JP5542421B2 - Thermal power plant control apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、外部の電力系統から与えられる電力デマンドに従った電気出力を発生するための火力プラント制御装置および方法に関する。 The present invention relates to a thermal power plant control apparatus and method for generating an electrical output according to a power demand provided from an external power system.
一般に、火力プラント制御方法は、電力デマンド(指令値)に従った電気出力(MW出力)を発生するために、火力プラント内部の応答を考慮した構成となっている。具体的には、ドラム式ボイラとタービンから構成される通常の火力プラントでは、多くの場合、ボイラ圧力を設定する制御回路と、電気出力を設定する制御回路とが設置されており、これらの制御回路に従って各流量や各温度などが制御されている。 Generally, the thermal power plant control method has a configuration that takes into account the internal response of the thermal power plant in order to generate an electrical output (MW output) in accordance with an electric power demand (command value). Specifically, in a normal thermal power plant composed of a drum-type boiler and a turbine, in many cases, a control circuit for setting a boiler pressure and a control circuit for setting an electric output are installed. Each flow rate, each temperature, etc. are controlled according to the circuit.
近年の環境問題への関心の高まりから、電力系統には自然エネルギーをエネルギー源とする発電所が設置されるようになっているものの、風力や太陽光発電などでは、電気出力の調整が難しいことから、電力系統の安定性の向上が問題となっており、火力プラントの出力を急速に変化させる方法が検討されている。すなわち、風力や太陽光発電などの負荷変化を、火力プラントを用いて制御することによってバランスさせ、電力系統の安定化の向上を図ることが可能となる。 Due to increasing interest in environmental issues in recent years, power systems have been installed with power sources that use natural energy as an energy source. However, it is difficult to adjust the electrical output of wind power or solar power generation. Therefore, improvement of the stability of the electric power system has become a problem, and a method for rapidly changing the output of the thermal power plant is being studied. In other words, load changes such as wind power and solar power generation can be balanced by controlling using a thermal power plant, and stabilization of the power system can be improved.
従来から存在する技術としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。この技術では、電力デマンドの変動に応答して抽気流量を増減する手段を設け、この抽気流量の増減により電力デマンドの変動を吸収するようにした抽気復水タービンの制御装置を提案している。 As a conventional technique, there is one described in Patent Document 1, for example. This technology proposes a control apparatus for a bleed condensate turbine that is provided with means for increasing or decreasing the extraction flow rate in response to fluctuations in power demand and that absorbs fluctuations in power demand by increasing or decreasing the extraction flow rate.
ところで、特許文献1に記載された技術は、電力デマンドの数時間単位の変動(同文献の図3参照)を調整するように抽気流量を増減させているが、この抽気流量増減方法は、数分単位で変化する自然エネルギーにより電力系統の安定化を補償するように考慮されているものではない。 By the way, although the technique described in patent document 1 is increasing / decreasing the extraction flow so that the fluctuation | variation of several hours unit of electric power demand (refer FIG. 3 of the literature) is adjusted, this extraction flow increase / decrease method is several. It is not considered to compensate for the stabilization of the power system with natural energy that changes in minutes.
一方、従来の電力系統でも、夜間などの低負荷の場合に急激な負荷変化に対応した安定化制御を行う必要があり、特許文献2に記載された技術では、蒸気を貯留することで解決しようと試みている。具体的に、特許文献2に記載された技術では、夜間などの低負荷時にタービン抽気を用いてアキュームレータ(蒸気だまり)に蒸気を貯留し、必要に応じて抽気を遮断することにより発電に用いられる蒸気流量を増加させて、負荷を急激に増やす方法を開示している。しかしながら、上記のようにそれほど巨大なアキュームレータを設置することは、現実的ではなく、また実用化されていない。
On the other hand, even in a conventional power system, it is necessary to perform stabilization control corresponding to a sudden load change in the case of a low load such as at night. In the technique described in
そこで、従来では、給水加熱に用いられているタービン抽気を遮断または制御することで、火力プラントの電気出力を制御するための検討が行われている。特許文献3に記載された技術では、この抽気制御による電気出力の応答方法を開示している。
Therefore, in the past, studies have been made to control the electrical output of a thermal power plant by shutting off or controlling turbine bleed used for feed water heating. In the technique described in
しかしながら、上述した特許文献3に記載された技術では、単に抽気の制御により出力が変化する方法を開示しているだけであり、複雑に入り組んだ火力プラントの影響を考慮して実現するための制御方法については開示されていない。
However, the technique described in
本発明は、タービン抽気流量を制御することで、電気出力を急速に変化させることのできる火力プラント制御装置および方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the thermal plant control apparatus and method which can change an electrical output rapidly by controlling a turbine bleed flow rate.
上記目的を達成するために、本発明に係る火力プラント制御装置は、通常時の電気出力を制御する通常時電気出力制御手段と、抽気調整時に電気出力を制御する抽気調整時電気出力制御手段と、通常時のボイラ圧力を制御する通常時ボイラ圧力制御手段と、抽気調整時にボイラ圧力を制御する抽気調整時ボイラ圧力制御手段と、抽気調整指令信号の有無を判断する抽気調整判断手段と、前記抽気調整指令信号を得て前記通常時電気出力制御手段および前記通常時ボイラ圧力制御手段を前記抽気調整時電気出力制御手段および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段に切り替える切替手段と、前記切替手段により切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御手段と、前記切替手段により切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a thermal power plant control apparatus according to the present invention includes a normal-time electric output control means for controlling an electric output at normal time, and an extraction-adjustment-time electric output control means for controlling the electric output at the time of extraction adjustment. The normal boiler pressure control means for controlling the boiler pressure at the normal time, the boiler pressure control means at the time of extraction adjustment for controlling the boiler pressure at the time of the extraction adjustment, the extraction adjustment determination means for determining the presence or absence of the extraction adjustment command signal, A switching means for obtaining an extraction adjustment command signal and switching the normal-time electric output control means and the normal-time boiler pressure control means to the extraction-time electric output control means and the extraction-adjustment boiler pressure control means; and the switching means Switched electrical output set value signal from the electrical output control means during bleed adjustment and boiler pressure from the boiler pressure control means during bleed adjustment Turbine control means for obtaining a constant value signal to control the turbine, an electrical output set value signal from the electrical output control means at the time of extraction adjustment switched by the switching means, and a boiler pressure setting from the boiler pressure control means at the time of extraction adjustment Boiler control means for obtaining a value signal and controlling the boiler .
また、本発明に係る火力プラント制御装置は、電気出力を制御する電気出力制御手段と、ボイラ圧力を制御するボイラ圧力制御手段と、抽気調整の有無を判断する抽気調整判断手段と、前記抽気調整の有無の信号を得て前記電気出力および前記ボイラ圧力の制御パラメータを切り替える切替手段と、前記切替手段により前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御手段と、前記切替手段により前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御手段と、を有することを特徴とする。 The thermal power plant control device according to the present invention includes an electrical output control means for controlling electrical output, a boiler pressure control means for controlling boiler pressure, an extraction adjustment determination means for determining whether or not extraction adjustment is performed, and the extraction adjustment. Switching means for obtaining a signal indicating presence / absence of the electric power and a control parameter for switching the boiler pressure, an electric output set value signal from the electric output control means for which the control parameter has been switched by the switching means, and the boiler pressure Turbine control means for controlling a turbine by obtaining a boiler pressure set value signal from the control means, and an electric output set value signal from the electric output control means and the boiler pressure control means for which the control parameter is switched by the switching means. a boiler control unit for controlling the boiler to obtain a boiler pressure setting signal from, to have a And butterflies.
上記目的を達成するために、本発明に係る火力プラント制御方法は、抽気調整指令信号の有無を判断する抽気調整判断ステップと、前記抽気調整判断ステップで前記抽気調整指令信号を得た場合に、通常時の電気出力を制御する通常時電気出力制御手段および通常時のボイラ圧力を制御する通常時ボイラ圧力制御手段を抽気調整時に用いる抽気調整時電気出力制御手段および抽気調整時に用いる抽気調整時ボイラ圧力制御手段に切り替える切替ステップと、前記切替ステップにより切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御ステップと、前記切替ステップにより切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御ステップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the thermal power plant control method according to the present invention, when the extraction adjustment command signal obtained in the extraction adjustment determination step and the extraction adjustment determination step for determining the presence or absence of the extraction adjustment command signal, A normal-time electric output control means for controlling the normal-time electric output and a normal-time boiler pressure control means for controlling the normal-time boiler pressure are used for the extraction adjustment. A switching step for switching to the pressure control means, an electrical output set value signal from the electrical output control means for extraction adjustment switched by the switching step, and a boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means for extraction adjustment are obtained. A turbine control step for controlling the turbine, and the extraction adjustment electricity switched by the switching step. And having a boiler control step of controlling the boiler to obtain a boiler pressure setting signal from the electrical output set value signal and the bleed Adjustment Boiler pressure control means from the force control means.
また、本発明に係る火力プラント制御方法は、抽気調整指令信号の有無を判断する抽気調整判断ステップと、前記抽気調整判断ステップで前記抽気調整指令信号を得た場合に、電気出力を制御する電気出力制御手段およびボイラ圧力を制御するボイラ圧力制御手段のそれぞれの制御パラメータを切り替える切替ステップと、前記切替ステップにより前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御ステップと、前記切替ステップにより前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御ステップと、を有することを特徴とする。 Further, the thermal power plant control method according to the present invention includes an extraction adjustment determination step for determining presence / absence of an extraction adjustment command signal, and an electric power for controlling an electric output when the extraction adjustment command signal is obtained in the extraction adjustment determination step. A switching step for switching the control parameters of the output pressure control means and the boiler pressure control means for controlling the boiler pressure, an electrical output set value signal from the electrical output control means for which the control parameter has been switched by the switching step, and the boiler A turbine control step for controlling a turbine by obtaining a boiler pressure set value signal from the pressure control means, and an electric output set value signal from the electric output control means and the boiler pressure control from which the control parameters are switched by the switching step The boiler pressure set value signal from the means to control the boiler And having a boiler control step.
本発明によれば、タービン抽気流量を制御することで、電気出力を急速に変化させ、電力系統の安定化を図ることができる。 According to the present invention, by controlling the turbine bleed flow rate, it is possible to rapidly change the electrical output and stabilize the power system.
まず、図1に従って本発明の各実施形態を適用する火力プラントの基本的な構成を説明する。 First, a basic configuration of a thermal power plant to which each embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図1に示すように、ボイラ1は、ドラム式ボイラであり、節炭器2、過熱器3、およびスプレー配管4などを有している。ボイラ1への給水は、節炭器2で飽和温度からわずかに低い温度まで加熱され、ボイラ1のドラム1a中でさらに過熱されて蒸発する。また、節炭器2への給水は、復水器5から供給されて低圧給水加熱器6、脱気器7および高圧給水加熱器8を経て、低圧タービン9および高圧タービン10からの抽気で加熱される。
As shown in FIG. 1, the boiler 1 is a drum boiler, and includes a
一方、ボイラ1から出力される主蒸気は、過熱器3で過熱される。上記ボイラ蒸気温度は、スプレー配管4から噴出される水により制御される。主蒸気流量は、主蒸気弁11で制御されており、電力デマンドに応じて高圧タービン10に送られる。この高圧タービン10では、仕事をした後に、一部は抽気に送られ、残りは再加熱器12で再加熱される。その後は、低圧タービン9でさらに仕事をして復水器5で凝縮される。この凝縮した復水は、低圧給水加熱器6および高圧給水加熱器8により加熱され、再びボイラ1に送られる。なお、高圧タービン10および低圧タービン9で仕事をさせた際に発生する動力で発電機13を駆動している。
On the other hand, the main steam output from the boiler 1 is heated by the
ここで、抽気流量は、火力プラント全体で最も効率が良くなるように設計されている。抽気は低圧タービン9および高圧タービン10の途中段から抽出されるため、抽気以降は低圧タービン9および高圧タービン10の仕事に寄与しない。このため、低圧タービン9および高圧タービン10の入口蒸気流量や圧力が一定の場合に、抽気流量を増加させると電気出力が低下する。
Here, the extraction flow rate is designed to be most efficient in the entire thermal power plant. Since the extracted air is extracted from an intermediate stage of the low-pressure turbine 9 and the high-
逆に、タービン抽気を制御し、遮断または減少させると、低圧タービン9および高圧タービン10内で仕事をする蒸気量が増加するので、電気出力が増加する。このように、抽気流量を制御することで、電気出力を変化させることができる。
Conversely, when the turbine bleed is controlled and cut off or reduced, the amount of steam working in the low-pressure turbine 9 and the high-
以下、本発明に係る火力プラント制御装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, each embodiment of the thermal power plant control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図2は本発明に係る火力プラント制御装置の第1実施形態を示すブロック図である。図3は第1実施形態の抽気調整判断回路を示すブロック図である。なお、図2においては、切替信号を破線の矢印で示し、指令値などの制御信号を実線の矢印で示している。その他、図4、図5および図7についても同様とする。
(First embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a thermal power plant control apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram illustrating the extraction adjustment determination circuit of the first embodiment. In FIG. 2, the switching signal is indicated by a broken line arrow, and a control signal such as a command value is indicated by a solid line arrow. The same applies to FIG. 4, FIG. 5, and FIG.
前述したように、火力プラント制御装置は、所定の電気出力を発生させるために、火力プラント内部の応答を考慮した構成となっている。ドラム式ボイラとタービンから構成される通常の火力プラントでは、多くの場合、ボイラ1の圧力を設定する通常時ボイラ圧力制御手段としてのボイラ圧力制御回路15と、通常時に電気出力を設定する通常時電気出力制御手段としての電気出力制御回路16とが設置されており、これらの制御回路15,16に従って各流量や各温度などが制御されている。
As described above, the thermal power plant control device is configured in consideration of the internal response of the thermal power plant in order to generate a predetermined electrical output. In a normal thermal power plant composed of a drum-type boiler and a turbine, in many cases, a boiler
このボイラ圧力を設定するボイラ圧力制御回路15と、電気出力を設定する電気出力制御回路16は、プラント動作を模擬するように調整されている。しかしながら、抽気流量が変化するとプラントの動作が異なってくるため、従来のボイラ圧力を設定する制御回路、電気出力を設定する制御回路では、プラント全体を安定に制御することができない場合がある。
The boiler
そこで、本実施形態では、抽気調整時ボイラ圧力制御回路17と、抽気調整時電気出力制御回路18を別に設置している。すなわち、抽気調整時ボイラ圧力制御回路17および抽気調整時電気出力制御回路18は、それぞれボイラ圧力制御回路15および電気出力を設定する電気出力制御回路16と並列に接続されている。これらボイラ圧力制御回路15および電気出力を設定する電気出力制御回路16と、抽気調整時ボイラ圧力制御回路17および抽気調整時電気出力制御回路18は、切替手段としての4つのスイッチ19a〜19dにより切り替えられる。
Therefore, in the present embodiment, the bleed adjustment boiler
4つのスイッチ19a〜19dは、後述する抽気調整判断回路20からの切替信号により切り替えられる。抽気調整時ボイラ圧力制御回路17またはボイラ圧力制御回路15には、スイッチ19aを介して外部の電力系統からの電気出力指令値のアナログ信号が入力される。同様に、電気出力制御回路16または抽気調整時電気出力制御回路18には、スイッチ19cを介して外部の電力系統からの電気出力指令値のアナログ信号が入力される。
The four
一方、ボイラ圧力制御回路15または抽気調整時ボイラ圧力制御回路17からのボイラ圧力設定値信号は、スイッチ19bを経てタービン制御回路30およびボイラ制御回路31に出力される。また、電気出力制御回路16または抽気調整時電気出力制御回路18からの電気出力設定値信号は、スイッチ19dを経てタービン制御回路30およびボイラ制御回路31に出力される。ここで、タービン制御回路30は、電気出力や圧力などを制御し、またボイラ制御回路31は、蒸気温度や蒸気流量などを制御する。
On the other hand, the boiler pressure set value signal from the boiler
本実施形態では、通常発電所などの外部の電力系統から与えられる電気出力指令値信号に基づき、抽気調整判断回路20で抽気制御による出力調整の必要か不必要かの判断を行う。
In the present embodiment, based on an electrical output command value signal given from an external power system such as a normal power plant, the extraction
図3は第1実施形態の抽気調整判断回路を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating the extraction adjustment determination circuit of the first embodiment.
抽気調整判断回路20により抽気が必要と判断された場合には、抽気調整回路21で抽気設定値を計算し、その抽気量設定値信号を抽気制御回路22に出力する。この抽気制御回路22では、抽気量設定値信号に基づいて抽気制御を行う。
When the extraction
図3に示すように、抽気調整判断回路20は、電気出力指令値の変化率が一定以上(例えば、1分間に定格出力の10%など)の場合に抽気が必要と判断し、ディジタル信号「1」を出力する。電気出力指令値の変化率が一定未満で抽気が不要な場合は、ディジタル信号「0」を出力する。
As shown in FIG. 3, the bleed
具体的には、抽気調整判断回路20は、変化率抽出回路23と、閾値処理回路24とを備える。変化率抽出回路23は、電気出力指令値信号の値から変化率を抽出する。閾値処理回路24は、変化率抽出回路23により抽出された変化率と電気出力変化率閾値とを閾値処理する。
Specifically, the extraction
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図3に示すように、抽気調整判断回路20は、電気出力指令値信号を入力信号とする。変化率抽出回路23は、この電気出力指令値信号から変化率を抽出する。閾値処理回路24は、変化率抽出回路23により抽出した変化率と予め定めた電気出力変化率閾値とを閾値処理にて比較し、超えている場合はディジタル信号「1」を出力し、超えていない場合はディジタル信号「0」を出力する。
As illustrated in FIG. 3, the extraction
抽気調整判断回路20にて抽気が必要と判断され、抽気指令信号「1」として切替信号がスイッチ19a,19bに出力されると、スイッチ19a,19bは、ボイラ圧力制御回路15から抽気調整時ボイラ圧力制御回路17に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されているボイラ圧力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
When it is determined by the extraction
同様に、電気出力制御回路16についても、抽気が必要と判断され、抽気指令信号「1」として切替信号がスイッチ19c,19dに出力されると、スイッチ19c,19dは、電気出力制御回路16から抽気調整時電気出力制御回路18に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されている電気出力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
Similarly, regarding the electrical
このとき、抽気が必要と判断され、抽気指令信号「1」が出力されていると、抽気調整回路21で抽気量を計算して抽気制御回路22で制御を行う。
At this time, if it is determined that bleed is necessary and the bleed command signal “1” is output, the
このようにして得られた抽気量設定値、ボイラ圧力設定値、電気出力設定値の全てまたは一部を入力信号として、抽気制御回路22、タービン制御回路30、およびボイラ制御回路31が動作し、それぞれ抽気量、タービン、およびボイラが制御される。
The
以上説明した本実施形態によれば、タービン抽気流量を制御することにより、電気出力を急速に変化させ、電力系統の安定化を図ることができる。 According to this embodiment described above, by controlling the turbine bleed flow rate, it is possible to rapidly change the electric output and stabilize the power system.
なお、本実施形態では、ボイラ圧力制御回路15と電気出力制御回路16が完全に別個の回路である例として説明したが、ボイラ圧力制御回路15と電気出力制御回路16が互いの出力を参照するようにしてもよい。
In the present embodiment, the boiler
(第2実施形態)
図4は本発明に係る火力プラント制御装置の第2実施形態を示すブロック図である。なお、前記第1実施形態の構成と同一または対応する部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。その他の実施形態も同様とする。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the thermal power plant control apparatus according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the structure of the said 1st Embodiment, or the description is abbreviate | omitted. The same applies to other embodiments.
前記第1実施形態では、通常発電所などの外部の電力系統から与えられる電気出力指令値信号に基づき、抽気調整判断回路20で抽気制御による出力調整の必要か不必要かの判断を行っていたが、本実施形態では、図4に示すように、外部から直接抽気調整の有無の指定信号を得て、抽気調整を判断している。
In the first embodiment, based on an electrical output command value signal given from an external power system such as a normal power plant, the extraction
具体的には、抽気有無の抽気有無指定信号は、抽気調整の判断を火力プラントの外部で実施して本実施形態の火力プラント制御装置に送信し、その火力プラント制御装置は、この抽気有無指定信号「1」または「0」を受信する。ここで、抽気ありの場合は、ディジタル信号「1」を出力する一方、抽気なしの場合は、ディジタル信号「0」を出力する。 Specifically, the extraction presence / absence designation signal for the presence / absence of extraction is performed outside the thermal power plant and the determination of extraction adjustment is transmitted to the thermal power plant control device of the present embodiment. A signal “1” or “0” is received. Here, when there is bleed, the digital signal “1” is output, and when there is no bleed, the digital signal “0” is output.
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
上記抽気有無指定信号を受信したことで、スイッチ19a,19bは、ボイラ圧力制御回路15から抽気調整時ボイラ圧力制御回路17に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されているボイラ圧力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
By receiving the extraction presence / absence designation signal, the
同様に、電気出力制御回路16についても、上記抽気有無指定信号を受信したことで、スイッチ19c,19dは、電気出力制御回路16から抽気調整時電気出力制御回路18に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されている電気出力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
Similarly, the electrical
このようにして得られた抽気量設定値、ボイラ圧力設定値、電気出力設定値の全てまたは一部を入力信号として、抽気制御回路22、タービン制御回路30、およびボイラ制御回路31が動作し、それぞれ抽気量、タービン、およびボイラが制御される。
The
以上説明した本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様にタービン抽気流量を制御することにより、電気出力を急速に変化させ、電力系統の安定化を図ることができる。その他の構成および作用は、前記第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 According to the present embodiment described above, by controlling the turbine bleed flow rate as in the first embodiment, it is possible to rapidly change the electrical output and stabilize the power system. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
(第3実施形態)
図5は本発明に係る火力プラント制御装置の第3実施形態を示すブロック図である。図6は第3実施形態の抽気調整判断回路を示すブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the thermal power plant control apparatus according to the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing an extraction adjustment determination circuit according to the third embodiment.
本実施形態は、系統周波数を入力として抽気調整判断を行う実施形態である。図5および図6に示すように、抽気調整判断回路20は、系統周波数の変化率が一定以上(例えば5秒間に定格出力の1[Hz]以上など)の場合に抽気が必要と判断し、ディジタル信号「1」を出力する。系統周波数の変化率が一定未満で抽気が不要な場合は「0」を出力する。
The present embodiment is an embodiment in which the extraction adjustment determination is performed using the system frequency as an input. As shown in FIGS. 5 and 6, the bleed
具体的には、抽気調整判断回路20は、変化率抽出回路23と、閾値処理回路24とを備える。変化率抽出回路23は、系統周波数の変化率を抽出する。閾値処理回路24は、変化率抽出回路23により抽出した系統周波数の変化率と系統周波数変化率閾値とを閾値処理する。
Specifically, the extraction
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図6に示すように、抽気調整判断回路20は、系統周波数を入力信号とし、この系統周波数の変化率を変化率抽出回路23により抽出する。閾値処理回路24は、変化率抽出回路23により抽出した系統周波数の変化率と系統周波数変化率閾値とを閾値処理にて比較し、系統周波数の変化率が一定以上の場合はディジタル信号「1」を出力し、系統周波数の変化率が一定未満の場合はディジタル信号「0」を出力する。
As shown in FIG. 6, the extraction
抽気調整判断回路20にて抽気が必要と判断されると、ボイラ圧力制御回路15から抽気調整時ボイラ圧力制御回路17に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されているボイラ圧力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
When the bleed
同様に、電気出力制御回路16についても、抽気が必要と判断されると、電気出力制御回路16から抽気調整時電気出力制御回路18に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されている電気出力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
Similarly, when it is determined that extraction is necessary for the electrical
このとき、抽気が必要と判断され、抽気指令信号「1」が出力されていると、抽気調整回路21で抽気設定値を計算して抽気制御回路22で制御を行う。
At this time, if it is determined that the bleed is necessary and the bleed command signal “1” is output, the
以上説明した本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様にタービン抽気流量を制御することにより、電気出力を急速に変化させ、電力系統の安定化を図ることができる。その他の構成および作用は、前記第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 According to the present embodiment described above, by controlling the turbine bleed flow rate as in the first embodiment, it is possible to rapidly change the electrical output and stabilize the power system. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
(第4実施形態)
図7は本発明に係る火力プラント制御装置の第4実施形態を示すブロック図である。図8は第4実施形態の抽気調整判断回路を示すブロック図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment of the thermal power plant control apparatus according to the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing an extraction adjustment determination circuit according to the fourth embodiment.
本実施形態は、実際の電気出力値と外部からの電気出力指令値を入力信号として抽気調整の判断を行う実施形態である。図7および図8に示すように、抽気調整判断回路20は、実際の電気出力値と外部からの電気出力指令値の誤差の変化率が一定以上(例えば、30秒間に定格出力の30[MW]以上など)の場合に抽気が必要と判断し、ディジタル信号「1」を出力する。上記誤差の変化率が一定未満で抽気が不要な場合は、ディジタル信号「0」を出力する。
The present embodiment is an embodiment in which the bleed adjustment is determined using an actual electrical output value and an external electrical output command value as input signals. As shown in FIGS. 7 and 8, the bleed
具体的には、抽気調整判断回路20は、減算回路25と、変化率抽出回路23と、閾値処理回路24とを備える。減算回路25は、実際の電気出力値から外部からの電気出力指令値を減算する。変化率抽出回路23は、出力誤差の変化率を抽出する。閾値処理回路24は、変化率抽出回路23により抽出した出力誤差の変化率と出力誤差変化率閾値とを閾値処理する。
Specifically, the extraction
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図8に示すように、抽気調整判断回路20にて実際の電気出力値と外部からの電気出力指令値の誤差の変化率が一定以上の場合で、抽気が必要と判断されると、ボイラ圧力制御回路15から抽気調整時ボイラ圧力制御回路17に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されているボイラ圧力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
As shown in FIG. 8, when the extraction
同様に、電気出力制御回路16についても、抽気が必要と判断されると、電気出力制御回路16から抽気調整時電気出力制御回路18に切り替り、抽気が行われているプラント用に調整されている電気出力設定値信号がタービン制御装置30およびボイラ制御回路31に出力される。
Similarly, when it is determined that extraction is necessary for the electrical
このとき、抽気が必要と判断され、抽気指令信号「1」が出力されていると、抽気調整回路21で抽気設定値を計算して抽気制御回路22で制御を行う。
At this time, if it is determined that the bleed is necessary and the bleed command signal “1” is output, the
以上説明した本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様にタービン抽気流量を制御することにより、電気出力を急速に変化させ、電力系統の安定化を図ることができる。その他の構成および作用は、前記第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 According to the present embodiment described above, by controlling the turbine bleed flow rate as in the first embodiment, it is possible to rapidly change the electrical output and stabilize the power system. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
なお、第1から第4実施形態では、ボイラ圧力制御回路15および電気出力制御回路16がそれぞれ抽気調整時ボイラ圧力制御回路17および抽気調整時電気出力制御回路18に切り替わり、回路そのものが切り替る例について説明したが、電気出力指令値信号が入力されたらボイラ圧力制御回路15および電気出力制御回路16の中の制御調整パラメータが切り替るようにしてもかまわない。
In the first to fourth embodiments, the boiler
また、第1から第4実施形態では、スイッチ19a〜19dで回路を切り替えるようにしたが、全体または一部の回路をプログラムで組むことも可能であり、この場合には、スイッチ19a〜19dは、プログラム上の判断文(IF文などの切替手段)に置き換わることになる。
In the first to fourth embodiments, the circuits are switched by the
1…ボイラ
9…低圧タービン
10…高圧タービン
15…ボイラ圧力制御回路(通常時ボイラ圧力制御手段、ボイラ圧力制御手段)
16…電気出力制御回路(通常時電気出力制御手段、電気出力制御手段)
17…抽気調整時ボイラ圧力制御回路(抽気調整時ボイラ圧力制御手段)
18…抽気調整時電気出力制御回路(抽気調整時電気出力制御手段)
19a〜19d…スイッチ(切替手段)
20…抽気調整判断回路(抽気調整判断手段)
21…抽気調整回路
22…抽気制御回路
23…変化率抽出回路
24…閾値処理回路
25…減算回路
30…タービン制御回路(タービン制御手段)
31…ボイラ制御回路(ボイラ制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boiler 9 ...
16 ... Electric output control circuit (normal electric output control means, electric output control means)
17 ... Boiler pressure control circuit during bleed adjustment (Boiler pressure control means during bleed adjustment)
18 ... Electric output control circuit during bleed adjustment (electric output control means during bleed adjustment)
19a to 19d ... switch (switching means)
20 ... Extraction adjustment determination circuit (extraction adjustment determination means)
21 ...
31 ... Boiler control circuit (boiler control means)
Claims (8)
抽気調整時に電気出力を制御する抽気調整時電気出力制御手段と、
通常時のボイラ圧力を制御する通常時ボイラ圧力制御手段と、
抽気調整時にボイラ圧力を制御する抽気調整時ボイラ圧力制御手段と、
抽気調整指令信号の有無を判断する抽気調整判断手段と、
前記抽気調整指令信号を得て前記通常時電気出力制御手段および前記通常時ボイラ圧力制御手段を前記抽気調整時電気出力制御手段および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段に切り替える切替手段と、
前記切替手段により切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御手段と、
前記切替手段により切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御手段と、
を有することを特徴とする火力プラント制御装置。 Normal electric output control means for controlling the normal electric output;
An electrical output control means at the time of bleed adjustment for controlling the electrical output at the time of bleed adjustment;
Normal boiler pressure control means for controlling the normal boiler pressure;
Boiler pressure control means for controlling the boiler pressure during bleed adjustment,
Bleed adjustment determination means for determining the presence or absence of a bleed adjustment command signal;
Switching means for obtaining the bleed adjustment command signal and switching the normal-time electric output control means and the normal-time boiler pressure control means to the bleed-adjustment-time electric output control means and the bleed-adjustment-time boiler pressure control means;
Turbine control means for controlling the turbine by obtaining an electric output set value signal from the bleed adjustment electric output control means switched by the switching means and a boiler pressure set value signal from the bleed adjustment boiler pressure control means;
A boiler control means for controlling the boiler by obtaining an electric output set value signal from the bleed adjustment electric output control means switched by the switching means and a boiler pressure set value signal from the bleed adjustment boiler pressure control means;
A thermal power plant control device comprising:
ボイラ圧力を制御するボイラ圧力制御手段と、
抽気調整の有無を判断する抽気調整判断手段と、
前記抽気調整の有無の信号を得て前記電気出力および前記ボイラ圧力の制御パラメータを切り替える切替手段と、
前記切替手段により前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御手段と、
前記切替手段により前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御手段と、
を有することを特徴とする火力プラント制御装置。 Electrical output control means for controlling electrical output;
Boiler pressure control means for controlling the boiler pressure;
Bleed adjustment determination means for determining the presence or absence of bleed adjustment;
Switching means for obtaining a signal indicating the presence or absence of the bleed adjustment and switching the control parameter of the electrical output and the boiler pressure;
Turbine control means for controlling the turbine by obtaining an electrical output set value signal from the electrical output control means and the boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means, wherein the control parameter is switched by the switching means;
Boiler control means for controlling the boiler by obtaining an electric output set value signal from the electric output control means and the boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means in which the control parameter is switched by the switching means;
A thermal power plant control device comprising:
を特徴とする請求項1または2に記載の火力プラント制御装置。 The bleed adjustment determination means determines output adjustment by bleed control based on the rate of change of the electrical output command value;
The thermal power plant control device according to claim 1, wherein
を特徴とする請求項1または2に記載の火力プラント制御装置。 The bleed adjustment determination means performs an output adjustment determination by bleed control based on a designation signal for the presence or absence of bleed adjustment from the outside,
The thermal power plant control device according to claim 1, wherein
を特徴とする請求項1または2に記載の火力プラント制御装置。 The bleed adjustment determination means performs determination of output adjustment by bleed control based on the rate of change of the system frequency,
The thermal power plant control device according to claim 1, wherein
を特徴とする請求項1または2に記載の火力プラント制御装置。 The bleed adjustment determination means determines the output adjustment by the bleed control based on the change rate of the error between the actual electrical output value and the external electrical output command value.
The thermal power plant control device according to claim 1, wherein
前記抽気調整判断ステップで前記抽気調整指令信号を得た場合に、通常時の電気出力を制御する通常時電気出力制御手段および通常時のボイラ圧力を制御する通常時ボイラ圧力制御手段を抽気調整時に用いる抽気調整時電気出力制御手段および抽気調整時に用いる抽気調整時ボイラ圧力制御手段に切り替える切替ステップと、
前記切替ステップにより切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御ステップと、
前記切替ステップにより切り替えられた前記抽気調整時電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記抽気調整時ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御ステップと、
を有することを特徴とする火力プラント制御方法。 A bleed adjustment determination step for determining the presence or absence of a bleed adjustment command signal;
When the extraction adjustment command signal is obtained in the extraction adjustment determination step, the normal-time electric output control means for controlling the normal-time electric output and the normal-time boiler pressure control means for controlling the normal-time boiler pressure are set during the extraction adjustment. A switching step for switching to an electrical output control means for bleed adjustment used and a boiler pressure control means for bleed adjustment used during bleed adjustment;
A turbine control step of controlling a turbine by obtaining an electrical output set value signal from the electrical output control means at the time of extraction adjustment switched by the switching step and a boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means at the time of extraction adjustment;
A boiler control step of controlling a boiler by obtaining an electrical output set value signal from the electrical adjustment control unit at the time of extraction adjustment switched by the switching step and a boiler pressure set value signal from the boiler pressure control unit at the time of extraction adjustment;
The thermal power plant control method characterized by having.
前記抽気調整判断ステップで前記抽気調整指令信号を得た場合に、電気出力を制御する電気出力制御手段およびボイラ圧力を制御するボイラ圧力制御手段のそれぞれの制御パラメータを切り替える切替ステップと、
前記切替ステップにより前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てタービンを制御するタービン制御ステップと、
前記切替ステップにより前記制御パラメータが切り替えられた前記電気出力制御手段からの電気出力設定値信号および前記ボイラ圧力制御手段からのボイラ圧力設定値信号を得てボイラを制御するボイラ制御ステップと、
を有することを特徴とする火力プラント制御方法。 A bleed adjustment determination step for determining the presence or absence of a bleed adjustment command signal;
When the extraction adjustment command signal is obtained in the extraction adjustment determination step, a switching step of switching the control parameters of the electric output control means for controlling the electric output and the boiler pressure control means for controlling the boiler pressure,
A turbine control step for controlling the turbine by obtaining an electric output set value signal from the electric output control means and a boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means, the control parameters of which are switched by the switching step;
A boiler control step for controlling the boiler by obtaining an electric output set value signal from the electric output control means and a boiler pressure set value signal from the boiler pressure control means in which the control parameter is switched by the switching step;
The thermal power plant control method characterized by having.
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