JP2003148170A - 発電プラントの負荷制御方法 - Google Patents
発電プラントの負荷制御方法Info
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Abstract
る熱応力や不安定挙動の抑制と、系統周波数の安定化を
ともに実現する。 【解決手段】燃焼器1、タービン3を有するガスタービ
ンと、ガスタービンと軸接続された発電機5を具備する
発電プラントに対し、系統周波数の変動に応じて中給か
ら指示される発電指令値101dと発電電力102dの
偏差を基にガバナ指令値103dを求め、指令値103
dと軸速度104dの偏差に応じて調定率(R)分に対
応した燃料指令値107dを求める調速負荷制御部10
0に、燃料指令値107dの変化を制限する燃料指令制
限器(LIM)107を設けた。制限器(LIM)10
7は、ガスタービンの熱応力や不安定燃焼を抑制するよ
うに変化率の制限値を設定され、燃料指令値107の変
化を制限値以内に押える。
Description
負荷制御に係わり、特にガスタービンの燃料流量を調節
して負荷制御を行うプラントの調速負荷制御方式に関す
る。
電指令値に応じて、発電設備であるガスタービンの燃料
流量を制御、あるいは蒸気タービンの蒸気流量を制御す
る。この場合、系統周波数(東日本で50Hz、西日本
で60Hz)を安定させるため、調定率と言われる系統
寄与率に応じて、速度信号による発電量の調整を行い系
統周波数を安定させる。すなわち、系統の総負荷量の変
動に応じて変動する系統周波数の情報から、例えばガス
タービンの燃焼器に供給する燃料流量を系統寄与率に基
づいて制御し、系統周波数を安定させる。これは、調速
負荷制御あるいはガバナフリー制御と呼ばれている。
速度が50Hzであるとき、5%の速度である2.5H
z当りの発電定格出力100%分の燃料を、元の燃料流
量指令値に上乗せして調速負荷制御を行う。実際の系統
周波数は定格近辺では相対的に安定しているので、周波
数変動1%以下となるのが普通である。
る系統周波数と燃料流量の関係は、仮に1%の周波数変
動があると、上記のように5%当り100%負荷調整と
なるため、1%に対しては定格の20%の燃料流量を元
の指令値に加/減することになる。また、調速負荷制御
の機能は系統周波数の安定化と共に、系統事故等により
タービンの回転数が急上昇した場合に燃料を絞り込むの
で、タービンあるいは発電機の過速度防止の働きも持っ
ている。調定率5%のプラントの場合、5%に対して1
00%負荷分の燃料流量を回転速度に応じて操作するた
め、過速度が105%になった時点で、瞬時に負荷出力
指令は0%となり、逆に105%を超える軸速度となっ
た時点で、出力的には負の値、つまり回転数にブレーキ
をかける働きとなる。
圧縮空気を燃焼器に供給し、その燃焼ガスによってガス
タービンを駆動する。このとき調速負荷制御を行なう
と、系統周波数のわずかな変動に対して上述のように高
ゲインの燃料流量調節を行う。高ゲインによる燃料指令
値の変化が急激ないし頻繁になると、燃焼器の燃空比が
急変して燃焼不安定となり失火や逆火の原因となる。ま
た、燃料の供給量が増大して上限値を超える温度上昇や
熱応力が発生すると、ガスタービンの熱ストレスが増大
し、蓄積される。この熱ストレスは燃焼器やタービンブ
レードなど、機械設備の劣化の主要因となり、設備の寿
命が短くなる。
897号では、ガスタービンの排ガス温度に上限値を設
定するとともに調速負荷制御の燃料供給指令にゲタをは
かせて、この上限値との温度差が零に近づくと温度負荷
制御を優先し、ガスタービンの負荷一定制御を行なう。
これにより、過大な熱ストレスを抑制するガスタービン
制御方式を提案している。
トにおけるガスタービン制御は、上述した調速負荷制御
や温度負荷制御の外に起動制御、停止制御、加速度制限
制御、ロードリミッタなどの制御出力を組み合わせ、運
転パターンやプラント状態に応じて低値となる制御信号
を選択して負荷制御を行なっている。
傍の運転では燃焼ガス温度が上限値に近づくため、引用
例のような制御方式では温度負荷制御が選択されて調速
負荷制御が機能しないため、系統の発電計画に基づいて
設定されている調停率を事実上維持できなくなる。一
方、温度負荷制御が選択されない部分負荷運転時にはガ
バナフリーとなるが、その制御指令の変化による燃焼不
安定を解消することができず、特に低Nox燃焼器のよ
うな燃空比制御の難しい設備では問題が多い。なお、上
述の熱ストレスの発生は特にタービンブレードに集中
し、蒸気流量の変動による蒸気タービンの場合にも同様
な問題がある。
熱応力による寿命低下や燃焼不安定を重視して温度負荷
制御を行なうと、系統の負荷変動に起因する周波数変動
を押さえることができない。一方、系統が不安定な場合
に系統の調停率を維持しようとする調速負荷制御を行な
うと、系統側が不安定な場合は負荷指令の変動も大きく
なるため、熱ストレスや燃焼不安定を増大させてしまう
というように、相反する問題点を抱えている。
題点を克服し、調速負荷制御による系統寄与を維持しつ
つ設備の長寿命化、燃焼の安定化を可能にする火力発電
プラントの負荷制御方法及び装置を提供することにあ
る。
明は、軸結されたタービンと発電機を持つ発電プラント
に対し、系統周波数の変動に応じて中給から指示される
発電指令値(MW指令)、発電電力や軸速度の計測値及
び所定の調停率(系統寄与率)とから調速負荷制御信号
を求めて、系統周波数を安定化するようにタービンの負
荷制御を行なう発電プラントの負荷制御方法において、
前記調速負荷制御信号にその変化を制限する負荷制限関
数を乗じて求めた操作指令値により、前記タービンの負
荷制御を行なうことを特徴とする。
ビンの場合、前記操作指令値は燃料供給量であり、前記
負荷制限関数はガスタービンの熱応力及び不安定燃焼の
少なくとも一方を抑制するように設定する。また、前記
タービンが蒸気タービンの場合、前記操作指令値は蒸気
供給量であり、前記負荷制限関数は蒸気タービンの熱応
力を抑制するように設定する。
対して機械的イナーシャーなどから実効的に定まる有効
寄与率に応じて設定する。そして、有効寄与率と熱応力
の限界値あるいは燃焼安定度の兼ね合いから、シミュレ
ーション等により最適な制限値が設定される。
号の変化率を制限する係数、または前記調速負荷制御信
号の信号値に応じてその変化率を可変制限する関数によ
り設定する。あるいは、一時遅れなどの時定数によって
もよい。
定格負荷ないし部分負荷の運転を行なう通常時には、前
記負荷制限関数を乗じた前記操作指令値により前記ター
ビンの負荷制御を行なう。一方、前記軸速度が前記所定
範囲の上限を超える過速度時は、前記負荷制限関数によ
る制限をしない前の調速負荷制御信号、つまりガバナフ
リー制御信号を選択して前記タービンの負荷制御を行な
うことを特徴とする。
傍で、定格近傍の系統周波数のときは燃料指令値の急激
な変化を制限して燃焼不良や熱ストレスを回避し、軸速
度(系統周波数)が過速度時(例えば、定格の110%
超)は燃料供給を急速に絞り込んでプラントの過回転を
抑制することができる。
電プラントのガバナフリー制御信号は系統周波数の変化
に高ゲインで追従してタービン負荷を制御し、系統周波
数の安定化に努めている。系統の周波数変動は系統上の
負荷の総量の変化分を意味し、発電設備がガスタービン
の場合、燃料流量指令値の変動分は主として系統の周波
数変動の値による。しかし、実測値によるとタービンな
ど機械設備が追従できる系統周波数の変化には限界があ
り、ある変化レート以上では調速負荷の働きを伸長する
ことなく発電設備に負担をかけ、熱応力や不安定燃焼を
引き起こす要因となっている。
で、調速負荷制御信号の変化を発電設備の追従可能な範
囲に制限することで、タービンの熱応力や不安定燃焼の
発生を抑制するとともに、定格負荷ないし部分負荷の運
転で常時、ガバナフリー制御を機能させている。このガ
バナフリーの制限の指標の一つとして、有効寄与率があ
る。
制限係数の関係を示す。ガバナフリー制御信号に乗ずる
負荷制限係数が0%(変化率が0)から、制限係数が1
00%(制限なし)まで、理論的な系統寄与率は図示の
実線のように0%〜100%となる。また、燃焼の安定
度は一般には変化が小さいほど安定するから、制限値が
0%(負荷一定制御)で最も高く、制限値100%に向
かって低下する。同様に、ストレスとなる熱応力も負荷
変化が小さいほど低下する。
%/秒の変動率で発生すると、発電設備の機械的イナー
シャーなどから実際の系統寄与率は点線のように鈍化
し、図示の例では制限値70%と制限値100%の有効
寄与率に大差がない。つまり、ガバナフリー制御信号の
変化率に制限を加えない場合も、70%制限を加えた場
合も、周波数変化を安定させる機能に実質的な差がない
ことになる。
ミッタを介して調速負荷制御信号を出力して系統寄与率
を維持する一方で、変化率を70%に制限した分だけ燃
焼不良や熱ストレスを抑制低減できる。この結果、運転
熱特性の向上により、定格負荷ないしその近傍での調速
負荷制御が可能になる。
ー制御に対する簡単な追加で常時その機能を発揮させ、
発電設備として系統寄与率を維持しながら(あるいは実
質的に向上させながら)、設備の長寿命化や燃焼の安定
化をはかることができる。
速負荷制御機能が持っている過速度緩和機能が低下する
が、過速度時に制限機能を解除するかまたは制限機能の
ない従来型の調速負荷制御機能を併用することで、フェ
イルセーフな運転が可能になる。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図3に本発明
を適用する火力発電プラントの構成を示す。本発電プラ
ントは負荷制御の対象となる燃焼器1と圧縮器2とター
ビン3を持つガスタービンと、1軸に構成される発電機
5からなる。LNGタンクからの燃料は燃料流量調節弁
4により調節され、圧縮器2からの空気とともに燃焼器
1に供給され、その燃焼ガスによってタービン3に回転
トルクを発生させる。タービン3からの排気は排熱回収
ボイラにより熱回収され、煙突より排気される。
気はIGV弁6より取り込まれる。ガスタービン制御で
は、圧縮機2が定格速度において常に一定負荷となるた
め、IGV弁6も一定開度となる。一方、ガスタービン
制御装置10による負荷制御信号によって燃料流量弁4
を制御し、燃料供給量の制御が行なわれる。一般に、燃
料流量弁の応答性はIGV弁より1桁以上も高い。ま
た、発電機5に具備する発電電力センサ7、軸速度セン
サ8、タービン3に具備する排ガス温度センサ9でそれ
ぞれ検出し、検出信号をガスタービン制御装置10に送
る。
装置の構成を示す。ガスタービンの燃焼器1の燃料流量
弁4に送られる燃料指令値10dは、調速負荷制御部1
00及び他の制御負荷部200の指令値に対する低値選
択部(LS)300の選択により与えられる。
値が最小となる)となる起動制御部200−1、停止時
に有効となる停止制御部200−2、速度変動が上限
(110%)を越えた場合に有効となり過速度を回避さ
せる加速制限制御部200−3、発電指令値(MW指
令)が所定範囲外となったときに有効となり負荷の上下
限を抑制する負荷制限制御部(ロードリミッタ)200
−4、拝ガス温度が上限値を越えた場合に有効となり、
燃料供給を所定量にして排ガス温度を低下させ発電設備
を保護する排ガス温度制御部200−5を有し、これら
は従来と同様の構成である。
などから指示される発電指令値101dと発電電力セン
サ7からのMW値102dとの偏差を求める加算器10
1、正負に一定値以上の偏差値を求めるモニタリレー
(MR)102、MRの出力に応じて予め設定されてい
る一定の変化レートにより負荷設定値103dを生成す
るアナログメモリ(AM)103と、負荷設定値103
dと発電機速度センサ8からの速度信号104dとの偏
差を求める加算器104と、この偏差値に調停率(R)
の逆数をかける乗算器105と、この乗算器出力に無負
荷オフセット値である定格無負荷燃料指令値(FSN
L)105dを加算して燃料流量指令値106dを出力
する加算器106と、燃料流量指令値106dの急激な
変化を抑制して調速負荷制御指令100dを出力する燃
料指令制限器107から構成されている。
る変化率には負荷信号の速度成分への変換を含み、この
速度成分で表わした負荷設定値103dはガバナ設定値
と呼ばれる。このガバナ設定値103dと軸速度104
dの偏差信号(ガバナフリー制御信号)105dを、燃
料指令値へ重畳することをガバナフリー制御と呼んでい
る。つまり、常に変動する負荷の総量を速度の変化とし
て捉え、その速度変動を抑制することで系統周波数の変
動を安定させる働きをする。この速度偏差に調停率Rの
逆数であるガバナゲインを乗じ、調停率に応じた負荷制
御を行なう。
/0.05となる。したがって、定格に対し5%の速度
増が発生した時に、プラントの100%定格の燃料流量
を元の負荷設定値に対して重畳して200%の燃料を供
給し、反対に5%の速度減が発生すると0%の燃料供給
となる(オフセットのFSNLのみとなる)。
している燃料指令制限器107の構成と動作を説明す
る。
す。燃料指令制限器107は、従来のガバナフリー制御
信号である燃料流量指令値107dと変化率制限後の前
回値106d’(100d)との差分に一定ゲインKを掛
ける乗算器111と、その乗算結果の変化率を上限・下
限設定値で制限するリミッタ(LIM)112と、制限
後の偏差値を前回値に積算する積分回路113から構成
されている。
化率がLIM112の上限(上昇変化率の制限値)/下
限(下降変化率の制限値)以下の場合は、燃料流量指令
値106dがそのまま出力される。また、変化率が上限
/下限を超える場合は設定された変化率制限値に押さえ
られた指令値100dとなる。変化率の制限値は、例え
ばガスタービンの熱動特性による熱応力や燃空比の制約
と、系統寄与率の兼ね合いから設定される。
動を示す。(イ)は系統周波数、(ロ)は燃料指令、
(ハ)はガスタービンの熱応力の変化を示す。同図
(a)の挙動は、燃料指令制限器107を具備しない従
来型の調速負荷制御の例で、速度が定格100%に対し
て1%の範囲で変動する場合を示す。
に対しては20%の燃料指令を重畳させるので、(a)
の速度(系統周波数)変動に追従して(b)の燃料指令
値107dとなる。このとき、ガスタービンの熱応力は
燃料指令値、系統周波数の変動に応じた傾向を示し、
(c)のように燃料指令値の変化の大きいところで大き
な熱応力を発生し、設備仕様に基づいて設定される熱応
力限界値を超過することがある。
荷制御では、熱応力がその限界値を越えても特に対策し
ないのが普通であり、発生した熱応力値の監視のみを行
い、観測された応力値のフィードバックにより寿命計算
など主機の耐久力を計算するにとどまっていた。あるい
は、従来技術に引用したように、調速負荷制御から排ガ
ス温度制御による負荷一定制御に切り替え、熱応力が限
界値以下となるように制御していた。
動を示し、調速負荷制御部100に燃料指令制限器10
7を設けた場合である。(a)の速度変化を同じとし
て、(b)の燃料指令100dが実線のように変化す
る。ここで、一点鎖線はLIM107による変化率制限
値を示している。燃料指令100dはその変化率が制限
値内に押えられているので、従来の指令値107d(点
線)より変化が緩やかになる。この結果、(c)のよう
に、熱応力はその限界値以下に抑制することができる。
果を熱応力の抑制の例で示したが、燃空比の急変による
燃焼不安定の回避に対しても、直接的な効果をもたらす
ことは言うまでもない。さらに、発電プラント全体の働
きとしては、速度(系統周波数)の変動分に対するガバ
ナフリー制御としての働きを保っている。ちなみに、L
IM107の変化率制限値が図2に示した有効寄与率の
範囲内であれば、ガバナフリー制御に対するLIM10
7の制限の影響は実質的には存在しない。
す。図4との相違は、リミッタ112の上限・下限設定
値を一定値とせず、燃料流量指令値に対する関数値とす
るための関数発生器FG(1)、FG(2)を設けた点にあ
る。図5(b),(c)に、上限用の関数発生器FG
(1)と下限用のFG(2)について、燃料流量指令と制限
値の関係の一例を示す。
でなく、ガバナフリー制御によって重畳される燃料流量
指令値の絶対値をも考慮している。つまり、燃料指令値
が大きいときには上昇・下降設定値を下げることで変化
率をさらに押さえ、逆に燃料指令値が小さいときには上
昇・下降設定値を上げることで変化率の制限を緩める。
この結果、熱応力や燃焼不安定の発生しやすい高負荷運
転の範囲において制限値を大きくできるので、過大な熱
応力や燃焼不安定の発生を回避しながら、定格負荷近傍
でのガバナフリー性能をいくぶん低下させながらも維持
し、系統への周波数安定化機能を確保することができ
る。
例を示す。本実施例の燃料指令制限器107は、図5
(b)のFG(1)、FG(2)の関数発生器の入力に、燃
焼器燃焼モード、燃料流量指令値、中給発電指令値、燃
焼温度などの1つまたは複数を取り込むもので、燃焼器
状態などに応じたよりきめ細かな制限を実現できる。
燃料流量絶対値の制限を行なうLIM114を設け、そ
の上限値(正側の最大値)及び下限値(負側の最大値)
を設している。LIM114の上限値や下限値はプラン
ト側の状態による最適なパラメータ値が選択される。
の負荷制御装置によれば、調速負荷制御による燃料流量
指令値に対しその変化率または変化率と絶対値を制限す
る機能を設けているので、指令値の急激な変化による燃
焼不安定や過大な熱応力の発生を抑制でき、調速機能を
維持しながらガスタービンの安定運転や長寿命化をはか
る効果がある。
制限する分だけ系統寄与度が低下することになるが、機
械的イナーシャなどを考慮した有効寄与率との兼ね合い
で制限すれば、調速機能の実質的な低下は少ない。
いと、定格負荷近傍では熱応力をもたらす限界温度値を
超えたり燃焼不安定になることが多く、これを回避する
ためには調速負荷制御を中断して温度負荷制御に切り替
える必要があった。しかし、本実施例によれば部分負荷
はもちろん、定格負荷ないしその近傍での調速負荷制御
が可能になり、実質的な系統寄与度を向上できる効果が
ある。
装置の他の実施形態を説明する。発電機に接続される系
統負荷が急減した場合、運転モードが正常なときは燃料
流量指令値による供給量と負荷のバランスが取れている
ので、軸の回転速度は定格近辺で安定に制御される。し
かし、系統事故などにより負荷が急減した場合は、燃料
流量指令値と負荷のバランスが崩れるため、タービン回
転速度が急上昇する。
せる制御であるから、タービンが過速度状態になった場
合に燃料を絞り込む働きをする。一般に、タービンの設
計としては定格の110%速度まではタービンブレード
が遠心力等の応力に耐えられるように設計され、このス
ピードを超える前にすみやかに停止させる必要がある。
この際、機械的な緊急停止よりも、燃料を絞り込んで停
止させる方が設備寿命の上で望ましい。
00は燃料指令100dの急激な変化を制限しているの
で、過速度時の減速機能が十分に働かなくなる。図8
(a)に、この場合の系統事故発生時のプラントの挙動
を示す。系統事故発生直後より(イ)速度が急増する。
このとき、(ロ)燃料流量指令値が制限前の指令値10
6d(点線)から制限後の指令値100d(実線)に変
化するので、燃料の絞り込みが遅れて軸の回転速度が過
速度限界(一般的には110%)を超えてしまう。した
がって、調速負荷制御装置からの燃料指令は通常時には
変化率を制限し、過速時には制限しないことが望まし
い。
御装置の構成を示す。本ガスタービン制御装置10は、
通常運転時に燃料流量指令値の変化を制限する図1と同
じ調速負荷制御部100と、過速時に燃料を絞り込んで
減速するバックアップ用調速器150を併せ持ってい
る。
3からの負荷設定値103dに信号発生器(SG)15
1からの補正用信号を付加した値と軸速度104dの偏
差によりガバナフリー制御信号を演算する加算器152
と、この制御信号にガバナゲイン(1/R)を掛ける乗
算器153と、無負荷オフセットのFSNL105dを
付加する加算器154と、通常時には過速度用調速器1
50の燃料流量指令150dが調速負荷制御部100の
指令値より高値となるように、待機用オフセット値を付
加する加算器155から構成されている。
たプラントの挙動を示している。(イ)の速度変化は、
同図(a)の場合と同じで、系統事故発生時点から急増
する。(ロ)の燃料流量指令値は、事故発生前には調速
負荷制御部100からの指令値100dとなる。このと
き、バックアップ調速器150の指令値150dは待機
用オフセットだけ高く設定されるので、低値選択回路3
00により選択されることはない。事故発生後は指令値
150dが急減するのに対し、指令値100dは変化率
制限により緩やかに低下する。このため、150d<1
00dとなるタイミングで、バックアップ調速器150
の指令値150dが選択され、燃料を急速に絞り込む。
この結果、(イ)のように速度が急減速され、過速度限
界への超過を回避できる。
を別置したが、図1の調速負荷制御部100の燃料指令
制限器107にバイパスを設け、一定速度以上で制限器
107とバイパスの切り替えを行なうようにしてもよ
い。
料流量の挙動を示す。系統周波数が50HZの±1%以
内で変化している通常時は、燃料流量は調速負荷制御部
100の指令値100dに従って実線のように変化す
る。このとき、バックアップ調速器150の指令値15
0dは、指令値100dより+20%増しとし、指令値
100dの上側となるようにして待機させている。1%
以上の過速時において150d<100dになると、燃
料流量は指令値150dに従う。ちなみに、+5%過速
の場合、指令値150dは定格100%分の絞り込みと
なるので、実際の燃料流量はオフセット値20%に向け
て急速に絞り込まれる。
荷制御装置を、発電設備にガスタービンを利用する例で
説明したが、これに限られるものではない。例えば、コ
ンバインド・ガスタービンプラントにおいて後段のボイ
ラの熱応力を制限する調速器や、蒸気タービンの熱応力
を制限する調速器などとしても適用可能である。これら
の場合、負荷制御指令は蒸気流量とすればよい。
化を、その変化率や値について制限した操作指令値でタ
ービン負荷制御を行なうので、調速負荷制御を維持しな
がら発電設備の熱ストレスや燃焼不良を回避できる効果
がある。
負荷制御が可能になり、系統寄与率を実質的に向上でき
る。
を制限し、過速時に制限を解除するので、ガバナフリー
制御が本来有している絞り込み作用を発揮でき、プラン
トをフェイルセーフに運転できる効果がある。
ステムの構成図。
寄与率の概念を示す説明図。
ービン方式)を示す構成図。
を示す説明図。
図。
挙動を示すタイムチャート。
の挙動を示すタイムチャート。
ステムの構成図。
停率分の燃料流量の関係を示す変化パターン図。
御における系統周波数と調停率分の燃料流量の関係を示
す変化パターン図。
弁、5…発電機、6…IGV弁、7…発電電力センサ、
8…軸速度センサ、9…排ガス温度センサ、10…ガス
タービン制御装置、100…提調速負荷制御部、10
1,104,106…加算器、102…モニターリレー
(MR)、103…アナログメモリ(AM)、105…
乗算器、107…燃料指令制限器(LIM)、111…
乗算器、112,114…LIM、113…積分器、1
50…バックアップ調速器、152,154,155…
加算器、153…乗算器、200…他の制御部、200
−1…起動制御部、200−2…停止制御部、200−
3…加速制限制御部、200−4…負荷制限制御部、2
00−5…排ガス温度制御部、300…低値選択部(L
S)、10d…燃料指令値、100d…調速負荷制御指
令、150d…バックアップ調速器の燃料指令値、10
1d…発電指令値(負荷デマンド)、102d…発電電
力(MW)、103d…負荷設定値(ガバナ指令値)、
104d…軸速度、105d…ガバナフリー制御信号、
106d…FSNL、107d…燃料流量指令値。
Claims (11)
- 【請求項1】 軸接続されたタービンと発電機を備える
発電プラントに対し、系統周波数の変動に応じて指示さ
れる発電指令値、発電電力や軸速度の計測値及び所定の
調停率とから調速負荷制御信号を求めて、系統周波数を
安定化するようにタービンの負荷制御を行なう発電プラ
ントの負荷制御方法において、 前記調速負荷制御信号にその変化を制限する負荷制限関
数を乗じて求めた操作指令値により、前記タービンの負
荷制御を行なうことを特徴とする発電プラントの負荷制
御方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記タービンが燃焼器を具備するガスタービンの場合、
前記操作指令値は燃料供給量であり、前記負荷制限関数
はガスタービンの熱応力及び不安定燃焼の少なくとも一
方を抑制するように設定することを特徴とする発電プラ
ントの負荷制御方法。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記タービンが蒸気タービンの場合、前記操作指令値は
蒸気供給量であり、前記負荷制限関数は蒸気タービンの
熱応力を抑制するように設定することを特徴とする発電
プラントの負荷制御方法。 - 【請求項4】 請求項1、2または3において、 前記負荷制限関数は、前記調速負荷制御信号の変化率を
制限する係数、または前記調速負荷制御信号の信号値に
応じてその変化率を可変制限する関数により設定するこ
とを特徴とする発電プラントの負荷制御方法。 - 【請求項5】 請求項1、2、3または4において、 前記負荷制限関数は、発電設備の所定の系統寄与率に対
し機械的イナーシャーなどから実効的に定まる有効寄与
率に応じて設定することを特徴とする発電プラントの負
荷制御方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 定格速度の所定範囲で定格負荷ないし部分負荷運転を行
なう通常時は、前記負荷制限関数を乗じた前記操作指令
値により前記タービンの負荷制御を行ない、 前記軸速度が前記所定範囲の上限を超える過速度時は、
前記調速負荷制御信号により前記タービンの負荷制御を
行なうことを特徴とする発電プラントの負荷制御方法。 - 【請求項7】 燃料供給弁、燃焼器、タービンを有する
ガスタービンと、タービンと軸接続された発電機を具備
する発電プラントに対し、系統周波数の変動に応じて中
給から指示される発電指令値(MW指令)と発電電力と
の偏差を基にガバナ指令値を求め、このガバナ指令値と
軸速度の偏差に応じて調定率分の燃料指令値を求める調
速負荷制御手段を設け、系統周波数を安定化するように
ガスタービンの負荷制御を行なう発電プラントの負荷制
御装置において、 前記調速負荷制御手段に燃料指令制限手段を設け、前記
ガスタービンの熱応力や不安定燃焼を抑制するように前
記燃料指令値の変化を制限するようにしたことを特徴と
する発電プラントの負荷制御装置。 - 【請求項8】 請求項7において、 前記燃料指令制限手段は、前記燃料指令値の変化率を一
定係数以内に制限する固定型リミッタ、前記燃料指令値
の変化率を所定入力を変数とする関数値以内に制限する
関数型リミッタとして構成したことを特徴とする発電プ
ラントの負荷制御装置。 - 【請求項9】 請求項8において、 前記所定入力として前記燃料指令値を用いることを特徴
とする発電プラントの負荷制御装置。 - 【請求項10】 請求項8または9において、 前記燃料指令制限手段は、前記燃料指令値の変化率の制
限後に値を制限するリミッタを付加したことを特徴とす
る発電プラントの負荷制御装置。 - 【請求項11】 請求項8、9または10において、 前記ガバナ指令値と軸速度の偏差に応じて前期調停率分
の燃料流量指令値を求め、その燃料流量指令値にオフセ
ット値を付加し、通常時は前記燃料指令制限手段からの
第1の燃料指令値を上回るようにして第2の燃料指令値
とするバックアップ用調速手段と、前記第1の燃料指令
値と第2の燃料指令値の小さい方を選択する低値選択手
段を設け、 通常時は変化を制限した前記第1の燃料指令値により、
加速時は変化を制限しない前記第2の燃料指令値により
負荷制御を行なうことを特徴とする発電プラントの負荷
制御装置。
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