JP2011111996A

JP2011111996A - Gas turbine control device, method therefor, and power plant

Info

Publication number: JP2011111996A
Application number: JP2009270210A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sonoda; 隆園田; Akihiko Saito; 昭彦齋藤; Chikasuke Nakamura; 愼祐中村; Shinya Uchida; 進也内田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP5484871B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine control device, a method therefor and a power plant capable of meeting the Grid Code request response by allowing the shaft output to follow quickly a variation in frequency while damage of the apparatus caused by a temperature rise is precluded. <P>SOLUTION: The fuel flow rate control to a combustor 2 on the basis of temperature regulating control is avoided by correcting a blade pass control signal and exhaust gas control signal decided on the basis of the temperature regulating control in such a direction of the values enlarging, in a period in which the gas turbine output should be raised quickly in following the request load, for example when the system frequency has lowered. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスタービンを備える発電プラントに関するものである。 The present invention relates to a power plant including a gas turbine.

従来、ガスタービンを用いた発電プラントにおいて、電力系統に周波数変動が生じた場合に、その変化に応じてガスタービンへの燃料供給量を制御し、電力系統における系統周波数を安定させることが行われている。例えば、系統周波数が低下した場合には、規定の回転数を維持するためにガスタービンへの燃料供給量を増加させ、ガスタービン出力を上昇させることが行われる。 Conventionally, in a power plant using a gas turbine, when a frequency variation occurs in the power system, the amount of fuel supplied to the gas turbine is controlled according to the change, and the system frequency in the power system is stabilized. ing. For example, when the system frequency decreases, the amount of fuel supplied to the gas turbine is increased to increase the gas turbine output in order to maintain a specified rotational speed.

このように周波数変動に対応した運転制御を行う先行技術として、例えば、特開２００４−２７８４８号公報（特許文献１）、特開２００３−２３９７６３号公報（特許文献２）が知られている。特許文献１には、系統周波数の異常が検出された場合に、通常制御と相違した系統周波数の回復を主体とした制御に切り替える技術が示されている。また、特許文献２には、系統周波数の変化率が制限内となるように調整するガバナフリー制御の手法が開示されている。 As prior arts for performing operation control corresponding to frequency fluctuations in this way, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-27848 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-239663 (Patent Document 2) are known. Patent Document 1 discloses a technique for switching to control based on recovery of the system frequency, which is different from normal control, when an abnormality in the system frequency is detected. Patent Document 2 discloses a governor-free control method for adjusting the rate of change of the system frequency to be within the limit.

特開２００４−２７８４８号公報JP 2004-27848 A 特開２００３−２３９７６３号公報JP 2003-239663 A

ところで、最近、欧州地区におけるＧｒｉｄＣｏｄｅ（系統運用規則）として、系統周波数の変動に対する負荷追従性が１００％負荷または（１００％＋α）負荷まで要求されてきており、また国内でも同様の動きがある。
このような規則に準拠しようとした場合、高負荷帯における周波数低下発生時には、所定の割合で負荷を上昇させる負荷要求が出され、この負荷要求に速やかに追従するようにガスタービンの軸出力を増加させることが要求される。
しかしながら、要求負荷の上昇に伴いガスタービンの軸出力を急激に上昇させると、燃焼温度の上昇（ガスタービン入口温度）や排ガス温度の上昇が発生し、機器保護の観点から温調制御が作動する事象が発生する。このように、温調制御が作動すると、ガスタービンの軸出力が抑制され、要求負荷に対するガスタービンの軸出力の追従性が悪化することが懸念される。 By the way, recently, as a grid code (system operation rule) in the European region, load followability with respect to system frequency fluctuation has been required up to 100% load or (100% + α) load, and there is a similar movement in Japan. .
When trying to comply with such rules, when a frequency drop occurs in a high load range, a load request to increase the load at a predetermined rate is issued, and the shaft output of the gas turbine is adjusted so as to quickly follow this load request. It is required to increase.
However, if the shaft output of the gas turbine is suddenly increased as the required load increases, the combustion temperature rises (gas turbine inlet temperature) and the exhaust gas temperature rise, and the temperature control is activated from the viewpoint of equipment protection. An event occurs. Thus, when the temperature control is activated, the shaft output of the gas turbine is suppressed, and there is a concern that the followability of the shaft output of the gas turbine with respect to the required load is deteriorated.

また特に、蒸気タービンとガスタービンとが同軸で連結されている一軸のＧＴＣＣ（ガスタービンコンバインドサイクル）発電設備では、蒸気タービンの出力増加が遅れるため、ＧｒｉｄＣｏｄｅで規定された軸出力を満足するためには、蒸気タービン出力の不足分をガスタービンの過負荷運転で補う必要があるため、軸出力および温調の両観点からガスタービンにとっては更に厳しい条件が課せられることとなる。 In particular, in a one-shaft GTCC (gas turbine combined cycle) power generation facility in which a steam turbine and a gas turbine are connected coaxially, the increase in output of the steam turbine is delayed, so that the shaft output specified by the Grid Code is satisfied. Therefore, since it is necessary to compensate for the shortage of the steam turbine output by the overload operation of the gas turbine, more severe conditions are imposed on the gas turbine from the viewpoints of both shaft output and temperature control.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、温度上昇による機器損傷を防止しつつ、周波数変動に対して軸出力を速やかに追従させ、ＧｒｉｄＣｏｄｅ要求レスポンスを満足させることのできるガスタービンの制御装置及びその方法並びに発電プラントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of quickly following the shaft output with respect to frequency fluctuations and satisfying the Grid Code request response while preventing equipment damage due to temperature rise. An object of the present invention is to provide a gas turbine control device and method, and a power plant.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御装置であって、前記燃焼器に供給する空気流量を制御する空気流量制御手段と、前記燃焼器に供給する燃料流量を制御する燃料流量制御手段とを備え、前記空気流量制御手段は、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグを有効とするフラグ生成手段と、前記フラグが有効の期間において、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる空気流量設定手段とを有し、前記燃料流量制御手段は、前記発電機の出力に基づいて第１燃料供給量を決定する負荷制御手段、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて第２燃料供給量を決定するガバナ制御手段と、排ガス温度制御手段と、ブレードパス温度制御手段とを有し、前記排ガス温度制御手段は、前記ガスタービンの排ガス温度に基づいて第３基準燃料供給量を決定する排ガス制御信号生成手段と、前記フラグが有効の場合に、前記第３基準燃料供給量に所定の第１補正量を加算して、前記第３燃料供給量を得る第１補正手段とを有し、前記ブレードパス温度制御手段は、前記排ガス温度よりも前記ガスタービンに近い場所で計測されるブレードパス温度に基づいて第４基準燃料供給量を決定するブレードパス制御信号生成手段と、前記フラグが有効の場合に、前記第４基準燃料供給量に前記第１補正量よりも小さい値に設定されている所定の第２補正量を加算して、前記第４燃料供給量を得る第２補正手段とを有し、前記第１乃至第４燃料供給量の中から最も値の小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定するガスタービンの制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides a control device for a gas turbine that supplies compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotates the gas turbine by combustion gas generated in the combustor to drive a generator. An air flow rate control means for controlling the air flow rate to be supplied to the combustor, and a fuel flow rate control means for controlling the fuel flow rate to be supplied to the combustor, wherein the air flow rate control means has a system frequency equal to or lower than a predetermined threshold, In addition, when the output of the generator is in a high load zone that is equal to or greater than a predetermined value, flag generation means for enabling the flag and the flow rate of air supplied to the combustor during the period in which the flag is effective An air flow rate setting means for increasing the load, and the fuel flow rate control means determines the first fuel supply amount based on the output of the generator and / or the rotational speed of the gas turbine. And a governor control means for determining the second fuel supply amount, an exhaust gas temperature control means, and a blade path temperature control means, wherein the exhaust gas temperature control means is based on the exhaust gas temperature of the gas turbine. An exhaust gas control signal generating means for determining a fuel supply amount; and a first correction amount added to the third reference fuel supply amount to obtain the third fuel supply amount when the flag is valid. And a blade path temperature control means for determining a fourth reference fuel supply amount based on a blade path temperature measured at a location closer to the gas turbine than the exhaust gas temperature. And when the flag is valid, the fourth reference fuel supply amount is added with a predetermined second correction amount set to a value smaller than the first correction amount, and the fourth fuel supply amount The And a second correction unit that selects the fuel supply amount having the smallest value from the first to fourth fuel supply amounts and sets the fuel supply amount to be supplied to the combustor. I will provide a.

このような構成によれば、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグ生成手段によりフラグが有効として生成され、これを受けて空気流量設定手段では、燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる。一般に、タービン入口温度は燃空比（燃料量／燃焼空気量の比）に比例するため、フラグが有効な場合、すなわち、要求負荷に応じてガスタービンの軸出力を速やかに増加させなければならない期間において、燃焼器に供給する燃料流量を増加させることにより、タービン入口温度を低下させることができる。これにより、タービン入口温度をオーバーシュート制限範囲内に抑えることが可能となる。 According to such a configuration, when the system frequency is equal to or lower than the predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone that is equal to or higher than the predetermined value, the flag is generated as valid by the flag generating means, and this is received. The air flow rate setting means transiently increases the air flow rate supplied to the combustor. In general, the turbine inlet temperature is proportional to the fuel-air ratio (fuel amount / combustion air amount ratio), so when the flag is valid, that is, the shaft output of the gas turbine must be increased rapidly in response to the required load. In the period, the turbine inlet temperature can be lowered by increasing the fuel flow rate supplied to the combustor. As a result, the turbine inlet temperature can be suppressed within the overshoot limit range.

また、更に、フラグが有効な場合には、ガスタービンから排出される温度に応じて決定される第３燃料流量および第４燃料流量をこれらの値が増加する方向に補正するので、第３燃料流量および第４燃料流量を、前記発電機の出力に基づいて決定される第１燃料供給量或いはガスタービンの回転数に基づいて決定される第２燃料供給量よりも大きな値とすることが可能となる。これにより、燃焼器に供給させる燃料流量を第１燃料供給量または第２燃料供給量に基づいて決定することができ、燃焼器に供給する燃料流量が温度制御によって干渉されることを回避することができる。この結果、系統周波数が低下した場合等において、ガスタービンの軸出力を要求負荷に追従して速やかに上昇させることが可能となる。 Further, when the flag is valid, the third fuel flow rate and the fourth fuel flow rate determined in accordance with the temperature discharged from the gas turbine are corrected in a direction in which these values increase. The flow rate and the fourth fuel flow rate can be larger than the first fuel supply amount determined based on the output of the generator or the second fuel supply amount determined based on the rotation speed of the gas turbine. It becomes. Thereby, the fuel flow rate supplied to the combustor can be determined based on the first fuel supply amount or the second fuel supply amount, and the fuel flow rate supplied to the combustor is prevented from being interfered by the temperature control. Can do. As a result, when the system frequency decreases, the shaft output of the gas turbine can be quickly increased following the required load.

また、排ガス温度は、ブレードパス温度よりもガスタービンから離れた位置で計測される。したがって、排ガス温度に基づく燃料流量制御は、ブレードパス温度に基づく燃料流量制御に比べて制御の応答性が悪い。このため、排ガス温度に基づく温調制御は信頼性が低く、ブレードパス温度に基づく温調制御に比べて、ガスタービンの軸出力制御に干渉する可能性が高いといえる。このような事象に対処するために、第３基準燃料供給量を補正する第１補正値を、第４基準燃料供給量を補正する第２補正値よりも大きな値に設定しておくことで、第３燃料供給量を積極的に増加させ、この第３燃料供給量に基づいて燃焼器への燃料供給量が制御されることを確実に回避させることとしている。 Further, the exhaust gas temperature is measured at a position farther from the gas turbine than the blade path temperature. Therefore, the fuel flow control based on the exhaust gas temperature has poor control responsiveness compared to the fuel flow control based on the blade path temperature. For this reason, it can be said that the temperature control based on the exhaust gas temperature has low reliability and is more likely to interfere with the shaft output control of the gas turbine than the temperature control based on the blade path temperature. In order to deal with such an event, by setting the first correction value for correcting the third reference fuel supply amount to a value larger than the second correction value for correcting the fourth reference fuel supply amount, The third fuel supply amount is positively increased, and the fuel supply amount to the combustor is reliably prevented from being controlled based on the third fuel supply amount.

また、逆に、第２補正値については、第１補正値よりも小さな値に設定されているので、第４燃料供給量に基づいて燃焼器への燃料供給量が制御される可能性はある。これにより、排ガス温度に基づく温調制御よりも精度の高いブレードパス温度に基づく温調制御については、ガスタービンの軸出力制御に多少影響力を残しておくので、温度上昇による機器破損等の問題についても回避することが可能となる。
なお、上記ブレードパス温度は、例えば、ガスタービン最終段動翼出口でのガス温度である。 On the other hand, since the second correction value is set to a value smaller than the first correction value, the fuel supply amount to the combustor may be controlled based on the fourth fuel supply amount. . As a result, the temperature control based on the blade path temperature, which is more accurate than the temperature control based on the exhaust gas temperature, has some influence on the shaft output control of the gas turbine. Can also be avoided.
The blade path temperature is, for example, the gas temperature at the gas turbine final stage rotor blade outlet.

上記ガスタービンの制御装置において、前記第１補正手段は、前記フラグが有効から無効になった後から所定期間経過後に、前記第３基準燃料供給量への前記第１補正量の加算を停止することとしてもよい。 In the gas turbine control device, the first correction unit stops adding the first correction amount to the third reference fuel supply amount after a predetermined period has elapsed since the flag became invalid from valid. It is good as well.

これにより、フラグが有効な期間においては、第３基準燃料供給量を第１補正量で確実に補正することが可能となる。この結果、排ガスに基づく温調制御がガスタービンの軸出力制御に干渉することを確実に防止することができる。 As a result, during the period when the flag is valid, the third reference fuel supply amount can be reliably corrected with the first correction amount. As a result, it is possible to reliably prevent the temperature control based on the exhaust gas from interfering with the shaft output control of the gas turbine.

本発明は、圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御装置であって、前記燃焼器に供給する空気流量を制御する空気流量制御手段と、前記燃焼器に供給する燃料流量を制御する燃料流量制御手段とを備え、前記空気流量制御手段は、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグを有効とするフラグ生成手段と、前記フラグが有効の期間において、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる空気流量設定手段とを有し、前記燃料流量制御手段は、前記発電機の出力に基づいて第１燃料供給量を決定する負荷制御手段、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて第２燃料供給量を決定するガバナ制御手段と、前記ガスタービンから排出されるガス温度に基づいて第３燃料供給量を決定するとともに、前記フラグが有効の場合には、前記第３燃料供給量が取りうる上限値を第３燃料供給量として出力する温度制御手段と、前記第１乃至第３燃料供給量の中から最も値の小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する最小値選択手段とを具備するガスタービンの制御装置を提供する。 The present invention provides a control device for a gas turbine that supplies compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotates the gas turbine by combustion gas generated in the combustor to drive a generator. An air flow rate control means for controlling the air flow rate to be supplied to the combustor, and a fuel flow rate control means for controlling the fuel flow rate to be supplied to the combustor, wherein the air flow rate control means has a system frequency equal to or lower than a predetermined threshold, In addition, when the output of the generator is in a high load zone that is equal to or greater than a predetermined value, flag generation means for enabling the flag and the flow rate of air supplied to the combustor during the period in which the flag is effective An air flow rate setting means for increasing the load, and the fuel flow rate control means determines the first fuel supply amount based on the output of the generator and / or the rotational speed of the gas turbine. And a governor control means for determining a second fuel supply amount and a third fuel supply amount based on a gas temperature discharged from the gas turbine, and if the flag is valid, the third fuel supply amount is determined. Temperature control means for outputting an upper limit value that the supply amount can take as a third fuel supply amount, and a fuel supply amount having the smallest value among the first to third fuel supply amounts is selected and supplied to the combustor. Provided is a gas turbine control device comprising a minimum value selecting means for setting a fuel supply amount.

このような構成によれば、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグ生成手段によりフラグが有効として生成され、これを受けて空気流量設定手段では、燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる。これにより、要求負荷に応じてガスタービンの軸出力を速やかに増加させなければならない期間において、燃焼器に供給する燃料流量を増加させることができ、タービン入口温度を低下させることができる。この結果、タービン入口温度をオーバーシュート制限範囲内に抑えることが可能となる。 According to such a configuration, when the system frequency is equal to or lower than the predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone that is equal to or higher than the predetermined value, the flag is generated as valid by the flag generating means, and this is received. The air flow rate setting means transiently increases the air flow rate supplied to the combustor. As a result, the flow rate of the fuel supplied to the combustor can be increased and the turbine inlet temperature can be lowered during a period in which the shaft output of the gas turbine must be increased quickly according to the required load. As a result, the turbine inlet temperature can be suppressed within the overshoot limit range.

また、更に、フラグが有効な場合には、ガスタービンから排出される温度に応じて決定される第３燃料流量にその上限値を設定するので、第３燃料流量を前記発電機の出力に基づいて決定される第１燃料供給量或いはガスタービンの回転数に基づいて決定される第２燃料供給量よりも大きな値とすることが可能となる。これにより、燃焼器に供給させる燃料流量を第１燃料供給量または第２燃料供給量に基づいて決定することができ、燃焼器に供給する燃料流量が温度制御によって干渉されることを回避することができる。この結果、系統周波数が低下した場合等において、ガスタービンの軸出力を要求負荷に追従して速やかに上昇させることが可能となる。 Furthermore, when the flag is valid, the upper limit value is set to the third fuel flow rate determined according to the temperature discharged from the gas turbine, so that the third fuel flow rate is based on the output of the generator. It is possible to make the value larger than the first fuel supply amount determined in this way or the second fuel supply amount determined based on the rotational speed of the gas turbine. Thereby, the fuel flow rate supplied to the combustor can be determined based on the first fuel supply amount or the second fuel supply amount, and the fuel flow rate supplied to the combustor is prevented from being interfered by the temperature control. Can do. As a result, when the system frequency decreases, the shaft output of the gas turbine can be quickly increased following the required load.

上記ガスタービンの制御装置において、前記温度制御手段は、前記フラグが有効から無効になった後から所定期間経過後に、前記第３燃料供給量に前記上限値以外の値を設定することとしてもよい。 In the gas turbine control device, the temperature control means may set a value other than the upper limit value to the third fuel supply amount after a predetermined period has elapsed since the flag became invalid from valid. .

これにより、フラグが有効な期間においては、確実に、第３燃料供給量をその上限値に設定することができ、排ガスに基づく温調制御がガスタービンの軸出力制御に干渉することを確実に防止することができる。 As a result, during the period when the flag is valid, the third fuel supply amount can be reliably set to the upper limit value, and the temperature control based on the exhaust gas can reliably interfere with the shaft output control of the gas turbine. Can be prevented.

上記ガスタービンの制御装置において、前記圧縮機の前段にＩＧＶ調整弁が備えられており、前記ＩＧＶ調整弁の弁開度を調整することにより、前記燃焼器に供給する空気流量を制御する場合において、前記フラグ生成手段は、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記ＩＧＶ調整弁の開度が標準全開の状態にある場合にも、前記フラグを有効としてもよい。 In the gas turbine control apparatus, an IGV adjustment valve is provided in the front stage of the compressor, and the flow rate of air supplied to the combustor is controlled by adjusting the valve opening of the IGV adjustment valve. The flag generation means may validate the flag even when the system frequency is equal to or lower than a predetermined threshold and the opening degree of the IGV adjustment valve is in a standard fully open state.

これにより、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記ＩＧＶ調整弁の開度が標準全開の状態にある場合にも、温調制御によるガスタービン軸出力への干渉を抑制することが可能となる。 As a result, even when the system frequency is equal to or lower than the predetermined threshold and the opening degree of the IGV adjustment valve is in the standard fully open state, it is possible to suppress interference with the gas turbine shaft output due to the temperature control. .

本発明は、圧縮機と、前記圧縮機からの圧縮空気と燃料とが供給される燃焼器と、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するガスタービンと、前記ガスタービンの回転により発電する発電機と、上記いずれかのガスタービンの制御装置とを具備する発電プラントを提供する。 The present invention relates to a compressor, a combustor to which compressed air and fuel from the compressor are supplied, a gas turbine that is rotated by combustion gas generated in the combustor, and electric power that is generated by the rotation of the gas turbine. And a power plant comprising any one of the above-described gas turbine control devices.

本発明は、圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御方法であって、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる第１過程と、前記発電機の出力に基づいて決定された第１燃料供給量、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて決定された第２燃料供給量、前記ガスタービンの排ガス温度に基づいて決定された第３燃料供給量、前記排ガス温度よりも前記ガスタービンに近い場所で計測されるブレードパス温度に基づいて決定された第４燃料供給量の中から最も小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する第２過程とを含み、前記第１過程により前記燃焼器に供給する空気流量が過渡的に増加されている期間において、前記第２過程では、前記第３燃料供給量に第１補正量を加算し、かつ、前記第４燃料供給量に前記第１補正量よりも小さい値に設定されている第２補正量を加算することにより、第３燃料供給量及び前記第４燃料供給の値を増加させるガスタービンの制御方法を提供する。 The present invention relates to a gas turbine control method for driving a generator by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotating the gas turbine by combustion gas generated in the combustor. A first step of transiently increasing the flow rate of air supplied to the combustor when the frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone greater than or equal to a predetermined value; The first fuel supply amount determined based on the output and / or the second fuel supply amount determined based on the rotational speed of the gas turbine, and the third fuel determined based on the exhaust gas temperature of the gas turbine The smallest fuel supply amount is selected from the fourth fuel supply amounts determined based on the supply amount and the blade path temperature measured at a location closer to the gas turbine than the exhaust gas temperature, and supplied to the combustor. A second process for setting a fuel supply amount, and during the period in which the flow rate of air supplied to the combustor is transiently increased by the first process, By adding a first correction amount and adding a second correction amount set to a value smaller than the first correction amount to the fourth fuel supply amount, the third fuel supply amount and the fourth fuel supply amount are added. Provided is a gas turbine control method for increasing the value of fuel supply.

本発明は、圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御方法であって、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる第１過程と、前記発電機の出力に基づいて決定された第１燃料供給量、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて決定された第２燃料供給量、前記ガスタービンから排出されるガス温度に基づいて決定された第３燃料供給量の中から最も小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する第２過程とを含み、前記第１過程により前記燃焼器に供給する空気流量が過渡的に増加されている期間において、前記第２過程では、前記第３燃料供給量として前記第３燃料供給量が取りうる上限値が設定されるガスタービンの制御方法を提供する。 The present invention relates to a gas turbine control method for driving a generator by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotating the gas turbine by combustion gas generated in the combustor. A first step of transiently increasing the flow rate of air supplied to the combustor when the frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone greater than or equal to a predetermined value; The first fuel supply amount determined based on the output and / or the second fuel supply amount determined based on the rotation speed of the gas turbine, and the gas temperature discharged from the gas turbine And a second step of setting the fuel supply amount to be supplied to the combustor by selecting the smallest fuel supply amount from the third fuel supply amount, and the flow rate of air supplied to the combustor by the first step is Transiently increased In it are periods, in the second step, a control method of a gas turbine in which the upper limit value and the third fuel supply amount can be taken as the third fuel supply amount is set.

本発明によれば、温度上昇による機器損傷を防止しつつ、周波数変動に対して軸出力を速やかに追従させ、ＧｒｉｄＣｏｄｅ要求レスポンスを満足させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to quickly follow the shaft output with respect to the frequency fluctuation and satisfy the Grid Code request response while preventing equipment damage due to temperature rise.

本発明の第１の実施形態に係る発電プラントのガスタービン周辺における主要構成を示した図である。It is the figure which showed the main structures in the gas turbine periphery of the power plant which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示した空気流量制御部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the air flow control part shown in FIG. 図２に示したＩＧＶ制御フラグ生成部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an IGV control flag generation unit illustrated in FIG. 2. 図２に示したＩＧＶ制御部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the IGV control part shown in FIG. ＩＧＶ制御部が備える各部で参照されるテーブルの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the table referred by each part with which an IGV control part is provided. 図１に示した燃料流量制御部の概略構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a fuel flow rate control unit illustrated in FIG. 1. 図６に示した温度制御器が備えるブレードパス温度制御器の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the blade path | pass temperature controller with which the temperature controller shown in FIG. 6 is provided. 図６に示した温度制御器が備える排ガス温度制御器の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the exhaust gas temperature controller with which the temperature controller shown in FIG. 6 is provided. 本発明の第１の実施形態に係るガスタービン制御装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the gas turbine control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る排ガス温度制御器の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the exhaust gas temperature controller which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 排ガス温度制御器の他の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the other structural example of the exhaust gas temperature controller. 排ガス温度制御器の他の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the other structural example of the exhaust gas temperature controller.

〔第１の実施形態〕
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発電プラントの一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電プラントのガスタービン周辺における主要構成を示した図である。 [First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of a power plant according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main configuration around a gas turbine of a power plant according to a first embodiment of the present invention.

図１に示すように、発電プラント１０は、空気を圧縮して出力する圧縮機１、圧縮機１からの圧縮空気と燃料配管を経て供給される燃料とを混合燃焼し、燃焼ガスを出力する燃焼器２、燃焼器２からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービン３、及びガスタービン３により駆動される発電機４を備えている。この発電プラント１０において、圧縮機１、ガスタービン３、発電機４は同軸により互いに連結されている。
ガスタービン３を通った排気ガスは、排気ダクトを経て蒸気タービン（図示略）等へ送られ、排気ガスのエネルギーが活用される。 As shown in FIG. 1, a power plant 10 compresses and outputs air, and mixes and burns compressed air from the compressor 1 and fuel supplied via a fuel pipe, and outputs combustion gas. A combustor 2, a gas turbine 3 driven by combustion gas from the combustor 2, and a generator 4 driven by the gas turbine 3 are provided. In this power plant 10, the compressor 1, the gas turbine 3, and the generator 4 are mutually connected by the same axis.
The exhaust gas that has passed through the gas turbine 3 is sent to a steam turbine (not shown) or the like through an exhaust duct, and the energy of the exhaust gas is utilized.

上記燃焼器２の燃料配管には、燃料流量を調整するための燃料流量調整弁５が設けられている。この燃料流量調整弁５の開度は、後述のガスタービン制御装置２０により制御される。
圧縮機１の第１段の翼の前側には、圧縮機１へ供給する空気流量を調整するための入口案内翼（以下「ＩＧＶ調整弁」という。）６が設けられている。 The fuel pipe of the combustor 2 is provided with a fuel flow rate adjustment valve 5 for adjusting the fuel flow rate. The opening degree of the fuel flow rate adjusting valve 5 is controlled by a gas turbine control device 20 described later.
An inlet guide vane (hereinafter referred to as “IGV adjusting valve”) 6 for adjusting the flow rate of air supplied to the compressor 1 is provided on the front side of the first stage blade of the compressor 1.

ガスタービン３の最終段部には最終段のブレードを通過したガスの温度（以下、「ブレードパス温度」という。）を計測するためのＢＰＴセンサ７が設けられ、また、ＢＰＴセンサ７の配置位置より下流側の排気通路には排ガスの温度（以下、「排ガス温度」という。）を検出するためのＥＸＴセンサ８が設けられている。上述したセンサには、例えば、熱電対等が用いられる。ＢＰＴセンサ７、ＥＸＴセンサ８により計測された温度は、ガスタービン制御装置２０に与えられる。 The final stage of the gas turbine 3 is provided with a BPT sensor 7 for measuring the temperature of the gas that has passed through the last stage blade (hereinafter referred to as “blade path temperature”), and the position where the BPT sensor 7 is arranged. An EXT sensor 8 for detecting the temperature of the exhaust gas (hereinafter referred to as “exhaust gas temperature”) is provided in the exhaust passage further downstream. For the sensor described above, for example, a thermocouple or the like is used. The temperatures measured by the BPT sensor 7 and the EXT sensor 8 are given to the gas turbine control device 20.

本実施形態に係るガスタービン制御装置２０は、圧縮機１に供給する空気流量を調整する空気流量制御部（空気流量制御手段）２１と、燃焼器２に供給する燃料流量を制御する燃料流量制御部（燃料流量制御手段）２２とを主な構成として備えている。 The gas turbine control device 20 according to the present embodiment includes an air flow control unit (air flow control means) 21 that adjusts the air flow supplied to the compressor 1 and a fuel flow control that controls the fuel flow supplied to the combustor 2. Part (fuel flow rate control means) 22 as a main component.

空気流量制御部２１は、図２にＩＧＶ制御フラグ生成部（フラグ生成手段）３１と、ＩＧＶ制御部（空気流量設定手段）３２とを備えている。ＩＧＶ制御フラグ生成部３１は、図３に示すように、電力系統の系統周波数が所定閾値α以下となって周波数低信号が有効となり、且つ発電機４の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合、または、ＩＧＶ調整弁６の開度が標準全開の状態にある場合に、ＡＮＤゲート４１によりＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧを有効として生成する。ここで、発電機４の出力が所定値（例えば９８［％］）以上の場合に高負荷帯にあるとし、また、通常運転（部分負荷運転等）時におけるＩＧＶ調整弁６の開度全開状態（例えば０［度］または−４［度］）を標準全開の状態とする。 The air flow rate control unit 21 includes an IGV control flag generation unit (flag generation unit) 31 and an IGV control unit (air flow rate setting unit) 32 in FIG. As shown in FIG. 3, the IGV control flag generation unit 31 makes the low frequency signal effective when the system frequency of the power system is equal to or less than a predetermined threshold value α, and the output of the generator 4 is in a high load band where the output is equal to or greater than a predetermined value. In some cases, or when the opening degree of the IGV regulating valve 6 is in the standard fully open state, the AND gate 41 generates the IGV emergency fully open flag FLG as valid. Here, when the output of the generator 4 is equal to or higher than a predetermined value (for example, 98 [%]), it is assumed that the generator 4 is in a high load zone, and the IGV regulating valve 6 is fully opened during normal operation (partial load operation, etc.). (For example, 0 [degree] or -4 [degree]) is set to the standard fully open state.

ＩＧＶ制御部３２は、ＩＧＶ調整弁６のアクチュエータへのＩＧＶ開度指令を生成する制御部であり、例えば、図４に示すように、基準指令生成部４２、指令補正部４３、変化率制限部４４を主な構成として備えている。
基準指令生成部４２は、基本的には、発電機出力（ＧＴ出力）に基づいてＩＧＶ開度を設定するものであり、乗算器５１、テーブル関数器（ＦＸ１）５２、リミッタ５３、補正関数器（ＦＸ２）５４および制限関数器（ＦＸ３）５５を備えている。 The IGV control unit 32 is a control unit that generates an IGV opening command to the actuator of the IGV regulating valve 6. For example, as shown in FIG. 4, a reference command generation unit 42, a command correction unit 43, and a change rate limiting unit. 44 as a main configuration.
The reference command generation unit 42 basically sets the IGV opening based on the generator output (GT output), and includes a multiplier 51, a table function unit (FX1) 52, a limiter 53, and a correction function unit. (FX2) 54 and a limit function unit (FX3) 55 are provided.

入力されたＧＴ出力はフィルタを介して乗算器５１に入力される。また、乗算器５１には、テーブル関数器（ＦＸ２）５４において生成されＧＴ出力補正係数Ｋ２が入力され、このＧＴ出力補正係数Ｋ２がＧＴ出力に乗算されて、ＧＴ出力が補正される。ここで、テーブル関数器（ＦＸ２）５４において生成されるＧＴ出力補正係数Ｋ２は、例えば、図５（ｂ）に示すような圧縮機入口温度に対応した関係に基づき決定される。 The input GT output is input to the multiplier 51 through a filter. The multiplier 51 receives the GT output correction coefficient K2 generated by the table function unit (FX2) 54, and multiplies the GT output correction coefficient K2 by the GT output to correct the GT output. Here, the GT output correction coefficient K2 generated in the table function unit (FX2) 54 is determined based on a relationship corresponding to the compressor inlet temperature as shown in FIG. 5B, for example.

乗算器５１においてＧＴ出力補正係数Ｋ２によって補正されたＧＴ出力は、テーブル関数器（ＦＸ１）５２に入力される。テーブル関数器（ＦＸ１）は、例えば、図５（ａ）に示すようなＧＴ出力とＩＧＶ開度とが対応付けられたテーブルを有しており、このテーブルから入力されたＧＴ出力に対応するＩＧＶ開度を取得し、このＩＧＶ開度を制限関数器（ＦＸ３）５５に出力する。制限関数器（ＦＸ３）５５は、例えば、図５（ｃ）に示すような圧縮機入口温度とＩＧＶ最大開度との関係を有しており、この関係に基づいてＩＧＶ最大開度Ｍ１を生成し、テーブル関数器（ＦＸ１）５２で生成されたＩＧＶ開度がＩＧＶ最大開度Ｍ１を超えないように制限する。制限関数器（ＦＸ３）５５の出力は、指令補正部４３に出力される。 The GT output corrected by the GT output correction coefficient K 2 in the multiplier 51 is input to the table function unit (FX 1) 52. The table function unit (FX1) has, for example, a table in which the GT output and the IGV opening as shown in FIG. 5A are associated with each other, and the IGV corresponding to the GT output input from this table. The opening is acquired, and this IGV opening is output to the limit function unit (FX3) 55. The limit function unit (FX3) 55 has a relationship between the compressor inlet temperature and the maximum IGV opening as shown in FIG. 5C, for example, and generates the IGV maximum opening M1 based on this relationship. The IGV opening generated by the table function unit (FX1) 52 is limited so as not to exceed the IGV maximum opening M1. The output of the limit function unit (FX3) 55 is output to the command correction unit 43.

指令補正部４３は、基準指令生成部４２によって生成されたＩＧＶ開度指令に対して、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧに基づく加算量を加えて、ＩＧＶ開度指令を補正する。具体的には、指令補正部４３は、加算器５６、信号発生器（ＳＧ１）５７、信号発生器（ＳＧ２）５８、信号切換器５９、レートリミッタ６０を備えている。
信号切換器５９は、信号発生器（ＳＧ１）５７で生成された信号と信号発生器（ＳＧ２）５８で生成された信号とをＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧに応じて切り換える。信号切換器５９によって選択された信号はレートリミッタ６０を介して加算器５６に送られ、加算器５６において基準指令生成部４２によって生成されたＩＧＶ開度指令（通常運転時におけるＩＧＶ開度指令）に加算される。 The command correction unit 43 corrects the IGV opening command by adding an addition amount based on the IGV emergency fully open flag FLG to the IGV opening command generated by the reference command generation unit 42. Specifically, the command correction unit 43 includes an adder 56, a signal generator (SG 1) 57, a signal generator (SG 2) 58, a signal switcher 59, and a rate limiter 60.
The signal switch 59 switches between the signal generated by the signal generator (SG1) 57 and the signal generated by the signal generator (SG2) 58 according to the IGV emergency fully open flag FLG. The signal selected by the signal switch 59 is sent to the adder 56 via the rate limiter 60, and the IGV opening command (IGV opening command during normal operation) generated by the reference command generator 42 in the adder 56. Is added to

例えば、信号発生器（ＳＧ１）５７に「０」を、信号発生器（ＳＧ２）５８に「−８；緊急時全開状態」を設定しておき、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効になったときには、通常運転時のＩＧＶ開度指令に信号発生器（ＳＧ２）５８の値を加算して、強制的に緊急時全開状態となるようにしている。 For example, when the signal generator (SG1) 57 is set to “0”, the signal generator (SG2) 58 is set to “−8; emergency fully open state”, and the IGV emergency fully open flag FLG becomes valid. The value of the signal generator (SG2) 58 is added to the IGV opening command at the time of normal operation so as to force the emergency full open state.

変化率制限部４４は、指令補正部４３によって補正されたＩＧＶ開度指令の変化率を制限するものであり、変化率制限器６１、ＯＲゲート６２、信号発生器（ＳＧ３）６３、信号発生器（ＳＧ４）６４、及び信号切換器６５を備えている。
変化率制限部４４において、負荷遮断フラグとＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧとの論理和信号がＯＲゲート６２から信号切換器６５に入力される。信号切換器６５は、信号発生器（ＳＧ３）６３及び信号発生器（ＳＧ４）６４により発生された信号を、ＯＲゲート６２からの信号に応じて切り換え、これを変化率制限器６１に供給してＩＧＶ開度の変化率制限値を変える。ここで、信号発生器（ＳＧ３）６３には通常時の変化率制限値（例えば、４００［％／分］）が、また信号発生器（ＳＧ４）６４には負荷遮断時の変化率制限値（例えば、３０００［％／分］）が、それぞれ設定されている。すなわち、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効になった時には、負荷遮断時の変化率制限値が適用されることとなる。なお、上記レートリミッタ６０は、この変化率制限器６１にその機能を持たせて、削除しても良い。 The rate-of-change limiting unit 44 limits the rate of change of the IGV opening command corrected by the command correcting unit 43, and includes a rate-of-change limiter 61, an OR gate 62, a signal generator (SG3) 63, and a signal generator. (SG4) 64 and a signal switch 65 are provided.
In the change rate limiting unit 44, a logical sum signal of the load cutoff flag and the IGV emergency fully open flag FLG is input from the OR gate 62 to the signal switch 65. The signal switch 65 switches the signals generated by the signal generator (SG3) 63 and the signal generator (SG4) 64 according to the signal from the OR gate 62, and supplies this to the change rate limiter 61. Change the change rate limit value of the IGV opening. Here, the signal generator (SG3) 63 has a normal change rate limit value (for example, 400 [% / min]), and the signal generator (SG4) 64 has a change rate limit value at the time of load interruption ( For example, 3000 [% / min]) is set. That is, when the IGV emergency fully open flag FLG becomes valid, the change rate limit value at the time of load interruption is applied. The rate limiter 60 may be deleted by giving the change rate limiter 61 the function.

このようにして設定されたＩＧＶ開度指令は、例えば、図１のＩＧＶ調整弁６の弁開度を調整するアクチュエータに与えられ、このＩＧＶ開度指令に応じたＩＧＶ調整弁６の弁開度制御が実現される。 The IGV opening command set in this way is given, for example, to an actuator that adjusts the valve opening of the IGV adjusting valve 6 in FIG. 1, and the valve opening of the IGV adjusting valve 6 according to this IGV opening command. Control is realized.

次に、ガスタービン制御装置２０が備える燃料流量制御部２１について図を参照して説明する。燃料流量制御部２１は、図６に示すように、負荷制御器（負荷制御手段）１１、ガバナ制御器（ガバナ制御手段）１２、温度制御器１３、及び最小値選択器（最小値選択手段）１４を備えて構成されている。
負荷制御器１１は、発電機出力を入力信号として取得し、発電機出力を目標値に一致させるように燃料流量を制御する負荷制御信号ＬＤＣＳＯを算出する。例えば、負荷制御器１１は、発電機出力と目標出力との差分に対して比例積分（ＰＩ）演算を行い、この結果を負荷制御信号ＬＤＣＳＯとして出力する。 Next, the fuel flow rate control unit 21 provided in the gas turbine control device 20 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 6, the fuel flow rate control unit 21 includes a load controller (load control means) 11, a governor controller (governor control means) 12, a temperature controller 13, and a minimum value selector (minimum value selection means). 14.
The load controller 11 acquires the generator output as an input signal, and calculates a load control signal LDCSO for controlling the fuel flow rate so that the generator output matches the target value. For example, the load controller 11 performs a proportional integration (PI) operation on the difference between the generator output and the target output, and outputs the result as a load control signal LDCSO.

ガバナ制御器１２は、ガスタービン３の回転速度又は回転数を入力信号として取得し、ガスタービン３の回転速度又は回転数を目標値に一致させるように燃料流量を制御するガバナ制御信号ＧＶＣＳＯを算出する。例えば、ガバナ制御器１２は、ガスタービン３の回転速度、言い換えれば発電機４の回転速度と予め設定されているＧＶ設定値との差分に対して比例積分（ＰＩ）演算を行い、この結果をガバナ制御信号ＧＶＣＳＯとして出力する。 The governor controller 12 acquires the rotation speed or rotation speed of the gas turbine 3 as an input signal, and calculates a governor control signal GVCSO for controlling the fuel flow rate so that the rotation speed or rotation speed of the gas turbine 3 matches the target value. To do. For example, the governor controller 12 performs a proportional integral (PI) operation on the difference between the rotational speed of the gas turbine 3, in other words, the rotational speed of the generator 4 and a preset GV set value, Output as governor control signal GVCSO.

温度制御器１３は、ブレードパス温度制御器（ブレードパス温度制御手段）１５（図７参照）と排ガス温度制御器（排ガス温度制御手段）１６（図８参照）とを備えている。
ブレードパス温度制御器１５は、図７に示すように、ブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯを算出するＢＰ制御信号生成部（ブレードパス制御信号生成手段）７０と、ＢＰ制御信号生成部７０によって生成されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯを補正する信号補正部（第２補正手段）７１とを備えている。
ＢＰ制御信号生成部７０は、ＢＰＴセンサ７から通知されるブレードパス温度を入力信号として取得し、ブレードパス温度を目標値に一致させるように燃料流量を制御する。例えば、ＢＰ制御信号生成部７０は、ブレードパス温度とブレードパス温度設定値と予め設定されているブレードパス設定値との差分に対して比例積分（ＰＩ）演算を行い、この結果をブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯとして出力する。 The temperature controller 13 includes a blade path temperature controller (blade path temperature control means) 15 (see FIG. 7) and an exhaust gas temperature controller (exhaust gas temperature control means) 16 (see FIG. 8).
As shown in FIG. 7, the blade path temperature controller 15 includes a BP control signal generation unit (blade path control signal generation unit) 70 that calculates a blade path control signal BPCSO, and a blade generated by the BP control signal generation unit 70. And a signal correction unit (second correction unit) 71 for correcting the path control signal BPCSO.
The BP control signal generation unit 70 acquires the blade path temperature notified from the BPT sensor 7 as an input signal, and controls the fuel flow rate so that the blade path temperature matches the target value. For example, the BP control signal generation unit 70 performs a proportional integration (PI) operation on the difference between the blade path temperature, the blade path temperature setting value, and a preset blade path setting value, and uses the result as a blade path control Output as signal BPCSO.

信号補正部７１は、第１信号（例えば、０）を発生する信号発生器（ＳＧ５）７２と、第２信号（例えば、＋２）を発生する信号発生器（ＳＧ６）７３と、信号発生器（ＳＧ５）７２と（ＳＧ６）７３とをＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効か無効かに応じて切り替える信号切換器７４と、加算器７５とを備えている。このような構成により、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが無効な場合には、信号切換器７４により信号発生器（ＳＧ５）７２の第１信号が選択され、加算器７５で第１信号がＢＰ制御信号生成部７０によって生成されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯに加算される。このとき、第１補正値は「０」に設定されているので、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが無効な場合には、ＢＰ制御信号生成部７０によって生成されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯが補正後のブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯ´としてそのまま出力される。 The signal correction unit 71 includes a signal generator (SG5) 72 that generates a first signal (for example, 0), a signal generator (SG6) 73 that generates a second signal (for example, +2), and a signal generator ( SG5) 72 and (SG6) 73 are provided with a signal switcher 74 and an adder 75 for switching the IGV emergency fully open flag FLG according to whether it is valid or invalid. With such a configuration, when the IGV emergency fully open flag FLG is invalid, the signal switch 74 selects the first signal of the signal generator (SG5) 72, and the adder 75 sets the first signal as the BP control signal. It is added to the blade path control signal BPCSO generated by the generation unit 70. At this time, since the first correction value is set to “0”, when the IGV emergency fully open flag FLG is invalid, the blade path control signal BPCSO generated by the BP control signal generation unit 70 is corrected. The blade path control signal BPCSO ′ is output as it is.

これに対し、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、信号切換器７４により信号発生器（ＳＧ６）７３の第２信号が選択され、加算器７５で第２信号がＢＰ制御信号生成部７０によって生成されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯに加算される。これにより、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、ＢＰ制御信号生成部７０によって生成されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯに、第２信号が加算されることにより増加された補正後のブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯ´が出力される。 On the other hand, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the signal switch 74 selects the second signal of the signal generator (SG6) 73, and the adder 75 converts the second signal into the BP control signal generator. 70 is added to the blade path control signal BPCSO generated. Accordingly, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the corrected blade path increased by adding the second signal to the blade path control signal BPCSO generated by the BP control signal generation unit 70. A control signal BPCSO ′ is output.

排ガス温度制御器１６は、図８に示すように、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを算出するＥＸ制御信号生成部（排ガス制御信号生成手段）８０と、ＥＸ制御信号生成部８０によって生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを補正する信号補正部（第１補正手段）８１とを備えている。
ＥＸ制御信号生成部８０は、ＥＸセンサ８から通知される排ガス温度を入力信号として取得し、排ガス温度を目標値に一致させるように燃料流量を制御する。例えば、ＥＸ制御信号生成部８０は、排ガス温度と予め設定されている排ガス設定値との差分に対して比例積分（ＰＩ）演算を行い、この結果を排ガス制御信号ＥＸＣＳＯとして出力する。 As shown in FIG. 8, the exhaust gas temperature controller 16 includes an EX control signal generator (exhaust gas control signal generator) 80 that calculates an exhaust gas control signal EXCSO, and an exhaust gas control signal EXCSO generated by the EX control signal generator 80. And a signal correction unit (first correction means) 81 for correcting the above.
The EX control signal generation unit 80 acquires the exhaust gas temperature notified from the EX sensor 8 as an input signal, and controls the fuel flow rate so that the exhaust gas temperature matches the target value. For example, the EX control signal generation unit 80 performs a proportional integration (PI) operation on the difference between the exhaust gas temperature and a preset exhaust gas set value, and outputs the result as the exhaust gas control signal EXCSO.

信号補正部８１は、第３信号（例えば、０）を発生する信号発生器（ＳＧ７）８２と、第４信号（例えば、＋２）を発生する信号発生器（ＳＧ８）８３と、信号発生器（ＳＧ７）８２と（ＳＧ８）８３とをＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効か無効かに応じて切り替える信号切換器８４と、加算器８５とを備えている。 The signal correction unit 81 includes a signal generator (SG7) 82 that generates a third signal (for example, 0), a signal generator (SG8) 83 that generates a fourth signal (for example, +2), a signal generator ( SG7) 82 and (SG8) 83 are provided with a signal switch 84 and an adder 85 for switching the IGV emergency fully open flag FLG according to whether it is valid or invalid.

ここで、信号発生器（ＳＧ８）８３が発生する第４信号は、ブレードパス温度制御器１５が備える信号発生器（ＳＧ６）７３が発生する第２信号よりも大きな値に設定されている。 Here, the fourth signal generated by the signal generator (SG8) 83 is set to a larger value than the second signal generated by the signal generator (SG6) 73 included in the blade path temperature controller 15.

このような構成により、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが無効な場合には、信号切換器８４により信号発生器（ＳＧ７）８２の第３信号が選択され、加算器８５で第３信号がＥＸ制御信号生成部８０によって生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯに加算される。このとき、第３信号は０に設定されているので、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが無効な場合には、ＥＸ制御信号生成部８０によって生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯが補正後の排ガス制御信号ＥＸＣＳＯ´としてそのまま出力される。 With this configuration, when the IGV emergency fully open flag FLG is invalid, the signal switch 84 selects the third signal of the signal generator (SG7) 82, and the adder 85 converts the third signal into the EX control signal. It is added to the exhaust gas control signal EXCSO generated by the generator 80. At this time, since the third signal is set to 0, when the IGV emergency fully open flag FLG is invalid, the exhaust gas control signal EXCSO generated by the EX control signal generation unit 80 is the corrected exhaust gas control signal EXCSO. It is output as it is.

これに対し、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、信号切換器８４により信号発生器（ＳＧ８）８３の第４信号が選択され、加算器８５で第４信号がＥＸ制御信号生成部８０によって生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯに加算される。これにより、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、ＥＸ制御信号生成部８０によって生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯに、第４信号が加算されることにより増加された補正後の排ガス制御信号ＥＸＣＳＯ´が出力される。 On the other hand, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the signal switch 84 selects the fourth signal of the signal generator (SG8) 83, and the adder 85 converts the fourth signal into the EX control signal generator. 80 is added to the exhaust gas control signal EXCSO generated by 80. Thereby, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the corrected exhaust gas control signal increased by adding the fourth signal to the exhaust gas control signal EXCSO generated by the EX control signal generator 80. EXCSO 'is output.

上記負荷制御器１１により算出された負荷制御信号ＬＤＣＳＯ、ガバナ制御器１２により算出されたガバナ制御信号ＧＶＣＳＯ、温度制御器１３により算出されたブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯ´、及び排ガス制御信号ＥＸＣＳＯ´は、図６に示すように、最小値選択器１４に与えられ、最も低値の制御信号が選択され、燃料流量指令ＣＳＯとして図１に示した燃料流量調整弁５へ与えられる。そして、上記燃料流量指令ＣＳＯに基づいて燃料流量調整弁５の開閉が調整されることにより、最適な流量の燃料が燃焼器２へ供給されることとなる。 The load control signal LDCSO calculated by the load controller 11, the governor control signal GVCSO calculated by the governor controller 12, the blade path control signal BPCSO ′ calculated by the temperature controller 13, and the exhaust gas control signal EXCSO ′ are: As shown in FIG. 6, the lowest value selector 14 is given to the minimum value selector 14, and the lowest value control signal is selected and given to the fuel flow rate adjusting valve 5 shown in FIG. 1 as the fuel flow rate command CSO. Then, by opening / closing the fuel flow rate adjusting valve 5 based on the fuel flow rate command CSO, an optimal flow rate of fuel is supplied to the combustor 2.

以上説明してきたように、本実施形態に係る発電プラント１０及びガスタービン制御装置２０によれば、例えば、電力系統の系統周波数が低下し、所定閾値α以下となった場合には、ガスタービン制御装置２０の空気流量制御部２１が備えるＩＧＶ制御フラグ生成部３１によりＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効として生成されることになる。これを受けてＩＧＶ制御部３２では、ＩＧＶ開度指令が強制的に緊急時全開状態の値に設定され、ＩＧＶ調整弁６の開度は緊急時全開状態となる。 As described above, according to the power plant 10 and the gas turbine control device 20 according to the present embodiment, for example, when the system frequency of the power system decreases and becomes equal to or less than the predetermined threshold value α, the gas turbine control is performed. The IGV emergency fully open flag FLG is generated as valid by the IGV control flag generation unit 31 provided in the air flow rate control unit 21 of the apparatus 20. In response to this, in the IGV control unit 32, the IGV opening command is forcibly set to the value of the emergency fully opened state, and the opening of the IGV adjusting valve 6 is fully opened in the emergency.

一般に、タービン入口温度は燃空比（燃料量／燃焼空気量の比）に比例することから、ＩＧＶ調整弁６が開く方向にＩＧＶ開度を変化させれば、圧縮機１の吸気流量は増加し燃焼空気量が増加するので、燃空比、即ちタービン入口温度は低下する。また一方、「タービン出力＝タービン通過流量×タービン熱落差×効率」の関係があり、ＩＧＶ調整弁６が開く方向にＩＧＶ開度を変化させれば、圧縮機１の吸気流量が増加してタービン通過流量も増加するので、タービン入口温度低下による熱落差以上にタービン通過流量の増大が寄与すれば発電機４の出力は増加することになる。このため、タービン入口温度をオーバーシュート制限範囲内に抑えると共に、ガスタービンの軸出力も増加させることができるという効果が得られる。 In general, since the turbine inlet temperature is proportional to the fuel-air ratio (fuel amount / combustion air amount ratio), if the IGV opening is changed in the direction in which the IGV regulating valve 6 opens, the intake air flow rate of the compressor 1 increases. As the amount of combustion air increases, the fuel-air ratio, that is, the turbine inlet temperature decreases. On the other hand, there is a relationship of “turbine output = turbine passage flow rate × turbine heat drop × efficiency”, and if the IGV opening is changed in the direction in which the IGV regulating valve 6 opens, the intake flow rate of the compressor 1 increases and the turbine Since the passage flow rate also increases, the output of the generator 4 increases if the increase in the turbine passage flow rate contributes more than the heat drop due to the turbine inlet temperature drop. For this reason, the turbine inlet temperature can be suppressed within the overshoot limit range, and the shaft output of the gas turbine can be increased.

更に、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、図９に示すように、ブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯの値および排ガス制御信号ＥＸＣＳＯの値を、これらの値が増加する方向に補正するので、最小値選択器１４においてブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯ´および排ガス制御信号ＥＸＣＳＯ´が選択されることを回避することが可能となる。
これにより、系統周波数が低下するなどにより、ガスタービンの軸出力を上昇させなければならい期間において、ガスタービンへ供給される燃料流量を温調制御によって抑制することを回避することができ、ガスタービンの出力を負荷要求に追従して速やかに増加させることが可能となる。 Further, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, as shown in FIG. 9, the value of the blade path control signal BPCSO and the value of the exhaust gas control signal EXCSO are corrected in a direction in which these values increase. It is possible to avoid selecting the blade path control signal BPCSO ′ and the exhaust gas control signal EXCSO ′ in the minimum value selector 14.
As a result, it is possible to avoid suppressing the flow rate of the fuel supplied to the gas turbine by temperature control during a period in which the shaft output of the gas turbine has to be increased due to a decrease in the system frequency or the like. It is possible to increase the output immediately following the load request.

また、排ガス温度を計測するＥＸＴセンサ８は、ブレードパス温度を計測するＢＰＴセンサよりも排ガスの排気通路において下流側に設けられている。このため、計測センサ、流動、ダクトの熱容量等の原因により、排ガス温度に基づく温調制御は、ブレードパス温度に基づく温調制御に比べて制御の応答性が悪い。このため、排ガス温度に基づく温調制御は、ブレードパス温度に基づく温調制御に比べて、ガスタービンの軸出力制御に干渉する可能性が高いといえる。本実施形態に係る発電プラント１０及びガスタービン制御装置２０によれば、上述のように、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合、すなわち、電力系統に周波数変動が発生し、ガスタービンの軸出力を要求出力に速やかに追従させなければならいような場合に、ブレードパス温度制御器１５で用いられる第２信号よりも更に大きな値に設定されている第４信号を用いて、積極的に排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを増加させる。これにより、後段の最小値選択器１４において排ガス制御信号ＥＸＣＯＳ´が選択されることを確実に防止することができ、排ガス温度に基づく温調制御によりガスタービンの軸出力の上昇が抑制されることを確実に防止することが可能となる。 Further, the EXT sensor 8 that measures the exhaust gas temperature is provided on the downstream side in the exhaust gas exhaust passage more than the BPT sensor that measures the blade path temperature. For this reason, the temperature control based on the exhaust gas temperature is less responsive to the control than the temperature control based on the blade path temperature due to factors such as the measurement sensor, flow, and heat capacity of the duct. For this reason, it can be said that the temperature control based on the exhaust gas temperature is more likely to interfere with the shaft output control of the gas turbine than the temperature control based on the blade path temperature. According to the power plant 10 and the gas turbine control device 20 according to the present embodiment, as described above, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, that is, the frequency fluctuation occurs in the power system, and the shaft output of the gas turbine is generated. When it is necessary to quickly follow the required output, the exhaust gas control is positively performed using the fourth signal set to a value larger than the second signal used in the blade path temperature controller 15. Increase signal EXCSO. As a result, it is possible to reliably prevent the exhaust gas control signal EXCOS ′ from being selected in the downstream minimum value selector 14 and to suppress the increase in the shaft output of the gas turbine by the temperature control based on the exhaust gas temperature. Can be reliably prevented.

また、これに対し、ブレードパス温度制御器１５で用いられる第２信号は、上記第４信号に比べて小さめに設定されているので、後段の最小値選択器１４において、ブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯ´が選択される可能性を残している。これにより、排ガス温度に基づく温調制御よりも精度の高いブレードパス温度に基づく温調制御については、その機能を有効としておくことが可能となる。このように、温調制御についてもガスタービンの軸出力制御に多少影響度を残しておくので、温度上昇による機器破損等の問題についても回避することができる。 On the other hand, since the second signal used in the blade path temperature controller 15 is set to be smaller than the fourth signal, the blade path control signal BPCSO ′ is set in the minimum value selector 14 in the subsequent stage. Leaving the possibility to be selected. As a result, the temperature control based on the blade path temperature with higher accuracy than the temperature control based on the exhaust gas temperature can be enabled. As described above, since the degree of influence is left in the shaft output control of the gas turbine also with respect to the temperature control, problems such as equipment damage due to temperature rise can be avoided.

なお、本実施形態では、ブレードパス温度制御器１５および排ガス温度制御器１６において用いられる第１信号乃至第４信号を固定値として取り扱ったが、これら第１信号乃至第４信号の持たせ方については、第４信号が常に第２信号よりも大きな値に設定されるような構成とされていれば、その他の設定については特に限定されない。例えば、固定値ではなく、ＩＧＶ調整弁６の弁開度に応じた関数を各信号発生器に持たせておき、この関数に基づいて信号値を決定することとしてもよい。 In the present embodiment, the first signal to the fourth signal used in the blade path temperature controller 15 and the exhaust gas temperature controller 16 are treated as fixed values. However, how to provide the first signal to the fourth signal. As long as the fourth signal is always set to a larger value than the second signal, other settings are not particularly limited. For example, instead of a fixed value, each signal generator may have a function corresponding to the valve opening of the IGV regulating valve 6 and the signal value may be determined based on this function.

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る発電プラント及びガスタービン制御装置について説明する。本実施形態では、温調制御器１３が備える排ガス温度制御器の構成が上述した第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態に係る排ガス温度制御器１６−１について、図１０を参照して説明する。 [Second Embodiment]
Next, a power plant and a gas turbine control device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the exhaust gas temperature controller provided in the temperature controller 13 is different from that of the first embodiment described above. Hereinafter, the exhaust gas temperature controller 16-1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図１０は、本実施形態に係る排ガス温度制御器１６−１の概略構成を示した図である。図１０に示すように、排ガス温度制御器１６−１は、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを算出するＥＸ制御信号生成部８０と、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯの上限値ＥＸＣＳＯｍａｘを発生させる信号発生器（ＳＧ９）８６と、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯと上限値ＥＸＣＳＯｍａｘとをＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効か無効かに応じて切り替える信号切換器８７とを備えている。ＥＸ制御信号生成部８０は、第１の実施形態と同様の構成である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of the exhaust gas temperature controller 16-1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the exhaust gas temperature controller 16-1 includes an EX control signal generator 80 that calculates the exhaust gas control signal EXCSO, and a signal generator (SG9) 86 that generates an upper limit value EXCSOmax of the exhaust gas control signal EXCSO. And a signal switch 87 that switches between the exhaust gas control signal EXCSO and the upper limit value EXCSOmax according to whether the IGV emergency fully open flag FLG is valid or invalid. The EX control signal generation unit 80 has the same configuration as that of the first embodiment.

このような構成により、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが無効な場合には、ＥＸ制御信号生成部８０で生成された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯが信号切換器８７により選択されて、図６の最小値選択器１４に出力される。また、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、信号発生器（ＳＧ９）８６で発生された排ガス制御信号ＥＸＣＳＯの上限値ＥＸＣＳＯｍａｘが信号切換器８７により選択されて、図６の最小値選択器１４に出力される。 With such a configuration, when the IGV emergency fully open flag FLG is invalid, the exhaust gas control signal EXCSO generated by the EX control signal generator 80 is selected by the signal switch 87, and the minimum value selector of FIG. 14 is output. When the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the upper limit value EXCSOmax of the exhaust gas control signal EXCSO generated by the signal generator (SG9) 86 is selected by the signal switch 87, and the minimum value selection in FIG. Is output to the device 14.

このように、本実施形態に係る発電プラントおよびガスタービン制御装置によれば、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な場合には、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを上限値ＥＸＣＳＯｍａｘに設定するので、最小値選択器１４において排ガス制御信号ＥＸＣＳＯｍａｘが選択されることを確実に回避することができる。これにより、周波数変動などにより、ガスタービンの出力を上昇させなければならい期間において、ガスタービン３へ供給される燃料流量を排ガス温度に基づく温調制御によって抑制することを回避することができ、ガスタービン３の出力を負荷要求に追従して速やかに増加させることが可能となる。 Thus, according to the power plant and the gas turbine control device according to the present embodiment, when the IGV emergency fully open flag FLG is valid, the exhaust gas control signal EXCSO is set to the upper limit value EXCSOmax. 14 can reliably avoid the selection of the exhaust gas control signal EXCSOmax. Thereby, it is possible to avoid suppressing the flow rate of the fuel supplied to the gas turbine 3 by temperature control based on the exhaust gas temperature in a period in which the output of the gas turbine has to be increased due to frequency fluctuations, etc. The output of the turbine 3 can be quickly increased following the load request.

なお、本実施形態では、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効である期間において、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを上限値ＥＸＣＳＯｍａｘに設定していたが、これに代えて、例えば、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効となった時点からタイマを設定し、このタイマがカウントアップ（カウントダウン）するまでの所定期間において、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを上限値ＥＸＣＳＯｍａｘに設定することとしてもよい。ここで、タイマの計時期間は、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが通常有効状態となっている期間よりも長めに設定されている。また、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効となった時点でタイマを作動させるのではなく、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効から無効となった時点でタイマの計時を開始することとしてもよい。例えば、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効から無効に切り替わった後、１分経過後に信号切換器８７が選択する信号を切り替えることとしてもよい。このようにすることで、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効になっている全期間に渡って、確実に排ガス制御信号の上限値ＥＸＣＳＯｍａｘを出力することが可能となる。 In the present embodiment, the exhaust gas control signal EXCSO is set to the upper limit value EXCSOmax during the period in which the IGV emergency fully open flag FLG is valid. Instead, for example, the IGV emergency fully open flag FLG is valid. A timer may be set from that time point, and the exhaust gas control signal EXCSO may be set to the upper limit value EXCSOmax in a predetermined period until the timer counts up (counts down). Here, the timing period of the timer is set longer than the period in which the IGV emergency fully open flag FLG is in a normally valid state. In addition, the timer may not be started when the IGV emergency fully open flag FLG becomes valid, but the timer may be started when the IGV emergency fully open flag FLG becomes invalid from valid. For example, after the IGV emergency fully open flag FLG is switched from valid to invalid, the signal selected by the signal switch 87 may be switched after one minute has elapsed. By doing so, it is possible to reliably output the upper limit value EXCSOmax of the exhaust gas control signal over the entire period in which the IGV emergency fully open flag FLG is valid.

なお、上記第２の実施形態においては、温調制御器１３がブレードパス温度制御器１５（図７参照）と排ガス温度制御器１６−１とを備える場合について説明したが、例えば、発電プラントによっては、ブレードパス温度と排ガス温度とを区別していない場合がある。このような場合であっても、ＩＧＶ緊急時全開フラグＦＬＧが有効な期間において、温調制御を行う制御器、例えば、ガスタービン３から出力される排ガスの温度に基づいて燃料供給量を決定するための制御信号を設定する制御手段から出力される制御信号（本実施形態においては、ブレードパス制御信号ＢＰＣＳＯや排ガス温度制御信号ＥＸＣＳＯに相当）を上限値に切り替えることとすればよい。 In the second embodiment, the case where the temperature controller 13 includes the blade path temperature controller 15 (see FIG. 7) and the exhaust gas temperature controller 16-1 has been described. May not distinguish between blade path temperature and exhaust gas temperature. Even in such a case, the fuel supply amount is determined based on the temperature of the controller that performs temperature control, for example, the exhaust gas output from the gas turbine 3, during the period when the IGV emergency fully open flag FLG is valid. The control signal output from the control means for setting the control signal for this (in this embodiment, corresponding to the blade path control signal BPCSO and the exhaust gas temperature control signal EXCSO) may be switched to the upper limit value.

また、上記第１の実施形態、第２の実施形態においては、排ガス温度に基づく温調制御に応答遅れ等があることから、排ガス温度に基づく温調制御を積極的に回避させるべく、排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを補正したり、上限値ＥＸＣＳＯｍａｘに切り替えたりしていた。これに代えて、例えば、排ガス温度の応答遅れを補償する補償回路を温調制御器１３の排ガス温度制御器内に設け、これにより排ガス温度に基づく温調制御の応答遅れを解消することとしてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, since there is a response delay in the temperature control based on the exhaust gas temperature, the exhaust gas control is performed in order to actively avoid the temperature control based on the exhaust gas temperature. The signal EXCSO was corrected or switched to the upper limit value EXCSOmax. Alternatively, for example, a compensation circuit that compensates for a response delay of the exhaust gas temperature may be provided in the exhaust gas temperature controller of the temperature control controller 13 to eliminate the response delay of the temperature control based on the exhaust gas temperature. Good.

図１１、図１２に補償回路を設けた場合の排ガス温度制御器の内部構成の一例を示している。図１１は進み位相補償回路９１を設け、排ガス温度に進み位相補正を施した後に、減算器９２により補償後の排ガス温度と排ガス温度設定値との差分を求め、これにＰＩ制御器９３によるＰＩ制御を施すことにより排ガス制御信号ＥＸＣＳＯを算出する。また、図１２は、図１１に示した回路に、更にむだ時間補償回路９４を設けたものである。 FIG. 11 and FIG. 12 show an example of the internal configuration of the exhaust gas temperature controller when a compensation circuit is provided. In FIG. 11, a lead phase compensation circuit 91 is provided, and after proceeding to exhaust gas temperature and performing phase correction, a subtracter 92 obtains a difference between the compensated exhaust gas temperature and the exhaust gas temperature set value, and a PI controller 93 performs PI calculation on the difference. By performing the control, the exhaust gas control signal EXCSO is calculated. FIG. 12 is a circuit in which a dead time compensation circuit 94 is further provided in the circuit shown in FIG.

このように、排ガス温度の応答遅れを補償する補償回路を設けることにより、温調制御の応答遅れを補償回路によって補償することが可能となる。この結果、上述した第１または第２の実施形態で述べたような排ガス制御信号ＥＸＣＳＯの補正または切換え処理を不要とすることができる。 Thus, by providing a compensation circuit that compensates for the response delay of the exhaust gas temperature, the response delay of the temperature control can be compensated by the compensation circuit. As a result, the correction or switching process of the exhaust gas control signal EXCSO as described in the first or second embodiment can be eliminated.

１圧縮機
２燃焼器
３ガスタービン
４発電機
５燃料流量調節弁
６ＩＧＶ調整弁
７ＢＰＴセンサ
８ＥＸＴセンサ
１０発電プラント
１１負荷制御器
１２ガバナ制御器
１３温度制御器
１４最小値選択器
１５ブレードパス温度制御器
１６，１６−１排ガス温度制御器
２０ガスタービン制御装置
２１空気流量制御部
２２燃料流量制御部
３１ＩＧＶ制御フラグ生成部
３２ＩＧＶ制御部
７０ＢＰ制御信号生成部
７１信号補正部
８０ＥＸ制御信号生成部
８１信号補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Combustor 3 Gas turbine 4 Generator 5 Fuel flow control valve 6 IGV control valve 7 BPT sensor 8 EXT sensor 10 Power generation plant 11 Load controller 12 Governor controller 13 Temperature controller 14 Minimum value selector 15 Blade path Temperature controller 16, 16-1 Exhaust gas temperature controller 20 Gas turbine controller 21 Air flow rate control unit 22 Fuel flow rate control unit 31 IGV control flag generation unit 32 IGV control unit 70 BP control signal generation unit 71 Signal correction unit 80 EX control Signal generation unit 81 Signal correction unit

Claims

圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御装置であって、
前記燃焼器に供給する空気流量を制御する空気流量制御手段と、
前記燃焼器に供給する燃料流量を制御する燃料流量制御手段とを備え、
前記空気流量制御手段は、
系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグを有効とするフラグ生成手段と、
前記フラグが有効の期間において、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる空気流量設定手段とを有し、
前記燃料流量制御手段は、
前記発電機の出力に基づいて第１燃料供給量を決定する負荷制御手段、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて第２燃料供給量を決定するガバナ制御手段と、
排ガス温度制御手段と、
ブレードパス温度制御手段とを有し、
前記排ガス温度制御手段は、
前記ガスタービンの排ガス温度に基づいて第３基準燃料供給量を決定する排ガス制御信号生成手段と、
前記フラグが有効の場合に、前記第３基準燃料供給量に所定の第１補正量を加算して、前記第３燃料供給量を得る第１補正手段とを有し、
前記ブレードパス温度制御手段は、
前記排ガス温度よりも前記ガスタービンに近い場所で計測されるブレードパス温度に基づいて第４基準燃料供給量を決定するブレードパス制御信号生成手段と、
前記フラグが有効の場合に、前記第４基準燃料供給量に前記第１補正量よりも小さい値に設定されている所定の第２補正量を加算して、前記第４燃料供給量を得る第２補正手段とを有し、
前記第１乃至第４燃料供給量の中から最も値の小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定するガスタービンの制御装置。 A control device for a gas turbine that supplies compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotates the gas turbine by combustion gas generated in the combustor to drive a generator,
Air flow rate control means for controlling the air flow rate supplied to the combustor;
Fuel flow rate control means for controlling the flow rate of fuel supplied to the combustor,
The air flow rate control means is
Flag generating means for validating a flag when the system frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone equal to or higher than a predetermined value;
An air flow rate setting means for transiently increasing an air flow rate supplied to the combustor during a period in which the flag is valid;
The fuel flow rate control means includes
Load control means for determining the first fuel supply amount based on the output of the generator, and / or governor control means for determining the second fuel supply amount based on the rotational speed of the gas turbine;
Exhaust gas temperature control means;
Blade path temperature control means,
The exhaust gas temperature control means includes
Exhaust gas control signal generating means for determining a third reference fuel supply amount based on the exhaust gas temperature of the gas turbine;
First correction means for obtaining the third fuel supply amount by adding a predetermined first correction amount to the third reference fuel supply amount when the flag is valid;
The blade path temperature control means includes:
Blade path control signal generating means for determining a fourth reference fuel supply amount based on a blade path temperature measured at a location closer to the gas turbine than the exhaust gas temperature;
When the flag is valid, the fourth fuel supply amount is obtained by adding a predetermined second correction amount set to a value smaller than the first correction amount to the fourth reference fuel supply amount. 2 correction means,
A control device for a gas turbine that sets a fuel supply amount to be supplied to the combustor by selecting a fuel supply amount having the smallest value from the first to fourth fuel supply amounts.

前記第１補正手段は、前記フラグが有効から無効になった後から所定期間経過後に、前記第３基準燃料供給量への前記第１補正量の加算を停止する請求項１に記載のガスタービンの制御装置。 2. The gas turbine according to claim 1, wherein the first correction unit stops adding the first correction amount to the third reference fuel supply amount after a lapse of a predetermined period after the flag becomes invalid from valid. Control device.

圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御装置であって、
前記燃焼器に供給する空気流量を制御する空気流量制御手段と、
前記燃焼器に供給する燃料流量を制御する燃料流量制御手段とを備え、
前記空気流量制御手段は、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、フラグを有効とするフラグ生成手段と、
前記フラグが有効の期間において、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる空気流量設定手段とを有し、
前記燃料流量制御手段は、
前記発電機の出力に基づいて第１燃料供給量を決定する負荷制御手段、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて第２燃料供給量を決定するガバナ制御手段と、
前記ガスタービンから排出されるガス温度に基づいて第３燃料供給量を決定するとともに、前記フラグが有効の場合には、前記第３燃料供給量が取りうる上限値を第３燃料供給量として出力する温度制御手段と、
前記第１乃至第３燃料供給量の中から最も値の小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する最小値選択手段とを具備するガスタービンの制御装置。 A control device for a gas turbine that supplies compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotates the gas turbine by combustion gas generated in the combustor to drive a generator,
Air flow rate control means for controlling the air flow rate supplied to the combustor;
Fuel flow rate control means for controlling the flow rate of fuel supplied to the combustor,
The air flow rate control means, a flag generation means for validating a flag when the system frequency is equal to or lower than a predetermined threshold and the output of the generator is in a high load zone equal to or higher than a predetermined value;
An air flow rate setting means for transiently increasing an air flow rate supplied to the combustor during a period in which the flag is valid;
The fuel flow rate control means includes
Load control means for determining the first fuel supply amount based on the output of the generator, and / or governor control means for determining the second fuel supply amount based on the rotational speed of the gas turbine;
The third fuel supply amount is determined based on the gas temperature discharged from the gas turbine, and when the flag is valid, an upper limit value that the third fuel supply amount can take is output as the third fuel supply amount. Temperature control means to
A control apparatus for a gas turbine, comprising: a minimum value selecting unit that selects a fuel supply amount having the smallest value from the first to third fuel supply amounts and sets a fuel supply amount to be supplied to the combustor.

前記温度制御手段は、前記フラグが有効から無効になった後から所定期間経過後に、前記第３燃料供給量に前記上限値以外の値を設定する請求項３に記載のガスタービンの制御装置。 4. The gas turbine control device according to claim 3, wherein the temperature control unit sets a value other than the upper limit value to the third fuel supply amount after a lapse of a predetermined period after the flag becomes invalid from valid. 5.

前記圧縮機の前段にＩＧＶ調整弁が備えられており、前記ＩＧＶ調整弁の弁開度を調整することにより、前記燃焼器に供給する空気流量を制御する場合において、前記フラグ生成手段は、系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記ＩＧＶ調整弁の開度が標準全開の状態にある場合にも、前記フラグを有効とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガスタービンの制御装置。 In the case where an IGV adjustment valve is provided in the front stage of the compressor, and the flow rate of air supplied to the combustor is controlled by adjusting the valve opening of the IGV adjustment valve, the flag generation means The gas turbine control according to any one of claims 1 to 4, wherein the flag is enabled even when the frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the opening degree of the IGV adjustment valve is in a standard fully open state. apparatus.

圧縮機と、
前記圧縮機からの圧縮空気と燃料とが供給される燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するガスタービンと、
前記ガスタービンの回転により発電する発電機と、
請求項１から請求項５のいずれかに記載のガスタービンの制御装置と
を具備する発電プラント。 A compressor,
A combustor supplied with compressed air and fuel from the compressor;
A gas turbine rotated by combustion gas generated in the combustor;
A generator for generating electricity by rotation of the gas turbine;
A power plant comprising the gas turbine control device according to any one of claims 1 to 5.

圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御方法であって、
系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる第１過程と、
前記発電機の出力に基づいて決定された第１燃料供給量、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて決定された第２燃料供給量、前記ガスタービンの排ガス温度に基づいて決定された第３燃料供給量、前記排ガス温度よりも前記ガスタービンに近い場所で計測されるブレードパス温度に基づいて決定された第４燃料供給量の中から最も小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する第２過程と
を含み、
前記第１過程により前記燃焼器に供給する空気流量が過渡的に増加されている期間において、前記第２過程では、前記第３燃料供給量に第１補正量を加算し、かつ、前記第４燃料供給量に前記第１補正量よりも小さい値に設定されている第２補正量を加算することにより、第３燃料供給量及び前記第４燃料供給の値を増加させるガスタービンの制御方法。 A gas turbine control method for driving a generator by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotating the gas turbine by combustion gas generated in the combustor,
A first step of transiently increasing the flow rate of air supplied to the combustor when the system frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone equal to or higher than a predetermined value;
The first fuel supply amount determined based on the output of the generator and / or the second fuel supply amount determined based on the rotation speed of the gas turbine, and the exhaust gas temperature of the gas turbine. The third fuel supply amount, and the combustion is performed by selecting the smallest fuel supply amount from the fourth fuel supply amount determined based on the blade path temperature measured at a location closer to the gas turbine than the exhaust gas temperature. A second step of setting a fuel supply amount to be supplied to the container,
In the period in which the air flow rate supplied to the combustor is transiently increased in the first process, in the second process, a first correction amount is added to the third fuel supply amount, and the fourth process is performed. A gas turbine control method for increasing a third fuel supply amount and a fourth fuel supply value by adding a second correction amount set to a value smaller than the first correction amount to a fuel supply amount.

圧縮機からの圧縮空気と燃料とを燃焼器に供給して該燃焼器で発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて発電機を駆動するガスタービンの制御方法であって、
系統周波数が所定閾値以下となり、且つ、前記発電機の出力が所定値以上の高負荷帯にある場合に、前記燃焼器に供給する空気流量を過渡的に増加させる第１過程と、
前記発電機の出力に基づいて決定された第１燃料供給量、及び／又は、前記ガスタービンの回転数に基づいて決定された第２燃料供給量、前記ガスタービンから排出されるガス温度に基づいて決定された第３燃料供給量の中から最も小さい燃料供給量を選択して前記燃焼器に供給する燃料供給量を設定する第２過程とを含み、
前記第１過程により前記燃焼器に供給する空気流量が過渡的に増加されている期間において、前記第２過程では、前記第３燃料供給量として前記第３燃料供給量が取りうる上限値が設定されるガスタービンの制御方法。
A gas turbine control method for driving a generator by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor and rotating the gas turbine by combustion gas generated in the combustor,
A first step of transiently increasing the flow rate of air supplied to the combustor when the system frequency is equal to or lower than a predetermined threshold value and the output of the generator is in a high load zone equal to or higher than a predetermined value;
Based on the first fuel supply amount determined based on the output of the generator and / or the second fuel supply amount determined based on the rotational speed of the gas turbine, and the gas temperature discharged from the gas turbine A second step of selecting the smallest fuel supply amount from the determined third fuel supply amount and setting the fuel supply amount to be supplied to the combustor,
In the period in which the air flow rate supplied to the combustor is transiently increased by the first process, an upper limit value that the third fuel supply amount can take is set as the third fuel supply amount in the second process. Gas turbine control method.