JP2021139363A - ガスタービンシステム内の熱安定性を検出するためのシステム、プログラム製品、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービンシステム内の熱安定性を検出するためのシステム、プログラム製品、および方法を提供する。【解決手段】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に隣接して配置された複数のセンサ１０６と通信するコンピューティングデバイス１００を備え得る。センサは、ガスタービンシステムの動作特性を測定し得る。コンピューティングデバイスは、複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力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、ガスタービンシステム内の熱安定性を検出するように構成され得る。算出された遅延出力は、測定された動作特性の算出された遅延と測定された動作特性自体との間の差分に基づき得る。算出された遅延出力はまた、測定された動作特性の時定数に基づき得る。コンピューティングデバイスはまた、算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値よりも低いときを判定し得る。【選択図】図１

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、ガスタービンシステム内の熱安定性を検出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、システムが所望の性能および／または最高の動作効率で動作していることを確保するために、動作パラメータが継続的に監視される。例えば、ガスタービンシステム内の様々な動作パラメータが測定および／または監視されて、ガスタービンシステムが所望の性能で動作しているか、および／または所望の／必要な量の電力出力を生成しているかを判定する。そのような動作パラメータとしては、ガスタービンシステムの様々な段階における流体の温度および／または圧力が挙げられる。従来のシステムでは、ガスタービンシステムの動作状態を判定または推定するために、動作パラメータが経時的に観察され得る。例えば、これらの動作パラメータを経時的に観察することができ、これにより、ガスタービンシステムのオペレータは、動作パラメータが一定のままである場合にはシステムが熱的に安定していると想定できる。ガスタービンシステムの熱安定性は、ガスタービンシステムを所望の効率で動作させる上で重要であり得、特に、例えば、システムが、定常状態の動作モデルにおける熱的に安定なシステムの動作パラメータに依拠および／またはこれを利用する場合に重要であり得る。これらの動作モデルは、電力出力、動作効率、排出量、および／または他の同様の特性を増加および／または改善するようにガスタービンシステムを調整するために動作パラメータを使用する。

しかしながら、従来のシステムでは、オペレータは、動作パラメータデータのみに基づいて、ガスタービンシステムの動作状態を不適切に想定する場合がある。例えば、オペレータは、追加のセンサによって検出された動作パラメータデータに変化がないこと、またはこれが最小限であることに基づいて、ガスタービンシステムのコンポーネントが十分に／完全にヒートソークされた、および／または動作温度に加熱されたと誤って結論付ける場合がある。つまり、ガスタービンシステムが熱的に安定しており、よってこれ以上動作の「始動」または「ランプアップ」段階では動作していない可能性があり、「定常状態」で動作しているはずであると不適切に判断される場合がある。この判断の結果として、システムが所望の電力出力を生成していることを確保するために、流量、燃焼温度、および／または燃料供給などの動作パラメータが増加され得る。しかしながら、ガスタービンシステムが熱的に安定していない、および／またはシステムのコンポーネントが完全にヒートソークされていない、時期尚早の「定常状態」動作への移行は、実際にはシステムの動作効率を低下させ得る、および／またはシステムのコンポーネントを望ましくない動作パラメータ（例えば、流体温度）に曝し得る。望ましくない動作パラメータに曝されることにより、例えば、ガスタービンシステムのコンポーネントへの損傷（例えば、クリープ）のリスクが増大し得る。

本開示の第１の態様は、ガスタービンシステムと、複数のセンサであって、複数のセンサのうちの少なくとも１つが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、複数のセンサのうちの各センサがガスタービンシステムの複数の動作特性のうちの１つを測定する、複数の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、複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力を算出することであって、算出された遅延出力が、ガスタービンシステムの測定された動作特性の算出された遅延と測定された動作特性との間の差分、および複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数に基づく、ことと、算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値よりも低いときを判定することであって、所定の閾値がガスタービンシステムの複数の測定された動作特性およびビルドパラメータのそれぞれに基づく、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内の熱安定性を検出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またはガスタービンシステムに隣接の少なくとも一方で配置された複数のセンサによって測定されたガスタービンシステムの複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力を算出することであって、算出された遅延出力が、ガスタービンシステムの測定された動作特性の算出された遅延と測定された動作特性との間の差分、および複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数に基づく、ことと、算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値よりも低いときを判定することであって、所定の閾値がガスタービンシステムの複数の測定された動作特性およびビルドパラメータのそれぞれに基づく、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内の熱安定性を少なくとも１つのコンピューティングデバイスに検出させる、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、ガスタービンシステム内の熱安定性を検出するための方法であって、本方法は、ガスタービンシステム内またはガスタービンシステムに隣接の少なくとも一方で配置された複数のセンサによって測定されたガスタービンシステムの複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力を算出することであって、算出された遅延出力が、ガスタービンシステムの測定された動作特性の算出された遅延と測定された動作特性との間の差分、および複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数に基づく、ことと、算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値よりも低いときを判定することであって、所定の閾値がガスタービンシステムの複数の測定された動作特性およびビルドパラメータのそれぞれに基づく、こととを含む、方法を提供する。

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、ガスタービンシステムの動作特性の遅延出力の安定性活性化関数グラフである。 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熱安定性を検出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熱安定性の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、ガスタービンシステム内の熱安定性を検出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４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、ならびに／またはガスタービンシステム１１内の熱安定性を検出するように、および／もしくは検出された熱安定性に基づいて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、ガスタービンシステム１１が熱的に安定したときを検出するため、および／またはガスタービンシステム１１の動作機構もしくはコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、十分にヒートソークされた）ときを判定するために、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、熱安定性システム１０２、制御システム１０４、および複数のセンサ１０６を備え得る。本明細書で論じられるように、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１内の熱安定性を検出するために使用され得る一方、制御システム１０４は、検出された熱安定性に基づい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の動作パラメータを制御／調整し得る。

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１０６を備え得る、および／または複数のセンサ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（複数可）１００に接続された少なくとも１つまたは複数のセンサ１０６（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）１０６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、複数のセンサ１０６のうちの１つは、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の入口に配置され得る。この非限定的な例では、このセンサ１０６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）１０６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、もしく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）１０６を備え得る。例えば、複数の別個のセンサ（複数可）１０６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）１０６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の熱安定性を検出するために明示的に使用され得る、ならびに／またはガスタービンシステム１１の様々なコンポーネントが動作温度に加熱されたとき、および／もしくは維持されたとき（例えば、ヒートソークされた）を判定するために使用され得る。動作特性としては、圧縮機１２から流れる圧縮流体２２の排出温度、排気管３８を流れる燃焼ガス３０の排気温度、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、ＩＧＶ１８の位置（例えば、角度または開放の度合い）、燃料供給源２８によって供給されるガスタービンの燃料のフィールドストローク基準または燃料流量、および燃料供給源２８によって供給されるガスタービンシステム１１の燃料流量などが挙げられるが、これらに限定されない。

７つのセンサ１０６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、特に熱安定性システム１０２および制御システム１０４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１０６を備え得ることを理解されたい。

非限定的な例では、センサ（複数可）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）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）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）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）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。さらに、ガスタービンシステム１１に示されているセンサ１０６は、ガスタービンシステム１１内に既に存在し、含まれてもよいことを理解されたい。そのため、本明細書で説明するように、ガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときをコンピューティングデバイス（複数可）１００が検出するために、ガスタービンシステム１１に新しいセンサを追加する必要はない場合もある。

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１００、より具体的にはコンピューティングデバイス１００の熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときを検出することができる。熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときを検出するため、および／またはガスタービンシステム１１の動作機構またはコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、十分にヒートソークされた）ときを判定するために、コンピューティングデバイス１００のセンサ１０６によって測定されるガスタービンシステム１１の動作特性（複数可）を利用し得る。ガスタービンシステム１１内の熱安定性を検出するために、熱安定性システム１０２は、測定された動作特性を一連の算出において利用することができる。１つの非限定的な例では、熱安定性システム１０２は、本明細書で論じられるように、単一の測定された動作特性に関連する、および／または対応する単一の遅延出力が測定された動作特性の所定の閾値よりも低いことに応じて、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であることを検出および／または判定することができる。別の非限定的な例では、また本明細書で論じられるように、熱安定性システム１０２は、各測定された動作特性に関連する、および／または対応する各および／またはすべての遅延出力が測定された動作特性の所定の閾値よりも低いことに応じて、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であることを検出および／または判定することができる。つまり、ガスタービンシステム１１の熱安定性は、複数の測定された動作特性のそれぞれに対応するすべての算出された遅延出力が所定の閾値よりも低くなった場合にのみ、熱安定性システム１０２によって検出され得る。

非限定的な例では、センサ１０６がガスタービンシステム１１の動作特性を検出、判定、取得、および／または測定すると、熱安定性システム１０２は、測定された動作特性を使用して、測定された動作特性のそれぞれの遅延または遅延関数を算出することができる（以下、「遅延」または「算出された遅延」）。算出された遅延は、ガスタービンシステム１１の複数の測定された動作特性およびビルドパラメータ（例えば、圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントのタイプ／サイズ／モデルなど）のそれぞれに基づき得る。例えば、ガスタービンシステム１１の複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延は、

に基づいて算出されてよく、ｔは、第１の時間であり、ｔ−１は、第１の時間ｔの前に発生する第２の時間であり、ＯＣ_ｌａｇ（ｔ）は、時間ｔにおける測定された動作特性の算出された遅延であり、ＯＣ_ｌａｇ（ｔ−１）は、時間ｔ−１における測定された動作特性の算出された遅延であり、ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}（ｔ−１）は、時間ｔ−１における測定された動作特性であり、Δｔは、第１の時間と第２の時間との間の差分であり、τ_ＯＣは、測定された動作特性の時定数であり得る。非限定的な例では、測定された動作特性の遅延を判定するための算出は、熱伝導材料内の温度を判定するまたは解くために使用される一次の非定常状態の熱伝達条件に少なくとも部分的に基づき得る。加えて、時定数（τ_ＯＣ）は、測定された動作特性に固有であり得る。例えば、圧縮機入口温度の時定数（例えば、τ_ＣＴＩＭ）は、ＩＧＶ１８の位置の時定数（例えば、τ_ＩＧＶＰ）とは異なり得る。さらに、時定数（例えば、τ_ＯＣ）は、ガスタービンシステム１１のビルドパラメータに固有であり得る。つまり、圧縮機入口温度の時定数（例えば、τ_ＣＴＩＭ）は、システムごとに異なり得る、および／またはガスタービンシステム１１の圧縮機１２からのビルドパラメータ（例えば、タイプ、サイズ、モデルなど）に依存し得る。そのため、ガスタービンシステム１１の圧縮機１２とは異なるタイプ／サイズ／モデルの圧縮機を有する別個のガスタービンシステムはまた、圧縮機入口温度の別個の時定数（例えば、τ_ＣＴＩＭ）を含み得る。

測定された動作特性のそれぞれの遅延（例えば、ＯＣ_ｌａｇ（ｔ））が算出されると、次いで熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延と測定された動作特性との間の差分を判定することができる。より具体的には、熱安定性システム１０２は、センサ１０６によって測定された動作特性のそれぞれと、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延との間の絶対差分を判定することができる。非限定的な例では、絶対差分または遅延差分は、
ΔＯＣ_ｌａｇ＝ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}−ＯＣ_ｌａｇ
に基づいてよく、ΔＯＣ_ｌａｇはこの絶対差分であり、ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}はセンサ１０６によって測定された動作特性のデータであり、ＯＣ_ｌａｇは測定された動作特性の算出された遅延であり得る。

絶対差分（例えば、ΔＯＣ_ｌａｇ）を算出した後、複数の測定された動作特性のそれぞれの最終的な遅延出力が判定され得る。より具体的には、熱安定性システム１０２は、コンピューティングデバイス（複数可）１００のセンサ１０６によって測定され得る複数の動作特性のそれぞれの遅延出力を判定または算出することができる。測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力は、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延と測定された動作特性のそれぞれの時定数との間の算出された／判定された絶対差分（例えば、ΔＯＣ_ｌａｇ）に基づき得る。つまり、遅延出力は、センサ１０６によって測定された動作特性のそれぞれと（例えば、ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}）、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）との間の差分、および複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数（例えば、τ_ＯＣ）に基づいて算出され得る。そのため、ガスタービンシステム（１１）の複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力が、

に基づいて算出されてよく、ＯＣ_ｌａｇは、算出された遅延出力であり、ΔＯＣ_ｌａｇは、判定された遅延差分であり、τ_ＯＣは、測定された動作特性の時定数であり得る。非限定的な例では、算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）は、測定された動作特性（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）のそれぞれの入力の一次導関数であり得る。

算出された出力を得ることにより、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときを検出することができる。より具体的には、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）を使用して、コンピューティングデバイス（複数可）１００の熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定したときを判定、検出、および／もしくは特定し得る、ならびに／またはガスタービンシステム１１の様々なコンポーネントが動作温度に加熱された、および／もしくは維持されている（例えば、ヒートソークされた）ときを判定し得る。非限定的な例では、熱安定性システム１０２は、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）を所定の閾値と比較することによって、ガスタービンシステム１１内の熱安定性を判定または検出することができる。所定の閾値は、センサ１０６によって測定される複数の測定された動作特性、およびガスタービンシステム１１のビルドパラメータ（例えば、圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントのタイプ／サイズ／モデルなど）のそれぞれに基づき得る。例えば、所定の閾値は、複数の測定された動作特性のそれぞれに固有であり得、ガスタービンシステム１１の動作モデルに基づいて、複数の測定された動作特性のそれぞれについて判定、定義、および／または算出され得る。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。つまり、動作モデルは、ガスタービンシステム１１の動作の理想的なシナリオをモデリングするためのガスタービンシステム１１のビルドパラメータと同一のビルドパラメータを含む。そのため、ガスタービンシステム１１の動作モデルは、センサ１０６によって測定された動作特性のそれぞれの所定の閾値を算出および／または生成するために使用され得る。ガスタービンシステム１１の動作モデルによって算出される動作特性のそれぞれの所定の閾値は、本明細書で論じられるように、ガスタービンシステム１１が熱的に安定していることを示す動作特性の値を提供し得る。

ガスタービンシステム１１の動作モデルに基づいて、熱安定性システム１０２によって算出された所定の閾値を使用して、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であるときを検出することができる。例えば、熱安定性システム１０２は、複数の測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）のそれぞれが対応する所定の閾値よりも低いときに判定、確認（ｖｅｒｉｆｉｅｄ）、および／または確認（ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ）され得る。すべての算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）が所定の閾値よりも低いと熱安定性システム１０２が判定した場合、ガスタービンシステム１１は熱的に安定であり得る。つまり、熱安定性システム１０２は、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力のそれぞれが対応する所定の閾値よりも低いことに応じて、ガスタービンシステム１１が熱的に安定である、および／またはガスタービンシステムのすべてのコンポーネントが、動作温度に加熱された（例えば、ヒートソークされた）ことを確認（ｖｅｒｉｆｙ）および／または確認（ｃｏｎｆｉｒｍ）することができる。

ガスタービンシステム１１が熱的に安定していることを判定、確認（ｖｅｒｉｆｙｉｎｇ）、および／または確認（ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ）する際に、ガスタービンシステム１１に対して追加のプロセスを実行することができる。例えば、算出された遅延出力のそれぞれが対応する所定の閾値よりも低く、最終的にガスタービンシステム１１が熱的に安定であると判定したことに応じて、ガスタービンシステム１１の動作条件および／またはパラメータが調整され得る。具体的には、コンピューティングデバイス（複数可）１００の制御システム１０４は、ガスタービンシステム１１の動作条件および／またはパラメータを調整して、例えば、ガスタービンシステム１１の電力出力を増加させることができる。非限定的な例では、制御システム１０４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の量を変更するためにシャフト３４の動作速度を調整すること、および／またはＩＧＶ１８の位置（例えば、動作条件）を調整することによって、ガスタービンシステム１１の電力出力を増加させるのを支援することができる。他の非限定的な例では、ガスタービンシステム１１が熱的に安定である、および／またはそこに含まれるコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、ヒートソークされた）と判定されると、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に対する追加の診断および／または動作監視プロセスを実行することができる。つまり、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であると判定されると、ガスタービンシステム１１の動作特性の追加の測定および／または算出は、ガスタービンシステム１１が熱的に不安定であるときに判定され得る測定／算出と比較して、正確および／または精密であり得ることを理解されたい。そのため、ガスタービンシステム１１のオペレータは、本明細書で論じられるように、システムの検出された熱安定性に基づいて、ガスタービンシステム１１の動作をより正確に監視することができる。

図２を、図１を引き続き参照しながら参照すると、コンピューティングデバイス（複数可）１００の熱安定性システム１０２（図１を参照）によって使用される安定性活性化関数グラフ１０８（以下、「グラフ１０８」）の非限定的な例が示されている。非限定的な例では、グラフ１０８は、熱安定性システム１０２が、複数の測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）を、算出された遅延出力が所定の閾値よりも低いと判定し、ひいてはガスタービンシステム１１（図１を参照）が熱的に安定しているときを検出するための絶対値（例えば、（０，１））に変換する非限定的な例を表し得る。非限定的な例では、所定の閾値１１０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が熱的に安定していることを示す動作特性の値を表し得る。具体的には、また本明細書で論じられるように、測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）が所定の閾値１１０よりも低い場合、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であることを示し得る、または検出し得る。

別の非限定的な例では、また図２に示すように、熱安定性システム１０２はまた、グラフ１０８の基準線１１８、１２０によって規定される範囲１１２を特定し得る。範囲１１２は、所定の閾値１１０よりも低い可能性があるが、ガスタービンシステム１１内の熱安定性を必ずしも確保および／または保証しない可能性がある、測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）の一部を規定し得る。つまり、範囲１１２は、所定の閾値１１０よりも低い可能性があるが、ガスタービンシステム１１が熱的に安定であることを必ずしも確保しない可能性がある、測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）を含み得る。範囲１１２のサイズおよび／または値は、測定された動作特性および／または動作特性を測定するために使用されたセンサ１０６に関連する情報に少なくとも部分的に依存し得る。例えば、範囲１１２は、センサ１０６の所定または既知の不確かさに少なくとも部分的に依存し得る。具体的には、センサ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およびコンピューティングデバイス（複数可）１００のオペレータまたはユーザは、測定された動作特性に関連するデータ値が、センサの既知の不確かさに基づいて歪められる可能性があることを理解し得る。ガスタービンシステム１１が熱的に安定していることを確保するために、熱安定性システム１０２は、センサ１０６の所定の不確かさを使用して、範囲１１２を確立することができる。非限定的な例では、測定された動作特性の算出された遅延出力（例えば、ＯＣ_ｌａｇ）が所定の閾値１１０よりも低く、かつ範囲１１２の外側にある場合、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定である、および／またはガスタービンシステム１１のコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、ヒートソークされた）ことを検出し得る。

図３は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定したときを検出するための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、熱安定性システム１０２および制御システム１０４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（図１を参照）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内の熱安定性を検出するための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、特に熱安定性システム１０２および制御システム１０４にガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときを検出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）が測定算出され得る。より具体的には、ガスタービンシステムの複数の動作特性は、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複数のセンサを使用して測定され得る。測定された動作特性としては、ガスタービンシステムの圧縮機に流れる流体の圧縮機入口温度、圧縮機から流れる圧縮流体の排出温度、ガスタービンシステムの排気管を流れる燃焼ガスの排気温度、例えば発電機（複数可）の動作に基づくガスタービンシステムの電力出力、ＩＧＶの位置（例えば、角度または開放の度合い）、燃料供給源によって供給されるガスタービンの燃料のフィールドストローク基準、および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、複数の測定された動作特性のそれぞれについて遅延が算出される。つまり、プロセスＰ１で測定された複数の動作特性のそれぞれについて、遅延または遅延関数が算出される。算出された遅延は、ガスタービンシステムの複数の測定された動作特性およびビルドパラメータ（例えば、圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントのタイプ／サイズ／モデルなど）のそれぞれに基づき得る。加えて、算出された遅延は、複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数に基づき得る。非限定的な例では、各測定された動作特性の遅延を判定するための算出は、熱伝導材料内の温度を判定するまたは解くために使用される一次の非定常状態の熱伝達条件に少なくとも部分的に基づき得る。時定数は、測定された動作特性に固有であり得る。つまり、複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延は、個々の測定された動作特性に固有の、および／または対応する時定数によって算出され得る。さらに、時定数は、ガスタービンシステムのビルドパラメータに固有であり得る。つまり、動作特性（例えば、圧縮機入口温度）の時定数は、システムごとに異なり得る、および／またはガスタービンシステムの圧縮機からのビルドパラメータ（例えば、タイプ、サイズ、モデルなど）に依存し得る。

プロセスＰ３において、遅延差分が判定され得る。より具体的には、ガスタービンシステムの測定された複数の動作特性のそれぞれの遅延差分が判定、算出、および／または特定され得る。遅延差分は、ガスタービンシステムの測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延（例えば、プロセスＰ２）と対応する測定された動作特性（例えば、プロセスＰ１）との間の差分を含み得る。非限定的な例では、判定された遅延差分は、測定された動作特性のそれぞれと、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延との間の絶対値の差分であり得る。

プロセスＰ４において、遅延出力が算出され得る。つまり、複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力が算出または判定され得る。測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力は、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延（例えば、プロセスＰ３）と測定された動作特性のそれぞれの時定数との間の算出された／判定された（絶対）差分に基づき得る。つまり、遅延出力は、センサによって測定された動作特性のそれぞれと、測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延との間の差分、および複数の動作特性のそれぞれの時定数に基づいて算出され得る。算出された遅延差分は、遅延出力を算出するために、対応する動作特性の時定数で除され得る。非限定的な例では、算出された遅延出力は、測定された動作特性（例えば、プロセスＰ２）のそれぞれの入力の一次導関数であり得る。

プロセスＰ５において、算出された遅延出力（例えば、プロセスＰ４）が所定の閾値よりも低いか否かが判定され得る。具体的には、各算出された遅延出力を所定の閾値と比較することによって、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力が対応する所定の閾値よりも低いか否かが判定され得る。所定の閾値は、プロセスＰ１においてセンサによって測定される複数の測定された動作特性、およびガスタービンシステムのビルドパラメータ（例えば、圧縮機／燃焼器／タービンコンポーネントのタイプ／サイズ／モデルなど）のそれぞれに基づき得る。例えば、所定の閾値は、複数の測定された動作特性のそれぞれに固有であり得、ガスタービンシステムの動作モデルに基づいて、複数の測定された動作特性のそれぞれについて判定、定義、および／または算出され得る。動作モデルは、ガスタービンシステムの動作の理想的なシナリオをモデリングするためのガスタービンシステムのビルドパラメータと同一のビルドパラメータを含む。そのため、ガスタービンシステムの動作モデルは、測定された動作特性のそれぞれの所定の閾値を算出および／または生成するために使用され得る。動作特性のそれぞれの所定の閾値は、本明細書で論じられるように、ガスタービンシステムが熱的に安定していることを示す動作特性の値を提供し得る。

複数の測定された動作特性のそれぞれおよび／またはそのうちの１つの算出された遅延が対応する所定の閾値よりも低くない（例えば、Ｐ５において「いいえ」）と判定したことに応じて、プロセスＰ１〜Ｐ５が繰り返され得る。つまり、複数の測定された動作特性のそれぞれおよび／またはそのうちの１つの算出された遅延が、対応する所定の閾値よりも低くない（例えば、Ｐ５において「いいえ」）と判定された場合、ガスタービンシステムが熱的に安定していると確認できず（例えば、プロセスＰ６）、ガスタービンシステムが熱的に安定していることが確認できるまで、プロセスＰ１〜Ｐ５が繰り返され得る。

しかしながら、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延が対応する所定の閾値よりも低い（例えば、Ｐ５において「はい」）と判定したことに応じて、プロセスＰ６において、ガスタービンシステムが熱的に安定していることが確認され得る。つまり、プロセスＰ６において、複数の測定された動作特性のそれぞれの算出された遅延出力のそれぞれが対応する所定の閾値よりも低いことに応じてガスタービンシステムが熱的に安定していることを確認（ｖｅｒｉｆｉｅｄ）または確認（ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ）することができる。ガスタービンシステムが熱的に安定していることを確認することはまた、ガスタービンシステムのすべてのコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、ヒートソークされた）ことを示し得る。

プロセスＰ６においてガスタービンシステムが熱的に安定していることを確認した後、熱的に安定なガスタービンシステムに対して追加のプロセスを実行することができる。例えば、算出された遅延出力のそれぞれが対応する所定の閾値よりも低いと判定し、最終的にガスタービンシステムが熱的に安定であると確認したことに応じて、プロセスＰ７においてガスタービンシステムの動作条件および／またはパラメータが調整され得る。具体的には、ガスタービンシステムの動作条件および／またはパラメータは、例えば、ガスタービンシステムの電力出力を増加させるように調整され得る。非限定的な例では、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変更するためにシステム内のシャフト３４の動作速度を調整すること、および／またはＩＧＶの位置（例えば、動作条件）を調整することによって、ガスタービンシステム１１の電力出力を増加させることができる。

他の非限定的な例では、ガスタービンシステムが熱的に安定である、および／またはそこに含まれるコンポーネントが動作温度に加熱された（例えば、ヒートソークされた）と確認されると（例えば、プロセスＰ６）、追加の診断および／または動作監視プロセスがガスタービンシステムに対して実行され得る。つまり、ガスタービンシステムが熱的に安定であると確認されると、ガスタービンシステムの動作特性の追加の測定および／または算出は、ガスタービンシステムが熱的に不安定であるとき（例えば、始動時）に判定され得る測定／算出と比較して、正確および／または精密であり得ることを理解されたい。そのため、ガスタービンシステムのオペレータは、ガスタービンシステムに対して追加の診断および／または動作監視プロセスを実行して、検出された熱安定性に基づいてシステムの動作をより正確に監視することができる。

加えて、図３に示すように、プロセスＰ１〜Ｐ６は、連続的におよび／または所定のサイクルで実行され得ることを理解されたい。プロセスＰ１〜Ｐ６は、ガスタービンシステムの熱安定性が動作中に常にまたは断続的に把握され得るように、連続的におよび／または所定のサイクルで実行され得る。そのため、算出された遅延出力が所定の閾値よりも低いと判定され（例えば、プロセスＰ５において「はい」）、ガスタービンシステムが熱的に安定していることが確認された場合（例えば、プロセスＰ６）でも、プロセスＰ１〜Ｐ６は、ガスタービンシステムが依然として熱的に安定している、および／または熱的に安定したままであることを確認し続けるために、その後、すなわち、直後または所定の期間の後のいずれかに再び実行され得る。

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Ｐ６およびＰ７は同時に実行されてもよい。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内の熱安定性を検出もしくは判定するのを支援するために、プロセスＰ１〜Ｐ７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４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内の熱安定性を検出するために、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内の熱安定性を検出し、ガスタービンシステム１１の動作を制御する、および／または動作条件を調整することを可能にする熱安定性システム１０２および制御システム１０４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）に記憶された熱安定性システム１０２および制御システム１０４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、熱安定性システム１０２および制御システム１０４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および熱安定性システム１０２／制御システム１０４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、熱安定性システム１０２は、ガスタービンシステム１１が熱的に安定しているときをコンピューティングデバイス（複数可）１００が検出することを可能にする一方、制御システム１０４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の動作を制御するおよび／または動作条件を調整することを可能にする。このために、熱安定性システム１０２および制御システム１０４のそれぞれが、測定された動作特性データ１５４、所定の閾値データ１５６、遅延、遅延差分、および遅延出力に関連する算出を含む遅延算出データ１５８、動作条件データ１６０、ならびに診断データ１６２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４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。

本明細書で論じられるように、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）を取得／測定するなど）として説明される。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、ガスタービンシステムが熱的に安定しているときを検出するためのシステム、プログラム製品、および方法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熱安定性を検出するためにガスタービンシステムの測定された動作特性を使用し得る、ならびに／またはガスタービンシステムの様々なコンポーネントが動作温度に加熱されたとき、および／もしくは維持されたとき（例えば、ヒートソークされた）を判定するために使用され得る。ガスタービンシステムがいつ熱的に安定しているときを判定できることにより、オペレータは、ガスタービンシステムの正確な性能情報を取得することができる、および／またはガスタービンシステムの効率を改善するために動作特性もしくはパラメータを調整する（例えば、電力出力を増加させる）ことができる。

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 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 熱安定性システム
１０４ 制御システム
１０６ センサ
１０８ グラフ
１１０ 所定の閾値
１１２ 範囲
１１８、１２０ 基準線
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 動作特性データ
１５６ 所定の閾値データ
１５８ 遅延算出データ
１６０ 動作条件データ
１６２ 診断データ

Claims (15)

1. ガスタービンシステム（１１）と、
   複数のセンサ（１０６）であって、前記複数のセンサ（１０６）のうちの少なくとも１つ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、前記複数のセンサ（１０６）の各センサ（１０６）が前記ガスタービンシステム（１１）の複数の動作特性のうちの１つを測定する、複数のセンサ（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、
   前記複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力を算出することであって、前記算出された遅延出力が、
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記測定された動作特性の算出された遅延と前記測定された動作特性との間の差分、および
   前記複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数
   に基づく、ことと、
   前記算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値（１１０）よりも低いときを判定することであって、前記所定の閾値（１１０）が前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性およびビルドパラメータのそれぞれに基づく、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）内の熱安定性を検出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. 前記ガスタービンシステム（１１）内の熱安定性を検出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、
   前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記算出された遅延出力のそれぞれが前記対応する所定の閾値（１１０）よりも低いことに応じて、前記ガスタービンシステム（１１）が熱的に安定していることを確認すること
   をさらに含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
3. 前記複数の測定された動作特性が、
   圧縮機（１２）入口温度、
   圧縮機（１２）排出温度、
   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）の電力出力、
   入口ガイドベーン位置、
   前記ガスタービンシステム（１１）の燃料（２６）のフィールドストローク基準、および
   前記ガスタービンシステム（１１）の燃料（２６）流量
   からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム（１０）
4. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記遅延が、
   

   

   に基づいて算出され、
   ｔは、第１の時間であり、
   ｔ−１は、前記第１の時間ｔの前に発生する第２の時間であり、
   ＯＣ_ｌａｇ（ｔ）は、時間ｔにおける前記測定された動作特性の前記算出された遅延であり、
   ＯＣ_ｌａｇ（ｔ−１）は、時間ｔ−１における前記測定された動作特性の前記算出された遅延であり、
   ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}（ｔ−１）は、時間ｔ−１における前記測定された動作特性であり、
   Δｔは、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差分であり、
   τ_ＯＣは、前記測定された動作特性の時定数である、請求項１に記載のシステム（１０）。
5. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記遅延出力が、
   

   

   に基づいて算出され、
   ＯＣ_ｌａｇは、前記算出された遅延出力であり、
   ΔＯＣ_ｌａｇは、前記判定された遅延差分であり、
   τ_ＯＣは、前記測定された動作特性の前記時定数である、請求項４に記載のシステム（１０）。
6. 前記ガスタービンシステム（１１）内の熱安定性を検出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、
   前記算出された遅延出力のそれぞれが前記対応する所定の閾値（１１０）よりも低いと判定したことに応じて、前記ガスタービンシステム（１１）の電力出力を増加させるように前記ガスタービンシステム（１１）の動作条件を調整すること
   をさらに含む、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）内の熱安定性を検出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、
   前記ガスタービンシステム（１１）の動作モデルに基づいて、前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記所定の閾値（１１０）を算出することであって、前記ガスタービンシステム（１１）の前記動作モデルが、前記ガスタービンシステム（１１）の前記ビルドパラメータと同一のビルドパラメータを含む、こと
   をさらに含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
8. 前記時定数が、前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性および前記ビルドパラメータのそれぞれに固有である、請求項１に記載のシステム（１０）。
9. ガスタービンシステム（１１）内の熱安定性を検出するための方法であって、前記方法は、
   前記ガスタービンシステム（１１）内または前記ガスタービンシステム（１１）に隣接の少なくとも一方で配置された複数のセンサ（１０６）によって測定された前記ガスタービンシステム（１１）の複数の測定された動作特性のそれぞれの遅延出力を算出することであって、前記算出された遅延出力が、
   前記ガスタービンシステム（１１）の前記測定された動作特性の算出された遅延と前記測定された動作特性との間の差分、および
   前記複数の測定された動作特性のそれぞれの時定数
   に基づく、ことと、
   前記算出された遅延出力のそれぞれが所定の閾値（１１０）よりも低いときを判定することであって、前記所定の閾値（１１０）が前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性およびビルドパラメータのそれぞれに基づく、ことと
   を含む、方法。
10. 前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記算出された遅延出力のそれぞれが前記対応する所定の閾値（１１０）よりも低いことに応じて、前記ガスタービンシステム（１１）が熱的に安定していることを確認すること
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記算出された遅延出力のそれぞれが前記対応する所定の閾値（１１０）よりも低いと判定したことに応じて、前記ガスタービンシステム（１１）の電力出力を増加させるように前記ガスタービンシステム（１１）の動作条件を調整すること
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記ガスタービンシステム（１１）の動作モデルに基づいて、前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記所定の閾値（１１０）を算出することであって、前記ガスタービンシステム（１１）の前記動作モデルが、前記ガスタービンシステム（１１）の前記ビルドパラメータと同一のビルドパラメータを含む、こと
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
13. 前記時定数が、前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性および前記ビルドパラメータのそれぞれに固有である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記遅延が、
    

    

    に基づいて算出され、
    ｔは、第１の時間であり、
    ｔ−１は、前記第１の時間ｔの前に発生する第２の時間であり、
    ＯＣ_ｌａｇ（ｔ）は、時間ｔにおける前記測定された動作特性の前記算出された遅延であり、
    ＯＣ_ｌａｇ（ｔ−１）は、時間ｔ−１における前記測定された動作特性の前記算出された遅延であり、
    ＯＣ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}（ｔ−１）は、時間ｔ−１における前記測定された動作特性であり、
    Δｔは、前記第１の時間と前記第２の時間との間の差分であり、
    τ_ＯＣは、前記測定された動作特性の前記時定数である、請求項９に記載の方法。
15. 前記ガスタービンシステム（１１）の前記複数の測定された動作特性のそれぞれの前記遅延出力が、
    

    

    に基づいて算出され、
    ＯＣ_ｌａｇは、前記算出された遅延出力であり、
    ΔＯＣ_ｌａｇは、前記判定された遅延差分であり、
    τ_ＯＣは、前記測定された動作特性の前記時定数である、請求項１４に記載の方法。

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