專(zhuān)利名稱(chēng)：指令值決定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指令值決定裝置，其作用是對(duì)于相互連接的設(shè)備，在其輸出量的總和具有一定限制的條件下，以燃料費(fèi)用等設(shè)備運(yùn)行成本最小為目標(biāo)構(gòu)造設(shè)備有關(guān)模型并進(jìn)行控制。


圖16是傳統(tǒng)的指令值決定裝置的原理框圖，其中，1是燃料消耗特性模型生成模塊，用于采集與相互連接的各臺(tái)設(shè)備輸出量Pm對(duì)應(yīng)的燃料消耗量Qm的數(shù)值、生成與各設(shè)備的Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm；2表示存貯由燃料消耗特性模型生成模塊1生成的燃料消耗特性模型Fm的存貯模塊；3表示把與各設(shè)備Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm對(duì)各設(shè)備Gm的輸出量Pm進(jìn)行微分的微分運(yùn)算模塊；4是指令值運(yùn)算模塊，其作用是在各設(shè)備Gm輸出量Pm的總和與預(yù)測(cè)負(fù)荷量L一致的條件下，計(jì)算微分運(yùn)算模塊3的微分結(jié)果dFm/dPm相互一致的各設(shè)備Gm輸出量Pm，并將該計(jì)算結(jié)果作為各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm*。
下面說(shuō)明其動(dòng)作原理。
首先，通過(guò)燃料消耗特性模型生成模塊1對(duì)相互連接的各臺(tái)設(shè)備Gm采集對(duì)應(yīng)于設(shè)備輸出量Pm的燃料消耗量Qm的數(shù)據(jù)(如果有m臺(tái)設(shè)備連接時(shí)，則采集m臺(tái)組數(shù)據(jù))。
例如，如圖17的模型圖所示，采集了從前一天午前零時(shí)起到午后12時(shí)止的一整天的數(shù)據(jù)。當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊1采集了上述數(shù)據(jù)后，建立以各設(shè)備Gm輸出量Pm為自變量、燃料消耗量Qm為因變量的二次函數(shù)模型，從而生成與各設(shè)備Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm，即Fm＝Qm＝aPm2+bPm+C(1)上式中，a、b、c由最小二乘法以最接近實(shí)際特性的值來(lái)表示。
當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊1生成了與各設(shè)備Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm后，由存貯模塊2將其結(jié)果存貯。下面，為了便于說(shuō)明，假設(shè)有三臺(tái)設(shè)備G1、G2、G3相互連接(如圖18所示)，并就使用等增量燃料成本法確定各設(shè)備G1、G2、G3輸出指令值P1*、P2*、P3*的情況加以說(shuō)明(等增量燃料成本法在諸如《電力系統(tǒng)工學(xué)》(昭和52年、corona社發(fā)行)的P262～P273中有說(shuō)明)。
各設(shè)備G1、G2、G3的燃料消耗特性模型F1、F2、F3分別表示如下(參照?qǐng)D19)。
F1＝2P12+3P1+1(2)F2＝P22+4P2+2 (3)F3＝P32+P3+6 (4)如上所述，當(dāng)各設(shè)備G1、G2、G3的燃料消耗特性模型F1、F2、F3存貯在存貯模塊2中后，由微分運(yùn)算模塊3分別求各設(shè)備G1、G2、G3的燃料消耗特性模型F1、F2、F3對(duì)各設(shè)備G1、G2、G3輸出量P1、P2、P3的微分(參照?qǐng)D20)。
上述微分結(jié)果由燃料消耗量相對(duì)于設(shè)備輸出量的導(dǎo)數(shù)來(lái)表示。
dF1/dP1＝4P1+3(5)dF2/dP2＝2P2+4(6)dF3/dP3＝2P3+1(7)當(dāng)微分運(yùn)算模塊3的微分運(yùn)算結(jié)束后，由指令值運(yùn)算模塊4根據(jù)微分運(yùn)算模塊3的微分結(jié)果用下述方法分別計(jì)算設(shè)備G1、G2、G3的輸出指令值P1*、P2*、P3*。
具體地講，如果假定預(yù)測(cè)負(fù)荷量L為8時(shí)，則由于設(shè)備G1、G2、G3的輸出量P1、P2、P3的總和也必須是8，所以有下式成立。
L＝P1+P2+P3＝8(8)另一方面，使用等增量燃料成本法時(shí)，如果燃料消耗量相對(duì)于各設(shè)備Gm輸出量Pm的導(dǎo)數(shù)全都一致的話(huà)，則各設(shè)備Gm的燃料消耗量總和最小。當(dāng)微分運(yùn)算模塊3的各微分結(jié)果相互一致時(shí)，各燃料消耗量相對(duì)于各設(shè)備Gm輸出量Pm的導(dǎo)數(shù)全都一致，所以有下式成立。
dF1/dP1＝dF2/dP2＝dF3/dP3∴ 4P1+3＝2P2+4＝2P3+1(9)
這樣，當(dāng)各設(shè)備Gm的輸出量Pm同時(shí)滿(mǎn)足(8)式和(9)式時(shí)，就可以用最小的燃料消耗量滿(mǎn)足預(yù)測(cè)負(fù)荷量L，從而計(jì)算滿(mǎn)足(8)和(9)式的各設(shè)備Gm的輸出量Pm。
在本例中，由于上述計(jì)算結(jié)果為P1＝1.5、P2＝2.5、P3＝4，所以設(shè)備G1、G2、G3的輸出指令值P1*、P2*、P3*由下述方法確定，且此時(shí)最小燃料消耗量Fmin的值如下。
G1→P1*＝1.5 F1＝10G2→P2*＝2.5 F2＝18.25G3→P3*＝4.0 F1＝26Fmin＝F1+F2+F3＝54.25(10)最后，由指令值運(yùn)算模塊4將上述方法確定的設(shè)備G1、G2、G3輸出指令值P1*、P2*、P3*分別輸出給設(shè)備G1、G2、G3，從而結(jié)束一系列的處理。
由于實(shí)際的設(shè)備對(duì)燃料供給量增加等因素都有輸出響應(yīng)的滯后，上述傳統(tǒng)的指令值決定裝置所用的燃料消耗特性模型不一定能給出精度高的各設(shè)備輸出指令值，所以，作為設(shè)備的一個(gè)例子-發(fā)電機(jī)的情況下，文獻(xiàn)“On-line Economic Load Dispatch Based on Fuel CostDynamics”(M.Yoshikawa，N.Toshida，H.Nakajima，Y.Harada，M.Tsurugai，Y.Nakata，IEEE Power Engineering Society，WinterMeeting，1996，WM 289-9 PWRS)中，用到能夠表示修正了ARMA模型的歷史特性的動(dòng)態(tài)燃料消耗特性模型(ARMA-Model-Supp-Lemented quadratic model)。即Fm(t)＝Qm(t)＝aPm2(t)+bPm(t)+c+ePm(t)+fPm(t-1)+gQm(t-1)+h(11)其中，(11)式中Pm(t)是在時(shí)刻t的設(shè)備輸出量(發(fā)電機(jī)輸出量)、Pm(t-1)是在時(shí)刻(t-1)的設(shè)備輸出量(發(fā)電機(jī)輸出量)、Qm(t-1)是在時(shí)刻(t-1)的燃料消耗量。
作為燃料消耗量，在使用(11)式時(shí)，由于燃料消耗特性模型不能僅以某個(gè)時(shí)刻斷面來(lái)決定，所以有必要使若干時(shí)刻斷面的總?cè)剂腺M(fèi)用最小化。也就是說(shuō)，應(yīng)最小化的總?cè)剂腺M(fèi)用(目標(biāo)函數(shù))由(12)式確定。minPm(t)Σt=1TΣm=1MFm(t)…(12)]]>其中，T是目前時(shí)刻t＝1時(shí)進(jìn)行總?cè)剂腺M(fèi)用最小化處理用的若干時(shí)刻斷面數(shù)，M是設(shè)備臺(tái)數(shù)(發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù))。
此外，作為燃料消耗量，在使用(11)式時(shí)，由于等增量燃料成本法不能直接應(yīng)用，所以有必要使用約束條件是線性的QP法(二次規(guī)劃法)之類(lèi)方法。這里，所謂約束條件是指各時(shí)刻的供需平衡、設(shè)備輸出的上下限、設(shè)備輸出量變化速率約束等。
由于傳統(tǒng)的指令值決定裝置由上述方式構(gòu)成，所以在使用由最小二乘法求出的靜態(tài)燃料消耗特性模型Fm的情況下，因?yàn)楸徊杉瘮?shù)據(jù)的偏離及設(shè)備響應(yīng)的滯后，常常不能以良好精度確定各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm*。
此外，作為燃料消耗特性模型，在使用能夠表示修正了ARMA模型的歷史特性的動(dòng)態(tài)燃料消耗特性模型時(shí)，作為最優(yōu)化方法，傳統(tǒng)的等增量燃料成本法已不適用，而須用QP法等方法，這樣，不僅加長(zhǎng)了計(jì)算時(shí)間，也失去了與傳統(tǒng)方法的互換性。
本發(fā)明正是為解決上述課題而產(chǎn)生的，其目的是提供一種指令值決定裝置，這種裝置能夠以良好的精度確定使各設(shè)備燃料消耗量總和最小的各設(shè)備輸出指令值。
本發(fā)明第一方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置從考慮了歷史特性的各設(shè)備燃料消耗特性模型中抽取出對(duì)目前時(shí)刻燃料消耗量有影響的項(xiàng)目、然后生成各設(shè)備的輸出決策模型并根據(jù)該輸出決策模型確定各設(shè)備的輸出指令值。
本發(fā)明第二方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置在各設(shè)備輸出量設(shè)定有上限值及下限值的情況下，將該上限值及下限值對(duì)應(yīng)的微分值用無(wú)窮大來(lái)置換。
本發(fā)明第三方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置在導(dǎo)函數(shù)的斜率為負(fù)的情況下將其微分結(jié)果用常數(shù)來(lái)代替。
本發(fā)明第四方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置在對(duì)于若干臺(tái)設(shè)備相連接的生產(chǎn)線中流動(dòng)的能量值有限制的情況下，將該能量值的限制量作為輸出指令值的上限值及下限值、且當(dāng)計(jì)算出的各設(shè)備輸出指令值偏離該上限值或下限值時(shí)對(duì)其進(jìn)行修正。
本發(fā)明第五方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置在對(duì)同一類(lèi)設(shè)備生成若干個(gè)燃料消耗特性模型的情況下，根據(jù)與各燃料消耗特性模型有關(guān)的數(shù)據(jù)量、參數(shù)數(shù)目以及預(yù)測(cè)誤差的總和來(lái)判斷各燃料消耗特性模型的優(yōu)劣、然后選用最佳的燃料消耗特性模型。
本發(fā)明第六方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置對(duì)作為設(shè)備動(dòng)力的蒸氣進(jìn)行冷卻的海水水溫、真空度、使用燃料種類(lèi)、燃燒嘴數(shù)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)參數(shù)調(diào)整燃料消耗特性模型。
本發(fā)明第七方面記述的指令值決定裝置被構(gòu)造成具有下述作用的裝置監(jiān)測(cè)各設(shè)備輸出量及燃料消耗量、檢測(cè)出與燃料消耗特性模型的誤差并根據(jù)該誤差重新構(gòu)造燃料消耗特性模型。
圖1是本發(fā)明實(shí)施形式1的指令值決定裝置的原理框圖。
圖2是考慮了歷史特性的燃料消耗特性模型的示意圖例。
圖3是相互連接設(shè)備的系統(tǒng)示意圖。
圖4是各設(shè)備的輸出決策模型的示意圖。
圖5是輸出決策模型微分結(jié)果(導(dǎo)函數(shù))的示意圖。
圖6是輸出決策模型微分結(jié)果(導(dǎo)函數(shù))的示意圖。
圖7是圖6所示各微分結(jié)果的逆函數(shù)示意圖。
圖8是圖7所示各逆函數(shù)合成結(jié)果示意圖。
圖9是圖6所示各微分結(jié)果的合成結(jié)果示意圖。
圖10是各設(shè)備輸出決策模型的示意圖。
圖11是輸出決策模型的微分結(jié)果示意圖。
圖12是圖11所示微分結(jié)果變更后的示意圖。
圖13是相互連接設(shè)備的系統(tǒng)示意圖。
圖14是本發(fā)明實(shí)施形式7的指令值決定裝置原理框圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施形式8的指令值決定裝置原理框圖。
圖16是傳統(tǒng)的指令值決定裝置原理框圖。
圖17是從午前零時(shí)起到午后12時(shí)所采集數(shù)據(jù)的座標(biāo)圖。
圖18是相互連接設(shè)備的系統(tǒng)示意圖。
圖19是燃料消耗特性模型示意圖例。
圖20是燃料消耗特性微分結(jié)果的示意圖。
下面說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式。實(shí)施形式1圖1是本發(fā)明實(shí)施形式1中指令決定裝置結(jié)構(gòu)的原理框圖。其中，5表示燃料消耗特性模型生成模塊(即燃料消耗特性模型生成裝置)，其作用是采集相對(duì)于各相互連接設(shè)備Gm中輸出量Pm的燃料消耗量Qm的數(shù)據(jù)并在參考?xì)v史特性的基礎(chǔ)上生成燃料消耗特性模型Fm，t；6是存貯模塊，用于存貯由上述燃料消耗特性模型生成模塊5生成的燃料消耗特性模型Fm，t和由下面將要說(shuō)明的輸出決策模型生成模塊7生成的輸出決策模型Hm，t；7表示輸出決策模型生成模塊(輸出決策模型生成裝置)，其作用是從與各設(shè)備Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm，t中提取出對(duì)目前時(shí)刻t0的燃料消耗量Qm，t0有影響的項(xiàng)目，生成各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0。
圖中8表示以各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0對(duì)由輸出決策模型生成模塊7生成的各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0進(jìn)行微分運(yùn)算的微分運(yùn)算模塊(微分裝置)；9是指令值運(yùn)算模塊(指令值運(yùn)算裝置)，其作用是在當(dāng)前時(shí)刻t0時(shí)，各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的總和與預(yù)測(cè)負(fù)荷量L一致的條件下，計(jì)算用微分運(yùn)算模塊8得到的各微分結(jié)果dHm，t0/dPm，t0相一致的各設(shè)備輸出值Pm，t0，然后將該計(jì)算結(jié)果作為各設(shè)備Gm的輸出指令值輸出。
此外，各設(shè)備Gm除包括所謂的發(fā)電機(jī)等成套設(shè)備外還包括燃汽輪機(jī)之類(lèi)的動(dòng)力機(jī)械。
下面說(shuō)明其動(dòng)作原理。
首先，燃料消耗特性模型生成模塊5用于從每臺(tái)相互連接的設(shè)備Gm采集相對(duì)其輸出量Pm，t的燃料消耗量Qm，t的數(shù)據(jù)(如果有m臺(tái)相互連接的設(shè)備，則采集m臺(tái)組數(shù)據(jù))。
例如，如圖17的模型圖所示那樣，采集了從前一天午前零點(diǎn)起到第二天午后十二點(diǎn)整整一天的數(shù)據(jù)。
當(dāng)采集到數(shù)據(jù)后，在燃料消耗特性模型生成模塊5中，根據(jù)相對(duì)于各臺(tái)設(shè)備Gm輸出量Pm，t的燃料消耗量Qm，t的變化，形成考慮了歷史特性的二次函數(shù)模型，從而生成了與各臺(tái)設(shè)備Gm有關(guān)的燃料消耗特性模型Fm，t。
圖2所示的模型圖就是根據(jù)歷史特性所生成的燃料消耗特性模型Fm，t的一個(gè)圖例。從圖2可以看出，當(dāng)考慮到歷史特性(隨設(shè)備的輸出時(shí)間變化)時(shí)，圖形軌跡并非單調(diào)增，而是呈螺旋狀。Fm,t=Qm,t=Σl=0r1am,i·Pm,t-12+Σj=0r2bm,j]]>·Pm,t-j+ΣK=1r3Cm,k·Qm,t-k+dm]]>…(13)其中，am，i、bm，j、Cm，k、dm的值是由最小二乘法確定的最佳參數(shù)值。
當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊5生成了各設(shè)備Gm對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t后，將其存貯在存貯模塊6中。下面，為了便于說(shuō)明，假定如圖3所示，有三臺(tái)相互連接的設(shè)備G1、G2、G3，并在下述條件下，根據(jù)其隨時(shí)間變化的特性，生成了各設(shè)備G1、G2、G3的燃料消耗特性模型Fm，t。
這里，目標(biāo)是使從起始時(shí)刻t0經(jīng)采樣時(shí)間S到采樣后(t0+s)時(shí)刻之間燃料消耗量的總和最小(為了便于說(shuō)明，令s＝1)。
設(shè)備G1的有關(guān)條件是r1＝0，r2＝1，r3＝1a1，0＝1b1，0＝2，b1，1＝-1c1，1＝1d1＝1設(shè)備G2的有關(guān)條件是
r1＝0，r2＝1，r3＝1a2，0＝2b2，0＝1，b2，1＝-1c2，1＝1d2＝2設(shè)備G3的有關(guān)條件是r1＝0，r2＝0，r3＝1a3，0＝1b3，0＝3c3，1＝2d3＝1在上述條件下，設(shè)備G1、G2、G3的燃料消耗特性模型Fm，t可用下式表示。
F1，t＝P1，t2+2P1，t-P1，t-1+Q1，t-1+1(14)F2，t＝2P2，t2+P2，t-P2，t-1+Q2，t-1+2(15)F3，t＝P3，t2+3P3，t+2Q3，t-1+1 (16)此外，從起始時(shí)刻t0到時(shí)刻t0+1的燃料消耗量總和可用下面的式子表示。Σt=t0t0+1Fl,t=Fl,t0+Fl,t0+1]]>＝P1，t02+2P1，t0-P1，t0-1+Q1，t0-1+1+ P1，t0+12+2P1，t0+1-P1，t0+Q1，t0+1＝P1，t0+12+P1，t02+2P1，t0+1+P1，t0-P1，t0-1+ Q1，t0+Q1，t0-1+2＝P1，t0+12+P1，t02+2P1，t0+1+P1，t0-P1，t0-1+ (P1，t02+2P1，t0-P1，t0-1+Q1，t0-1+1)+ Q1，t0-1+2＝P1，t0+12+2P1，t02+2P1，t0-1+3P1，t0- 2P1，t0-1+2Q1，t0-1+3…(17)Σt=t0t0+1F2,t=F2,t0+F2,t0+1]]>＝2P2，t02+P2，t0-P2，t0-1+Q2，t0-1+2
+ 2P2，t0+12+P2，t0+1-P2，t0+Q2，t0+2＝2P2，t0+12+2P2，t02+P2，t0+1-P2，t0-1+ Q2，t0+Q2，t0-1+4＝2P2，t0+12+2P2，t02+P2，t0+1-P2，t0-1+ (2P2，t02+P2，t0-P2，t0-1+Q2，t0-1+2)+ Q2，t0-1+4＝2P2，t0+12+4P2，t02+P2，t0+1+P2，t0- 2P2，t0-1+2Q2，t0-1+6…(18)Σt=t0t0-1F3,t=F3,t0+F3,t0-1]]>＝P3，t02+3P3，t0+2Q1，t0-1+1+ P3，t0+12+3P1，t0+1+2Q3，t0+1＝P3，t0+12+P3，t02+3P3，t0+1+3P3，t0+ 2Q3，t0+2Q3，t0-1+2＝P3，t0+12+P3，t02+3P3，t0+1+3P3，t0+ 2(P3，t02+3P3，t0+2Q3，t0-1+1)+ 2Q3，t0-1+2＝P3，t0+12+3P3，t02+3P3，t0-1+9P3，t0+ 6Q3，t0+1+4…(19)從上述各式可以看到，式(17)～(19)由時(shí)刻t0-1、目前時(shí)刻t0以及時(shí)刻t0+1有關(guān)的項(xiàng)構(gòu)成，而對(duì)目前時(shí)刻t0的燃料消耗量產(chǎn)生影響的只有目前時(shí)刻t0有關(guān)的項(xiàng)，所以只要從式(17)～(19)分別提取出與目前時(shí)刻t0有關(guān)的項(xiàng)，就生成了各設(shè)備Gm輸出決策模型Hm，t0(參照?qǐng)D4)。
H1，t0＝2P1，t02+3P1，t0+constant(20)H2，t0＝4P2，t02+P2，t0+constant (21)H3，t0＝3P3，t02+9P3，t0+constant(22)如上所述，當(dāng)各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0生成后，由微分運(yùn)算模塊8求各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0分別對(duì)各自輸出量Pm，t0的微分(參照?qǐng)D5)。
上述微分結(jié)果表示了燃料消耗量相對(duì)于設(shè)備輸出量的導(dǎo)數(shù)。
dH1，t0/dP1，t0＝4P1，t0+3(23)dH2，t0/dP2，t0＝8P2，t0+1(24)dH3，t0/dP3，t0＝6P3，t0+9(25)當(dāng)微分運(yùn)算模塊8的微分運(yùn)算結(jié)束后，由指令值運(yùn)算模塊9進(jìn)行如下運(yùn)算，即根據(jù)微分運(yùn)算模塊8的微分結(jié)果分別計(jì)算各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0。
具體地說(shuō)，例如，當(dāng)預(yù)測(cè)負(fù)荷量L為15.5時(shí)，則應(yīng)使設(shè)備G1、G2、G3輸出P1，t0、P2，t0、P3，t0的總和為15.5，所以應(yīng)有下式成立。
L＝P1，t0+P2，t0+P3，t0＝15.5(26)另一方面，如果用等增量燃料成本法的話(huà)，燃料消耗量相對(duì)于各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的導(dǎo)數(shù)值全都一致，這時(shí)各設(shè)備Gm的燃料消耗總量最小。
當(dāng)微分運(yùn)算模塊8的各個(gè)微分結(jié)果相互一致時(shí)，燃料消耗量相對(duì)于各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0的導(dǎo)數(shù)值全都一致，所以有下式成立。
dH1，t0/dP1，t0＝dH2，t0/dP2，t0＝dH3，t0/dP3，t0∴4P1，t0+3＝8P2，t0+1＝6P3，t0+9 (27)當(dāng)各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0的值既滿(mǎn)足(26)式也滿(mǎn)足(27)式時(shí)，由于可用最小燃料消耗量滿(mǎn)足預(yù)測(cè)負(fù)荷量L，所以能計(jì)算出滿(mǎn)足(26)、(27)式的各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0。
在本例中，其運(yùn)算結(jié)果是P1，t0＝7.5，P2，t0＝4，P3，t0＝4，這樣，各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*用下述方法確定，其最小燃料消耗量Fmin，t0的值如下所示。
G1→P1，t0*＝7.5F1，t0＝135+常數(shù)項(xiàng)G2→P2，t0*＝4.0F2，t0＝68+常數(shù)項(xiàng)G3→P3，t0*＝4.0F3，t0＝84+常規(guī)項(xiàng)Fmin，t0＝F1，t0+F2，t0+F3，t0＝287+常數(shù)項(xiàng)(28)最后，指令值運(yùn)算模塊9分別向各設(shè)備G1、G2、G3輸出如上述方法確定的輸出指令值P1，t0*、P2，t0*和P3，t0*，從而結(jié)束一系列處理。
在上述說(shuō)明中，燃料消耗量總和的取值時(shí)間S取為1，當(dāng)該時(shí)間S非常大時(shí)，即S＝∞(無(wú)突大)時(shí)，計(jì)算方法如下所述。例如，輸出決策模型Hm，t0*由(29)式表示。Hm,t0=Σi=0r1ai1-ΣK=1r3CK×Pt2+Σj=0r2bj1-ΣK=1r3CK]]>×Pt+常數(shù)項(xiàng)…(29)
當(dāng)用上式生成各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0后，用微分運(yùn)算模塊8將各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0分別對(duì)各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0進(jìn)行微分(參照?qǐng)D5)。
在(30)式所示的微分結(jié)果表示了燃料消耗量相對(duì)于設(shè)備輸出量的導(dǎo)數(shù)。dHm,t0dPm,t0=Σi=0r1ai1-ΣK=1r3CK2Pt+Σi=0r2bj1-ΣK=1r3CK]]>…(30)當(dāng)微分運(yùn)算模塊8的微分運(yùn)算結(jié)束后，指令值運(yùn)算模塊9與S＝1時(shí)一樣，根據(jù)微分運(yùn)算模塊8的微分結(jié)果，分別計(jì)算出各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0，然后對(duì)各設(shè)備Gm輸出相應(yīng)指令，從而結(jié)束一系列的處理。
雖然上述說(shuō)明是以S＝∞為例進(jìn)行的，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以用S＝10代替S＝∞，其結(jié)果基本一致。對(duì)于實(shí)際的設(shè)備，諸如(29)式中的分母不會(huì)為零。
(29)式所表示的定性意義是(13)式表示的是考慮了歷史特性的動(dòng)態(tài)燃料消耗模型，但是如果求(13)式表示模型的定常狀態(tài)，則其模型如(29)式所示。也就是說(shuō)，雖然模型本身具有歷史特性，但其在定常狀態(tài)下的靜態(tài)燃料消耗模型由(29)式表示。
此外，在上述說(shuō)明中，并沒(méi)有特別論及各設(shè)備Gm輸出的可能范圍，且說(shuō)明過(guò)各設(shè)備Gm的輸出Pm，t0被認(rèn)為是沒(méi)有上限值Pm，max及下限值Pm，min，但實(shí)際上這種約束是存在的，所以下面就在各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0存在有上限值Pm，t0及下限值Pm，min的情況加以說(shuō)明。
這種情況下，由輸出決策模型生成模塊7生成各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0(參照?qǐng)D4)后，由微分運(yùn)算模塊8將各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0對(duì)各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0進(jìn)行微分(參照?qǐng)D5)，當(dāng)各設(shè)備Gm的輸出可能范圍為2～6(即下限值Pm，min為2、上限值Pm，max為6)時(shí)，由于設(shè)備G1的輸出指令值P1，t0*偏離輸出可能范圍(因?yàn)樵谏侠?，設(shè)備G1的輸出指令值P1，t0*被確定為7.5)，則無(wú)法滿(mǎn)足預(yù)測(cè)負(fù)荷量L，各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0的值顯然不合適。
這種情況應(yīng)采取的對(duì)策是由微分運(yùn)算模塊8(如圖6所示)將與上限值Pm，max及下限值Pm，min相對(duì)應(yīng)的微分值置換為無(wú)窮大，然后相互合成置換后的各微分結(jié)果。
具體地講，先對(duì)置換后的微分結(jié)果所表示的函數(shù)求逆函數(shù)(參照?qǐng)D7)，然后將各逆函數(shù)相互合成(參照?qǐng)D8)，最后再求其合成結(jié)果的逆函數(shù)，從而得出置換后各微分結(jié)果的合成結(jié)果(參照?qǐng)D9)。
P1，t0＝λ1/4-3/4 (31)P2，t0＝λ2/8-1/8 (32)P3，t0＝λ3/6-3/2 (33)其中，λ1＝dH1，t0/dP1，t0λ2＝dH2，t0/dP2，t0λ3＝dH3，t0/dP3，t0如上所述，由微分運(yùn)算模塊8將置換后的各微分結(jié)果相互合成后，由指令值運(yùn)算模塊9從該合成結(jié)果求出滿(mǎn)足(26)式(預(yù)測(cè)負(fù)荷量L＝15.5)的微分值，將該微分值267/7代入(31)～(33)式的λ1、λ2、λ3中，然后求出各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0。
P1，t0＝λ1/4-3/4＝8.8P2，t0＝λ2/8-1/8＝4.6P3，t0＝λ3/6-3/2＝4.9其中，設(shè)備G1的輸出量P1，t0超出了上限值Pm，max，所以用P1，t0＝6來(lái)代替(如圖7所示)。
這樣，各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*用如下方法確定G1→P1，t0*＝6.0G2→P2，t0*＝4.6G3→P3，t0*＝4.9
在上述說(shuō)明中，只講到了各設(shè)備Gm的輸出可能范圍，實(shí)際上各設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)能夠產(chǎn)生的輸出量變化速率存在有相應(yīng)限制，即存在有輸出量上升時(shí)的上限值Dm，max及輸出量下降時(shí)的下限值Dm，min。下面說(shuō)明在這種輸出量變化速率限制存在時(shí)的處理方法。
設(shè)目前時(shí)刻t的輸出量為Pm，t，則下一時(shí)刻輸出量的可能范圍上、下限值由(34)～(35)式得出。也就是說(shuō)，可以由下一時(shí)刻t+1的輸出可能范圍Pm，max(t+1)、Pm，min(t+1)求出輸出量變化速率限制。
Pm，max(t+1)＝min{Pm，max，Pm，t+Dm，max}(34)Pm，min(t+1)＝max{Pm，min，Pm，t-Dm，min}(35)如上所述，根據(jù)實(shí)施形式1，由于從考慮了歷史特性的各設(shè)備Gm的燃料消耗特性模型Fm，t0中抽取出對(duì)目前時(shí)刻t0的燃料消耗量有影響的項(xiàng)目、生成各設(shè)備Gm的輸出決策模型Hm，t0、再根據(jù)該輸出決策模型Hm，t0確定各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0，所以，對(duì)于燃料供給量增加之類(lèi)的變化設(shè)備輸出響應(yīng)有滯后的情況下或者是采集的數(shù)據(jù)有偏移的情況下，也能夠以足夠精度確定使各設(shè)備燃料消耗量總和最小的各設(shè)備輸出指令值Pm，t0*。
當(dāng)對(duì)于各設(shè)備Gm輸出值Pm，t0存在有上限值Pm，max及下限值Pm，min時(shí)，由于將該上限值Pm，max及下限值Pm，min對(duì)應(yīng)的微分值置換為無(wú)窮大，所以各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0不會(huì)偏離輸出可能范圍，因而能夠確定合適的輸出指令值Pm，t0。
當(dāng)各設(shè)備Gm的輸出量變化速率存在有上限值Pm，max及下限值Pm，min時(shí)，由于把該上、下限作為各設(shè)備輸出范圍的上、下限值，所以各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*不會(huì)偏離輸出量變化的可能范圍，這樣就可以確定出合適的輸出指令值Pm，t0。
實(shí)施形式2。
在上述實(shí)施形式1中，燃料消耗量相對(duì)于各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的增量所產(chǎn)生的增量值呈單調(diào)增性態(tài)(參照?qǐng)D6)，也就是說(shuō)，只表示了微分結(jié)果的斜率為正值的情況。但是，如果有如圖10及圖11所示微分結(jié)果的斜率為負(fù)值的設(shè)備存在時(shí)(參照設(shè)備G1)，等增量燃料成本法就不適用了(等增量燃料成本法只能適用于微分結(jié)果的斜率為正(含零)的情況)，也就無(wú)法求出各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
因此，在實(shí)施形式2中，當(dāng)微分結(jié)果的斜率為負(fù)時(shí)(如設(shè)備G1)，則如圖12所示，將該段微分結(jié)果值用常數(shù)代替。
例如，在設(shè)備G1有關(guān)的微分結(jié)果斜率為負(fù)值時(shí)，則如下式所示，求其上限值P1，max及下限值P1，min對(duì)應(yīng)微分值的平均值P1，avg，并用該平均值P1，avg替換上述微分結(jié)果。
P1，avg＝(1/2)×{(dH1，t0/dP1，t0)| Pm，max+(dH1，t0/dP1，t0)| Pm，min}＝(1/2)×(22+6)＝14根據(jù)上述方法，即使存在有微分結(jié)果斜率為負(fù)的設(shè)備，也可以用等增量燃料成本法確定各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式3上述實(shí)施形式1表示了對(duì)于各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0存在有上限值Pm，max及下限值Pm，min的情況，該上、下限值并不限于由設(shè)備性能確定的值，也可以將對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的影響作為各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的上限值Pm，max及下限值Pm，min。
例如，對(duì)火力發(fā)電設(shè)備，當(dāng)存在有隨火力發(fā)電過(guò)程中排出的二氧化碳、SOx、NOx等的容許限定值時(shí)，就可將二氧化碳容許限定值對(duì)應(yīng)的各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0作為上限值Pm，max。
這樣，就起到了將設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境惡化控制在最小限度內(nèi)的效果。
實(shí)施形式4上述實(shí)施形式3表示了將設(shè)備運(yùn)行過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響所對(duì)應(yīng)的值作為各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的上限值Pm，max及下限值Pm，min的處理方法，也可以在考慮設(shè)備運(yùn)行對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響因素的基礎(chǔ)上，由燃料消耗模型生成模塊5生成燃料消耗特性模型Fm，t。
例如，如果使燃料消耗特性模型Fm，t的系數(shù)am，i、bm，j、cm，k、dm的值比上述實(shí)施形式1的各該系數(shù)大，則可以抑制各設(shè)備Gm的輸出量Pm，t0。
這樣，就能夠把設(shè)備運(yùn)行引起的環(huán)境惡化限制到最低程度。
實(shí)施形式5上述實(shí)施形式3表示了將設(shè)備運(yùn)行過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響所對(duì)應(yīng)的值作為各設(shè)備Gm輸出量Pm，t0的上限值Pm，max及下限值Pm，min的處理方法，但是在沿連接若干設(shè)備的生產(chǎn)線流動(dòng)的能量值有所限制的情況下，也可以將對(duì)該能量值的限定值作為該設(shè)備輸出的上限值Pm，max及下限值Pm，min。
例如，如圖13所示，考慮電力系統(tǒng)中連接有四臺(tái)設(shè)備G1～G4的情況，當(dāng)機(jī)組1的設(shè)備G1、G2的輸出可能范圍為5～10、且當(dāng)機(jī)組2的輸出高出機(jī)組1的輸出6以上時(shí)機(jī)組1的設(shè)備G1、G2就不能運(yùn)行的情況下，假定機(jī)組1的設(shè)備G1、G2的輸出量分別被確定為5即機(jī)組1整體輸出為10，則如果機(jī)組2的整體輸出為16以上的話(huà)，機(jī)組1的設(shè)備G1、G2就不能運(yùn)行了。
因此，在這種情況下，為了使機(jī)組2的整體輸出在16以下，就須設(shè)定設(shè)備G3輸出量的上限值P3，max以及設(shè)備G4輸出量的上限值P4，max(例如，當(dāng)將設(shè)備G3輸出量的上限值P3，max設(shè)定為7時(shí)，則可將設(shè)備G4輸出量的上限值P4，max設(shè)定為9)。
這樣，即使對(duì)連接若干臺(tái)設(shè)備的供電線路上能量流動(dòng)高差加以限制的情況下，也可以確定各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式6上述實(shí)施形式5表示了當(dāng)用能量的限制值作為輸出量上限值Pm，max及下限值Pm，min后、由指令值運(yùn)算模塊9確定各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*的方法，但也可以與上述實(shí)施形式1至4一樣，首先確定各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*，然后判斷是否滿(mǎn)足對(duì)能量值的限制范圍，當(dāng)不滿(mǎn)足時(shí)，就用該能量限制值替換相應(yīng)設(shè)備所在機(jī)組中全部設(shè)備輸出量總和的上限值Pm，max及下限值Pm，min并修正各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*。
例如，當(dāng)設(shè)備G3不滿(mǎn)足相應(yīng)于能量值的限制值時(shí)，則將對(duì)該能量值相應(yīng)的限制值替換機(jī)組2輸出(設(shè)備G3和G4輸出的總和)的上限值Pm，max及下限值Pm，min并修正各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*。
這樣，即使對(duì)若干臺(tái)設(shè)備連接的生產(chǎn)線上流動(dòng)的能量值具有相應(yīng)的限制值時(shí)，也可以確定各設(shè)備Gm的輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式7圖14是本發(fā)明實(shí)施形式7有關(guān)的指令值決定裝置的原理框圖，其中，與圖1中相同的符號(hào)表示的是相同的或相當(dāng)?shù)膬?nèi)容，所以說(shuō)明從略。
10是用于監(jiān)測(cè)冷卻設(shè)備動(dòng)力蒸汽的海水水溫T且可根據(jù)該水溫T調(diào)整相應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t的模型調(diào)整模塊。
下面說(shuō)明其動(dòng)作原理。
由于除燃料消耗特性模型生成模塊5及模型調(diào)整模塊10之外均與上述實(shí)施形式1～6相同，所以這里只對(duì)燃料消耗特性模型生成模塊5及模型調(diào)整模塊10的動(dòng)作原理加以說(shuō)明。
燃料消耗特性模型生成模塊5與上述實(shí)施形式1一樣，用于生成燃料消耗特性模型Fm，t，所不同的是，本實(shí)施形式7中，燃料消耗特性模型生成模塊5不用(13)式所示的燃料消耗特性模型Fm，t，而是生成(36)式所示模型Fm，t。Fm,t=Qm,t=Σl=0r1am,l(T)]]>·Pm,t-i2+Σf=0r2bm,j(T)·Pm,t-j]]>+ΣK=1r3Cm,k(T)·Qm,t-k+dm(T)]]>…(36)其中，am，i(T)、bm，j(T)、cm，k(T)、dm(T)的值由最小二乘法以實(shí)際特性最佳為目標(biāo)確定的。
(13)式與(16)式的不同點(diǎn)在于前者表示的燃料消耗特性模型Fm，t沒(méi)有考慮海水水溫T，而后者考慮了這一點(diǎn)。
模型調(diào)整模塊10監(jiān)測(cè)海水水溫T的同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的海水水溫T變更各系數(shù)am，i(T)，調(diào)整燃料消耗特性模型Fm，t。
這樣，即使海水水溫T發(fā)生了變化，由于通過(guò)調(diào)整能得到合適的燃料消耗特性模型Fm，t，所以能夠提高各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*的精度。
實(shí)施形式8圖15表示了本發(fā)明實(shí)施形式8有關(guān)的指令值決定裝置的原理框圖，其中與圖14中相同的符號(hào)表示的是相同或相當(dāng)?shù)膬?nèi)容，所以說(shuō)明從略。
11表示模型選擇模塊(模型選擇裝置)，其作用是在燃料消耗特性模型生成模塊5根據(jù)同一類(lèi)設(shè)備的燃料消耗特性模型Fm，t生成若干個(gè)對(duì)應(yīng)于不同海水水溫T的燃料消耗特性模型Fm，t0的情況下，監(jiān)測(cè)上述海水水溫T、選擇與該海水水溫T相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t0、并將其輸出給輸出決策模型生成模塊7。
下面說(shuō)明其動(dòng)作原理。
上述實(shí)施形式7表示了根據(jù)海水水溫T調(diào)整燃料消耗特性模型Fm，t的方法，但是，有時(shí)由于諸如夏、冬季海水水溫T差別極大等因素，所以只靠調(diào)整燃料消耗特性模型Fm，t未必能得到合適的燃料消耗模型Fm，t。
因此，在實(shí)施形式8中，首先由燃料消耗特性模型生成模塊5根據(jù)同一臺(tái)設(shè)備的燃料消耗特性模型Fm，t生成對(duì)應(yīng)于海水水溫T的若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t(例如，生成海水水溫0℃、10℃、20℃時(shí)分別對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t)。
當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊5生成若干燃料消耗特性模型Fm，t后，由模型選擇模塊11監(jiān)測(cè)海水水溫T、選擇與該海水水溫T相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t并將其輸出給輸出決策模型生成模塊7。
例如，當(dāng)海水水溫為12℃時(shí)，則選擇海水水溫為10℃時(shí)用的燃料消耗特性模型Fm，t，當(dāng)海水水溫為16℃時(shí)，選擇海水水溫為20℃時(shí)用的燃料消耗特性模型Fm，t。
這樣，即使海水水溫T隨季節(jié)的變化而發(fā)生很大變化，也能夠得到高精度的各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式9。
上述實(shí)施形式8表示了可以根據(jù)海水水溫T選擇燃料消耗特性模型Fm，t的方法，在燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一臺(tái)設(shè)備生成若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t的情況下，也可以由模型選擇模塊11根據(jù)各燃料消耗特性模型Fm，t有關(guān)的數(shù)據(jù)量、參數(shù)數(shù)目以及預(yù)測(cè)誤差的總和判斷各燃料消耗特性模型的優(yōu)劣，從而選擇最佳的燃料消耗特性模型Fm，t。
具體地講，模型選擇模塊11根據(jù)各燃料消耗特性模型Fm，t有關(guān)的數(shù)據(jù)量、參數(shù)數(shù)目以及預(yù)測(cè)誤差的總和進(jìn)行下述運(yùn)算，然后把該運(yùn)算結(jié)果AIC最小的燃料消耗特性模型Fm，t作為最佳燃料消耗特性模型Fm，t加以選擇。
AIC＝數(shù)據(jù)量×loge預(yù)測(cè)誤差總和/數(shù)據(jù)量+2×(參數(shù)數(shù)目)(37)其中，數(shù)據(jù)量相對(duì)于每臺(tái)設(shè)備Gm所采集的設(shè)備輸出量Pm，t的燃料消耗量Qm，t的數(shù)據(jù)量。
預(yù)測(cè)誤差預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)值相對(duì)于模型值的誤差。
參數(shù)數(shù)目(13)及(16)式有關(guān)的Pm，t-12等的變量數(shù)。
這樣，燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一臺(tái)設(shè)備用不同的方式或參數(shù)生成若干燃料消耗特性模型Fm，t的情況下，因?yàn)槟軌蜻x擇最佳燃料消耗特性模型Fm，t，所以能得到更高精度的各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式10上述實(shí)施形式8表示了根據(jù)海水水溫T選擇燃料消耗特性模型Fm，t的方法，也可以在由燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備生成與設(shè)備使用燃料品種相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)燃料消耗特性模型的情況下，監(jiān)測(cè)該設(shè)備目前使用的燃料并選擇與該使用燃料相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t。
具體地講，首先由燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備生成與設(shè)備使用燃料相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t(例如，分別生成使用重油、輕油、燃?xì)獾娜剂舷奶匦阅Ｐ虵m，t)。
當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊5生成若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t后，由模型選擇模塊11監(jiān)測(cè)該設(shè)備現(xiàn)在使用的燃料、選擇與之相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t并將其輸出給輸出決策模型生成模塊7。
例如，如果設(shè)備使用的燃料是重油的話(huà)，則選擇重油用燃料消耗特性模型。
這樣，在設(shè)置有使用燃料可以變更的設(shè)備時(shí)，由于可以選擇與設(shè)備相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t所以能夠得到高精度的設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式11。
上述實(shí)施形式8表示了根據(jù)海水水溫T選擇燃料消耗特性模型Fm，t的方法，也可以由燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備生成相應(yīng)于該設(shè)備使用的燃燒嘴數(shù)的若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t并且在這種情況下，監(jiān)測(cè)該設(shè)備目前使用的燃燒嘴數(shù)并選擇與該燃燒嘴數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t。
具體地講，首先由燃料消耗特性模型生成模塊5對(duì)于同一臺(tái)設(shè)備生成對(duì)應(yīng)于該設(shè)備使用的燃燒嘴數(shù)的若干個(gè)燃料消耗特性模型Fm，t(例如，生成40支、50支燃燒嘴用的燃料消耗特性模型Fm，t)。當(dāng)燃料消耗特性模型生成模塊5生成若干燃料消耗特性模型Fm，t后，由模型選擇模塊11監(jiān)測(cè)該設(shè)備目前使用的燃燒嘴數(shù)、選擇與設(shè)備目前使用的燃燒嘴數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t并將其輸出給輸出決策模型生成模塊7。
例如，如果設(shè)備現(xiàn)在使用的燃燒嘴數(shù)為48支，則選擇50支用的燃料消耗特性模型Fm，t。
這樣，在設(shè)置有燃燒嘴數(shù)可變更的設(shè)備時(shí)，由于可以選擇與目前使用的燃燒嘴數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t，所以能夠得到高精度的各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
實(shí)施形式12在上述實(shí)施形式1至11中，由燃料消耗特性模型生成模塊5生成燃料消耗特性模型Fm，t后，就不會(huì)再次討論其是否適合的問(wèn)題，但在本實(shí)施形式中，通過(guò)對(duì)各設(shè)備Gm輸出量Pm，t及其燃料消耗量Qm的監(jiān)測(cè)，求出其與燃料消耗特性模型Fm，t之間的誤差，然后重新構(gòu)造與該誤差相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型Fm，t。
這樣，由于能夠求出更高精度的燃料消耗特性模型Fm，t，所以也就可以得到高精度的各設(shè)備Gm輸出指令值Pm，t0*。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方面記述的發(fā)明，由于采用從考慮了歷史特性的各設(shè)備燃料消耗特性模型中抽取出對(duì)目前時(shí)刻燃料消耗量有影響的項(xiàng)目、然后生成各設(shè)備的輸出決策模型并根據(jù)該輸出決策模型確定各設(shè)備的輸出指令值的構(gòu)成方式，所以具有如下效果即使在設(shè)備對(duì)燃料供給量的增加等因素有輸出響應(yīng)滯后的情況下或在采集數(shù)據(jù)有偏移的情況下，也能夠以良好的精度確定使各設(shè)備燃料消耗量總和最小時(shí)的各設(shè)備輸出指令值。
根據(jù)本發(fā)明第二方面記述的發(fā)明，由于采用了在各設(shè)備輸出量設(shè)定有上限值及下限值的情況下，將該上限值及下限值對(duì)應(yīng)的微分值用無(wú)窮大置換的構(gòu)成方式，所以具有如下效果即各設(shè)備的輸出指令值不會(huì)偏離輸出可能范圍，并且能夠確定合適的輸出指令值。
根據(jù)本發(fā)明第三方面記述的發(fā)明，由于采用了在導(dǎo)函數(shù)的斜率為負(fù)的情況下將其微分結(jié)果用常數(shù)來(lái)代替的構(gòu)成方式，所以具有如下效果即使存在有導(dǎo)函數(shù)的斜率為負(fù)的設(shè)備，也可以用等增量燃料成本法確定各設(shè)備的輸出指令值。
根據(jù)本發(fā)明第四方面記述的發(fā)明，在對(duì)于若干臺(tái)設(shè)備相連接的生產(chǎn)線中流動(dòng)的能量值有限制的情況下，由于采用了將該能量值的限制量作為輸出指令值的上限值及下限值、且當(dāng)計(jì)算出的各設(shè)備輸出指令值偏離該上限值或下限值時(shí)對(duì)其進(jìn)行修正的構(gòu)成方式，所以具有如下效果即使對(duì)該能量值有限制的情況下，也能夠確定各設(shè)備的輸出指令值。
根據(jù)本發(fā)明第五方面記述的發(fā)明，在對(duì)同一類(lèi)設(shè)備生成若干個(gè)燃料消耗特性模型的情況下，由于采用了根據(jù)各燃料消耗特性模型有關(guān)的數(shù)據(jù)量、參數(shù)數(shù)目以及預(yù)測(cè)誤差的總和來(lái)判斷各燃料消耗特性模型的優(yōu)劣、然后選用最佳的燃料消耗特性模型的構(gòu)成方式，所以具有如下效果在能夠使用不同方式及參數(shù)以生成若干燃料消耗特性模型的情況下，能夠選擇最佳的燃料消耗特性模型、提高各設(shè)備輸出指令值的精度。
根據(jù)本發(fā)明第六方面記述的發(fā)明，在對(duì)同一類(lèi)設(shè)備生成若干個(gè)與海水水溫、真空度、使用燃料種類(lèi)、燃燒嘴數(shù)等參數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型的情況下，由于采用了設(shè)置有監(jiān)測(cè)上述各參數(shù)、選擇與各該參數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型并將其輸出給輸出決策模型生成裝置的模型選擇裝置的構(gòu)成方式，所以具有如下效果即使海水水溫、真空度、使用燃料、燃燒嘴數(shù)發(fā)生了變化，也能夠得到合適的燃料消耗特性模型和高精度的各設(shè)備輸出指令值。
根據(jù)本發(fā)明第七方面記述的發(fā)明，由于采用了監(jiān)測(cè)各設(shè)備輸出及燃料消耗量、檢測(cè)出與燃料消耗特性模型的誤差并根據(jù)該誤差重新構(gòu)造燃料消耗特性模型的構(gòu)成方式，所以具有如下效果通常能得到高精度的燃料消耗特性模型和高精度的各設(shè)備輸出指令值。
權(quán)利要求
1.一種指令值決定裝置，其特征在于具有對(duì)于相互連接的每臺(tái)設(shè)備生成考慮了歷史特性的燃料消耗特性模型的同時(shí)、從該燃料消耗特性模型中抽取出對(duì)目前時(shí)刻燃料消耗量產(chǎn)生影響的項(xiàng)目、然后生成各設(shè)備的靜態(tài)燃料消耗特性模型的輸出決策模型生成模塊，把由上述輸出決策模型生成模塊生成的各設(shè)備輸出決策模型對(duì)各設(shè)備的輸出進(jìn)行微分的微分模塊，在目前時(shí)刻各設(shè)備的輸出量總和與預(yù)測(cè)負(fù)荷量一致的條件下，對(duì)上述微分模塊的各微分結(jié)果相互一致的各設(shè)備輸出量進(jìn)行運(yùn)算并將該運(yùn)算結(jié)果作為各設(shè)備輸出指令值的指令值運(yùn)算模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記述的指令值決定裝置，其特征在于在各設(shè)備輸出量具有上限值及下限值的情況下，微分模塊將該上限值及下限值對(duì)應(yīng)的微分值用無(wú)窮大來(lái)置換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2記述的指令值決定裝置，其特征在于微分裝置在導(dǎo)函數(shù)斜率為負(fù)值的情況下，用常數(shù)來(lái)置換該段導(dǎo)數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記述的指令值決定裝置，其特征在于當(dāng)對(duì)連接有若干臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)線上流動(dòng)的能量值有限制的情況下，通過(guò)指令值運(yùn)算模塊將該能量值的限制量作為輸出指令值的上限值及下限值進(jìn)行處理，當(dāng)運(yùn)算出的備設(shè)備輸出指令值偏離該上限值或下限值時(shí)，對(duì)各設(shè)備的輸出指令值進(jìn)行修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記述的指令值決定裝置，其特征在于設(shè)置了具有下述功能的模型選擇模塊在輸出決策模型生成模塊對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備生成若干個(gè)燃料消耗模型的情況下，根據(jù)各燃料消耗特性模型有關(guān)的數(shù)據(jù)量、參數(shù)數(shù)目以及預(yù)測(cè)誤差總和判斷各燃料消耗特性模型的優(yōu)劣、選擇最佳的燃料消耗特性模型并輸出給輸出決策模型生成模塊。
6，根據(jù)權(quán)利要求1記述的指令值決定裝置，其特征在于設(shè)置了具有下述功能的模型選擇模塊在燃料消耗特性模型生成模塊對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備生成與海水水溫、真空度、使用燃料、燃燒嘴數(shù)等參數(shù)相對(duì)應(yīng)的若干燃料消耗特性模型的情況下，監(jiān)測(cè)上述各參數(shù)、選擇與各參數(shù)相對(duì)應(yīng)的燃料消耗特性模型并將其輸出給輸出決策模型生成模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1記述的指令值決定裝置，其特征在于燃料消耗特性模型生成模塊監(jiān)測(cè)各設(shè)備的輸出及燃料消耗量、檢測(cè)出與生成的燃料消耗特性模型之間的誤差并根據(jù)該誤差重新構(gòu)造燃料消耗特性模型。
全文摘要
在使用由最小二乘法求出的靜態(tài)燃料消耗特性模型F
文檔編號(hào)G05B13/04GK1193219SQ9711844
公開(kāi)日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1997年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月6日
發(fā)明者谷本昌彥, 泉井良夫 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社