【目的】「新世代石炭火力発電所アップグレード改造特別行動」は火力発電ユニットの変負荷速度に対してより高い要求を課し、ユニットの応答の迅速性と自身の安全安定性との矛盾がより顕著になっている。従来の制御理論によれば、ボイラー側の対象は大きな慣性と大きな遅れ特性を有し、全行程の安定を要求するため必ず応答速度を犠牲にする。調整時間を短縮すると燃料量の大幅な振動をもたらす。すなわち、従来の安定性設計に基づくシステムは安定性と迅速性の根本的な矛盾を調和させることが難しい。これに対し、有限時間安定性を導入し、動的過程に一時的な不安定を認めることで迅速性を向上させ、同時にシステムが指定時間内に安定状態に収束することを保証する。有限時間安定性は従来の安定性解析方法の保守性を大幅に低減し、システム応答速度向上のためのさらなる余裕を残す。【方法】この理論に基づき、高速率変負荷に適応したイベント駆動型協調制御手法を提案する。まず、自動発電制御（AGC）の指令擾乱と圧力定値擾乱を含む協調制御システムの状態空間モデルを導出する。次に、元の等価モデルを下層とした上で、上層がイベント駆動システムの意思決定を担当するイベント駆動型二層協調制御システム構造を設計する。最後に、有限安定裕度内でロバスト設計法により切替システムに基づくイベント駆動条件を得る。【結果結論】シミュレーション結果より、本手法は3％Pe/分の変負荷速度下で、機前圧力偏差が0.3MPa未満、燃料量変動が15％未満となり、高速率変負荷条件下で良好な調整効果を有することが示された。

火力発電ユニット; 協調制御システム; イベント駆動制御; 安定性