JP2003056309A - タービン制御装置 - Google Patents
タービン制御装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラントの運転状態によらず、プラント出力
が定格出力を超えるオーバーシュート量を軽減したい。 【解決手段】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力が定格出力近傍になったこ
とを検出する手段１０ｈと、前記タービン出力が定格出
力近傍になったことで負荷変化率を通常時よりも低い変
化率に切り替える手段１０ｊと、タービン負荷設定信号
とタービン出力との偏差を求める手段と、前記偏差量を
負荷変化率によって制限する手段１０ｄとを備えた。
が定格出力を超えるオーバーシュート量を軽減したい。 【解決手段】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力が定格出力近傍になったこ
とを検出する手段１０ｈと、前記タービン出力が定格出
力近傍になったことで負荷変化率を通常時よりも低い変
化率に切り替える手段１０ｊと、タービン負荷設定信号
とタービン出力との偏差を求める手段と、前記偏差量を
負荷変化率によって制限する手段１０ｄとを備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインドサイ
クル発電プラントにおけるタービン制御装置に関する。
クル発電プラントにおけるタービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２にコンバインドサイクル発電プラ
ントの一例を示す。コンバインドサイクル発電は、まず
取り入れた空気を空気圧縮機１で加圧し、燃焼器２で燃
料加減弁３を経由した燃料を燃焼させて高温・高圧の燃
焼ガスをつくり、その燃焼ガスでガスタービン４を回転
させる。ガスタービン４で使用した排ガスは排熱回収ボ
イラ５で蒸気を発生させ、蒸気タービン６を回転させ
て、発電機７で電力を出力する。
ントの一例を示す。コンバインドサイクル発電は、まず
取り入れた空気を空気圧縮機１で加圧し、燃焼器２で燃
料加減弁３を経由した燃料を燃焼させて高温・高圧の燃
焼ガスをつくり、その燃焼ガスでガスタービン４を回転
させる。ガスタービン４で使用した排ガスは排熱回収ボ
イラ５で蒸気を発生させ、蒸気タービン６を回転させ
て、発電機７で電力を出力する。
【０００３】次に、コンバインドサイクル発電プラント
のタービン制御装置の一般的な構成を図１３に示す構成
図を参照して説明する。図１３において、低値選択器８
に起動制御器９と速度負荷制御器１０を供給して出力さ
れる信号をタービン出力指令としている。
のタービン制御装置の一般的な構成を図１３に示す構成
図を参照して説明する。図１３において、低値選択器８
に起動制御器９と速度負荷制御器１０を供給して出力さ
れる信号をタービン出力指令としている。
【０００４】タービンを定格速度まで起動する間は起動
制御器９が使用され、発電機出力を系統に並列してから
は速度負荷制御器１０で制御される。速度負荷制御器１
０は、負荷設定器１０ａの出力と実負荷測定信号との偏
差を比例演算器１０ｂに入力し、その偏差量を設定器１
０ｃで設定した変化率によって変化率制限器１０ｄで制
限する。
制御器９が使用され、発電機出力を系統に並列してから
は速度負荷制御器１０で制御される。速度負荷制御器１
０は、負荷設定器１０ａの出力と実負荷測定信号との偏
差を比例演算器１０ｂに入力し、その偏差量を設定器１
０ｃで設定した変化率によって変化率制限器１０ｄで制
限する。
【０００５】そして変化率制限器１０ｄから出力される
信号をガバナ設定器１０ｅに入力し、出力されるガバナ
設定信号と軸速度測定信号との偏差を求めて、比例演算
器１０ｆに入力し、出力される軸出力指令を設定器１０
ｇに設定している無負荷定格速度を維持するための出力
設定値を加算して、速度負荷制御指令となるように構成
されている。
信号をガバナ設定器１０ｅに入力し、出力されるガバナ
設定信号と軸速度測定信号との偏差を求めて、比例演算
器１０ｆに入力し、出力される軸出力指令を設定器１０
ｇに設定している無負荷定格速度を維持するための出力
設定値を加算して、速度負荷制御指令となるように構成
されている。
【０００６】なお、比例演算器１０ｂは負荷設定器１０
ａに設定された値と実負荷測定信号が一致するようにガ
バナ設定器１０ｅを増減させる。設定器１０ｃで定めら
れる変化率は蒸気条件の急変によって加減弁やケーシン
グなどに過大な熱応力を生じたり、回転子の伸びの変化
によって振動を発生するおそれが生ずる。
ａに設定された値と実負荷測定信号が一致するようにガ
バナ設定器１０ｅを増減させる。設定器１０ｃで定めら
れる変化率は蒸気条件の急変によって加減弁やケーシン
グなどに過大な熱応力を生じたり、回転子の伸びの変化
によって振動を発生するおそれが生ずる。
【０００７】したがってこれらを考慮して十分に安全な
範囲で定められ、ガバナ設定器１０ｅの入力が過大にな
ることを制限する。ガバナ設定器１０ｅは入力信号に応
じて出力を増減し、積分器として動作する。比例演算器
１０ｆはガバナ調定率のゲインが設定されており、５％
調定率であればガバナ設定と速度の偏差が５％のときに
は軸負荷が１００％動くように設定されている。
範囲で定められ、ガバナ設定器１０ｅの入力が過大にな
ることを制限する。ガバナ設定器１０ｅは入力信号に応
じて出力を増減し、積分器として動作する。比例演算器
１０ｆはガバナ調定率のゲインが設定されており、５％
調定率であればガバナ設定と速度の偏差が５％のときに
は軸負荷が１００％動くように設定されている。
【０００８】即ち、速度が１００％で安定している場
合、ガバナ設定器１０ｅが１００％設定で軸速度・負荷
制御指令が無負荷定格速度の出力指令になり、１０５％
設定で定格負荷出力指令になるように構成されている。
コンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービン
制御機能にこの速度負荷制御器１０を設けており、蒸気
タービン制御機能にはスケジュール制御や蒸気圧力制御
で加減弁を開閉する機能はあるがガバナ制御機能は無
い。
合、ガバナ設定器１０ｅが１００％設定で軸速度・負荷
制御指令が無負荷定格速度の出力指令になり、１０５％
設定で定格負荷出力指令になるように構成されている。
コンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービン
制御機能にこの速度負荷制御器１０を設けており、蒸気
タービン制御機能にはスケジュール制御や蒸気圧力制御
で加減弁を開閉する機能はあるがガバナ制御機能は無
い。
【０００９】コンバインドサイクル発電プラントの出力
は、ガスタービン出力と蒸気タービン出力との和とな
る。即ち、コンバインドサイクル発電プラントが定格出
力運転となっているときは、ガスタービンおよび蒸気タ
ービンが共にそれぞれの定格出力で運転されている。ガ
スタービン出力は、ガバナ制御機能に与えられる負荷設
定、タービン速度、コンバインドサイクル発電出力に基
づいて燃料加減弁と空気圧縮機の開度を調整することに
よって得られる。
は、ガスタービン出力と蒸気タービン出力との和とな
る。即ち、コンバインドサイクル発電プラントが定格出
力運転となっているときは、ガスタービンおよび蒸気タ
ービンが共にそれぞれの定格出力で運転されている。ガ
スタービン出力は、ガバナ制御機能に与えられる負荷設
定、タービン速度、コンバインドサイクル発電出力に基
づいて燃料加減弁と空気圧縮機の開度を調整することに
よって得られる。
【００１０】一方、蒸気タービン出力は、ガスタービン
の発電に用いられた後の排ガスを排熱回収ボイラに導い
て発生させた蒸気でタービンを回転して得るため、ガス
タービンに比べて負荷設定の変化に対する追従が遅れる
ことになる。このように負荷変化に対する追従性の異な
るガスタービンと蒸気タービンを組み合わせている点
が、コンバインドサイクル発電プラントの特徴である。
の発電に用いられた後の排ガスを排熱回収ボイラに導い
て発生させた蒸気でタービンを回転して得るため、ガス
タービンに比べて負荷設定の変化に対する追従が遅れる
ことになる。このように負荷変化に対する追従性の異な
るガスタービンと蒸気タービンを組み合わせている点
が、コンバインドサイクル発電プラントの特徴である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来装置の問
題点を図１４を用いて説明する。図１３に示す負荷設定
器１０ａの設定を増加させた場合、ガバナ設定器１０ｅ
の出力値は設定器１０ｃで設定された変化率で増加す
る。このとき、追従性の高いガスタービンの出力はガバ
ナ設定器１０ｅの出力値の変化率と同じ変化率で上昇す
る。
題点を図１４を用いて説明する。図１３に示す負荷設定
器１０ａの設定を増加させた場合、ガバナ設定器１０ｅ
の出力値は設定器１０ｃで設定された変化率で増加す
る。このとき、追従性の高いガスタービンの出力はガバ
ナ設定器１０ｅの出力値の変化率と同じ変化率で上昇す
る。
【００１２】しかしながら、蒸気タービンの負荷上昇が
遅れているため、ガスタービンが定格出力に到達したと
きにはコンバインドサイクル発電プラントは定格出力に
達していない。このため、ガスタービンが定格出力に到
達した後も、負荷設定器１０ａと実負荷測定信号との偏
差が蒸気タービンが定格出力に達していない分だけ生じ
続けることになる。
遅れているため、ガスタービンが定格出力に到達したと
きにはコンバインドサイクル発電プラントは定格出力に
達していない。このため、ガスタービンが定格出力に到
達した後も、負荷設定器１０ａと実負荷測定信号との偏
差が蒸気タービンが定格出力に達していない分だけ生じ
続けることになる。
【００１３】そのためガバナ設定器がガスタービンの定
格出力に相当する以上の値を出力することになり、ガス
タービンは定格出力以上で運転される。このことによ
り、蒸気タービンが定格出力に到達したときには、既に
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力を上回る蒸気
が発生している。
格出力に相当する以上の値を出力することになり、ガス
タービンは定格出力以上で運転される。このことによ
り、蒸気タービンが定格出力に到達したときには、既に
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力を上回る蒸気
が発生している。
【００１４】かくしてガスタービンと蒸気タービンが共
に定格出力に到達してガバナ設定器への入力が一旦ゼロ
になった後に、蒸気タービン出力が定格出力以上とな
り、一時的にコンバインドサイクル発電プラントの出力
が負荷設定器１０ａから出力される目標負荷を超えてし
まう。
に定格出力に到達してガバナ設定器への入力が一旦ゼロ
になった後に、蒸気タービン出力が定格出力以上とな
り、一時的にコンバインドサイクル発電プラントの出力
が負荷設定器１０ａから出力される目標負荷を超えてし
まう。
【００１５】このため、定格出力を目標値として負荷上
昇した場合、発電出力がプラントの定格出力を超えてし
まう。プラントの定格出力は、系統を安定に運用するた
めに計画された数値であり、発電所がこれを超えた運転
を行なった場合、系統運用に影響を与えることになる。
昇した場合、発電出力がプラントの定格出力を超えてし
まう。プラントの定格出力は、系統を安定に運用するた
めに計画された数値であり、発電所がこれを超えた運転
を行なった場合、系統運用に影響を与えることになる。
【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、プラント定格出力を目標値として負荷上
昇した場合にも、プラント運転状態によらず、プラント
出力が定格出力を超えるオーバーシュート量を軽減する
タービン制御装置を提供することを目的としている。
たものであり、プラント定格出力を目標値として負荷上
昇した場合にも、プラント運転状態によらず、プラント
出力が定格出力を超えるオーバーシュート量を軽減する
タービン制御装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係るタービン制御装置は、蒸気タービンとガスタービン
とを同軸で連結したコンバインドサイクル発電によるタ
ービン制御装置において、タービン出力が定格出力近傍
になったことを検出する手段と、前記タービン出力が定
格出力近傍になったことで負荷変化率を通常時よりも低
い変化率に切り替える手段と、タービン負荷設定信号と
タービン出力との偏差を求める手段と、前記偏差量を負
荷変化率によって制限する手段とを備えた。したがっ
て、タービン出力が定格出力近傍になったときに負荷変
化率を小さな値に切り替えて負荷制御を行なうことによ
って、タービン出力が定格出力を越える量を低減させる
ことができる。
係るタービン制御装置は、蒸気タービンとガスタービン
とを同軸で連結したコンバインドサイクル発電によるタ
ービン制御装置において、タービン出力が定格出力近傍
になったことを検出する手段と、前記タービン出力が定
格出力近傍になったことで負荷変化率を通常時よりも低
い変化率に切り替える手段と、タービン負荷設定信号と
タービン出力との偏差を求める手段と、前記偏差量を負
荷変化率によって制限する手段とを備えた。したがっ
て、タービン出力が定格出力近傍になったときに負荷変
化率を小さな値に切り替えて負荷制御を行なうことによ
って、タービン出力が定格出力を越える量を低減させる
ことができる。
【００１８】本発明の［請求項２］に係るタービン制御
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力に基づき負荷変化率を算出する関
数発生手段と、タービン負荷設定信号とタービン出力と
の偏差を求める手段と、前記偏差量を負荷変化率によっ
て制限する手段とを備えた。したがって、タービン出力
が定格出力近傍になったときに負荷変化率を小さな値に
変化させて負荷制御を行なうことにより、タービン出力
が定格出力を越える量を低減させることができる。
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力に基づき負荷変化率を算出する関
数発生手段と、タービン負荷設定信号とタービン出力と
の偏差を求める手段と、前記偏差量を負荷変化率によっ
て制限する手段とを備えた。したがって、タービン出力
が定格出力近傍になったときに負荷変化率を小さな値に
変化させて負荷制御を行なうことにより、タービン出力
が定格出力を越える量を低減させることができる。
【００１９】本発明の［請求項３］に係るタービン制御
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力に基づき補正タービン出力信号を
出力する関数発生手段と、タービン負荷設定信号と補正
タービン出力信号との偏差を求める手段と、前記偏差量
を負荷変化率によって制限する手段とを備えた。したが
って、タービン出力が定格出力近傍になったときに補正
されたタービン出力を目標値とした負荷制御を行なうこ
とによって、タービン出力が定格出力を越える量を低減
させることができる。
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力に基づき補正タービン出力信号を
出力する関数発生手段と、タービン負荷設定信号と補正
タービン出力信号との偏差を求める手段と、前記偏差量
を負荷変化率によって制限する手段とを備えた。したが
って、タービン出力が定格出力近傍になったときに補正
されたタービン出力を目標値とした負荷制御を行なうこ
とによって、タービン出力が定格出力を越える量を低減
させることができる。
【００２０】本発明の［請求項４］に係るタービン制御
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、ガスタービン排ガス温度，蒸気タービン加減弁
開度，蒸気温度などから蒸気タービンの最終到達出力を
予測する手段と、ガバナ設定からガスタービンの最終到
達出力を予測する手段と、蒸気タービンとガスタービン
との最終到達出力を加算する手段と、負荷設定信号とガ
スタービンならびに蒸気タービンの最終到達出力との和
の偏差を求める手段と、前記偏差を負荷設定信号に加算
して補正負荷設定信号を求める手段と、前記補正負荷設
定信号とタービン出力信号との偏差を求める手段と、前
記偏差量を負荷変化率によって制限する手段とを備え
た。したがって、タービン出力が定格出力を超えること
を防ぐことができる。
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、ガスタービン排ガス温度，蒸気タービン加減弁
開度，蒸気温度などから蒸気タービンの最終到達出力を
予測する手段と、ガバナ設定からガスタービンの最終到
達出力を予測する手段と、蒸気タービンとガスタービン
との最終到達出力を加算する手段と、負荷設定信号とガ
スタービンならびに蒸気タービンの最終到達出力との和
の偏差を求める手段と、前記偏差を負荷設定信号に加算
して補正負荷設定信号を求める手段と、前記補正負荷設
定信号とタービン出力信号との偏差を求める手段と、前
記偏差量を負荷変化率によって制限する手段とを備え
た。したがって、タービン出力が定格出力を超えること
を防ぐことができる。
【００２１】本発明の［請求項５］に係るタービン制御
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力が定格出力近傍になったことを検
出する手段と、前記タービン出力が定格出力近傍になっ
たことで負荷変化率をゼロに切り替える手段と、前記負
荷変化率がゼロになっている間のタービン出力の変動が
所定の値以下となったことを検出する手段と、前記ター
ビン出力の変動が所定の値以下となったことで負荷変化
率を通常の変化率に切り替える手段と、タービン負荷設
定信号とタービン出力との偏差を求める手段と、前記偏
差量を負荷変化率によって制限する手段を備えた。した
がって、タービン出力が定格出力近傍になったときに一
旦負荷上昇を停止させ、蒸気タービンの出力上昇がなく
なったのちに再度負荷上昇を行なうことにより、タービ
ン出力が定格出力を越えることを防ぐことができる。
装置は、蒸気タービンとガスタービンとを同軸で連結し
たコンバインドサイクル発電によるタービン制御装置に
おいて、タービン出力が定格出力近傍になったことを検
出する手段と、前記タービン出力が定格出力近傍になっ
たことで負荷変化率をゼロに切り替える手段と、前記負
荷変化率がゼロになっている間のタービン出力の変動が
所定の値以下となったことを検出する手段と、前記ター
ビン出力の変動が所定の値以下となったことで負荷変化
率を通常の変化率に切り替える手段と、タービン負荷設
定信号とタービン出力との偏差を求める手段と、前記偏
差量を負荷変化率によって制限する手段を備えた。した
がって、タービン出力が定格出力近傍になったときに一
旦負荷上昇を停止させ、蒸気タービンの出力上昇がなく
なったのちに再度負荷上昇を行なうことにより、タービ
ン出力が定格出力を越えることを防ぐことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示すタービン制御装置の構成図である。図１におい
て、図１３と同一機能部分は同一符号を付して説明を省
略する。本実施の形態の構成上の特徴点は、速度負荷制
御器１０において、コンバインドサイクル発電プラント
出力が定格出力近傍に到達したことを検出する比較器１
０ｈと、設定器１０ｃで設定する通常の負荷制御で用い
る変化率よりも小さい変化率を設定した設定器１０ｉと
切換器１０ｊとを設けたことである。
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示すタービン制御装置の構成図である。図１におい
て、図１３と同一機能部分は同一符号を付して説明を省
略する。本実施の形態の構成上の特徴点は、速度負荷制
御器１０において、コンバインドサイクル発電プラント
出力が定格出力近傍に到達したことを検出する比較器１
０ｈと、設定器１０ｃで設定する通常の負荷制御で用い
る変化率よりも小さい変化率を設定した設定器１０ｉと
切換器１０ｊとを設けたことである。
【００２３】そして、切換器１０ｊは比較器１０ｈでコ
ンバインドサイクル発電プラント出力が定格出力近傍に
到達したことを検出した時は設定器１０ｉの出力を、
又、検出していない時は設定器１０ｃの出力を変化率制
限器１０ｄへ出力するようにした。
ンバインドサイクル発電プラント出力が定格出力近傍に
到達したことを検出した時は設定器１０ｉの出力を、
又、検出していない時は設定器１０ｃの出力を変化率制
限器１０ｄへ出力するようにした。
【００２４】次に作用について説明する。コンバインド
サイクル発電プラントの出力が定格出力近傍になったと
きに負荷変化率を低い値に切換えるので、ガバナ設定器
１０ｅの出力値の増加が緩やかになり、ガスタービン出
力の上昇もそれにしたがって緩やかになる。
サイクル発電プラントの出力が定格出力近傍になったと
きに負荷変化率を低い値に切換えるので、ガバナ設定器
１０ｅの出力値の増加が緩やかになり、ガスタービン出
力の上昇もそれにしたがって緩やかになる。
【００２５】図２は動作図であり、実負荷測定信号，ガ
スタービン出力及び蒸気タービン出力の時間に対する変
化量を示す。図に示されるように、ガスタービンが定格
出力に到達した時の蒸気タービン側の定格出力とタービ
ン出力の偏差が小さくなるので、ガスタービンが定格出
力に到達したのちのガバナ設定器の出力値の上昇が低減
される。
スタービン出力及び蒸気タービン出力の時間に対する変
化量を示す。図に示されるように、ガスタービンが定格
出力に到達した時の蒸気タービン側の定格出力とタービ
ン出力の偏差が小さくなるので、ガスタービンが定格出
力に到達したのちのガバナ設定器の出力値の上昇が低減
される。
【００２６】それに応じて、排熱回収ボイラの蒸気発生
量も低減されるので、タービン出力が定格出力を超える
量を低減させることができる。本実施の形態によれば、
コンバインドサイクル発電プラントが定格出力を目標値
として負荷上昇する場合に、タービン出力が定格出力を
超過する値を低減することができる。
量も低減されるので、タービン出力が定格出力を超える
量を低減させることができる。本実施の形態によれば、
コンバインドサイクル発電プラントが定格出力を目標値
として負荷上昇する場合に、タービン出力が定格出力を
超過する値を低減することができる。
【００２７】（第２の実施の形態）図３は本発明の第２
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図３において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、コンバインドサ
イクル発電プラント出力を関数発生器１０ｋに入力して
負荷変化率に変換し、変化率制限器１０ｄへ出力する点
である。
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図３において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、コンバインドサ
イクル発電プラント出力を関数発生器１０ｋに入力して
負荷変化率に変換し、変化率制限器１０ｄへ出力する点
である。
【００２８】次に作用について説明する。図４は動作図
であり、実負荷測定信号に対する負荷変化率を示す。図
に示すように関数発生器１０ｋをコンバインドサイクル
発電プラントの出力が定格出力に近づくにつれて低い負
荷変化率へ変換するように設定することにより、定格出
力に接近するに従いガバナ設定器１０ｅの出力値の増加
が緩やかになり、ガスタービン出力の上昇もそれにした
がって緩やかになることがわかる。
であり、実負荷測定信号に対する負荷変化率を示す。図
に示すように関数発生器１０ｋをコンバインドサイクル
発電プラントの出力が定格出力に近づくにつれて低い負
荷変化率へ変換するように設定することにより、定格出
力に接近するに従いガバナ設定器１０ｅの出力値の増加
が緩やかになり、ガスタービン出力の上昇もそれにした
がって緩やかになることがわかる。
【００２９】これにより、図２に示す第１の実施の形態
の動作と同様に、ガスタービンが定格出力に到達した時
の蒸気タービン側の定格出力とタービン出力の偏差が小
さくなるので、ガスタービンが定格出力に到達したのち
のガバナ設定器の出力値の上昇が低減される。
の動作と同様に、ガスタービンが定格出力に到達した時
の蒸気タービン側の定格出力とタービン出力の偏差が小
さくなるので、ガスタービンが定格出力に到達したのち
のガバナ設定器の出力値の上昇が低減される。
【００３０】したがって、排熱回収ボイラの蒸気発生量
も低減されるので、タービン出力が定格出力を超える量
を低減させることができる。本実施の形態によれば、コ
ンバインドサイクル発電プラントが定格出力を目標値と
して負荷上昇する場合に、タービン出力が定格出力を超
過する値を低減することができる。
も低減されるので、タービン出力が定格出力を超える量
を低減させることができる。本実施の形態によれば、コ
ンバインドサイクル発電プラントが定格出力を目標値と
して負荷上昇する場合に、タービン出力が定格出力を超
過する値を低減することができる。
【００３１】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図５において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、実負荷測定信号
を関数発生器１０ｌに入力して変換した補正実負荷信号
と、負荷設定器１０ａの出力との偏差を比例演算器１０
ｂに入力した点である。
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図５において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、実負荷測定信号
を関数発生器１０ｌに入力して変換した補正実負荷信号
と、負荷設定器１０ａの出力との偏差を比例演算器１０
ｂに入力した点である。
【００３２】次に作用について説明する。図６は関数発
生器の設定の一例を示す図であり、図に示すように関数
発生器１０ｌを実負荷測定信号が定格出力に近づくにつ
れて、実負荷信号にオーバーシュート量を加えた高い値
に変換するように設定するようにしたものである。
生器の設定の一例を示す図であり、図に示すように関数
発生器１０ｌを実負荷測定信号が定格出力に近づくにつ
れて、実負荷信号にオーバーシュート量を加えた高い値
に変換するように設定するようにしたものである。
【００３３】このようにすれば、定格出力が目標値とし
て設定されている時に、実負荷測定信号が定格出力から
従来の構成において生じていたオーバーシュート量だけ
低い値となったときに、負荷設定器１０ｂとの偏差がゼ
ロとなる。
て設定されている時に、実負荷測定信号が定格出力から
従来の構成において生じていたオーバーシュート量だけ
低い値となったときに、負荷設定器１０ｂとの偏差がゼ
ロとなる。
【００３４】図７は動作図であり、図に示すようにガス
タービンが定格出力以上で運転されることがなくなり、
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力に相当する蒸
気量を超えた蒸気を発生させることもなくなるので、蒸
気タービンも定格出力を超えた運転になるのを防ぐこと
ができる。本実施の形態によれば、コンバインドサイク
ル発電プラントが定格出力を目標値として負荷上昇した
時に、タービン出力が定格出力を超過することを防ぐこ
とができる。
タービンが定格出力以上で運転されることがなくなり、
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力に相当する蒸
気量を超えた蒸気を発生させることもなくなるので、蒸
気タービンも定格出力を超えた運転になるのを防ぐこと
ができる。本実施の形態によれば、コンバインドサイク
ル発電プラントが定格出力を目標値として負荷上昇した
時に、タービン出力が定格出力を超過することを防ぐこ
とができる。
【００３５】（第４の実施の形態）図８は本発明の第４
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図８において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、ガバナ設定器１
０ｅの出力をガスタービンの最終到達出力に変換する変
換器１０ｍと、ガスタービン排ガス温度，蒸気タービン
加減弁開度，蒸気温度などから蒸気タービンの最終到達
出力を予測するシミュレーション部１０ｎを設けたもの
である。
の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図である。
図８において、図１３と同一機能部分については同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成上の特
徴点は、速度負荷制御器１０において、ガバナ設定器１
０ｅの出力をガスタービンの最終到達出力に変換する変
換器１０ｍと、ガスタービン排ガス温度，蒸気タービン
加減弁開度，蒸気温度などから蒸気タービンの最終到達
出力を予測するシミュレーション部１０ｎを設けたもの
である。
【００３６】そして、変換器１０ｍの出力と前記シミュ
レーション部１０ｎの出力とを加算し、この加算した信
号と負荷設定器１０ａが出力する負荷設定信号との偏差
を求め、この偏差を負荷設定信号に加算し、更に実負荷
測定信号との偏差を求めるようにした。
レーション部１０ｎの出力とを加算し、この加算した信
号と負荷設定器１０ａが出力する負荷設定信号との偏差
を求め、この偏差を負荷設定信号に加算し、更に実負荷
測定信号との偏差を求めるようにした。
【００３７】次に作用について説明する。負荷設定から
ガスタービンの最終到達出力を予測し、同時にガスター
ビン排ガス温度，蒸気タービン加減弁開度，蒸気温度な
どから蒸気タービンの最終到達出力を予測してそれらを
加算することによって、コンバインドサイクル発電プラ
ント全体の最終到達出力を予測して、定格出力を超える
ことがないように負荷設定を補正する。
ガスタービンの最終到達出力を予測し、同時にガスター
ビン排ガス温度，蒸気タービン加減弁開度，蒸気温度な
どから蒸気タービンの最終到達出力を予測してそれらを
加算することによって、コンバインドサイクル発電プラ
ント全体の最終到達出力を予測して、定格出力を超える
ことがないように負荷設定を補正する。
【００３８】図９は動作図であり、図に示すようにガス
タービンが定格出力以上で運転されることがなくなり、
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力に相当する蒸
気量を超えた蒸気を発生させることもなくなるので、蒸
気タービンも定格出力を超えた運転になるのを防ぐこと
ができる。本実施の形態によれば、コンバインドサイク
ル発電プラントが定格出力を目標値として負荷上昇した
時に、タービン出力が定格出力を超過することを防ぐこ
とができる。
タービンが定格出力以上で運転されることがなくなり、
排熱回収ボイラで蒸気タービンの定格出力に相当する蒸
気量を超えた蒸気を発生させることもなくなるので、蒸
気タービンも定格出力を超えた運転になるのを防ぐこと
ができる。本実施の形態によれば、コンバインドサイク
ル発電プラントが定格出力を目標値として負荷上昇した
時に、タービン出力が定格出力を超過することを防ぐこ
とができる。
【００３９】（第５の実施の形態）図１０は本発明の第
５の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図であ
る。図１０において、図１３と同一機能部分については
同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成
上の特徴点は、速度負荷制御器１０において、コンバイ
ンドサイクル発電プラント出力が定格出力近傍に到達し
たことを検出する比較器１０ｈと入力値を所定の時間が
経過した後に出力する遅延回路１０ｏと、実負荷測定信
号と遅延回路１０ｏの偏差を入力して、その偏差が所定
の値以下であることを検出する比較器１０ｐと、前記比
較器１０ｈの出力信号と比較器１０ｐの出力信号とを入
力する論理演算器１０ｑと、ゼロを設定した設定器１０
ｉと、切換器１０ｊとを設けた。
５の実施の形態を示すタービン制御装置の構成図であ
る。図１０において、図１３と同一機能部分については
同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態の構成
上の特徴点は、速度負荷制御器１０において、コンバイ
ンドサイクル発電プラント出力が定格出力近傍に到達し
たことを検出する比較器１０ｈと入力値を所定の時間が
経過した後に出力する遅延回路１０ｏと、実負荷測定信
号と遅延回路１０ｏの偏差を入力して、その偏差が所定
の値以下であることを検出する比較器１０ｐと、前記比
較器１０ｈの出力信号と比較器１０ｐの出力信号とを入
力する論理演算器１０ｑと、ゼロを設定した設定器１０
ｉと、切換器１０ｊとを設けた。
【００４０】したがって、切換器１０ｊは比較器１０ｈ
でコンバインドサイクル発電プラント出力が定格出力近
傍に到達して、かつ実負荷測定信号の上昇の度合いが所
定の値以下でないことを検出した時は設定器１０ｉの出
力信号を、又、検出していない時は設定器１０ｃの出力
を変化率制限器１０ｄへ出力するようにした。
でコンバインドサイクル発電プラント出力が定格出力近
傍に到達して、かつ実負荷測定信号の上昇の度合いが所
定の値以下でないことを検出した時は設定器１０ｉの出
力信号を、又、検出していない時は設定器１０ｃの出力
を変化率制限器１０ｄへ出力するようにした。
【００４１】次に作用について説明する。図１１は動作
図であり、図に示すようにコンバインドサイクル発電プ
ラントの出力が定格出力近傍になったときに切換器１０
ｊで負荷変化率をゼロに切り替える。負荷変化率をゼロ
に切換えることによって、ガバナ設定器１０ｅの出力値
が一定になり、ガスタービン出力の上昇もそれにしたが
って停止する。
図であり、図に示すようにコンバインドサイクル発電プ
ラントの出力が定格出力近傍になったときに切換器１０
ｊで負荷変化率をゼロに切り替える。負荷変化率をゼロ
に切換えることによって、ガバナ設定器１０ｅの出力値
が一定になり、ガスタービン出力の上昇もそれにしたが
って停止する。
【００４２】一方、蒸気タービンは、排熱回収ボイラで
発生した蒸気によって出力上昇が継続する。これによ
り、コンバインドサイクル発電プラント出力も引き続き
上昇するが、ガスタービンの出力上昇が停止しているの
で、排熱回収ボイラの蒸気発生量もある時点で一定とな
り、蒸気タービン出力の上昇も停止する。
発生した蒸気によって出力上昇が継続する。これによ
り、コンバインドサイクル発電プラント出力も引き続き
上昇するが、ガスタービンの出力上昇が停止しているの
で、排熱回収ボイラの蒸気発生量もある時点で一定とな
り、蒸気タービン出力の上昇も停止する。
【００４３】やがて、比較器１０ｐにおいて遅延回路１
０ｏの出力と実出力測定信号との偏差が所定の値以下と
なっていることを検出するので、論理積演算器１０ｑの
出力が不成立となって、切換器１０ｊは設定器１０ｃで
設定された通常の負荷変化率を出力するので、ガバナ設
定器１０ｅの出力が上昇を再開し、ガスタービン出力も
上昇する。
０ｏの出力と実出力測定信号との偏差が所定の値以下と
なっていることを検出するので、論理積演算器１０ｑの
出力が不成立となって、切換器１０ｊは設定器１０ｃで
設定された通常の負荷変化率を出力するので、ガバナ設
定器１０ｅの出力が上昇を再開し、ガスタービン出力も
上昇する。
【００４４】本実施の形態によれば、排熱回収ボイラで
の蒸気発生量も増加して、ガスタービン出力が定格出力
に到達したのちも蒸気タービンの出力は上昇するが、追
従性が異なることによって遅れて発生する出力上昇は、
負荷変化率をゼロに切り替えている期間に完了している
ため、従来の方式に比べてタービン出力が定格出力を超
過する値を低減することができる。
の蒸気発生量も増加して、ガスタービン出力が定格出力
に到達したのちも蒸気タービンの出力は上昇するが、追
従性が異なることによって遅れて発生する出力上昇は、
負荷変化率をゼロに切り替えている期間に完了している
ため、従来の方式に比べてタービン出力が定格出力を超
過する値を低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンバインドサイクル発電プラントにおいて、定格出力を
目標として負荷上昇した場合に、プラント出力が定格出
力を超過する量を低減することができ、系統運用に影響
を与えることなく、プラントの運転を行なうことができ
る。
ンバインドサイクル発電プラントにおいて、定格出力を
目標として負荷上昇した場合に、プラント出力が定格出
力を超過する量を低減することができ、系統運用に影響
を与えることなく、プラントの運転を行なうことができ
る。
【図１】本発明による第１の実施の形態のタービン制御
装置の構成を示す図。
装置の構成を示す図。
【図２】本発明による第１の実施の形態の動作図。
【図３】本発明による第２の実施の形態のタービン制御
装置の構成を示す図。
装置の構成を示す図。
【図４】本発明による第２の実施の形態の関数発生器１
０ｋの設定の一例を示す図。
０ｋの設定の一例を示す図。
【図５】本発明による第３の実施の形態のタービン制御
装置の構成を示す図。
装置の構成を示す図。
【図６】本発明による第３の実施の形態の関数発生器１
０ｌの設定の一例を示す図。
０ｌの設定の一例を示す図。
【図７】本発明による第３の実施の形態の動作図。
【図８】本発明による第４の実施の形態のタービン制御
装置の構成を示す図。
装置の構成を示す図。
【図９】本発明による第４の実施の形態の動作図。
【図１０】本発明による第５の実施の形態のタービン制
御装置の構成を示す図。
御装置の構成を示す図。
【図１１】本発明による第５の実施の形態の動作図。
【図１２】一軸型コンバインドサイクル発電プラントの
構成を示す図。
構成を示す図。
【図１３】従来のタービン制御装置の構成を示す図。
【図１４】従来のタービン制御装置の動作図。
１ 空気圧縮機
２ 燃焼器
３ 燃料加減弁
４ ガスタービン
５ 排熱回収ボイラ
６ 蒸気タービン
７ 発電機
８ 低値選択器
９ 起動制御器
１０ 速度負荷制御器
１０ａ 負荷設定器
１０ｂ 比例演算器
１０ｃ 設定器
１０ｄ 変化率制限器
１０ｅ ガバナ設定器
１０ｆ 比例演算器
１０ｇ 設定器
１０ｈ 比較器
１０ｉ 設定器
１０ｊ 信号切換器
１０ｋ 関数発生器
１０ｌ 関数発生器
１０ｍ 変換器
１０ｎ シミュレーション部
１０ｏ 遅延回路
１０ｐ 比較器
１０ｑ 論理積演算器
Claims (5)
- 【請求項１】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力が定格出力近傍になったこ
とを検出する手段と、前記タービン出力が定格出力近傍
になったことで負荷変化率を通常時よりも低い変化率に
切り替える手段と、タービン負荷設定信号とタービン出
力との偏差を求める手段と、前記偏差量を負荷変化率に
よって制限する手段とを備えたことを特徴とするタービ
ン制御装置。 - 【請求項２】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力に基づき負荷変化率を算出
する関数発生手段と、タービン負荷設定信号とタービン
出力との偏差を求める手段と、前記偏差量を負荷変化率
によって制限する手段とを備えたことを特徴とするター
ビン制御装置。 - 【請求項３】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力に基づき補正タービン出力
信号を出力する関数発生手段と、タービン負荷設定信号
と補正タービン出力信号との偏差を求める手段と、前記
偏差量を負荷変化率によって制限する手段とを備えたこ
とを特徴とするタービン制御装置。 - 【請求項４】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、ガスタービン排ガス温度，蒸気タービン
加減弁開度，蒸気温度などから蒸気タービンの最終到達
出力を予測する手段と、ガバナ設定からガスタービンの
最終到達出力を予測する手段と、蒸気タービンとガスタ
ービンとの最終到達出力を加算する手段と、負荷設定信
号とガスタービンならびに蒸気タービンの最終到達出力
との和の偏差を求める手段と、前記偏差を負荷設定信号
に加算して補正負荷設定信号を求める手段と、前記補正
負荷設定信号とタービン出力信号との偏差を求める手段
と、前記偏差量を負荷変化率によって制限する手段とを
備えたことを特徴とするタービン制御装置。 - 【請求項５】 蒸気タービンとガスタービンとを同軸で
連結したコンバインドサイクル発電によるタービン制御
装置において、タービン出力が定格出力近傍になったこ
とを検出する手段と、前記タービン出力が定格出力近傍
になったことで負荷変化率をゼロに切り替える手段と、
前記負荷変化率がゼロになっている間のタービン出力の
変動が所定の値以下となったことを検出する手段と、前
記タービン出力の変動が所定の値以下となったことで負
荷変化率を通常の変化率に切り替える手段と、タービン
負荷設定信号とタービン出力との偏差を求める手段と、
前記偏差量を負荷変化率によって制限する手段とを備え
たことを防ぐことを特徴とするタービン制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244053A JP2003056309A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | タービン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244053A JP2003056309A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | タービン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003056309A true JP2003056309A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19074048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001244053A Pending JP2003056309A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | タービン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003056309A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019120139A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、ガスタービン、コンバインドサイクル発電プラント、制御方法及びプログラム |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001244053A patent/JP2003056309A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019120139A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御装置、ガスタービン、コンバインドサイクル発電プラント、制御方法及びプログラム |
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