, die möglichst genau einen Kompromiss zwischen den überhaupt möglichen unterschiedlichen Optimierungszielen vorzugeben ermöglicht.Especially It is advantageous if the cost function has a plurality of optimization variables or Describes output quantities and at least one optimization quantity is weighted here. Preferably are all Optimization variables in the Cost function weighted. This allows the specification of a cost function, the most accurate a compromise between the possible ones different optimization goals.

Vorteilhafterweise wird während des Betriebs des Kraftwerks mindestens eine aktuelle Eingabegröße oder eine aktuelle Ausgabegröße erfasst und eine Optimierung durchgeführt, sobald eine Änderung der Eingabegröße oder der Ausgabegröße erkannt worden ist.advantageously, is during the operation of the power plant at least one current input size or a current output size is captured and an optimization performed, as soon as a change the input size or the output size detected has been.

Die Erfindung betrifft auch ein System zum Betreiben eines Kraftwerks der eingangs genannten Art, wobei das System Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.The The invention also relates to a system for operating a power plant of the aforementioned type, wherein the system means for carrying out the method according to the invention having.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms. Dabei stellt das Computerprogramm ebenso die Erfindung dar wie das erfindungsgemäße Verfahren, zu deren Durchführung das Computerprogramm programmiert ist. Das Computerprogramm kann auf einem Computersystem, insbesondere auf einem Regel- und/oder Steuersystem zur Regelung und/oder Steuerung eines Kraftwerks, beispielsweise einer Leitwarte, ausgeführt werden. Dabei kann das Computerprogramm insbesondere aus einer Vielzahl von Komponenten bestehen, die auf unterschiedlichen Computern beziehungsweise Computersystemen ausgeführt werden.From Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of a computer program. This is the computer program as well as the invention as the inventive method, to carry out the Computer program is programmed. The computer program can open a computer system, in particular on a control and / or control system for controlling and / or controlling a power plant, for example a control room. In this case, the computer program in particular from a variety consist of components on different computers respectively Computer systems running become.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung. Es zeigen:Other features, applications and advantages of the inventions emerge the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Systems, das zu Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist; 1 a schematic representation of a system which is suitable for carrying out the method according to the invention;

2 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a schematic representation of a flow chart of an embodiment of the method according to the invention.

In 1 ist ein System 1 schematisch dargestellt, das ein Betriebsmodell 2 und einen Optimierer 3 umfasst.In 1 is a system 1 shown schematically, which is an operating model 2 and an optimizer 3 includes.

Das Betriebsmodell 2 umfasst Eingabegrößen 6, die teilweise als Stellgrößen 5 ausgebildet sind. Die Eingabegrößen 6 sind vorzugsweise den Kraftwerksprozess beeinflussende Parameter, die messtechnisch erfasst werden können. Eine solche Eingabegröße ist beispielsweise eine aktuelle Außenlufttemperatur oder eine aktuelle Qualität des Brennstoffs. Insbesondere umfassen die Eingabegrößen jedoch auch Größen, die einer direkten Messung nicht zugänglich sind, sondern mittels spezieller Software-Programme ermittelt werden. Derartige Eingabegrößen beschreiben beispielsweise einen aktuellen Mühlenverschleiß oder einen aktuellen Mahlfeinheitsgrad. So kann eine Brennstoffqualität mittels eines Software-basierten Online-Brennstoffanalysesystems, beispielsweise auf Basis von Gammastrahlen oder unter Verwendung anderer radiometrischer Messverfahren ermittelt werden. Ferner können Cross-Corelation-Messverfahren zur Luftmengenmessung zur Bestimmung aktueller Eingabewerte für Eingabegrößen herangezogen werden, die eine bestimmte Luftmenge beschreiben.The operating model 2 includes input sizes 6 partially as manipulated variables 5 are formed. The input sizes 6 are preferably the power plant process influencing parameters that can be detected by measurement. Such an input quantity is, for example, a current outside air temperature or a current quality of the fuel. In particular, however, the input variables also include quantities which are not accessible to a direct measurement but are determined by means of special software programs. Such input quantities describe, for example, a current mill wear or a current degree of grinding fineness. Thus, a fuel quality can be determined by means of a software-based online fuel analysis system, for example based on gamma rays or using other radiometric measurement methods. Furthermore, cross-correlation measuring methods for air quantity measurement can be used to determine current input values for input variables that describe a specific air quantity.

Die als Stellgrößen 5 ausgebildeten Eingabegrößen ermöglichen grundsätzlich eine bekannte Veränderung beziehungsweise Anpassung des Kraftwerkbetriebs. Die Stellgrößen 5 ermöglichen beispielsweise die Einstellung von verschiedenen Luftmengen, wie Primärluft, Sekundärluft oder Ausbrandluft, sowie die Vorgabe von Brennstoffmengen für verschiedene Brenner beziehungsweise für verschiedene Mühlen. Ein Kraftwerk weist häufig eine Mehrzahl von Stellgrößen und damit eine Vielzahl von möglichen Kombinationen von Stellwerten auf. Die in 1 dargestellten Stellgrößen 5 entsprechen zumindest einigen Stellgrößen, die bei dem Kraftwerk tatsächlich vorhanden sind. Vorzugsweise können die Stellgrößen 5 alle oder zumindest die wichtigsten Stellwerte annehmen, die während des tatsächlichen Betriebs des Kraftwerks möglicherweise eingestellt werden sollen.The as manipulated variables 5 trained input variables basically allow a known change or adaptation of the power plant operation. The manipulated variables 5 allow, for example, the setting of different amounts of air, such as primary air, secondary air or combustion air, as well as the specification of fuel quantities for different burners or for different mills. A power plant often has a plurality of manipulated variables and thus a plurality of possible combinations of control values. In the 1 displayed manipulated variables 5 correspond at least some manipulated variables that are actually present at the power plant. Preferably, the manipulated variables 5 assume all or at least the most important control values that may be set during the actual operation of the power plant.

Das Betriebsmodell 2 umfasst ferner Ausgabegrößen 7, die beispielsweise einen Wirkungsgrad, Dampftemperaturen, Metalltemperaturen an bestimmten Stellen oder Emissionswerte beschreiben. Die Ausgabegrößen sind typischerweise Größen, die eine Aussage darüber ermöglichen, ob ein Optimierungskriterium oder mehrere Optimierungskriterien erfüllt sind. Insbesondere umfassen die Ausgabegrößen Größen, die während des tatsächlichen Betriebs des Kraftwerks erfassbar sind. Dies ermöglicht es, das Betriebsmodell 2 anzupassen beziehungsweise zu überprüfen, ob und gegebenenfalls wie genau die mittels des Betriebsmodells 2 ermittelten Ausgabegrößen 7 den tatsächlich während des Betriebs des Kraftwerks erfassten Ausgabegrößen entsprechen.The operating model 2 also includes output sizes 7 which describe, for example, an efficiency, steam temperatures, metal temperatures at specific points or emission values. The output quantities are typically quantities that enable a statement as to whether one or more optimization criteria are met. In particular, the output quantities include quantities that are detectable during actual operation of the power plant. This allows the operating model 2 to adjust or check whether and, if so, how exactly that by means of the operating model 2 determined output sizes 7 correspond to the output quantities actually recorded during operation of the power plant.

Hierzu werden die den Ausgabegrößen 7 entsprechenden Größen während des Betriebs des Kraftwerks direkt gemessen oder auf Grundlage mehrerer unterschiedlicher Messergebnisse ermittelt. Beispielsweise wird während des Betriebs des Kraftwerks eine Gastemperatur dadurch ermittelt, dass eine Schallgeschwindigkeit mittels eines akustischen Pyrometers erfasst wird. Mittels einer Umrechnung oder unter Verwendung eines geeigneten Kennfelds wird dann die der gemessenen Schallgeschwindigkeit entsprechende Gastemperatur ermittelt.These are the output sizes 7 corresponding quantities are measured directly during operation of the power plant or determined on the basis of several different measurement results. For example, during operation of the power plant, a gas temperature is determined by detecting a speed of sound by means of an acoustic pyrometer. By means of a conversion or using a suitable map, the gas temperature corresponding to the measured sound velocity is then determined.

Zur Ermittlung aktueller Emissionswerte während des Betriebs des Kraftwerks können CO-Konzentrationen in dem Kessel in Wandnähe an verschiedenen Stellen durch Absaugen und Analyse, beispielsweise mittels einer sogenannten IR-Absorption, ermittelt werden. Ferner können an verschiedenen Stellen im Feuerraum durch Wärmestromsensoren eine oder mehrere Wärmestromdichten erfasst werden. Mittels eines thermodynamischen Kesselmodells können ferner – durch Rückrechnung – die Wärmeeinträge auf verschiedene Heizflächen ermittelt werden.to Determination of current emission values during operation of the power plant can CO concentrations in the boiler near the wall in different places by suction and analysis, for example be determined by means of a so-called IR absorption. Further can at various points in the combustion chamber by heat flow sensors one or several heat flux densities be recorded. By means of a thermodynamic boiler model can also - by Retroactive accounting - the heat inputs to different heating surfaces be determined.

Das Betriebsmodell 2 ermöglicht es, aus vorgegebenen Eingabewerten für die Eingabegrößen 6 und vorgegebenen Stellwerten für die Stellgrößen 6, Ausgabewerte für die Ausgabegrößen 7 vorherzusagen. Dies bedeutet, dass mittels des Betriebsmodells vorhergesagt werden kann, welche Ausgabewerte die Ausgabegröße 7 annehmen, wenn das Kraftwerk mit den eingegebenen Eingabegrößen und Stellgrößen betrieben wird. Hierzu sind die Ausgabegrößen 7 mit den Eingabegrößen 6 und den Stellgrößen 5 beispielsweise über eine funktionale Beschreibung verbunden.The operating model 2 allows it from given input values for the input sizes 6 and preset control values for the manipulated variables 6 , Output values for the output variables 7 predict. This means that by means of the operating model it can be predicted which output values the output size 7 if the power plant is operated with the entered input variables and manipulated variables. These are the output sizes 7 with the input sizes 6 and the manipulated variables 5 For example, connected via a functional description.

Da die Eingabegrößen 6 des Betriebsmodells 2 zumindest einigen Eingabegrößen des Kraftwerks entsprechen und die Ausgabegrößen 7 des Betriebsmodells 2 zumindest einigen Ausgabegrößen des Kraftwerks entsprechen, wird im folgenden auf eine Unterscheidung zwischen den Eingabegrößen 6 des Betriebsmodells 2 und den Eingabegrößen des Kraftwerks sowie zwischen den Ausgabegrößen 7 des Betriebsmodells 2 und den Ausgabegrößen des Kraftwerks immer dann verzichtet, wenn eine Unterscheidung aus dem Kontext ersichtlich ist oder für das Verständnis nicht relevant ist.Because the input sizes 6 of the operating model 2 at least some input sizes of the power plant and the output sizes 7 of the operating model 2 at least some output sizes of the power plant, the following will be a distinction between the input quantities 6 of the operating model 2 and the inputs of the power plant and between the output quantities 7 of the operating model 2 and dispenses with the outputs of the power plant whenever a distinction is apparent from the context or is not relevant to the understanding.

Das in 1 dargestellte Betriebsmodell 2 umfasst ein neuronales Netz 4, das als Eingabe aktuelle Eingabewerte von Eingabegrößen 6 und Stellwerte von Stellwerten 5 erlaubt und als Ausgabe Ausgabewerte der Ausgabegrößen 7 erzeugt. Das neuronale Netz umfasst hierzu in bekannter Weise Neuronen, die über gewichtete Verbindungen verbunden sind und beispielsweise in einer Mehrzahl von Ebenen angeordnet sind. Die Gewichtung der einzelnen Verbindungen können automatisch durch einen Lernvorgang des neuronalen Netzes 4 erzeugt werden. Hierzu werden verschiedene Eingabewerte angelegt und die von dem neuronalen Netz 4 erzeugten Ausgabewerte werden mit konkreten, während des Betriebs des Kraftwerks erfassten Ausgabewerten verglichen, wobei das Kraftwerk unter eben den Bedingungen betrieben wird, die durch die Eingabegrößen 6 und Stellgrößen 5 vorgegeben sind.This in 1 illustrated operating model 2 includes a neural network 4 , which input current input values of input sizes 6 and control values of control values 5 allowed and output output values of the output sizes 7 generated. For this purpose, the neural network comprises in a known manner neurons which are connected via weighted connections and are arranged, for example, in a plurality of planes. The weighting of the individual connections can be done automatically by a learning process of the neural network 4 be generated. For this purpose, different input values are created and those of the neural network 4 Output values generated are compared to actual output values acquired during operation of the power plant, operating the power plant under the same conditions as the input variables 6 and manipulated variables 5 are predetermined.

Das Betriebsmodell 2 ist dann besonders gut im Sinne der vorliegenden Erfindung einsetzbar, wenn das neuronale Netz 4 zuverlässig Ausgabewerte erzeugt, die mit hinreichender Genauigkeit die tatsächlichen Werte während des Betriebs des Kraftwerks voraussagen. Hierzu wird die Lernphase des Betriebsmodells 2 und damit insbesondere des neuronalen Netzes 4 typischerweise dann beendet, wenn eine vorgegebene Genauigkeit erreicht worden ist. Selbstverständlich ist es möglich, das neuronale Netz 4 auch während des Betriebs des Kraftwerks und insbesondere während des erfindungsgemäßen Betriebs des Kraftwerks weiter zu verbessern beziehungsweise weiterhin anzulernen beziehungsweise zu adaptieren.The operating model 2 is then particularly well used in the context of the present invention, when the neural network 4 reliably generates output values that predict with reasonable accuracy the actual values during operation of the power plant. This is the learning phase of the operating model 2 and thus in particular the neural network 4 typically terminated when a given accuracy has been achieved. Of course it is possible the neural network 4 continue to improve during the operation of the power plant and in particular during the operation of the power plant according to the invention continue to learn or adapt.

In 1 ist eine Kostenfunktion 9 dargestellt, die aus einer oder mehreren der Ausgabegrößen 7 gebildet ist. Die Ausgabegrößen 7 sind hierzu mit Gewichten 8 versehen. Dies ermöglicht es, in der Kostenfunktion mehrere Ausgabegrößen 7 zu berücksichtigen und deren Gewichtung und damit deren Einfluss auf den Optimierungsprozess zu berücksichtigen. Die Kostenfunktion kann ferner weitere Optimierungsgrößen 10 umfassen, die beispielsweise auf andere Weise aus einer oder mehreren Ausgabegrößen 7 gebildet sind. Insbesondere können Optimierungsgrößen 10 auch weitere Parameter vorgeben, die mittels des Betriebsmodells 2 nicht direkt vorhergesagt werden können. Derartige Optimierungsgrößen können beispielsweise eine Abweichung einer Zonentemperatur in dem Kessel beschreiben, wobei die Abweichung der Zonentemperatur durch Erfassung und Vergleich mehrerer Gastemperaturen in verschiedenen Zonen ermittelt worden ist. Eine derartige Optimierungsgröße 10 basiert damit beispielsweise auf einer Mehrzahl von Ausgabegrößen. Eine weitere Optimierungsgröße 10 kann einen Kesselwirkungsgrad beschreiben, der beispielsweise das Verhältnis von einer aktuell erzeugten Strommenge zu einer bestimmten Brennstoffmenge beschreibt. Eine weitere Optimierungsgröße kann eine Stromaufnahme eines oder mehrerer Gebläse beschreiben.In 1 is a cost function 9 represented by one or more of the output sizes 7 is formed. The output sizes 7 are this with weights 8th Mistake. This makes it possible to have several output variables in the cost function 7 take into account their weighting and thus their influence on the optimization process. The cost function can also have further optimization variables 10 include, for example, in other ways one or more output sizes 7 are formed. In particular, optimization variables 10 also specify other parameters by means of the operating model 2 can not be predicted directly. Such optimization variables may for example describe a deviation of a zone temperature in the boiler, wherein the deviation of the zone temperature has been determined by detection and comparison of several gas temperatures in different zones. Such an optimization variable 10 based for example on a plurality of output sizes. Another optimization size 10 may describe a boiler efficiency that describes, for example, the ratio of a currently generated amount of electricity to a particular amount of fuel. Another optimization variable may describe a current consumption of one or more fans.

Ein optimierter Betrieb des Kraftwerks soll folglich insofern ermöglicht werden, als beispielsweise eine Minimierung der Kostenfunktion 9 erreicht werden soll. Hierzu sind die Optimierungsziele in der Kostenfunktion 9 beispielsweise durch Gewichtung der einzelnen Komponenten beschrieben.An optimized operation of the power plant should therefore be made possible insofar as, for example, a minimization of the cost function 9 should be achieved. These are the optimization goals in the cost function 9 For example, described by weighting of the individual components.

Mittels des Optimierers 3 werden Eingabegrößen und insbesondere Stellwerte 12 für Stellgrößen 5 ermittelt, die einen optimierten Betrieb des Kraftwerks ermöglichen, wenn dessen Stellgrößen auf die ermittelten Stellwerte 12 eingestellt werden. Hierzu verwendet der Optimierer das Betriebsmodell 2 beispielsweise dadurch, dass die ermittelten Stellwerte 2 den Eingabegrößen und insbesondere den Stellgrößen 5 als Eingabe übergeben werden. Das neuronale Netz 4 ermittelt daraus Ausgabewerte für die Ausgabegrößen 7 und erlaubt damit beispielsweise dem Optimierer 3 für unterschiedliche Vorgaben für Stellwerte 12 durch einfaches Vergleichen festzustellen, welche Kombination von Stellwerten 12 eine Minimierung der Kostenfunktion ermöglicht.By means of the optimizer 3 are input variables and in particular control values 12 for manipulated variables 5 determined, which allow an optimized operation of the power plant, if its control variables on the determined control values 12 be set. For this purpose, the optimizer uses the operating model 2 for example, the fact that the determined control values 2 the input variables and in particular the manipulated variables 5 as input. The neural network 4 determines from this output values for the output variables 7 and thus allows, for example, the optimizer 3 for different specifications for manipulated variables 12 by simply comparing what combination of control values 12 minimizing the cost function.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Optimierer 3 selbst als ein mathematisches Modell oder mittels eines neuronalen Netzes realisiert und ermöglicht bei vorgegebener Kostenfunktion 9 die Ausgabe von Stellwerten 12.In a preferred embodiment, the optimizer is 3 even as a mathematical model or by means of a neural network and allows for a given cost function 9 the output of control values 12 ,

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel berücksichtigt der Optimierer 3 ferner Nebenbedingungen 11 bei der Erzeugung von optimierten Stellwerten 12. Derartige Nebenbedingungen 11 geben beispielsweise für einige Optimierungsgrößen absolute Grenzwerte an, die keinesfalls überschritten oder unterschritten werden dürfen. Ein solcher Grenzwert kann ein Emissionsgrenzwert sein, der während des Betriebs des Kraftwerks nicht überschritten werden darf. Eine Nebenbedingung 11 kann ferner eine Temperatur beschreiben, die nicht überschritten werden darf, um keine Schäden an dem Kraftwerk zu erzeugen.In the in 1 illustrated embodiment, the optimizer takes into account 3 also secondary conditions 11 in the generation of optimized control values 12 , Such constraints 11 For example, specify absolute limits for some optimization quantities that must never be exceeded or undershot. Such a limit may be an emission limit that must not be exceeded during operation of the power plant. A secondary condition 11 may also describe a temperature that must not be exceeded in order to avoid damaging the power plant.

In 2 ist ein vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. In einem Schritt 100 wird eine Kostenfunktion 9 vorgegeben. In einem Schritt 101 werden aktuelle Größen erfasst, die den Eingabegrößen 6 des Betriebsmodells 2 entsprechen. Diese Größen beschreiben beispielsweise eine Temperatur oder eine aktuell gemessene Brennstoffqualität. In einem Schritt 102 wird geprüft, ob die Änderung der Größe einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 103 mittels des Optimierers 3 geprüft, ob ein optimierter Betrieb des Kraftwerks eine Änderung der Stellgrößen 5 benötigt. Hierzu werden mittels des Optimierers 3 in Abhängigkeit von der Kostenfunktion 9 und von mittels des Betriebsmodells 2 ermittelten Ausgabegrößen 7 Stellwerte 12 für die Stellgrößen 5 ermittelt. Weichen die Stellwerte 12 von den aktuellen Einstellungen bei dem Kraftwerk ab, so werden die entsprechenden Stellmöglichkeiten des Kraftwerks in einem Schritt 104 auf die ermittelten Stellwerte eingestellt. Dies wird vorzugsweise automatisch durchgeführt.In 2 is a simplified flowchart shown, which shows steps of the method according to the invention. In one step 100 becomes a cost function 9 specified. In one step 101 Current sizes are captured, which are the input sizes 6 of the operating model 2 correspond. These quantities describe, for example, a temperature or a currently measured fuel quality. In one step 102 it is checked whether the change in size exceeds a predefinable threshold. If this is the case, it will be in one step 103 by means of the optimizer 3 checked whether an optimized operation of the power plant, a change in the manipulated variables 5 needed. To do this, use the optimizer 3 depending on the cost function 9 and by means of the operating model 2 determined output sizes 7 control values 12 for the manipulated variables 5 determined. The control values deviate 12 From the current settings at the power plant, the corresponding Stellstellungen the power plant in one step 104 set to the determined control values. This is preferably done automatically.

In dem Schritt 101 können alternativ oder ergänzend auch Messwerte erfasst beziehungsweise ermittelt werden, die den Ausgabegrößen 7 entsprechen. Wird hierbei eine Abweichung von einem mittels des Betriebsmodells 2 vorhergesagten Ausgabewert für eine Ausgabegröße 7 erkannt, so kann ebenfalls mittels des Optimierers 3 die Ermittlung optimierter Stellwerte 12 durchgeführt werden, so dass stets ein optimierter Betrieb des Kraftwerks möglich ist. Ferner ist es vorteilhaft, das Betriebsmodell 2 und insbesondere das neuronale Netz 4 stets dann anzupassen beziehungsweise zu verbessern, wenn die vorhergesagten Ausgabewerte für die Ausgabegrößen 7 nicht oder nicht in ausreichendem Maße mit den während des Betriebs des Kraftwerks tatsächlich ermittelten Werten übereinstimmen. Hierzu kann das neuronale Netz 4 wieder in einem Lernprozess betrieben werden, bis die vorhergesagten Ausgabegrößen 7 wieder innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.In the step 101 Alternatively or additionally, measured values can also be detected or determined which correspond to the output variables 7 correspond. If this is a deviation from one by means of the operating model 2 predicted output value for an output variable 7 recognized, so can also by means of the optimizer 3 the determination of optimized control values 12 be carried out so that an optimized operation of the power plant is always possible. Furthermore, it is advantageous to the operating model 2 and in particular the neural network 4 always adapt or improve when the predicted output values for the output quantities 7 not or not sufficiently in accordance with the values actually determined during operation of the power plant. For this purpose, the neural network 4 be operated again in a learning process until the predicted output sizes 7 again within a predetermined tolerance range.

Selbstverständlich sind eine Vielzahl von weiteren Ausführungsformen denkbar. Insbesondere kann das in 2 skizzierte Verfahren eine Vielzahl weiterer Schritte enthalten, die beispielsweise die Reihenfolge und Art der Erfassung von Messwerten und das Starten des Optimierungsprozesses betreffen. Ferner kann ein Adaptieren des Betriebsmodells 2 durch unterschiedliche Ereignisse initiiert werden. Insbesondere können den Ausgabegrößen 7 entsprechende und während des Betriebs des Kraftwerks ermittelbare Größen zu vorbestimmten Zeitpunkten oder während eines vorbestimmten Zeitraums ermittelt werden. Ebenso ist es möglich, einzelne Größen kontinuierlich während des Betriebs des Kraftwerks zu erfassen und stets eine Adaption des Betriebsmodells 2 und/oder eine Ermittlung von optimierten Stellwerten 12 durchzuführen.Of course, a variety of other embodiments are conceivable. In particular, the in 2 Outlined methods include a variety of other steps that relate, for example, the order and method of recording measurements and starting the optimization process. Furthermore, an adaptation of the operating model 2 be initiated by different events. In particular, the output sizes can 7 corresponding and determinable during operation of the power plant variables are determined at predetermined times or during a predetermined period. It is also possible to detect individual variables continuously during operation of the power plant and always an adaptation of the operating model 2 and / or a determination of optimized control values 12 perform.

Claims

Method for operating a power plant, in particular a steam power plant, wherein the operation of the power plant by input variables ( 6 ) and at least one input size ( 6 ) as a predefinable control value ( 5 ), characterized in that - the input variables ( 6 ) and at least one output size ( 7 ), a dependence of the output size ( 7 ) of the input variables ( 6 ) at least implicitly describing operating model ( 2 ), whereby by means of the operating model ( 2 ) depending on the input values for the input variables influencing the operation of the power plant ( 6 ) Predicting an output value for the at least one output quantity ( 7 ) can be determined; - one of at least one output size ( 7 ) dependent and at least one optimization variable ( 10 ) descriptive cost function ( 9 ) is given; - by means of an operating model ( 2 ) based optimizer ( 3 ) an optimized control value ( 12 ) for the at least one manipulated variable ( 5 ) is determined such that the cost function ( 9 ) assumes an optimum if one of the manipulated variable ( 5 ) associated input value of the operating model ( 2 ) the control value ( 12 ) assumes; - at least if the optimized control value ( 12 ) from a current manipulated variable of the manipulated variable ( 5 ), the manipulated variable ( 5 ) of the power plant to the determined control value ( 12 ) is provided.

Method according to Claim 1, characterized in that the operating model ( 2 ) through a neural network ( 4 ), a regression or an evolutionary algorithm is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one input variable ( 6 ) describes a boiler load, an outside air temperature, a coal quality, a mill wear or a fineness of grinding.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one manipulated variable ( 5 ) describes a Ausbrandluftmenge, a classifier temperature of a mill, a rotational speed of a mill, a primary air of a mill, a speed of a coal meter (Feuerungsvertrimmung) or a carbon dioxide target value of the total amount of air.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by at least one output size ( 7 ) efficiency, power, gas temperature, steam temperature, metal temperature, CO concentration, heat flux density, heat input a heating surface, an expected wear or an emission value is described.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one optimization variable ( 10 ) an output size ( 7 ), a boiler efficiency, a current consumption of a blower, a deviation of a zone temperature, an overall efficiency or a total power.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cost function ( 9 ) a plurality of optimization variables ( 7 . 10 ), wherein at least one optimization variable ( 7 . 10 ) is weighted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one input variable ( 6 ) is determined by means of a software-based analysis system, in particular by means of a fuel analysis system based on radiometric measurement methods (gamma rays) or by means of a cross-correlation measurement method for air quantity measurement.

A method according to claim 6, characterized in that for determining at least one output value of an output variable ( 7 ) - the gas temperature over the cross section is detected with an acoustic pyrometer via different measuring paths; - the CO concentration near the wall is detected at various points by suction and analysis (eg IR absorption); - The heat flux density is detected at different locations in the furnace by heat flow sensors; and / or - the heat input to the heating surface is determined by recalculation with a thermodynamic boiler model.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of the output variables ( 7 ) and / or input sizes ( 6 ) takes place during operation of the power plant as a function of a predefinable criterion, wherein the criterion - a predetermined time; A presettable period of time; and / or - describes a change in an input size or input size.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation of the power plant at least one current input size ( 6 ) and / or a current output size ( 7 ) and optimization by means of the optimizer ( 3 ) is performed as soon as a change in detected quantity has been detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an output value of the at least one output quantity ( 7 ) is detected with at least one corresponding one of the operating model ( 2 ) and the operating model ( 2 ) is adapted at least when the deviation exceeds a predefinable threshold.

System ( 1 ) for operating a power plant, in particular a steam power plant, wherein the operation of the power plant by input variables ( 5 . 6 ) and at least one input size ( 5 . 6 ) as a predefinable control value ( 5 ), characterized in that the system ( 1 ) - an input size ( 5 . 6 ) and output sizes ( 7 ) comprehensive operating model ( 2 ), by means of which, depending on predefinable input values for the input variables ( 5 . 6 ) Output values for the output variables ( 7 ) are determinable, wherein at least one input size ( 5 . 6 ) a manipulated variable influencing the operation of the power plant ( 5 ) and wherein at least one output size ( 7 ) describes an output quantity that can be determined during power plant operation; - one of at least one output size ( 7 ) dependent and at least one optimization variable ( 10 ) descriptive cost function ( 9 ); - one on the operating model ( 2 ) based optimizer ( 3 ), by means of which an optimized control value ( 12 ) for the at least one manipulated variable ( 5 ) is determinable such that the cost function ( 9 ) assumes an optimum when the manipulated variable ( 5 ) associated input value of the operating model ( 2 ) the control value ( 12 ) assumes; - adjusting means for setting the manipulated variable ( 5 ) to the optimized control value ( 12 ).

System ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the operating model ( 2 ) and / or the optimizer ( 3 ) by means of a neural network ( 4 ), a regression or an evolutionary algorithm

System ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the operating model ( 2 ) and / or the optimizer ( 3 ) additionally comprises a physical model and / or a mathematical function.

System ( 1 ) according to one of claims 13 to 15, characterized in that - at least one input variable ( 6 ) describes a boiler load, an outside air temperature, a coal quality, a mill wear or a fineness degree; - at least one manipulated variable ( 5 ) a Ausbrandluftmenge, a classifier temperature of a mill, a Speed of a mill, a primary air of a mill, a speed of a coal feeder (firing adjustment) or a carbon dioxide target value of the total amount of air describes; and at least one output size ( 7 ) describes an efficiency, a power, a gas temperature, a steam temperature, a metal temperature, a CO concentration, a heat flow density, a heat input to a heating surface, an expected wear or an emission value.

System ( 1 ) according to one of claims 13 to 16, characterized in that the at least one optimization variable ( 10 ) an output size ( 7 ), a boiler efficiency, a current consumption of a blower, a deviation of a zone temperature, a total efficiency or a total power describes.

System ( 1 ) according to one of claims 13 to 17, characterized in that the cost function ( 9 ) a plurality of weighted optimization quantities ( 10 ).

System ( 1 ) according to one of claims 13 to 18, characterized in that the system comprises means for carrying out a method according to one of claims 8 to 12.

Computer program for controlling and / or regulating the operation of a power plant, in particular a steam power plant, the operation of the power plant being controlled by input variables ( 5 . 6 ) and at least one input size ( 5 . 6 ) as a predefinable control value ( 5 ), characterized in that the computer program is programmed for carrying out a method according to one of claims 1 to 12, when the computer program is executed on a computer system, in particular a control system for controlling and / or regulating a power plant.