JP2021139362A - 質量流量損失に基づくガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ｏｌ）閾値の調整 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービンシステムの動作パラメータを調整するためのシステムを提供する。【解決手段】質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整するためのシステム、プログラム製品、および方法が開示される。システムは、ガスタービンシステムと、ガスタービンシステムの動作特性を測定するセンサと、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力を測定する圧力センサと通信する少なくとも１つのコンピューティングデバイスを備え得る。コンピューティングデバイスは、ガスタービンシステムの圧縮機の推定された第１の質量流量と算出された第２の質量流量との間の質量流量損失を判定することと、質量流量損失に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機のＯＬ閾値を調整することとを含むプロセスを実行することによって、ガスタービンシステムの動作パラメータを調整するように構成され得る。【選択図】図２

Description

本開示は、一般に、ガスタービンシステムに関し、より詳細には、圧縮機の質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整するためのシステム、プログラム製品、および方法に関する。

従来の電力システムでは、各コンポーネントの動作効率および潜在的な望ましくないイベントが、システム全体の動作全体に影響を与える。例えば、ガスタービンシステムの圧縮機は、空気流を取り込んで、まず圧縮した後、例えば圧縮機の回転部分に向ける。圧縮機の圧力比によって、圧縮機の動作効率が決まり得る。しかしながら、動作サージラインとしばしば呼ばれる定められた閾値またはピーク値に圧力比が達すると、空気流の不安定性は、圧縮機の空気流の減少または反転の可能性を示すことがある。圧縮機のサージ（または失速）とは、流体の流れが圧縮機内のブレード／ノズルから離れるとき、有効面積が減少して通過可能な空気の流れが減少することである。極端な場合、圧縮機を流れる流体の方向が実際に反転することがある。サージが発生すると、圧縮機は、流体を圧縮してガスタービンシステムの残りの部分に供給することをしなくなり、その結果、発電の損失となる。動作時間が長くなると、いくつかの要因により圧縮機のサージのリスクが高まる、および／またはサージラインが低下する。これらの要因としては、付着（例えば、圧縮機翼型への汚れの蓄積）、腐食（例えば、翼型表面材料の喪失）、および／または摩擦（例えば、回転する圧縮機ブレードと圧縮機ケースとの接触）に起因する圧縮機の流量損失が挙げられる。

サージラインは、圧縮機内の圧力比、および圧縮機を流れて利用される流体の質量流量に基づいて判定または算出され得る。圧縮機の圧力比は簡単に検出され得るが、圧縮機内の流体の質量流量を正確に測定することは難しいことが多い。質量流量を正確に検出できないため、ガスタービンシステムのオペレータは、完全に劣化した圧縮機を確実に適切に保護するために、新しい清浄な圧縮機を「過度に保護」する。例えば、ガスタービンシステムの従来の制御システムは圧縮機をかなり低い圧力比で動作させ、ひいては低い動作効率で動作させることになる。具体的には、圧縮機の動作を制御するとき、制御システムは、圧縮機が新しいか古いかに関係なく、完全に劣化したコンポーネント（例えば、動作時間１０００００時間以上）であるかのように圧縮機を動作させる。そうすることで、圧縮機のサージラインと動作限界ラインとしばしば呼ばれる動作閾値との間のマージンが誇張され過ぎる、および／または必要以上に高く維持される。これは、圧縮機が実際には新しく劣化していないマシンである場合に特に当てはまる。従来のシステムおよび手順は、圧縮機の動作寿命の終わりに発生するサージのリスクを軽減し得るが、完全に劣化したコンポーネントであるかのように圧縮機を動作させると、圧縮機の動作効率が低下し、ひいては圧縮機の動作時間および／または寿命の初期段階においてガスタービンシステム全体の動作効率および／または出力を低下させる。

本開示の第１の態様は、入口ガイドベーンを有する圧縮機を備えるガスタービンシステムと、ガスタービンシステム内に、またはガスタービンシステムに隣接して配置された少なくとも１つのセンサであって、少なくとも１つのセンサがガスタービンシステムの動作特性を測定する、少なくとも１つのセンサと、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力を測定するためにガスタービンシステムに隣接して配置された圧力センサと通信する少なくとも１つのコンピューティングデバイスであって、少なくとも１つのコンピューティングデバイスが、少なくとも１つのセンサおよび圧力センサの所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、測定された動作特性および測定された周囲流体圧力を調整することと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第１の質量流量を推定することと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第２の質量流量を算出することと、ガスタービンシステムの圧縮機の推定された第１の質量流量と算出された第２の質量流量との間の質量流量損失を判定することと、質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整することであって、圧縮機のＯＬ閾値が圧縮機の所定のサージ閾値よりも低い、こととを含むプロセスを実行することによってガスタービンシステムの動作パラメータを調整するように構成される、少なくとも１つのコンピューティングデバイスを備える、システムを提供する。

本開示の第２の態様は、少なくとも１つのコンピューティングデバイスによって実行されると、ガスタービンシステム内に、またはガスタービンシステムに隣接して配置された少なくとも１つのセンサによって測定された動作特性を調整し、ガスタービンシステムに隣接して配置された圧力センサによって測定された周囲流体圧力を調整することであって、少なくとも１つのセンサおよび圧力センサの所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、測定された動作特性および測定された周囲流体圧力が調整される、ことと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第１の質量流量を推定することと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第２の質量流量を算出することと、ガスタービンシステムの圧縮機の推定された第１の質量流量と算出された第２の質量流量との間の質量流量損失を判定することと、質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整することであって、圧縮機のＯＬ閾値が圧縮機の所定のサージ閾値よりも低い、こととを含むプロセスを実行することによって、入口ガイドベーンを有する圧縮機を備えるガスタービンシステムの動作パラメータを少なくとも１つのコンピューティングデバイスに調整させるプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。

本開示の第３の態様は、入口ガイドベーンを有する圧縮機を備えるガスタービンシステムの動作パラメータを調整するための方法を提供する。本方法は、ガスタービンシステム内に、またはガスタービンシステムに隣接して配置された少なくとも１つのセンサによって測定された動作特性を調整し、ガスタービンシステムに隣接して配置された圧力センサによって測定された周囲流体圧力を調整することであって、少なくとも１つのセンサおよび圧力センサの所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、測定された動作特性および測定された周囲流体圧力が調整される、ことと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第１の質量流量を推定することと、調整された測定された動作特性、および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて、ガスタービンシステムの圧縮機の第２の質量流量を算出することと、ガスタービンシステムの圧縮機の推定された第１の質量流量と算出された第２の質量流量との間の質量流量損失を判定することと、質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整することであって、圧縮機のＯＬ閾値が圧縮機の所定のサージ閾値よりも低い、こととを含む。

本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または検討されていない他の問題を解決するように設計されている。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を図示する添付の図面と併せて、本開示の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、さらに容易に理解されるであろう。

本開示の様々な実施形態による、制御システムを備えるガスタービンシステムの概略図である。 本開示の実施形態による、図１のガスタービンシステムの制御システムの概略図である。 ガスタービンシステムの圧縮機を動作させる従来の方法と、本開示の実施形態による、図１の圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整する方法とを含む例示的な圧縮機動作グラフである。 本開示の実施形態による、図１のガスタービンシステムの動作パラメータを調整するための例示的なプロセスを示す図である。 本開示の実施形態による、図１のガスタービンシステムの動作パラメータを調整するための制御システムを含む環境を示す図である。

本開示の図面は、原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを図示することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面では、類似する符号は、図面間で類似する要素を表す。

最初の問題として、本開示を明確に説明するために、組み合わされたサイクル発電プラント内の関連する機械コンポーネントを参照して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。

また、本明細書ではいくつかの記述上の用語を繰り返し使用する場合があり、本項の始めでこれらの用語を定義することが有用であるはずである。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」とは、タービンエンジンを通る作動流体、または例えば、燃焼器を通る空気の流れ、もしくはタービンのコンポーネントシステムのうちの１つを通る冷却剤などの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に対応し、「上流」という用語は、流れの反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はエンジンの前方または圧縮機端を指し、「後方」はエンジンの後方またはタービン端を指す。多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置にある部品を記述することが要求される。「半径方向」という用語は、軸線に垂直な移動または位置を指す。このような場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に近接して位置する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」または「内方」にあると述べる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から遠くに位置する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外方」にあると述べることができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動または位置を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸線に関連して適用することができることが理解されよう。

上に示したように、本開示は、一般に、ガスタービンシステムに関し、より詳細には、圧縮機の質量流量損失に基づいてガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値を調整するためのシステム、プログラム製品、および方法に関する。

これらおよび他の実施形態は、図１〜図５を参照して以下に説明される。しかし、当業者であれば、これらの図に関して本明細書に与えられた詳細な説明は説明の目的のためのものに過ぎず、限定するものとして解釈すべきではないことを容易に理解するであろう。

図１は、本開示の様々な実施形態によるガスタービンシステム１１を含むシステム１０の概略図を示している。システム１０のガスタービンシステム１１は、圧縮機１２と、圧縮機１２に結合もしくは配置された、および／または圧縮機１２の入口の上流に配置された可変または調節可能入口ガイドベーン（ＩＧＶ）１８とを備え得る。圧縮機１２は、ＩＧＶ１８を通って圧縮機１２に流入することができる流体２０（例えば、空気）の入って来る流れを圧縮する。本明細書で説明するように、ＩＧＶ１８は、流体２０がＩＧＶ１８を通って圧縮機１２に流れるとき、流体２０の質量流量または流量を調整することができる。圧縮機１２は、圧縮流体２２の流れ（例えば、圧縮空気）を燃焼器２４に送る。燃焼器２４は、圧縮流体２２の流れを、燃料供給源２８によって供給される燃料２６の加圧された流れと混合し、混合気を点火して燃焼ガス３０の流れを生成する。

次に、燃焼ガス３０の流れは、複数のタービンブレード（図示せず）を通常含むタービンコンポーネント３２に供給される。燃焼ガス３０の流れはタービンコンポーネント３２を駆動して機械的仕事を生成する。タービンコンポーネント品３２で生成された機械的仕事は、シャフト３４を介して圧縮機１２を駆動し、電力を生成および／または負荷を生成するように構成された発電機３６（例えば、外部構成要素）を駆動するために使用することができる。タービンコンポーネント３２のタービンブレードを通って流れて駆動する燃焼ガス３０は、排気ハウジングまたは排気管３８を介してタービンコンポーネント３２から排出され、大気中に放出されるか、あるいは別のシステム（例えば、蒸気タービンシステム）によって（再）使用され得る。

図１では、ガスタービンシステム１１が単一シャフト構成を備えるとして示されているが、他の非限定的な例では、ガスタービンシステム１１は、二重シャフトまたはロータ構成を備え得ることを理解されたい。

図１に示すように、システム１０はまた、ガスタービンシステム１１に動作可能に結合された、および／またはガスタービンシステム１１の動作パラメータを制御もしくは調整するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイス１００を備え得る。コンピューティングデバイス（複数可）１００は、任意の適切な電子通信コンポーネントまたは技法を介して、ガスタービンシステム１１およびその様々なコンポーネント（例えば、圧縮機１２、ＩＧＶ１８、およびタービンコンポーネント３２など）に有線および／もしくは無線で接続され得る、ならびに／または通信し得る。本明細書で論じられるように、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、コンポーネントの動作および／または動作パラメータを制御／調整して、ガスタービンシステム１１の性能を向上させる、および／または望ましくない動作条件（例えば、圧縮機における付着）を防止するために、ガスタービンシステム１１の様々なコンポーネント（明確にするために図示せず）と通信し得る。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、ガスタービンシステム１１の動作特性を取得または測定するために、本明細書で説明するように、制御システム１０２および複数のセンサ１０４、１０６を備え得る。本明細書で論じられるように、制御システム１０２は、ガスタービンシステム１１およびその様々なコンポーネントの動作パラメータを制御／調整する際に使用され得る。

システム１０のコンピューティングデバイス（複数可）１００は、複数のセンサ１０４、１０６を備え得る、および／または複数のセンサ１０４、１０６と電気的に通信し得る。図１の非限定的な例に示されるように、コンピューティングデバイス（複数可）１００の、および／またはコンピューティングデバイス１００に接続された少なくとも１つまたは複数のセンサ１０４（ファントムで示される部分）は、動作中にガスタービンシステム１１の動作特性を測定、検出、および／または取得するために、ガスタービンシステム１１内に、またはガスタービンシステム１１に隣接して様々な場所に配置され得る。このため、ガスタービンシステム１１に対するセンサ（複数可）の位置、および／またはセンサ（複数可）１０４のタイプ／構成によって、測定または検出される動作特性が決まり得る。例えば、センサ１０４は、圧縮機１２に直接隣接して、および／または圧縮機１２の上流に、より具体的には、ＩＧＶ１８を備える圧縮機１２の入口に配置される。この非限定的な例では、センサ１０４は、一般に圧縮機入口温度と呼ばれる圧縮機１２に流れる流体２０の入口温度を測定、検出、または取得し得る任意の適切なセンサから構成および／または形成され得る。追加的または代替的に、ＩＧＶ１８を備える圧縮機１２の入口内に、および／または圧縮機１２内に直接（かつＩＧＶ１８の下流に）配置された別個のセンサ（複数可）１０４も配置され得る、構成され得る、および／または、流体２０に基づいて圧縮機入口温度を測定、検出、または取得し得る任意の適切なセンサから形成され得る。

図１に示す非限定的な例では、コンピューティングデバイス１００は、ガスタービンシステム１１全体に配置された追加のセンサ（複数可）１０４を備え得る。例えば、複数の別個のセンサ（複数可）１０４が、タービンコンポーネント３２、発電機３６、排気管３８、圧縮機１２／タービンコンポーネント３２と燃焼器２４との間の供給ライン（図示せず）、およびシャフト３４（図示せず）などの内に、隣接して、および／または通信して配置され得る。これらのセンサ（複数可）１０４のそれぞれは、ガスタービンシステム１１の追加または別個の動作特性を特定、検出、および／または測定するように配置および／または構成され得る。別個の動作特性は、流体２０に基づく圧縮機入口温度とは異なり得る。加えて、また本明細書で論じられるように、別個の動作特性は、ガスタービンシステム１１の制御もしくは動作パラメータの調整を支援する際に明示的に使用され得、および／またはガスタービンシステム１１の動作パラメータの制御もしくは調整を支援する際に使用される入力もしくは情報を算出するために使用され得る。動作特性としては、排気管３８を流れる燃焼ガス３０の排気温度、ガスタービンシステム１１の周囲湿度もしくはガスタービンシステム１１を取り囲む周囲湿度、圧縮機排出温度（例えば、圧縮流体２２の温度）、圧縮機排出圧力（例えば、圧縮流体２２の圧力）、燃料供給源２８によって供給されるガスタービンシステム１１の燃料流量、例えば発電機３６の動作に基づくガスタービンシステム１１の電力出力、圧縮機１２の入口温度、圧縮機１２／ＩＧＶ１８内で生じる入口圧力降下、タービンコンポーネント３２内で生じる排気圧力降下、ＩＧＶ１８の位置（例えば、角度または開放の度合い）、および入口抽気熱バルブ位置などが挙げられるが、これらに限定されない。

６つのセンサ１０４が示されているが、他の非限定的な例では、システム１０は、コンピューティングデバイス（複数可）１００、および特に制御システム１０２に、動作中のガスタービンシステム１１の動作特性に関連する情報またはデータを提供するように構成され得るより多数またはより少数のセンサ１０４を備え得ることを理解されたい。

加えて図１に示すように、コンピューティングデバイス（複数可）１００のセンサ１０６は、ガスタービンシステム１１に隣接して配置され得る。より具体的には、センサ１０６は、動作中に流体２０を受け取ることができる圧縮機１２および／もしくはＩＧＶ１８に直接隣接して、ならびに／または圧縮機１２および／もしくはＩＧＶ１８の上流に配置され得る。非限定的な例では、センサ１０６は、ガスタービンシステム１１を取り囲む流体２０および／または動作中にガスタービンシステム１１によって利用される流体２０の周囲流体圧力を測定するように構成および／または形成され得る圧力センサとして形成され得る。本明細書で論じられるように、センサ１０６、および測定／検出された周囲流体圧力は、動作中に圧縮機１２を流れる流体２０の質量流量を判定するために使用され、最終的に、動作中のガスタービンシステム１１の動作パラメータの調整を支援し得る。

非限定的な例では、センサ（複数可）１０４、１０６は、動作中のガスタービンシステム１１の動作特性（複数可）および／または周囲流体圧力に関連するデータを断続的に感知、検出、および／または取得することができる。センサ（複数可）がデータを取得する断続的な間隔または周期は、例えば、ガスタービンシステム１１の動作時間、ガスタービンシステム１１の動作寿命、動作状態（例えば、始動、定常状態）、およびセンサ（複数可）１０４、１０６によって取得されるデータのタイプなどによって判定され得る。別の非限定的な例では、センサ（複数可）１０４、１０６は、動作中のガスタービンシステム１１の動作特性（複数可）および／または周囲流体圧力に関連するデータを連続的に感知、検出、および／または取得することができる。

図２を参照すると、コンピューティングデバイス（複数可）１００のための制御システム１０２の概略図が示されている。非限定的な例では、また本明細書で説明するように、図２に示す各個々のコンポーネントまたは特徴は、制御システム１０２の一部または「モジュール」を特定または表すことができ、ガスタービンシステム１１のパラメータを調整するときの制御システム１０２（および各モジュール）の機能または動作をより明確に定義するために分離される場合がある。加えて、同様の符号および／または名称を付した構成要素は、実質的に同様に機能し得ることを理解されたい。これらの構成要素の冗長な説明は、明確にするために省略している。

図２に示すように、また図１に関連して本明細書で論じられるように、ガスタービンシステム１１の動作に関連するデータが測定され得る。より具体的には、ガスタービンシステム１１の動作に関連するデータは、ガスタービンシステム１１内に、および／またはガスタービンシステム１１に隣接して配置されたセンサ（複数可）１０４および圧力センサ１０６によって測定、検出、および／または取得され得る。本明細書で同様に論じられるように、動作特性（複数可）データ１０８は、センサ（複数可）１０４によって取得され得る。動作特性（複数可）データ１０８としては、圧縮機１２に入る流体２０の、または流体２０に基づく圧縮機入口温度が挙げられるが、これに限定されない（図１を参照）。加えて、動作特性（複数可）データ１０８としては、排気管３８を流れる燃焼ガス３０の排気温度、ガスタービンシステム１１の周囲湿度もしくはガスタービンシステム１１を取り囲む周囲湿度、圧縮機排出温度（例えば、圧縮流体２２の温度）、圧縮機排出圧力（例えば、圧縮流体２２の圧力）、燃料供給源２８によって供給されるガスタービンシステム１１の燃料流量、例えば発電機３６の動作に基づくガスタービンシステム１１の電力出力などが挙げられるが、これらに限定されない。ガスタービンシステム１１を取り囲む周囲流体圧力に基づく周囲流体圧力データ１１０は、圧力センサ１０６によって取得または検出され得る。取得、検出、および／または測定されると、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０は、追加の処理および／または操作のために、ガスタービンシステム１１内に、および／またはガスタービンシステム１１に隣接して配置されたセンサ１０４、１０６からコンピューティングデバイス（複数可）１００の制御システム１０２内の様々な部分またはモジュール（図１を参照）に提供または供給され得る。

非限定的な例では、ガスタービンシステム１１の動作に関連する測定されたデータ、より具体的には、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０は、ガスタービンシステム１１の動作パラメータの調整を支援するように構成された制御システム１０２の第１のモジュールに提供され得る。非限定的な例では、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を受信し得る制御システム１０２の第１のモジュールは、適応リアルタイムエンジンシミュレーションモデル（ＡＲＥＳ）モジュールを含み得る、および／またはＡＲＥＳモジュールとして構成され得る。第１のＡＲＥＳモジュール１１２は、２０１０年６月２２日に発行された米国特許第７，７４２，９０４号に詳細に論じられており、同米国特許は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。非限定的な例では、第１のＡＲＥＳモジュール１１２は、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を受信し、ガスタービンシステム１１の動作モデル内で利用して、予測ＡＲＥＳ動作特性（複数可）を生成することができる。ガスタービンシステム１１の動作モデルは、ガスタービンシステム１１と同一のモデル（例えば、同一のビルドパラメータ、同一の圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントタイプなど）の理想的な、最適化された、抑制されていない、および／または「新しい清浄なシステム」の性能または動作に少なくとも部分的に基づき得る。測定または検出された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０と、第１のＡＲＥＳモジュール１１２におけるモデルによって生成された対応する予測ＡＲＥＳ動作特性（複数可）／周囲流体圧力との間の差分は、判定され、例えばカルマンフィルタまたはカルマンフィルタプロセスを使用して、ガスタービンシステム１１のモデルを修正、調整（ａｄｊｕｓｔｉｎｇ）、および／または調整（ｔｕｎｉｎｇ）する際に利用される。調整（ａｄｊｕｓｔｅｄ）または調整（ｔｕｎｅｄ）されると、第１のＡＲＥＳモジュール１１２は、モデルベースの制御モジュール１２０に対してガスタービンシステム１１の予測出力または予測動作パラメータ１１８（例えば、点火温度、およびＩＧＶ上の位置など）を生成することができる。モデルベースの制御モジュール１２０は、ガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整するために、本明細書で論じられる他の情報またはデータとともに、予測動作パラメータ１１８を解析することができる。

測定または検出された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０はまた、測定調整および第１の質量流量（ＭＲＦＭＦ）モジュール１２２（以下、「ＭＲＦＭＦモジュール１２２」）に直接提供され得る。ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を受信または取得することができ、測定されたデータを使用して様々なプロセスを実行することができる。例えば、ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を調整するように構成され得る。つまり、ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、センサ（複数可）１０４、１０６によって測定される動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０の測定されたデータ値を調整、変更（ｃｈａｎｇｅ）、スケーリング、および／または変更（ａｌｔｅｒ）することができる。非限定的な例では、ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、センサ（複数可）１０４および圧力センサ１０６の所定の測定の不確かさ、ならびにガスタービンシステム１１の算出された動作原理に基づいて、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を調整することができる。より具体的には、ガスタービンシステム１１内で利用される各センサ１０４、１０６は、動作および／または製造の変数に基づく所定の不確かさ、感度、および／またはデータ検出偏差を含み得る。そのため、ガスタービンシステム１１および制御システム１０２を含むシステム１０のオペレータまたはユーザは、測定された動作特性（複数可）データ１０８および測定された周囲流体圧力データ１１０に関連するデータ値が、既知の不確かさに基づいて歪められ得ることを理解し得る。

測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を使用して、ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０を入力として使用して、ガスタービンシステム１１の動作原理を算出することができる。ガスタービンシステム１１の動作原理は、ガスタービンシステム１１の動作の詳細を推定する際に使用される任意の算出可能な熱力学的方程式を含み得る。例えば、ガスタービンシステム１１の算出された動作原理は、エネルギー保存の法則（例えば、ΔＵ＝Ｑ−Ｗ）、および／または質量保存の法則（例えば、ρ_ｉｎＡ_ｉｎＶ_ｉｎ＝ρ_ｏｕｔＡ_ｏｕｔＶ_ｏｕｔ）などを含み得る。これにより、ＭＲＦＭＦモジュール１２２は、ガスタービンシステム１１の算出された動作原理を、ガスタービンシステム１１の所定の動作原理と比較することができる。所定の動作原理は、第１のＡＲＥＳモジュール１１２に関連して本明細書で論じられたものと同様のガスタービンシステム１１の動作モデルに基づくことができる。つまり、ＭＲＦＭＦモジュール１２２によって使用されるガスタービンシステム１１の動作モデルは、ガスタービンシステム１１と同一のモデル（例えば、同一のビルドパラメータ、同一の圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントタイプなど）の理想的な、最適化された、抑制されていない、および／または「新しい清浄なシステム」の性能または動作に少なくとも部分的に基づき得る。加えて、所定の動作原理は、同じ原理または熱力学的方程式（例えば、エネルギー保存の法則）であり得、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０と同一の条件下で動作する動作モジュールに基づくことができる。例えば、ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０に基づいて、所定の動作原理値を判定、算出、または取得することができる。ガスタービンシステム１１の算出された動作原理とガスタービンシステム１１の所定の動作原理との間に不一致がある場合、ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０の値を調整することができる。ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、ガスタービンシステム１１の動作中の値を取得、測定、および／または検出する各センサ（複数可）１０４、１０６の所定の測定の不確かさに基づいて、測定された動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０の各値を調整することができる。

調整されると、ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、調整された動作特性（複数可）データ１０８および調整された周囲流体圧力データ１１０を使用してガスタービンシステム１１の動作原理を再算出し、再算出された動作原理をモデルに基づくガスタービンシステム１１の所定の動作原理と比較することができる。必要に応じて、ＭＲＦＭＦモジュール１１２はまた、ガスタービンシステム１１の算出された動作原理がガスタービンシステム１１の所定の動作原理と実質的に等しくなるまで、調整された動作特性（複数可）データ１０８および調整された周囲流体圧力データ１１０の値を再調整することができる。ＭＲＦＭＦモジュール１１２が、ガスタービンシステム１１の算出された動作原理がガスタービンシステム１１の所定の動作原理に実質的に等しいと判定すると、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪの値および測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪの値は、最終的に調整され得る、正確であり得る、および／または各センサ１０４、１０６についての所定の測定の不確かさを「補償」され得る。

図２に示すように、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪは、ＭＲＦＭＦモジュール１１２および／または制御システム１０２の他の部分によってさらに利用され得る。例えば、ＭＲＦＭＦモジュール１１２はまた、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２（図１を参照）の実際のまたは第１の質量流量１２４を推定するように構成され得る。圧縮機１２の第１の質量流量１２４は、本明細書で論じられるように、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０がセンサ１０４、１０６によって測定される時および／または動作条件下での推定された流量を表すことができる。加えて、また本明細書で論じられるように、第１の質量流量１２４はまた、例えば、動作時間、および圧縮機１２の機構（例えば、ブレードおよびノズル）上に蓄積された不純物などに基づく圧縮機１２の「劣化した」質量流量を表し得る。ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪの値および調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪの値に基づいて、第１の質量流量１２４を推定することができる。非限定的な例では、調整された動作特性データ１０８_ＡＤＪは、圧縮機１２によって使用される流体２０に基づく、または流体２０の圧縮機入口温度の調整された値に対応し得る（図１を参照）。圧縮機入口温度の調整された値（例えば、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪ）、調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪ、ならびにガスタービンシステム１１および／または圧縮機１２の既知または所定の情報を使用して、ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、圧縮機１２の第１の質量流量１２４を推定することができる。本明細書で論じられるように、推定された第１の質量流量１２４は、ガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整するのを支援するための追加の処理のために、制御システム１０２の異なる部分またはモジュールに提供され得る。

調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪはまた、制御システム１０２の他の部分によって利用され得る。例えば、また図２に示すように、ＭＲＦＭＦモジュール１１２が調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪを形成または生成すると、ＭＲＦＭＦモジュール１１２は、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪを制御システム１０２の第２のＡＲＥＳモジュール１２６に提供し得る。第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、本明細書で論じられる第１のＡＲＥＳモジュール１１２と実質的に同様に構成され得る。しかしながら、第１のＡＲＥＳモジュール１１２とは異なり、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、別個の入力またはデータを利用し、その後、別個の出力または算出結果を提供するように構成され得る。例えば、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪを受信／取得し、使用して、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２の第２の質量流量１２８を算出するように構成され得る。第２の質量流量１２８は、本明細書で論じられるように、動作特性（複数可）データ１０８および周囲流体圧力データ１１０がセンサ１０４、１０６によって測定される時および／または動作条件下での圧縮機１２の理想的で、最適化され、抑制されていない、望ましい、「最良のシナリオ」、および／または「新しい清浄な圧縮機」の性能または動作を表すことができる。また、第１のＡＲＥＳモジュール１１２とは異なり、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、本明細書で論じられるように、ガスタービンシステム１１の所定の動作モデルを利用するため、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、フィルタ（例えば、カルマンフィルタ）を含まなくてもよい。

第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、ＭＲＦＭＦモジュール１２２によって生成された、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪに基づいて、および／またはそれらを使用して、圧縮機１２の第２の質量流量１２８を算出することができる。非限定的な例では、調整された動作特性データ１０８_ＡＤＪは、圧縮機１２によって使用される流体２０に基づく、または流体２０の圧縮機入口温度の調整された値に対応し得る（図１を参照）。圧縮機入口温度の調整された値（例えば、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪ）、調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪ、およびガスタービンシステム１１の所定の動作モデルを使用して、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、圧縮機１２の第２の質量流量１２８を算出することができる。具体的には、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪと同一の条件下で動作するガスタービンシステム１１の所定の動作モデルに基づいて、圧縮機１２の第２の質量流量を算出することができる。ＭＲＦＭＦモジュール１２２で使用されるモデルと同様に、第２のＡＲＥＳモジュール１２６によって使用される所定の動作モデルは、ガスタービンシステム１１と同一のモデル（例えば、同一のビルドパラメータ、同一の圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントタイプなど）の理想的な、最適化された、抑制されていない、および／または「新しい清浄な」性能または動作に少なくとも部分的に基づき得る。そのため、第２の質量流量１２８の算出された値は、第１の質量流量１２４を推定するために使用されるものと同一の動作条件下での圧縮機１２の所望の質量流量を表すことができるため、第２の質量流量１２８は、算出されると、第２のＡＲＥＳモジュール１２６内の調整（例えば、カルマンフィルタ調整）に起因して変更または調整されなくてもよい。追加的または代替的に、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、第２の質量流量１２８を算出する際に、追加の調整された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪを利用することができる。例えば、第２のＡＲＥＳモジュール１２６は、第２の質量流量１２８を算出するときに燃料供給源２８（図１を参照）によって供給されるガスタービンシステム１１の調整された測定された燃料流量を使用することができる。

第１の質量流量１２４がＭＲＦＭＦモジュール１２２によって推定され、第２の質量流量が第２のＡＲＥＳモジュール１２６によって算出されると、それぞれの質量流量により、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２の質量流量損失１３０が判定され得る。つまり、質量流量損失１３０は、調整された測定された動作特性（複数可）データ１０８_ＡＤＪおよび調整された測定された周囲流体圧力データ１１０_ＡＤＪと同一の条件下で動作するガスタービンシステム１１の圧縮機１２の推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間でおよび／またはそれに基づいて判定され得る。図２に示す非限定的な例では、推定された第１の質量流量１２４は、算出された第２の質量流量１２８から差し引かれて、質量流量損失１３０を判定することができる。別の非限定的な例では、質量流量損失１３０は、圧縮機１２の推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間の損失のパーセンテージとして判定され得る。次に、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２の判定された質量流量損失１３０は、ガスタービンシステム１１の動作パラメータの調整を支援するための追加の処理のために、制御システム１０２の流量損失モジュール１３２に提供され得る。

図２には、質量流量損失１３０は、まず判定された後に、流量損失モジュール１３２に提供されるとして示されているが、流量損失モジュール１３２によって判定されるのであってもよい。つまり、また別の非限定的な例では、圧縮機１２の推定された第１の質量流量１２４および算出された第２の質量流量１２８の両方が、流量損失モジュール１３２に個別に提供されてもよく、流量損失モジュール１３２は、本明細書で論じられるように、推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間の質量流量損失１３０を判定するように構成され得る。

流量損失モジュール１３２は、圧縮機１２の判定された質量流量損失１３０を受信および／または取得し、判定された質量流量損失１３０を解析して、ガスタービンシステムの動作パラメータが調整され得るか否か、またどのように調整され得るかを判定することができる。より具体的には、流量損失モジュール１３２は、判定された質量流量損失１３０を解析することができ、動作効率および／または出力を改善するため、ならびに圧縮機１２内の付着のリスクを低減するために、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２の動作限界（ＯＬ）閾値をどのように調整するかに関する命令入力および／またはデータ１３４を提供するように構成され得る。圧縮機１２のＯＬ閾値の調整は、論じたように、推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間の質量流量損失１３０に基づくことができる。

図３を、図２を引き続き参照しながら参照すると、様々な閾値を含む圧縮機１２動作グラフが示されている。図３のグラフは、動作中にガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整するのを支援するための流量損失モジュール１３２の機能および／もしくは動作、ならびに／または流量損失モジュール１３２によって生成される命令１３４を説明するのをさらに支援し得る。図３に示すように、圧縮機１２の動作グラフまたは関係は、ガスタービンシステム１１の補正された流れ（Ｗｃ）によって表されるように（図１を参照）、圧縮機圧力比（ＣＰＲ）および圧縮機１２内の流体の流量に関して示されている。図３では、２つの別個の動作関係、すなわち、新しい清浄な動作圧縮機の動作関係１３６（例えば、実線）、および劣化した圧縮機の動作関係（例えば、長い破線）が表されている。劣化した関係１３８を後に形成する圧縮機１２の劣化は、圧縮機１２が特定の時間数の間動作したこと、検出または算出された部品またはコンポーネントの劣化（例えば、ブレード／ノズルの劣化またはクリープ）に基づく、およびガスタービンシステム１１の検出または算出された動作効率などの結果であり得る。加えて図３に示すように、圧縮機１２の新しい清浄な動作関係１３６および圧縮機１２の劣化した関係１３８はそれぞれ、サージ閾値１４０、１４２を含み得る。サージ閾値１４０、１４２は、センサ１０４、１０６によって検出されたガスタービンシステム１１の関係に基づいて、および／または動作特性（複数可）の下で、付着が発生し得る圧縮機１２の圧力比、例えば、流体の流れは、圧縮機内のブレード／ノズルから分離し、方向を反転する圧縮機１２の圧力比を表すことができる。非限定的な例では、圧縮機１２の新しい清浄な動作関係１３６および圧縮機１２の劣化した関係１３８のそれぞれのサージ閾値１４０、１４２は、制御システム１０２の質量流量損失モジュール１３２によって事前に判定、算出、および／または知ることができる（図２を参照）。

本明細書で論じられるように、質量流量損失モジュール１３２（図２を参照）は、圧縮機１２の判定された質量流量損失１３０に基づいて、動作中にガスタービンシステム１１の圧縮機１２のＯＬ閾値１４４を調整することができる。図３に示すように、また本明細書で論じられるように、ＯＬ閾値１４４は、ガスタービンシステム１１の動作中の圧縮機１２の動作圧力比の上限を表すことができる。加えて、ＯＬ閾値１４４は、センサ１０６によって検出されるガスタービンシステム１１の周囲流体圧力、ガスタービンシステム１１のシャフト３４の動作速度、ガスタービンシステム１１の動作時間、および圧縮機１２内の動作劣化などを含むがこれらに限定されない、ガスタービンシステム１１の動作特性（複数可）に少なくとも部分的に依存し得る。さらに、ＯＬ閾値１４４、およびＯＬ閾値１４４の調整は、推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間の質量流量損失１３０に依存し得る。つまり、流量損失モジュール１３２（図２を参照）は、判定された質量流量損失１３０を取得することができ、新しい清浄な動作関係１３６、劣化した関係１３８、および所定のサージ閾値１４０、１４２を考慮して、質量流量損失１３０を解析および／または比較して、圧縮機１２のＯＬ閾値１４４を調整すべきか否か、およびどのように調整すべきかを判定することができる。本明細書で論じられるように、流量損失モジュール１３２は、圧縮機１２のＯＬ閾値１４４がどのように調整されるかを判定するモデルベースの制御モジュール１２０に命令１３４を提供することができる。

非限定的な例では、流量損失モジュール１３２は、推定された第１の質量流量１２４と算出された第２の質量流量１２８との間の差分が最小である、所定の差分値未満である、および／または所定の範囲内もしくは未満であることを示す質量流量損失１３０を受信し得る。流量損失モジュール１３２は、質量流量損失１３０の最小値または所定の範囲内の値が、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２が可能な限り効率的にまたは所望の／最適な動作効率の近くで（例えば、実質的にモデル動作効率に等しい）動作しており、ひいては付着のリスクまたは可能性は実質的に低いと示し得ると判定し得る。これはまた、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２が長時間作動していないこと、および／またはガスタービンシステム１１内の理想的な、最適化された、および／または「新しい清浄な」圧縮機１２に非常に類似し得ることの指標となり得る。そのため、流量損失モジュール１３２は、質量流量損失１３０に基づいて、ＯＬ閾値１４４が増加され得る、および／またはＯＬ閾値１４４とサージ閾値１４０との間のマージンが減少され得ることを示す命令１３４をモデルベースの制御モジュール１２０に提供し得る。図３に示すように、ＯＬ閾値１４４Ａは、サージ閾値１４０の近くに配置され得る、および／またはＯＬ閾値１４４Ａとサージ閾値１４０とを分離するマージンが最小であり得る。このため、ガスタービンシステム１１、より具体的には圧縮機１２は流量損失が最小であると判定される場合、圧縮機１２は、ガスタービンシステム１１の付着を回避するが、動作効率および／または出力を増加した、サージ閾値１４０よりも低いＯＬ閾値１４４Ａで動作することができる。

しかしながら、圧縮機１２および／もしくはガスタービンシステム１１は時間とともに劣化するため、ならびに／または動作特性（複数可）データ１０８および／もしくは周囲流体圧力データ１１０は、ガスタービンシステム１１の効率を劣化または低下させるため、圧縮機１２の質量流量損失１３０は増加し得る。質量流量損失１３０が最小量を超え、所定の差分値を超え、および／または所定の範囲外もしくはそれを超えて増加すると、質量流量損失モジュール１３２は、ＯＬ閾値１４４をさらに調整することができる。圧縮機の劣化に起因して質量流量損失１３０が値において（そして時間とともに）増加していると判定したことに応じて、質量流量損失モジュール１３２は、質量流量損失１３０に基づいて、ＯＬ閾値１４４が減少され得る、および／またはＯＬ閾値１４４とサージ閾値１４０との間のマージンが増加され得ることを示す命令１３４をモデルベースの制御モジュール１２０に提供し得る。図３に示すように、質量流量損失モジュール１３２によって提供される命令１３４は、質量流量損失１３０が増加するにつれて、圧縮機１２がＯＬ閾値１４４Ｂ、１４４Ｃ、または１４４Ｄで動作する必要があることを示し得る。低減されたＯＬ閾値１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄは、本明細書で論じられるように、質量流量損失１３０の値に基づいて、質量流量損失モジュール１３２によって判定され得る。図３に示すように、低減されたＯＬ閾値１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄは、ＯＬ閾値１４４Ａと比較して、所定のサージ閾値１４０、１４２との間により大きなマージンを有し得る。ＯＬ閾値１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄで圧縮機１２を動作させることにより、劣化した圧縮機１２の動作圧力比に基づいて、付着のリスクを軽減および／または低減することができる。

本明細書で論じられるように、質量流量損失モジュール１３２によってモデルベースの制御モジュール１２０に提供される命令１３４は、質量流量損失１３０に基づく圧縮機１２の所望のＯＬ閾値１４４を示し得る。加えて、命令１３４は、圧縮機１２がＯＬ閾値１４４で確実に動作するように調整され得る圧縮機１２および／またはガスタービンシステム１１の動作パラメータに関連する入力および／または情報を提供し得る。例えば、流量損失モジュール１３２は、ガスタービンシステム１１のシャフト３４の回転速度を調整することによってＯＬ閾値１４４を調整するための命令１３４を提供することができ、シャフト３４の少なくとも一部は、圧縮機１２内に配置される、および／または圧縮機１２の一部である（図１を参照）。追加的または代替的に、流量損失モジュール１３２は、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２のＩＧＶ１８の位置を調整することによってＯＬ閾値１４４を調整するための命令１３４を提供することができる（図１を参照）。シャフト３４の回転速度を調整すること、および／またはＩＧＶ１８の位置を調整することは、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２によって導入および／または圧縮される流体２０の量を判定し得、これは次に、圧縮機１２の動作圧力比および／またはＯＬ閾値１４４に影響（例えば、増加、減少）し得る。

本明細書で論じられる非限定的な例では、質量流量損失１３０を判定することにより、例えば、ガスタービンシステム１１の開始時の寿命の間および／またはガスタービンシステム１１の動作条件が理想的もしくは最適であるときに、圧縮機１２がより高いＯＬ閾値１４４Ａで動作することが可能になり得る。これにより、ガスタービンシステム１１の電力出力が増加する。さらに、判定された質量流量損失１３０に基づいて圧縮機１２のＯＬ閾値１４４を動的に、連続的に、または断続的に調整することにより、圧縮機１２は、付着のリスクを依然として低減および／または排除しながら、改善された効率で動作することができる。つまり、質量流量損失１３０を判定することにより、制御システム１０２は、動作寿命にわたって様々なＯＬ閾値１４４で圧縮機１２を動作させて、ガスタービンシステムの動作効率および出力の両方を改善し、かつ圧縮機１２内の付着のリスクを低減または排除することができる。

図４は、ガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整する非限定的な例示的なプロセスを示すフローチャートを示している。これらのプロセスは、例えば、本明細書で説明するように、制御システム１０２（図１を参照）を備える少なくとも１つのコンピューティングデバイス１００によって実行され得る。他の場合には、これらのプロセスは、ガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整するコンピュータ実施方法にしたがって実行され得る。さらに他の実施形態では、これらのプロセスは、コンピューティングデバイス（複数可）１００上でコンピュータプログラムコードを実行し、コンピューティングデバイス（複数可）１００、特に制御システム１０２にガスタービンシステム１１の動作パラメータを調整させることによって実行され得る。

プロセスＰ１において、ガスタービンシステムの動作特性（複数可）が測定および／または算出され得る。より具体的には、ガスタービンシステムの動作特性（複数可）およびガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力が測定および／または算出され得る。動作特性（複数可）および周囲流体圧力は、ガスタービンシステムに隣接しておよび／またはガスタービンシステム内に配置されたセンサ（複数可）を使用して測定され得る。あるいは、ガスタービンシステムの動作特性（複数可）は、ガスタービンシステムに隣接しておよび／またはガスタービンシステム内に配置されたセンサによって取得された情報またはデータに基づいて算出され得る。測定／算出された動作特性（複数可）としては、ガスタービンシステムの圧縮機内で使用される流体に基づく圧縮機入口温度、排気管を流れる燃焼ガスの排気温度、ガスタービンシステムの周囲湿度もしくはガスタービンシステムを取り囲む周囲湿度、圧縮機排出温度（例えば、圧縮流体の温度）、圧縮機排出圧力（例えば、圧縮流体の圧力）、燃焼器に接続された燃料供給源によって供給されるガスタービンシステムの燃料流量、例えばガスタービンシステムの発電機の動作に基づくガスタービンシステムの電力出力、圧縮機の入口温度、圧縮機／ＩＧＶ内で生じる入口圧力降下、タービンコンポーネント内で生じる排気圧力降下、ＩＧＶの位置（例えば、角度または開放の度合い）、および入口抽出熱バルブ位置などが挙げられるが、これらに限定されない。

プロセスＰ２において、測定された／算出された動作特性（複数可）および周囲流体圧力が調整され得る。より具体的には、測定／算出された動作特性（複数可）および周囲流体圧力の値またはデータは、動作特性（複数可）および周囲流体圧力をそれぞれ測定するセンサの所定の測定の不確かさに基づいて調整され得る。ガスタービンシステム内で利用されるセンサの所定の不確かさは、動作および／または製造の変数に基づく感度および／またはデータ検出偏差を含み得る、またはそれらに関連し得る。測定された／算出された動作特性（複数可）および周囲流体圧力を調整することは、測定された動作特性（複数可）および測定された周囲流体圧力を使用してガスタービンシステムの動作原理を算出することをさらに含み得る。ガスタービンシステムの動作原理は、ガスタービンシステムの動作の詳細を推定する際に使用される任意の算出可能な熱力学的方程式、例えば、エネルギー保存の法則、および／または質量保存の法則などを含み得る。算出されると、ガスタービンシステムの動作原理は、ガスタービンの所定の動作原理と比較され得る。所定の動作原理は、測定された動作特性および測定された周囲流体圧力と同一の条件下で動作するガスタービンシステムの動作モデルに基づくことができる。加えて、ガスタービンシステムの動作モデルは、ガスタービンシステムと同一のモデル（例えば、同一のビルドパラメータ、同一の圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントタイプなど）の理想的な、最適化された、抑制されていない、および／または「新しい清浄な」の性能または動作に少なくとも部分的に基づき得る。最後に、測定／算出された動作特性（複数可）および周囲流体圧力を調整することは、ガスタービンシステム算出された動作原理がガスタービンシステムの所定の動作原理と実質的に等しくなるまで、センサ（複数可）の所定の測定の不確かさに基づいて測定された動作特性（複数可）および周囲流体圧力を調整することをさらに含み得る。

プロセスＰ３において、ガスタービンシステムの圧縮機の第１の質量流量が推定される。ガスタービンシステムの圧縮機の推定された第１の質量流量は、調整された測定された動作特性（複数可）および調整された測定された周囲流体圧力に基づくことができる。圧縮機１２の第１の質量流量は、本明細書で論じられるように、動作特性（複数可）データおよび周囲流体圧力データがセンサ１０４、１０６によって測定される時および／もしくは動作条件下、ならびに／または動作特性（複数可）データおよび周囲流体圧力データが調整される時および／もしくは動作条件下での推定された流量を表すことができる。加えて、また本明細書で論じられるように、第１の質量流量はまた、例えば、動作時間、および圧縮機の機構（例えば、ブレードおよびノズル）上に蓄積された不純物などに基づく圧縮機の「劣化した」質量流量を表し得る。

プロセスＰ４において、ガスタービンシステムの圧縮機の第２の質量流量が算出され得る。より具体的には、第２の質量流量は、調整された測定された動作特性および調整された測定された、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力に基づいて算出され得る。第２の質量流量を算出することは、調整された測定された動作特性（複数可）および調整された測定された周囲流体圧力と同一の条件下で動作するガスタービンシステムの所定の動作モデルに基づいて、圧縮機の第２の質量流量を算出することをさらに含み得る。非限定的な例では、ガスタービンシステムの所定の動作モデルは、プロセスＰ３で使用されるモデルと実質的に同様であり得る。第２の質量流量は、動作特性（複数可）データおよび周囲流体圧力データがセンサによって測定／算出される（例えば、プロセスＰ１）時および／または動作条件下での圧縮機の理想的で、最適化され、抑制されていない、望ましい、および／または「最良のシナリオ」の性能または動作を表すことができる。

プロセスＰ５において、ガスタービンシステムの圧縮機の質量流量損失が判定され得る。より具体的には、推定された第１の質量流量（例えば、プロセスＰ３）と算出された第２の質量流量（例えば、プロセスＰ４）との間の質量流量損失が判定され得る。非限定的な例では、推定された第１の質量流量が、算出された第２の質量流量から差し引かれて、質量流量損失が判定され得る。別の非限定的な例では、質量流量損失は、圧縮機の推定された第１の質量流量と算出された第２の質量流量との間の損失のパーセンテージとして判定され得る。

プロセスＰ６において、ガスタービンシステムの圧縮機の動作限界（ＯＬ）閾値が調整され得る。より具体的には、圧縮機のＯＬ閾値は、推定された第１の質量流量および算出された第２の質量流量によって判定される圧縮機の判定された質量流量損失に基づいて調整され得る。圧縮機のＯＬ閾値は、圧縮機の所定のサージ閾値よりも低くなり得る。非限定的な例では、ＯＬ閾値は、動作中の圧縮機の動作圧力比の上限を表すことができ、一方、所定のサージ閾値は、付着が発生し得る圧縮機の圧力比、例えば、流体の流れが圧縮機内のブレード／ノズルから分離し、方向を反転する圧縮機の圧力比を表すことができる。ＯＬ閾値および所定のサージ閾値のそれぞれは、ガスタービンシステムを取り囲む周囲流体圧力、ガスタービンシステムのシャフトの動作速度、ガスタービンシステムの動作時間、および圧縮機内の動作劣化などを含むがこれらに限定されない、ガスタービンシステムの動作特性（複数可）に少なくとも部分的に依存し得る。プロセスＰ６における圧縮機のＯＬ閾値を調整することは、ガスタービンシステムのシャフトの動作速度を調整すること、および／またはガスタービンシステムの圧縮機の入口ガイドベーンの位置（例えば、開放、閉鎖）を調整することをさらに含み得る。シャフトの動作速度を調整すること、および／または入口ガイドベーンの位置を調整することは、ガスタービンシステムの圧縮機によって導入および／または圧縮される流体の量を判定し得、これは次に、圧縮機の動作圧力比および／またはＯＬ閾値に影響し（例えば、これを増加、減少させ）得る。

このため、圧縮機のＯＬ閾値を調整することはまた、判定された質量流量損失に基づいて、圧縮機のＯＬ閾値と所定のサージ閾値との間のマージンを増加または減少させることを含み得る。非限定的な例では、ＯＬ閾値と所定のサージ閾値との間のマージンを減少させることができる、および／または、質量流量損失が最小であるおよび／または所定の範囲の間にあるとの判定に応じて、ＯＬ閾値がサージ閾値に近づけるが、間隔を空けたままにすることができる。流量損失モジュール１３２は、最小の質量流量損失が、ガスタービンシステムの圧縮機が可能な限り効率的にまたは所望の／最適な動作効率の近くで動作しているため、そして付着のリスクまたは可能性は実質的に低いことを示し得るため、マージンが減少され得る、および／またはＯＬ閾値が所定のサージ閾値に近づけられ得る。しかしながら、質量流量損失が増加する、および／または所定の範囲を超えて増加するにつれて、圧縮機のＯＬ閾値と所定のサージ閾値との間のマージンが増加し得る。つまり、判定された質量流量損失の増加は、圧縮機が可能な限り／所望のように効率的に動作していないことを示している可能性があり、したがって、付着のリスクが増加する可能性がある。したがって、圧縮機の動作圧力比に基づいて付着のリスクを軽減および／または減少させるために、ＯＬ閾値を減少させ得る、および／またはＯＬ閾値とサージ閾値との間のマージンを増加させ得る。この非限定的な例では、質量流量損失を判定することにより、例えば、ガスタービンシステムの開始時の寿命の間ならびに／またはガスタービンシステムの動作条件が理想的、最適、および／もしくは「新しい清浄なシステム」であってこれによりガスタービンシステムの電力出力が増加するときに、圧縮機がより高いＯＬ閾値で動作することが可能になり得る。

本明細書に図示および記載されるフローチャートにおいて、図示していない他のプロセスまたは動作を実行することもできることが理解されよう。プロセスの順序もまた様々な実施形態にしたがって再配置されてもよい。例えば、順次実行されるものとして示されているが、プロセスＰ３およびＰ４は同時に実行されてもよい。加えて、１つまたは複数の記載のプロセスの間に中間のプロセスを実行してもよい。さらに、本明細書で論じられるように、ガスタービンシステムの動作を改善するために、および／またはガスタービンシステムの動作パラメータを調整するのを支援するために、プロセスＰ１〜Ｐ６は、連続して順次実行され得る、および／またはプロセスＰ１は、他のプロセスの実行とは無関係に、連続的または断続的に実行され得る。本明細書に図示および記載されるプロセスのフローは、様々な実施形態に限定されるとみなすべきではない。

図５は、例示的な環境を示している。このために、環境は、ガスタービンシステム１１の動作を制御する、および／または動作パラメータを調整するために、本明細書に記載の様々なプロセスステップを実行することができるコンピューティングデバイス（複数可）１００を含む。特に、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、本開示のプロセスステップのうちの１つまたは複数を実行することによって、コンピューティングデバイス１００がガスタービンシステム１１の動作を制御する、および／または動作パラメータを調整することを可能にする制御システム１０２を含むとして示されている。

ストレージコンポーネント１４６、処理コンポーネント１４８、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント１５０、およびバス１５２を備えるコンピューティングデバイス（複数可）１００が示されている。さらに、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、ガスタービンシステム１１および／またはセンサ１０４、１０６と通信するように示されている。当技術分野で知られているように、一般に、処理コンポーネント１４８は、ストレージコンポーネント１４６または外部ストレージコンポーネント（図示せず）に記憶された制御システム１０２などのコンピュータプログラムコードを実行する。処理コンポーネント１４８は、コンピュータプログラムコードを実行している間に、制御システム１０２などのデータをストレージコンポーネント１４６および／またはＩ／Ｏコンポーネント１５０との間で読み出しおよび／または書き込むことができる。バス１５２は、コンピューティングデバイス（複数可）１００のコンポーネントのそれぞれの間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏコンポーネント１５０は、ユーザ（複数可）１５３がコンピューティングデバイス（複数可）１００と対話することを可能にする任意のデバイス、またはコンピューティングデバイス（複数可）１００が１つもしくは複数の他のコンピューティングデバイスと通信することを可能にする任意のデバイスを含むことができる。入力／出力デバイス（限定はしないが、キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含む）を、直接または介在するＩ／Ｏコントローラを通してシステムに結合することができる。

いずれにしても、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、ユーザ１５３がインストールしたコンピュータプログラムコードを実行することができる任意の汎用コンピューティング製品（例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、ハンドヘルドデバイスなど）を含むことができる。しかし、コンピューティングデバイス（複数可）１００および制御システム１０２は、本開示の様々なプロセスステップを実行することができる様々な可能な同等のコンピューティングデバイスのうちの代表的なものに過ぎないことが理解される。このために、他の実施形態では、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、特定の機能を実施するためのハードウェアおよび／またはコンピュータプログラムコードを含む任意の特定用途向けコンピューティング製品、特定用途向けおよび汎用のハードウェア／ソフトウェアの組み合わせを含む任意のコンピューティング製品などを備えてもよい。いずれの場合も、プログラムコードおよびハードウェアは、それぞれ標準的なプログラミング技術およびエンジニアリング技術を使用して作成することができる。

同様に、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、本開示を実施するための様々なタイプのコンピュータインフラストラクチャの例示に過ぎない。例えば、一実施形態では、コンピューティングデバイス（複数可）１００は、本開示の様々なプロセスステップを実施するために、ネットワーク、共有メモリなどの任意のタイプの有線および／または無線通信リンクを介して通信する２つ以上のコンピューティングデバイス（例えば、サーバクラスタ）を備える。通信リンクがネットワークを備えるとき、ネットワークは、１つまたは複数のタイプのネットワーク（例えば、インターネット、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、仮想プライベートネットワークなど）の任意の組み合わせを含むことができる。ネットワークアダプタもまた、介在するプライベートネットワークまたは公衆ネットワークを介して、データ処理システムが他のデータ処理システムまたはリモートプリンタもしくは記憶デバイスに結合することができるように、システムに結合することができる。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネットカードは、現在利用可能なタイプのネットワークアダプタのごく一部である。とにかく、コンピューティングデバイス間の通信は、様々なタイプの伝送技術の任意の組み合わせを利用することができる。

本明細書で上述および論じたように、制御システム１０２は、コンピューティングデバイス（複数可）１００がガスタービンシステム１１の動作を制御すること、および／または動作パラメータを調整することを可能にする。このために、制御システム１０２は、第１のＡＲＥＳモジュール１１２と、モデルベースの制御モジュール１２０と、測定調整および第１の質量流量（ＭＲＦＭＦ）モジュール１２２と、第２のＡＲＥＳモジュール１２６と、流量損失モジュール１３２と、測定／算出された動作特性（複数可）および周囲圧力データ１０８、１１０と、動作原理データ１５４と、所定の動作モデルデータ１５６とを含む様々なモジュールを含むとして示されている。これらのデータのそれぞれの動作について、本明細書でさらに説明する。しかし、図５に示す様々なデータのいくつかは、独立して実装され、組み合わされ、および／または、コンピューティングデバイス（複数可）１００に含まれる１つもしくは複数の別々のコンピューティングデバイスのためのメモリに格納され得ることが理解される。さらに、データおよび／または機能のいくつかは、実施されなくてもよく、あるいは追加のデータおよび／または機能がコンピューティングデバイス（複数可）１００の一部として含まれてもよいことを理解されたい。

図中のフローチャートおよびブロック図は、本開示の様々な実施形態による、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能性、および動作を示している。これに関連して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、またはコードの一部を表すことができ、それは、指定された論理機能（複数可）を実現するための１つまたは複数の実行可能命令を含む。いくつかの代替的な実施態様では、ブロックで説明した機能は図で説明した順序と異なる順序で行われてもよいことにも留意されたい。例えば、連続して示す２つのブロックが、実際に、実質的に同時に実行されてもよいし、またはそれらのブロックが含まれる機能性に応じて時には逆の順序で実行されてもよい。ブロック図および／もしくはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／もしくはフローチャート図中のブロックの組み合わせが、指定された機能もしくは動作を実施する専用のハードウェアベースのシステム、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実現することができることもまた留意されたい。

本明細書で説明するように、様々なシステムおよび構成要素は、データを「取得する」（例えば、動作特性（複数可）１０８を取得するなど）と記載される。対応するデータは、任意の解決策を使用して取得することができることが理解される。例えば、対応するシステム／コンポーネントは、データを生成し、かつ／またはデータを生成するために使用され、１つまたは複数のデータ記憶装置（例えば、データベース）からデータを取り出し、別のシステム／コンポーネントからデータを受信することなどができる。特定のシステム／コンポーネントによってデータが生成されないとき、図示のシステム／コンポーネントとは別に、データを生成してシステム／コンポーネントに提供する、および／またはシステム／コンポーネントによるアクセスのためにデータを記憶する、別のシステム／コンポーネントを実装することができることが理解される。

当業者によって理解されるように、本開示は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化されてもよい。したがって、本開示は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、または、本明細書において「回路」、「モジュール」、および／もしくは「システム」とすべて一般的に呼ぶことができるソフトウェアおよびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形式をとることができる。さらに、本開示は、媒体内に具現化されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有する表現の任意の有形な媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。

１つ以上のコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、例えば、これらに限定されないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または半導体システム、装置、デバイス、または伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非包括的リスト）には、１つ以上の配線を有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学ストレージデバイス、インターネットもしくはイントラネットなどをサポートする媒体などの伝送媒体、または磁気ストレージデバイスが含まれる。コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、プログラムを印刷した紙または別の適切な媒体でもよく、プログラムは、例えば、その紙または他の媒体の光学スキャンを介して電子的に取り込むことができ、その後、必要に応じて、適切な様式で編集、解釈、または処理することができ、その後、コンピュータメモリに格納することができることに留意されたい。本明細書の文脈では、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって、またはそれと併せて使用されるプログラムを包含、格納、通信、伝搬、または輸送することができる任意の媒体であってもよい。コンピュータ使用可能媒体は、ベースバンドにまたは搬送波の一部として具現化されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有する伝搬されたデータ信号を含んでもよい。コンピュータ使用可能プログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信することができる。

本開示の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されてもよい。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、独立したソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータで、部分的に遠隔コンピュータで、または完全に遠隔コンピュータもしくはサーバで実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、あるいは、外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを介して）接続されてもよい。

本開示は、本開示の実施形態による、方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して本明細書に記載されている。フローチャートおよび／またはブロック図の各ブロックならびにフローチャートおよび／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施することができることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を製造するために汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給されてもよく、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行されるこれらの命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するための手段をもたらす。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置に対して特定の様式で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に格納することもでき、これにより、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定される機能／動作を実施する命令手段を含む製品を製造する。

コンピュータまたは他のプログラム可能な装置で一連の動作ステップを実行させてコンピュータ実行処理を生成するために、コンピュータプログラム命令をコンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置にロードすることもでき、それにより、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定される機能／動作を実施するためのプロセスを提供する。

技術的効果は、動作効率および／または発電を改善するためにガスタービンシステムの動作パラメータを調整するためのシステムを提供することである。具体的には、システムは、ガスタービンシステムの圧縮機の質量流量損失に基づいて、ガスタービンシステムの動作限界閾値を動的に調整することができる。動作限界閾値を調整することにより、圧縮機の質量流量損失に基づいて、動作限界閾値と圧縮機のサージ閾値との間のマージンを増加または減少させ得る。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意の」または「任意に」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は特定され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。

添付の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することが意図されている。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図されていない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの修正および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の用途を最良に説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態の本開示を他の当業者が理解することができるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。

１０ システム
１１ ガスタービンシステム
１２ 圧縮機
１８ 入口ガイドベーン（ＩＧＶ）
２０ 周囲流体
２２ 圧縮流体
２４ 燃焼器
２６ 燃料
２８ 燃料供給源
３０ 燃焼ガス
３２ タービンコンポーネント
３４ シャフト
３６ 発電機
３８ 排気管
１００ コンピューティングデバイス
１０２ 制御システム
１０４、１０６ センサ
１０８ 動作特性データ
１０８_ＡＤＪ 調整された測定された動作特性データ
１１０ 周囲流体圧力データ
１１０_ＡＤＪ 調整された測定された周囲流体圧力データ
１１２ 第１のＡＲＥＳモジュール
１１８ 予測動作パラメータ
１２０ モデルベースの制御モジュール
１２２ 測定調整および第１の質量流量（ＭＲＦＭＦ）モジュール
１２４ 第１の質量流量
１２６ 第２のＡＲＥＳモジュール
１２８ 第２の質量流量
１３０ 質量流量損失
１３２ 流量損失モジュール
１３４ 命令
１３６ 新しい清浄な圧縮機の動作関係
１３８ 劣化した関係
１４０、１４２ サージ閾値
１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ 動作限界（ＯＬ）閾値
１４６ ストレージコンポーネント
１４８ 処理コンポーネント
１５０ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント
１５２ バス
１５３ ユーザ
１５４ 動作原理データ
１５６ 所定の動作モデルデータ

Claims (15)

1. 入口ガイドベーン（１８）を有する圧縮機（１２）を備えるガスタービンシステム（１１）と、
   前記ガスタービンシステム（１１）内に、または前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された少なくとも１つのセンサ（１０４）であって、前記少なくとも１つのセンサ（１０４）が前記ガスタービンシステム（１１）の動作特性を測定する、少なくとも１つのセンサ（１０４）と、
   前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力を測定するために前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された圧力センサ（１０６）
   と通信する少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）であって、
   前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）が、
   前記少なくとも１つのセンサ（１０４）および前記圧力センサ（１０６）の所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を調整することと、
   前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第１の質量流量（１２４）を推定することと、
   前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第２の質量流量（１２８）を算出することと、
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記推定された第１の質量流量（１２４）と前記算出された第２の質量流量（１２８）との間の質量流量損失（１３０）を判定することと、
   前記質量流量損失（１３０）に基づいて前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の動作限界（ＯＬ）閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を調整することであって、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）が前記圧縮機（１２）の所定のサージ閾値（１４０）よりも低い、ことと
   を含むプロセスを実行することによって前記ガスタービンシステム（１１）の動作パラメータを調整するように構成される、少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）
   を備える、システム（１０）。
2. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）が、
   前記ガスタービンシステム（１１）のシャフト（３４）の動作速度を調整することであって、前記シャフト（３４）の少なくとも一部が前記圧縮機（１２）内に配置される、こと、または
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記入口ガイドベーン（１８）の位置を調整すること
   のうちの少なくとも一方を含むプロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を調整するように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
3. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）が、
   前記判定された質量流量損失（１３０）に基づいて、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）と前記所定のサージ閾値（１４０）との間のマージンを増加または減少させること
   を含むプロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を調整するように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
4. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）が、
   前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を使用して、前記ガスタービンシステム（１１）の動作原理を算出することと、
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記算出された動作原理を前記ガスタービンシステム（１１）の所定の動作原理と比較することであって、前記ガスタービンシステム（１１）の動作モデルに基づく前記所定の動作原理が、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力と同一の条件下で動作する、ことと
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記算出された動作原理が前記ガスタービンシステム（１１）の前記所定の動作原理に実質的に等しくなるまで、前記少なくとも１つのセンサ（１０４）および前記圧力センサ（１０６）の前記所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を調整することと
   を含むプロセスを実行することによって、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を調整するように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
5. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）が、
   前記調整された測定された動作特性および前記調整された測定された周囲流体（２０）圧力と同一の条件下で動作する前記ガスタービンシステム（１１）の前記所定の動作モデルに基づいて、前記圧縮機（１２）の前記第２の質量流量（１２８）を算出すること
   を含むプロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記第２の質量流量（１２８）を算出するように構成される、請求項４に記載のシステム（１０）。
6. 前記少なくとも１つのセンサ（１０４）が、前記圧縮機（１２）に隣接してまたは前記圧縮機（１２）内に配置された温度センサ（１０４）を含み、前記動作特性が圧縮機（１２）入口温度を含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
7. 前記ガスタービンシステム（１１）の動作パラメータを調整するために前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）によって実行される前記プロセスが、
   前記圧縮機（１２）入口温度とは異なる少なくとも１つの別個の動作特性を測定することまたは算出することのうちの少なくとも一方であって、前記少なくとも１つの別個の動作特性が、
   前記ガスタービンシステム（１１）の排気温度、
   前記ガスタービンシステム（１１）の周囲湿度、
   圧縮機（１２）排出温度、
   圧縮機（１２）排出圧力、
   前記ガスタービンシステム（１１）の燃料（２６）流量、および
   前記ガスタービンシステム（１１）の電力出力
   からなる群から選択される、こと
   をさらに含む、請求項６に記載のシステム（１０）。
8. 少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）によって実行されると、
   ガスタービンシステム（１１）内に、または前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された少なくとも１つのセンサ（１０４）によって測定された動作特性を調整し、前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された圧力センサ（１０６）によって測定された周囲流体（２０）圧力を調整することであって、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力が、前記少なくとも１つのセンサ（１０４）および前記圧力センサ（１０６）の所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、調整される、ことと、
   前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第１の質量流量（１２４）を推定することと、
   前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第２の質量流量（１２８）を算出することと、
   前記ガスタービンシステムの前記圧縮機（１２）の前記推定された第１の質量流量（１２４）と前記算出された第２の質量流量（１２８）との間の質量流量損失（１３０）を判定することと、
   前記質量流量損失（１３０）に基づいて前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の動作限界（ＯＬ）閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を調整することであって、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）が前記圧縮機（１２）の所定のサージ閾値（１４０）よりも低い、ことと
   を含むプロセスを実行することによって、入口ガイドベーン（１８）を有する圧縮機（１２）を備えるガスタービンシステム（１１）の動作パラメータを前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１００）に調整させるプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
9. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を前記調整することが、
   前記判定された質量流量損失（１３０）に基づいて、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）と前記所定のサージ閾値（１４０）との間のマージンを増加または減少させること
   をさらに含む、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
10. 入口ガイドベーン（１８）を有する圧縮機（１２）を備えるガスタービンシステム（１１）の動作パラメータを調整するための方法であって、前記方法が、
    前記ガスタービンシステム（１１）内に、または前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された少なくとも１つのセンサ（１０４）によって測定された動作特性を調整し、前記ガスタービンシステム（１１）に隣接して配置された圧力センサ（１０６）によって測定された周囲流体（２０）圧力を調整することであって、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力が、前記少なくとも１つのセンサ（１０４）および前記圧力センサ（１０６）の所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、調整される、ことと、
    前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第１の質量流量（１２４）を推定することと、
    前記調整された測定された動作特性、および前記調整された測定された、前記ガスタービンシステム（１１）を取り囲む周囲流体（２０）圧力に基づいて、前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の第２の質量流量（１２８）を算出することと、
    前記ガスタービンシステムの前記圧縮機（１２）の前記推定された第１の質量流量（１２４）と前記算出された第２の質量流量（１２８）との間の質量流量損失（１３０）を判定することと、
    前記質量流量損失（１３０）に基づいて前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の動作限界（ＯＬ）閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を調整することであって、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）が前記圧縮機（１２）の所定のサージ閾値（１４０）よりも低い、ことと
    を含む、方法。
11. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を前記調整することが、
    前記ガスタービンシステム（１１）のシャフト（３４）の動作速度を調整することであって、前記シャフト（３４）の少なくとも一部が前記圧縮機（１２）内に配置される、こと、または
    前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記入口ガイドベーン（１８）の位置を調整すること
    のうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）を前記調整することが、
    前記判定された質量流量損失（１３０）に基づいて、前記圧縮機（１２）の前記ＯＬ閾値（１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ）と前記所定のサージ閾値（１４０）との間のマージンを増加または減少させること
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を前記調整することが、
    前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を使用して、前記ガスタービンシステム（１１）の動作原理を算出することと、
    前記ガスタービンシステム（１１）の前記算出された動作原理を前記ガスタービンシステム（１１）の所定の動作原理と比較することであって、前記ガスタービンシステム（１１）の動作モデルに基づく前記所定の動作原理が、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力と同一の条件下で動作する、ことと
    前記ガスタービンシステム（１１）の前記算出された動作原理が前記ガスタービンシステム（１１）の前記所定の動作原理に実質的に等しくなるまで、前記少なくとも１つのセンサ（１０４）および前記圧力センサ（１０６）の前記所定の測定の不確かさにそれぞれ基づいて、前記測定された動作特性および前記測定された周囲流体（２０）圧力を調整することと
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記圧縮機（１２）の前記第２の質量流量（１２８）を前記算出することが、
    前記調整された測定された動作特性および前記調整された測定された周囲流体（２０）圧力と同一の条件下で動作する前記ガスタービンシステム（１１）の前記所定の動作モデルに基づいて、前記圧縮機（１２）の前記第２の質量流量（１２８）を算出すること
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 圧縮機（１２）入口温度とは異なる少なくとも１つの別個の動作特性を測定することまたは算出することのうちの少なくとも一方であって、前記少なくとも１つの別個の動作特性が、
    前記ガスタービンシステム（１１）の排気温度、
    前記ガスタービンシステム（１１）の周囲湿度、
    圧縮機（１２）排出温度、
    圧縮機（１２）排出圧力、
    前記ガスタービンシステム（１１）の燃料（２６）流量、および
    前記ガスタービンシステム（１１）の電力出力
    からなる群から選択される、こと
    をさらに含み、
    前記少なくとも１つのセンサ（１０４）が、前記圧縮機（１２）に隣接してまたは前記圧縮機（１２）内に配置された温度センサ（１０４）を含み、前記動作特性が前記圧縮機（１２）入口温度を含む、請求項１０に記載の方法。

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