JPH073189B2 - Gas turbine control device - Google Patents
Gas turbine control deviceInfo
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- JPH073189B2 JPH073189B2 JP24606085A JP24606085A JPH073189B2 JP H073189 B2 JPH073189 B2 JP H073189B2 JP 24606085 A JP24606085 A JP 24606085A JP 24606085 A JP24606085 A JP 24606085A JP H073189 B2 JPH073189 B2 JP H073189B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガスタービン制御装置、より詳細には、少なく
とも比例要素、積分要素、およびこの積分要素の出力を
トラッキングさせるトラッキング回路を有する制御系を
含む複数の制御系を並列的に設け、各制御系から出力さ
れる制御信号中の最小値のものを制御信号として、発電
機を連結したガスタービンを駆動するためのガスを発生
する燃焼器を制御するガスタービン制御装置に関するも
のである。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention includes a gas turbine controller, and more particularly, a control system having at least a proportional element, an integral element, and a tracking circuit for tracking the output of the integral element. Multiple control systems are installed in parallel, and the minimum value of the control signals output from each control system is used as the control signal to control the combustor that generates gas for driving the gas turbine connected to the generator. The present invention relates to a gas turbine controller.
周知のごとくガスタービン設備は、大気中から吸入した
空気を圧縮する圧縮機、混合気を燃焼して高温の燃焼ガ
スを生成する燃焼器、およびこの燃焼器からの燃焼ガス
により駆動される発電機連結のタービンを主要構成機器
として構成される。ガスタービン制御装置というのは、
結局は各構成要素の制御の集約であるが、上記各構成要
素はそれぞれ複雑な特性を有し、制御技術的に見て難か
しい制約対象である。As is well known, a gas turbine facility includes a compressor that compresses air taken in from the atmosphere, a combustor that combusts an air-fuel mixture to generate high-temperature combustion gas, and a generator that is driven by the combustion gas from this combustor. The connected turbine is the main component. The gas turbine controller is
After all, the control of each component is centralized, but each of the above-mentioned components has complicated characteristics and is a constraint subject that is difficult in terms of control technology.
例えば、タービンは流入するガスの温度をタービン翼金
属の許容しうる使用限界温度に非常に近い温度に設定し
て運転されるため、流入ガス温度の上昇をある値で制限
し、かつ、正確に温度を制御する必要がある。また、回
転速度の制御も昇速時とか、負荷運転時にも厳密に行う
場合がある。さらに、吹消える恐れのある燃焼器への供
給燃料流量は、起動の際の着火時とか、負荷遮断等によ
る燃料絞り動作時においては、最低燃料流量を確保しな
ければならない。For example, the turbine is operated by setting the temperature of the inflowing gas to a temperature very close to the allowable operating temperature limit of the turbine blade metal, so that the rise of the inflowing gas temperature is limited to a certain value and accurately. It is necessary to control the temperature. Further, the control of the rotation speed may be strictly performed even during acceleration or during load operation. Further, the flow rate of the fuel supplied to the combustor that may blow off must be kept at the minimum fuel flow rate at the time of ignition at the time of start-up or at the time of fuel throttle operation due to load shedding or the like.
以上のような種々の制御上の要求を満足するように、ガ
スタービン制御装置においては複数の制御系を並列的に
用い、それらの各々の燃料制御信号のうちの最小値の信
号を用いて燃焼器への燃料を制御する方式が一般的に用
いられている。In order to satisfy the various control requirements as described above, a plurality of control systems are used in parallel in the gas turbine control device, and combustion is performed by using the minimum value signal of the respective fuel control signals. The method of controlling the fuel to the vessel is commonly used.
このことを説明するために第３図を参照する。Reference will be made to FIG. 3 to explain this.
第３図はガスタービン制御装置の一般的な構成例を示す
ものである。制御対象であるガスタービン主機は、圧縮
機１、燃焼器２、タービン３、および発電機４から構成
されている。圧縮機１では大気から吸入された空気が圧
縮されて燃焼器２に送られ、この燃焼器２内で、燃料調
整弁５により制御され送られる燃料と混合されて燃焼
し、高温の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスはター
ビン３に入り、これを回転させて直結の発電機４を駆動
する。FIG. 3 shows a general configuration example of a gas turbine control device. The main gas turbine engine to be controlled is composed of a compressor 1, a combustor 2, a turbine 3, and a generator 4. In the compressor 1, the air sucked from the atmosphere is compressed and sent to the combustor 2. In the combustor 2, the fuel controlled by the fuel adjusting valve 5 is mixed with the fuel to be burned, and high-temperature combustion gas is generated. Is generated. This combustion gas enters the turbine 3 and rotates it to drive the generator 4 directly connected thereto.
燃焼制御弁５はガスタービン制御装置11により調節制御
される。ガスタービン制御装置11は、負荷制御系12、調
速制御系13、吹消防止用最小温度上昇制御系（以下、吹
消防止制御系という）14、排ガス温度制御系15等の制御
回路と、低値優先回路16を含んで構成されている。負荷
制御系12は、発電機出力検出器８からの信号を受け、目
標とする発電機出力となるような制御信号を出力する。
この制御信号は、調速制御系13での起動時の昇速制御ま
たは定格回転速度運転時での調速制御信号と共に加算器
17に入力され、加算器17からは燃料制御弁開度指令信号
ａが出力される。吹消防止制御系14は速度検出器７から
の速度信号を受け、速度上昇過程における最低燃料流量
確保のための燃料制御弁開度指令信号ｂを出力する。ま
た、排ガス温度制御系15はタービン排ガス温度検出器６
からの信号を入力し、温度上昇する際の制限制御のため
の燃料制御弁開度指令信号ｃを出力する。各燃料制御弁
開度指令信号a,b,cは低値優先回路16に入力され、それ
らの中の最小値が選択されて、制御装置11の燃料制御弁
開度指令信号ｄとして出力される。The combustion control valve 5 is regulated and controlled by the gas turbine control device 11. The gas turbine control device 11 includes a load control system 12, a speed control system 13, a minimum temperature rise control system for blowout prevention (hereinafter referred to as a blowout prevention control system) 14, an exhaust gas temperature control system 15, and other control circuits, and a low value. The priority circuit 16 is included. The load control system 12 receives a signal from the generator output detector 8 and outputs a control signal that provides a target generator output.
This control signal is added to the adder together with the speed increasing control at the time of start-up by the speed controlling control system 13 or the speed controlling control signal at the rated rotation speed operation.
The fuel control valve opening command signal a is output from the adder 17. The blowout prevention control system 14 receives the speed signal from the speed detector 7, and outputs a fuel control valve opening command signal b for ensuring the minimum fuel flow rate during the speed increasing process. Further, the exhaust gas temperature control system 15 includes a turbine exhaust gas temperature detector 6
To output a fuel control valve opening command signal c for limiting control when the temperature rises. Each fuel control valve opening command signal a, b, c is input to the low value priority circuit 16, the minimum value among them is selected and output as the fuel control valve opening command signal d of the control device 11. .
このように２種以上の制御系と並列的に使用する制御方
式により、速度設定信号に追従してガスタービンの回転
速度が上昇する過程で排ガス温度が高くなりすぎると排
ガス温度制御系15からの出力（開度指令信号ｃ）が減少
し、速度制御の開度指令信号ａよりも小さくなり、低値
優先回路16により排気温度制御系の開度指令信号ｃが選
択され、燃料が減る方向の制御が行なわれる。そのた
め、起動・負荷運転共に排ガス温度の設定値を超すこと
のない運転を行うことができる。このように常時３つの
制御系がそれぞれの制御目的に応じて演算制御をしてお
り、制御上の抑制の必要な信号が低値優先回路で選択さ
れることにより、安全なガスタービン制御を実現するこ
とができる。By the control method used in parallel with two or more control systems in this way, if the exhaust gas temperature becomes too high in the process of increasing the rotation speed of the gas turbine following the speed setting signal, the exhaust gas temperature control system 15 The output (opening command signal c) decreases, becomes smaller than the opening command signal a for speed control, and the low value priority circuit 16 selects the opening command signal c of the exhaust temperature control system to reduce the fuel consumption. Control is performed. Therefore, both start-up and load operation can be performed without exceeding the set value of the exhaust gas temperature. In this way, three control systems are always performing arithmetic control according to their control purposes, and signals that require control suppression are selected by the low-value priority circuit to realize safe gas turbine control. can do.
しかしながら、この制御装置のうち、排ガス温度制御系
15の図示していない制御回路に比例／積分要素を用いて
制御を行う場合、単一の制御ループでは所期の制御性能
を得ることが可能であるが、第３図に示すように複数の
制御系を並列的に用いる場合は、逆に次のような欠点を
生じる。すなわち、積分操作を行う要素は入力が零でな
い限り出力値は増加あるいは減少をし、したがって、制
御系からの出力も増加あるいは減少し続け、これにより
飽和点に達してしまうのがそれである。このような状態
のときに排ガス温度が設定値を超えても制御系からの出
力が減少してきて、燃料を絞るまでに時間がかかり、排
ガス温度は設定値を超えてしまう。However, among these control devices, the exhaust gas temperature control system
When performing control using proportional / integral elements in 15 control circuits (not shown), it is possible to obtain desired control performance with a single control loop, but as shown in FIG. On the contrary, when the control systems are used in parallel, the following drawbacks occur. That is, the output value of the element performing the integration operation increases or decreases unless the input is zero, and therefore the output from the control system also continues to increase or decrease, thereby reaching the saturation point. In such a state, even if the exhaust gas temperature exceeds the set value, the output from the control system decreases, it takes time to throttle the fuel, and the exhaust gas temperature exceeds the set value.
これらの欠点を除くため、積分操作を行う要素に以下に
述べるようなトラッキング回路を設けて制御特性の改善
を計ることが行われている。その方式を第４図により説
明する。In order to eliminate these drawbacks, it has been attempted to improve the control characteristics by providing a tracking circuit as described below as an element for performing the integration operation. The method will be described with reference to FIG.
第４図は排ガス温度制御系15にトラッキング回路29を組
込んだ状態を示すものである。本来の排ガス温度制御系
15は、温度制御設定器18と、その出力設定値ｆと温度検
出器６によって検出された実際の排ガス温度ｇとの差す
なわち温度偏差ΔＴを求める演算器19と、その出力側に
設けられた比例要素20と、その出力側に設けられた掛算
器21および積分要素2cと、比例要素22の出力と積分要素
24の出力ｈとの和を求めて前述の燃料制御弁開度指令信
号ｃとする加算器25とを備えている。掛算器21は比例要
素20の出力に、補正ゲイン設定器22からの補正ゲインを
掛算する演算器である。補正ゲイン設定器22は圧縮機１
の吐出圧力またはそれに相関関係をもって応動する信
号、たとえば回転速度や発電機出力信号などを参照信号
として与えることにより、起動時など、圧縮機吐出量圧
力が低い時には小さな値の補正ゲインを出力し、逆に全
負荷付近においては大きな値の補正ゲインを出力する一
種の関数発生器である。FIG. 4 shows a state in which the tracking circuit 29 is incorporated in the exhaust gas temperature control system 15. Original exhaust gas temperature control system
15 is provided on the output side of the temperature control setter 18, a calculator 19 for obtaining the difference between the output set value f and the actual exhaust gas temperature g detected by the temperature detector 6, that is, the temperature deviation ΔT. The proportional element 20, the multiplier 21 and the integral element 2c provided on the output side thereof, the output of the proportional element 22 and the integral element
And an adder 25 for obtaining the sum of the output h of 24 and the fuel control valve opening command signal c. The multiplier 21 is an arithmetic unit that multiplies the output of the proportional element 20 by the correction gain from the correction gain setting unit 22. The correction gain setter 22 is the compressor 1
The output pressure or a signal that responds to it in correlation with it, for example, by giving a rotational speed or a generator output signal as a reference signal, a small correction gain is output when the compressor discharge pressure is low, such as at start-up, On the contrary, it is a kind of function generator that outputs a large value of the correction gain near the full load.
トラッキング回路29は、低値優先回路16の出力に一定値
α1を加算する加算要素30と、その出力と積分要素24の
出力ｈとの差を得る減算器26と、その出力側に設けられ
た比例要素27と、減算器26の出力の正負すなわち減算器
26の両入力の大小関係に依存して積分要素24の出力が加
算要素30の出力よりも大きい時にリレー接点31を閉じる
ように作動するコンパレータ28と、掛算器21と積分要素
24との間に挿入され、リレー接点31を介して送出される
比例要素27の出力を掛算器21の出力に加算する加算器23
とから成っている。The tracking circuit 29 is provided on the output side of an addition element 30 for adding a constant value α 1 to the output of the low value priority circuit 16, a subtracter 26 for obtaining the difference between the output of the low value priority circuit 16 and the output h of the integration element 24. And the positive / negative of the output of the subtractor 26, that is, the subtractor
A comparator 28 that operates to close the relay contact 31 when the output of the integrating element 24 is larger than the output of the adding element 30 depending on the magnitude relationship between both inputs of 26, the multiplier 21, and the integrating element.
An adder 23 for inserting the output of the proportional element 27, which is inserted between the relay 24 and the output of the proportional element 27, into the output of the multiplier 21.
And consists of.
第４図において、比例要素27の比例定数をＫ、掛算器21
からの温度偏差信号をΔＴとすると、リレー接点31を閉
じた状態、すなわちトラッキング状態では、積分要素24
の出力は最終的に加算要素30の出力にΔT/Kを加えた値
となるように変化することは制御理論から明らかであ
る。したがってガスタービンおよび制御装置の名変数の
変化速度が十分に遅く、静的変化の重ね合わせと見なせ
る場合には、リレー接点31が閉じた状態では減算器26の
出力は常に−ΔT/Kであり、一方リレー接点31は減算器2
6の正／負によってそれぞれ開／閉と作動することから
排ガス温度が制限値よりも低い時にはトラッキング回路
29が生き、逆に制限値を超過すれば、トラッキング回路
29が系から外れることとなる。このような、トラッキン
グ回路を用いることにより、積分要素を有する制御系の
制御性を向上させることが可能となる。In FIG. 4, the proportional constant of the proportional element 27 is K, and the multiplier 21
Assuming that the temperature deviation signal from ΔT is ΔT, in the state where the relay contact 31 is closed, that is, in the tracking state, the integration element 24
It is clear from the control theory that the output of γ finally changes to a value obtained by adding ΔT / K to the output of the addition element 30. Therefore, if the rate of change of the nominal variables of the gas turbine and the control device is sufficiently slow and can be regarded as a superposition of static changes, the output of the subtractor 26 is always −ΔT / K when the relay contact 31 is closed. , While relay contact 31 is subtractor 2
Tracking circuit when exhaust gas temperature is lower than the limit value because it operates by opening / closing depending on positive / negative of 6 respectively.
If 29 is alive and conversely exceeds the limit, the tracking circuit
29 will be out of the system. By using such a tracking circuit, it becomes possible to improve the controllability of the control system having the integral element.
しかしながら、上記のような従来の排ガス温度制御系15
では、他の制御系からの燃料制御弁開度指令信号が低値
優先回路16で選択されている状態、すなわち排ガス温度
制御系15からの制御信号が低値優先回路16で非選択とな
っている状態においては、ガスタービン排気温度の変動
幅に対する不感帯の設定が一定値を加算する加算要素30
によるものだけであるため、ガスタービン圧縮機吐出流
量，圧力が高い状態と低い状態とを比較した場合、温度
の偏差に対するバルブ開度指令信号が変化してくる割合
分だけ、圧縮機吐出流量圧力の低い状態の方が制御性が
悪くなる。このトラッキング実施時における、タービン
定常状態において圧縮機吐出流量圧力が低い状態での加
算要素30の一定加算信号が小さい場合と大きい場合との
制御挙動を比較したものを第５図に示す。However, the conventional exhaust gas temperature control system 15 as described above
Then, the state in which the fuel control valve opening command signal from another control system is selected in the low value priority circuit 16, that is, the control signal from the exhaust gas temperature control system 15 is not selected in the low value priority circuit 16. In this state, the dead zone setting for the fluctuation range of the gas turbine exhaust temperature adds a constant value.
When the gas turbine compressor discharge flow rate and pressure are high and low, the compressor discharge flow rate pressure is changed by the ratio of the valve opening command signal to the temperature deviation. The controllability is worse in the low state of. FIG. 5 shows a comparison of the control behaviors when the constant addition signal of the addition element 30 is small and large when the compressor discharge flow rate pressure is low in the turbine steady state during the tracking operation.
第５図において、負荷制御系12からの出力信号ａが、低
値優先回路16で選択され、燃料弁開度を制御しているも
のとする。図には排ガス温度制御設定値ｆおよび排ガス
温度ｇも示されている。一般的にガスタービンは定常状
態において燃料流量が変化しない場合でも排ガス温度ｇ
はある周期で変動する。比例要素20の比例定数をP1、減
算機19の出力をΔＴ、補正ゲイン設定器22の出力をG1と
すると、比例分出力（第４図のｅ）はΔＴ・G1・P1で表
わされ、この値は加算器25の出力ｃと積分要素24の出力
ｈとの差分に相当する。加算要素30の一定加算値α1が
零に近い値での状態量の変化において排ガス温度ｇが温
度設定値ｆを中心としてその上下に微少変化した場合、
T1−T2−T3の時間推移での燃料制御信号ｃは図示のごと
く減少過程にあるが、出力信号ａよりは大であるため、
低値優先回路16からの選択信号は信号ａであり、T3−T4
時間では部分的にΔＴ・G1・P1＋ｈ＜ａとなるため、そ
の領域では温度制御系15の出力信号ｃが選択される。温
度制御系15の信号が選択されたことによる燃料制御弁５
の絞り量は微少であっても、外乱による排ガス温度の低
下量または要求負荷の微少変化時、ガスタービンに与え
る影響は大きくなる。これは、一概に不感帯の幅を決め
る加算要素30での一定加算値α1の大きさによって定常
時の制御性を決定しているということを示すものであ
る。In FIG. 5, it is assumed that the output signal a from the load control system 12 is selected by the low value priority circuit 16 to control the fuel valve opening. The exhaust gas temperature control set value f and the exhaust gas temperature g are also shown in the figure. Generally, in a gas turbine, even if the fuel flow rate does not change in a steady state, the exhaust gas temperature g
Fluctuates in a certain cycle. If the proportional constant of the proportional element 20 is P 1 , the output of the subtractor 19 is ΔT, and the output of the correction gain setter 22 is G 1 , the proportional output (e in FIG. 4) is ΔT · G 1 · P 1 . This value is represented by the difference between the output c of the adder 25 and the output h of the integrating element 24. When the exhaust gas temperature g slightly changes above and below the temperature set value f in the change of the state quantity when the constant addition value α 1 of the addition element 30 is close to zero,
Although the fuel control signal c in the time transition of T 1 -T 2 -T 3 is in the decreasing process as shown in the figure, it is larger than the output signal a,
The selection signal from the low value priority circuit 16 is the signal a, and T 3 −T 4
Since ΔT · G 1 · P 1 + h <a is partially satisfied in time, the output signal c of the temperature control system 15 is selected in that region. Fuel control valve 5 due to selection of signal from temperature control system 15
Even if the throttling amount is small, the influence on the gas turbine becomes large when the amount of decrease in the exhaust gas temperature due to disturbance or the required load changes slightly. This indicates that the controllability in the steady state is determined by the magnitude of the constant addition value α 1 in the addition element 30 that generally determines the width of the dead zone.
そこで、第５図に示すように、加算要素30での一定加算
値α1を排ガス温度の微少変化によっても排ガス制御系1
5が選択されないだけの値をα2とし、排ガス温度の最大
許容変化幅をＤとした場合にα2を Ｄ・G1・P1＋ｈ＜α2 ……（１） と設定することにより、制御性がより向上される。すな
わち第５図の排気ガス温度設定値ｆに対して、実際の排
ガス温度ｇが図示のごとく変化したとしても、排ガス制
御系15の出力ｃは第５図に示すように変化するため、速
度負荷制御系の出力ａが外乱を与えることは無くなる。Therefore, as shown in FIG. 5, the constant addition value α 1 in the addition element 30 is set to the exhaust gas control system 1 even if the exhaust gas temperature slightly changes.
When α 2 is a value that does not select 5 and D is the maximum allowable change range of exhaust gas temperature, α 2 is set to D · G 1 · P 1 + h <α 2 (1) The controllability is further improved. That is, even if the actual exhaust gas temperature g changes with respect to the exhaust gas temperature set value f shown in FIG. 5, the output c of the exhaust gas control system 15 changes as shown in FIG. The output a of the control system does not give a disturbance.
しかし不感帯となる一定値加算要素30に与える信号α2
を前記（１）式に従いガスタービンのどの運転点で設定
するかにより制御性が大きく変わってしまう。ある運転
点における燃料流量をGfとし、増加させる燃料投入量、
すなわち、燃料投入変化量をΔGfとする。先に述べたよ
うに圧縮機１の吐出流量圧力（＝燃焼器２の吸込流量圧
力）が低い運転状態（例えば、起動時から無負荷定格回
転数までの運転状態）と高い運転状態（例えば、全負荷
付近）とで、各々の運転状態における燃料投入量に対
し、ある微少の燃料ΔGfを同じ量だけそれぞれ増した場
合、空気流量の低い運転状態の方が高い運転状態に比べ
排気温度の変化幅ΔＴは大きい。そのため、第４図およ
び第５図に例示したように圧縮機流量，圧力の低いとこ
ろで一定値加算要素30の信号α2を設定すると、圧縮機
吐出流量圧力が高い状態ではα2が不感帯の値としては
大きすぎてしまうという不具合が生じてしまう。However, the signal α 2 given to the constant value addition element 30 which becomes the dead zone
The controllability greatly changes depending on which operating point of the gas turbine is set according to the above equation (1). The fuel flow at a certain operating point and G f, the fuel is increased dosages,
That is, the fuel injection change amount is set to ΔG f . As described above, the discharge flow rate pressure of the compressor 1 (= the suction flow rate pressure of the combustor 2) is low (for example, the operation state from startup to the no-load rated speed) and high (for example, (Around full load), when a certain small amount of fuel ΔG f is increased by the same amount with respect to the fuel input amount in each operating state, the exhaust temperature of the operating state with a low air flow rate is higher than that of the operating state with a high air flow rate. The change width ΔT is large. Therefore, if the signal α 2 of the constant value addition element 30 is set at a low compressor flow rate and pressure as illustrated in FIGS. 4 and 5, α 2 is a dead zone value when the compressor discharge flow rate is high. As a result, there is a problem that it is too large.
本発明は以上の事情を考慮してなされたもので、ガスタ
ービンの起動から全負荷までの全運転域で、排ガス温度
などの制御対象の設定値に対する偏差幅を抑制し、より
良好な制御を実現し得るガスタービン制御装置を提供す
ることを目的とするものである。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and suppresses the deviation width with respect to the set value of the control target such as the exhaust gas temperature in the entire operating range from the start of the gas turbine to the full load, thereby achieving better control. An object of the present invention is to provide a gas turbine control device that can be realized.
上記目的を達成するために本発明は、冒頭に述べたガス
タービン制御装置において、主制御系に含まれる比例要
素の比例定数をガスタービンの状態量に応じて変更する
手段と、前記ガスタービンの状態量に応じて前記トラッ
キング回路の不感帯幅を連続的に変化させる手段とを設
けたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention is, in the gas turbine control device described at the beginning, means for changing the proportional constant of the proportional element included in the main control system according to the state quantity of the gas turbine, and the gas turbine A means for continuously changing the dead band width of the tracking circuit according to the state quantity is provided.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例を示すものであり、第２図も
しくは第３図に示す装置と同一もしくは対応する構成部
材には同一符号を付し、その説明を省略する。第１図の
装置が第３図の装置と相違する点は、トラッキング回路
29の代りに新たな構成のトラッキング回路40を用いたこ
とにある。トラッキング回路40は、減算器41,45,47、加
算器42,43、下限リミット設定器48、ダイオード等の片
特性要素44,46、および比例要素49から成っている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The same or corresponding components as those of the apparatus shown in FIG. 2 or 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The device of FIG. 1 differs from the device of FIG. 3 in that the tracking circuit is
A new configuration of the tracking circuit 40 is used instead of 29. The tracking circuit 40 includes subtractors 41, 45 and 47, adders 42 and 43, a lower limit limiter 48, one-side characteristic elements 44 and 46 such as diodes, and a proportional element 49.
加算器43には、低値優先回路16の出力信号ｄと、補正ゲ
イン設定器22の出力を比例要素49によりその係数倍した
値とが入力され、その和は減算器45に一方の入力（減数
として導入される。減算器45の他方の入力（被減数）は
積分要素24の出力であり、減算器45は両入力の偏差を演
算する。減算器45の出力には正負いずれの符号のものも
あり得るが、片特性要素44はその中から正の符号のとき
のみ減算器41に減算器45の出力を減数として導く。減算
器47には積分器24の出力と積分器24の下限リミットを設
定する下限リミット設定器48からの設定指令とが入力さ
れ、ここで演算された両入力の差が負信号のみを通す片
特性要素46を介して減算器42に導かれる。The output signal d of the low value priority circuit 16 and the value obtained by multiplying the output of the correction gain setting unit 22 by the coefficient of the proportional element 49 are input to the adder 43, and the sum thereof is input to one of the subtracters 45 ( The other input of the subtractor 45 (the minuend) is the output of the integrating element 24, and the subtractor 45 calculates the deviation between the two inputs. However, the one-sided characteristic element 44 guides the output of the subtractor 45 as a subtraction to the subtractor 41 only when the positive sign is included therein.The output of the integrator 24 and the lower limit of the integrator 24 are included in the subtractor 47. And a setting command from a lower limit setting unit 48 for setting the above-mentioned are input, and the difference between the two inputs calculated here is introduced to the subtractor 42 via the one-sided characteristic element 46 that passes only the negative signal.
一方、掛算器21の出力は２系統に分かれ、その一方は比
例要素出力信号ｅとして加算器25に導かれ、他方は減算
器41に被減数として入力される。積分要素24への入力
は、掛算器21から減算器41,42を介して導かれる。積分
器24の出力は加算器25に導かれ、ここで掛算器21の出力
ｅと加算され、その和として得られる出力信号ｃが低値
優先回路16に入力される。On the other hand, the output of the multiplier 21 is divided into two systems, one of which is led to the adder 25 as the proportional element output signal e, and the other is input to the subtractor 41 as the minuend. The input to the integration element 24 is led from the multiplier 21 via the subtracters 41 and 42. The output of the integrator 24 is guided to the adder 25, where it is added to the output e of the multiplier 21, and the output signal c obtained as the sum is input to the low value priority circuit 16.
以上の構成により、通常は固定値で与えられる制御系の
ゲインが可変値として与えられることになると共に、ト
ラッキング回路40において比例要素49に設定される係数
に従って係数倍された値を低値優先回路16からの帰還信
号ｄの不感帯として作用させ、圧縮機１の吐出圧力・流
量の低い状態における不感帯を変化させるようにしてい
る。With the above configuration, the gain of the control system, which is normally given as a fixed value, is given as a variable value, and the value multiplied by the coefficient set in the proportional element 49 in the tracking circuit 40 is given to the low value priority circuit. The feedback signal d from 16 is made to act as a dead zone to change the dead zone when the discharge pressure / flow rate of the compressor 1 is low.
次に第１図の装置の作用について説明する。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described.
まず、現在の状態として圧縮機１の吐出流量の低い状態
を仮定し、これを状態Ａとする。第２図において特性線
ｆで示されるガスタービン排ガス温度設定値に対する、
特性線ｇで示される排ガス温度がマイナスからプラス方
向に変化した場合、排ガス温度制御系15から低値優先回
路16への入力信号ｃは第２図の特性線ｃのようになる。First, a state in which the discharge flow rate of the compressor 1 is low is assumed as the current state, and this is referred to as state A. With respect to the gas turbine exhaust gas temperature set value indicated by the characteristic line f in FIG. 2,
When the exhaust gas temperature indicated by the characteristic line g changes from the negative direction to the positive direction, the input signal c from the exhaust gas temperature control system 15 to the low value priority circuit 16 becomes as shown by the characteristic line c in FIG.
さて、圧縮機吐出流量の大きい状態を仮定し、それを状
態Ｂとする。このとき調速負荷制御系からの信号ａの絶
対量β2は状態Ａのときと比べ負荷に比例して大きくな
っている。このとき不感帯として設置する値α2も大き
く作用するのに対し、低値優先回路16への入力信号ｃは
状態Ａのときと同様の軌跡となり、ここに、より良好な
制御性を示すことになる。これは、すでに述べたよう
に、燃料流量をΔGf増加された際の温度変化すなわちタ
ービン系の応答性が状態Ａの場合は高く、状態Ｂの場合
は低いので、不感帯の設定が一見逆のようにも見える
が、補正ゲイン設定器22による補正ゲインを主制御系の
掛算器21に入力させることにより、比例要素20に設定さ
れている比例定数（増幅率）が見掛け上、上記補正ゲイ
ンの変化に応じて小さくなるからである。この場合、不
感帯設定は状態Ａから状態Ｂに移行するにつれて大きく
なる。このように主制御系とトラッキング回路40とで補
正ゲイン設定器22を共用させることにより、主制御系の
制御性に合わせた不感帯の設定が可能となり、温度の制
御性を飛躍的に向上させることができる。Now, assuming a state in which the compressor discharge flow rate is large, let it be state B. At this time, the absolute amount β 2 of the signal a from the speed governing load control system is larger in proportion to the load than in the state A. At this time, the value α 2 set as the dead zone also has a large effect, whereas the input signal c to the low value priority circuit 16 has the same locus as in the case of state A, showing that better controllability is shown here. Become. This is because the temperature change when the fuel flow rate is increased by ΔG f, that is, the responsiveness of the turbine system is high in the state A and low in the state B, as described above, so that the setting of the dead zone is seemingly opposite. Although it looks like, by inputting the correction gain by the correction gain setting unit 22 to the multiplier 21 of the main control system, the proportional constant (amplification factor) set in the proportional element 20 is apparently This is because it becomes smaller according to the change. In this case, the dead zone setting becomes larger as the state A shifts to the state B. By sharing the correction gain setting device 22 between the main control system and the tracking circuit 40 in this way, it is possible to set a dead zone that matches the controllability of the main control system, and dramatically improve the controllability of temperature. You can
以上述べた実施例においては排ガス温度制御系の積分要
素に設けたトラッキング回路に本発明を適用した場合に
ついて述べたが、本発明は積分要素を有する制御系のト
ラッキング回路であればすべて適用することができる。In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the tracking circuit provided in the integration element of the exhaust gas temperature control system has been described, but the present invention is applicable to any control system tracking circuit having an integration element. You can
また、上記実施例はアナログ回路で実現した装置構成の
ものを示したが、その全部または一部をディジタル回路
で実現することもできる。Further, although the above embodiment shows the device configuration realized by the analog circuit, the whole or a part thereof can be realized by the digital circuit.
さらに上記実施例においては補正ゲイン設定器を主制御
系とトラッキング回路の両方に共用しているが、両者に
別々の補正ゲイン設定器を用いてもよい。Further, in the above embodiment, the correction gain setter is shared by both the main control system and the tracking circuit, but separate correction gain setters may be used for both.
以上述べたように本発明によれば、トラッキング回路を
付設した積分要素を有する制御系を含む複数の制御系が
並列的に設けられ、それらの制御系の出力信号を低値優
先回路を通してガスタービン制御に用いるようにした制
御装置において、ガスタービンの起動から全負荷までの
全運転域で、より望ましいタービン制御を実現すること
ができる。As described above, according to the present invention, a plurality of control systems including a control system having an integral element provided with a tracking circuit are provided in parallel, and the output signals of these control systems are passed through the low value priority circuit to the gas turbine. In the control device used for control, more desirable turbine control can be realized in the entire operation range from the start of the gas turbine to the full load.
第１図は本発明のトラッキング回路を排ガス温度制御系
の積分要素に適用した場合の要部の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は本発明の作用を説明するための特性線
図、第３図は公知のガスタービン装置およびガスタービ
ン制御装置の一構成例を示すブロック図、第４図は従来
のガスタービン温度制御系のトラッキング回路のブロッ
ク図、第５図は従来の制御装置による場合の作用を説明
する第２図と同様の特性線図である。 １……圧縮機、２……燃焼器、３……ガスタービン、４
……発電機、５……燃料制御弁、11……ガスタービン制
御装置、12……負荷制御系、13……調速制御系、14……
吹消防止用最小温度上昇制御系、15……排ガス温度制御
系、16……低値優先回路、17……加算器、20……比例要
素、21……掛算器、22……補正ゲイン設定器、24……積
分要素、40……トラッキング回路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a main part when the tracking circuit of the present invention is applied to an integral element of an exhaust gas temperature control system, and FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a known gas turbine device and a gas turbine control device, FIG. 4 is a block diagram of a tracking circuit of a conventional gas turbine temperature control system, and FIG. 5 is a conventional control device. FIG. 4 is a characteristic diagram similar to FIG. 2 for explaining the action in the case. 1 ... Compressor, 2 ... Combustor, 3 ... Gas turbine, 4
...... Generator, 5 ...... Fuel control valve, 11 ...... Gas turbine control device, 12 ...... Load control system, 13 ...... Speed control system, 14 ......
Minimum temperature rise control system for blowout prevention, 15 …… Exhaust gas temperature control system, 16 …… Low value priority circuit, 17 …… Adder, 20 …… Proportional element, 21 …… Multiplier, 22 …… Correction gain setter , 24 …… Integral element, 40 …… Tracking circuit.
Claims (1)
の積分要素の出力をトラッキングさせるトラッキング回
路を有する制御系を含む複数の制御系を並列的に設け、
各制御系から出力される制御信号中の最小値のものを制
御信号として、発電機を連結したタービンを駆動するた
めのガスを発生する燃焼器を制御するガスタービン制御
装置において、 前記比例要素の比例定数をガスタービンの状態量に応じ
て変更する手段と、前記ガスタービンの状態量に応じて
前記トラッキング回路の不感帯幅を連続的に変化させる
手段とを設けたことを特徴とするガスタービン制御装
置。1. A plurality of control systems including in parallel a control system having at least a proportional element, an integral element, and a tracking circuit for tracking the output of the integral element,
In a gas turbine control device for controlling a combustor for generating a gas for driving a turbine connected to a generator, the control signal having the minimum value among the control signals output from each control system is used, Gas turbine control, characterized in that means for changing the proportional constant in accordance with the state quantity of the gas turbine and means for continuously changing the dead band width of the tracking circuit in accordance with the state quantity of the gas turbine are provided. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24606085A JPH073189B2 (en) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | Gas turbine control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24606085A JPH073189B2 (en) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | Gas turbine control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62107241A JPS62107241A (en) | 1987-05-18 |
| JPH073189B2 true JPH073189B2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=17142868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24606085A Expired - Lifetime JPH073189B2 (en) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | Gas turbine control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073189B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069144A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Ebara Corporation | Gas turbine apparatus |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24606085A patent/JPH073189B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069144A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Ebara Corporation | Gas turbine apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62107241A (en) | 1987-05-18 |
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