JP2004220316A - In-disaster control system for power generation plant and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラントに接続された電力系統の安定化を図る技術に係り、特に平常時の発電プラントの経済的なプロセス制御から、災害時における電力系統の急激な減少に応じたプロセス制御に制御モードを移行させる発電プラントの災害時制御システムおよびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電プラントエリア内に設置される発電プラントでは、災害に対する安全機能の設置が重要視される。例えば、地震検出装置が検出した計測情報が所定の大きさを超えた場合、計測信号から制御信号を発生させる。この制御信号をもとに、地震時または地震後において、発電プラントの機械設備、設備が備え付けられる建屋等の損傷を防止する。
【0003】
しかし、地震検出装置が発電プラントエリア内、または、発電プラントエリアの近傍に設置されているので、地震検出装置による地震波の検出と発電プラントエリアの被る地震動との間に実施される発電プラントの待機動作にとっては時間が短く、充分な時間は確保できなかった。また、発電プラントエリアの被る地震動の最大強度が予想できなかったので、小さい強度の地震動であっても発電プラントが非常停止することになり、発電プラントの可動性を低下させていた。
【0004】
そこで、発電プラントエリアの遠方に地震動検出装置を設置し、発電プラントエリアに迫り来る地震波を遠方の地震動検出装置にて検出し、地震動が地震動検出装置から発電プラントに到達するまでに至る時間を利用して発電プラントの待機処理を行う装置がある(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、原子力発電プラントの推定地震強度によって、制御信号、例えば、非常用補機の起動、原子炉出力低下、または緊急停止動作を発生させる。
【0005】
【特許文献】
特開平10−142394号公報(第2頁−第3頁、図1−図3)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電力系統の運用においては、電力系統内の各構成要素について運転効率を向上させる一方、これらを統括した総合的な視点において、最も経済的となるよう運用することが必要である。電力系統の電源構成要素は、主として水力発電プラント、火力発電プラント、原子力発電プラントである。このうち、運転費用が低廉である原子力発電プラントは、通常、定格出力で一定出力運転され、ベース負荷運用とされているので、水力発電プラントおよび火力発電プラントが出力調整の対象となる。したがって、火力発電プラントの経済運用は、水力発電プラントと併用して運転し、電力系統全体で燃料費が最小となるように運転することが望まれる。
【0007】
火力発電プラントにおいては、中央給電指令所からの負荷要求指令信号によって、ガスタービンの燃料流量の制御、または、蒸気タービンの蒸気流量の制御がなされる。しかし、実際には、高効率の火力発電プラントまたは低効率の火力発電プラントにランク分けされ、高効率の火力発電プラントには中央給電指令所からの負荷要求指令信号を付加せず定格運転を行わせる一方、低効率の火力発電プラントに負荷要求指令信号を付加して負荷制御による運転を実施している。
【0008】
例えば、最近の大型火力発電プラントでは、熱効率向上のために、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせた発電方式を採用するコンバインドサイクル発電プラントが導入されている。そして、高効率の火力発電プラントとしての位置づけであるコンバインドサイクル発電プラントでは、中央給電指令所からの負荷要求指令信号の受信を「解除」して、経済運転制御モードによる定格運転を行っているケースがある。なお、定格運転を行っているコンバインドサイクル発電プラントであっても、中央給電指令所からの負荷要求指令信号による負荷増減ロジックを有する。
【0009】
ここで、大都市や工業地帯に大規模な災害、例えば、地震・津波・台風・火山噴火が発生した場合、電力系統の負荷が急激に減少すると、出力調整される発電プラントの出力制御のみでは供給が抑えられず、一定出力運転される発電プラントについても出力制御することが望まれるときがある。さらに、最悪の場合、発電プラントが電力系統から離脱して電力供給が遮断される場合もある。
【0010】
まず、一定出力運転される発電プラントにおいて電力系統の負荷が急激に減少すると、制御装置の経済制御モードを中央給電指令所からの負荷要求指令信号を優先する制御モードに手動で切替える必要がある。切替えに際して、特に、ガスタービンの最適な制御モードを選択する必要があり、ガスタービンのタービン翼等の寿命は熱応力によって大きく影響されるので、負荷変化率の制限内において、速度制御または負荷制限制御の設定値を一定の変化率で変化させる。
【0011】
また、ガスタービンの出力は、タービン入口温度によって制限されており、最大出力は大気温度によって変化するので、温度制御により最大出力を制限値以内に抑える。
【0012】
しかし、電力系統の負荷が急激に減少した場合、既存の制御モードを選択すると、設定値および制限値が負荷変化率・最大出力制限に準じて設定されるので、出力を電力負荷の急激な減少に追従させることができない。
【0013】
また、特開平10−142394号公報に開示された原子力発電プラントの地震待機指示装置では、原子力発電プラントが地震動を受ける前に適切な運転状態になるように制御信号を発生する。しかし、電力系統に接続される発電プラントは、原子力発電プラントのみならず火力発電プラントや水力発電プラントも含まれ、電力系統の安定化のための統括的な機能が求められるため、原子力発電プラントの運転のための待機指令のみでは電力系統の安定化は実現できない。
【0014】
すなわち、大規模な災害が与える電力系統の影響を考慮し、地震発生前後のプロセス制御装置に、災害後の電力系統の変動に対する追従機能の搭載が不可欠である。
【0015】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、安全性と経済性を優先した制御モードにて発電プラントを制御する一方、災害時には、災害規模を事前に精度よく認識して、発電プラントの負荷制御回路を自動的に緊急用の制御モードに切替えることによって、災害による電力系統の負荷の急激な減少に追従させることができる発電プラントの災害時制御システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発電プラントの災害時制御システムは、上述した課題を解決するために請求項1に記載したように、発電効率を優先させた経済制御モードによる運転を行う発電プラントにおいて、通信ネットワークを介して災害情報を受信し、前記災害情報に所要の解析処理を施して、前記災害情報から電力系統の負荷への影響を判断する災害情報入力・解析装置と、前記経済制御モードを自動的に緊急制御モードに切替えると共に、前記緊急制御モードに対応する設定値および制限値に切替える制御回路を具備する制御装置とを有することを特徴とする。
【0017】
また、本発明に係る発電プラントの災害時制御方法は、請求項2に記載したように、発電プラントエリア内に地震検出装置が設置され、前記地震検出装置と前記災害情報入力・解析装置とが接続されたことを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明に係る発電プラントの災害時制御方法は、請求項3に記載したように、発電効率を優先させた経済制御モードによる運転を行う発電プラントにおいて、災害情報を受信して、前記災害情報に所要の解析処理を施して前記発電プラントおよび電力供給地域への地震波の災害規模および到達時刻をそれぞれ演算すると共に、前記災害規模の電力系統の負荷への影響を判断することによって、前記経済制御モードを緊急制御モードに切替える切替信号を発信するかを判断する工程と、前記切替信号が発信された場合には、前記緊急制御モードに切替わる工程とを有することを特徴とする。
【0019】
加えて、本発明に係る発電プラントの災害時制御方法は、請求項4に記載したように、予め、前記発電プラントおよび前記電力供給地域と災害規模毎との関係についてシミュレーションを行い、災害規模によって前記発電プラントおよび前記電力供給地域が被る推定被害・電力系統の負荷の推定変動を解析する工程を有することを特徴とする。
【0020】
続いて、本発明に係る発電プラントの災害時制御方法は、請求項5に記載したように、前記切替信号が発信された場合には、前記緊急制御モードに対応する設定値および制限値に切替わることを特徴とする。
【0021】
また、本発明に係る発電プラントの災害時制御方法は、請求項6に記載したように、前記制御モードと、前記設定値と、前記制限値とが切替わるとき、切替わったことを表示情報・音声情報として出力する工程を有することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発電プラントの災害時制御システムおよびその方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0023】
図1は、本発明に係る発電プラントの災害時制御システムの第1実施の形態を示す概略図である。
【0024】
図1は、災害時制御システムを示し、この災害時制御システムとして、例えば、地震時制御システム1がある。地震時制御システム1は、発電プラントエリア5と、発電プラントエリア5の外部の広域エリアに設置される広域地震情報通報システム6と、中央給電指令所7とから構成される。
【0025】
広域地震情報通報システム6には、地震検出装置11aと、地震情報解析装置12と、地震情報発信装置13とが備えられる。広域地震情報通報システム6では、地震動の加速度または変位信号をアナログ信号またはデジタル信号として検出し、迅速に収集・解析・配信を行う。ここで、地震検出装置11aとして、例えば、地震動を測定するための加速度計または変位計があり、加速度計を採用した場合、地震動の加速度をA/D変換器(図示しない)によってデジタル変換される。
【0026】
なお、広域地震情報通報システム6は、公共機関、公益法人・研究機関等が設置して運営するシステムであり、広域地震情報通報システム6からの地震情報は、無線・有線の通信ネットワーク15を介して、発電プラントエリア5およびその他の受信端末において入手が可能である。
【0027】
加えて、発電プラントエリア5には、災害検出装置としての地震検出装置11bと、災害情報入力・解析装置としての地震情報入力・解析装置21と、制御装置22と、発電プラント23とがそれぞれ備えられる。なお、地震情報入力・解析装置21には、瞬時地震情報入力部25と、地震情報解析処理部26と、被害予測モデルデータベース27とがそれぞれ具備される。
【0028】
ここで、発電プラントエリア5に設置された地震検出装置11bは、地震検出装置11aと同様に、地震動の加速度または変位信号を検出する。そして、地震動の加速度または変位信号を地震情報解析処理部26に伝送する構成とする。発電プラントエリア5が震源地からある一定の距離を有する場合は、地震波が発電プラントエリア5に到達する前に広域地震情報通報システム6から地震情報を入手できるが、広域地震情報通報システム6より発電プラントエリア5の方が震源地に近い場合、発電プラントエリア5の地震検出装置11bにて、広域地震情報通報システム6の地震検出装置11aより早く地震の検出が行われる。
【0029】
また、制御装置22は、発電プラント23のプロセス制御装置として機能し、複数の制御回路、例えば、速度制御および負荷制限制御の制御回路をそれぞれ備える。速度制御は、速度設定値と測定値との偏差をもとにした比例制御である一方、負荷制限制御は、周波数変動が変化しても負荷を一定に維持する制御である。ガスタービンのタービン翼等の寿命は熱応力によって大きく影響されるため、通常は、速度制御または負荷制限制御の設定値を一定の変化率で変化させて負荷変化率を制限する。
【0030】
さらに、発電プラント23として、例えば、コンバインドサイクル発電プラント、汽力発電プラント等があり、図1では、高効率のコンバインドサイクル発電プラント23aと、低効率の汽力発電プラント23bとを区別する。コンバインドサイクル発電プラント23aは、通常、複数台のガスタービンと、蒸気タービンと、発電機と、排熱回収ボイラ等によって構成される。
【0031】
加えて、地震情報入力・解析装置21の地震情報解析処理部26には、表示装置31と、表示灯32、スピーカ33が接続される。
【0032】
また、中央給電指令所7には電力系統負荷指令装置41が具備される。電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号gは、複数の発電プラントエリア5に伝送できる形態であり、例えば図1に示すように、発電プラントエリア5の制御装置22に伝送できる形態とする。
【0033】
なお、図1に示された地震時制御システム1には、広域地震情報通報システム6および地震検出装置21がそれぞれ1箇所設置されているが、特に1箇所に限定されるものではない。
【0034】
図2は、本発明に係る発電プラントの地震時制御システム1の処理動作を示すフローチャートである。
【0035】
予め、発電プラントエリア5および発電プラント23と接続される電力供給地域(図示しない)と災害規模(地震規模)との関係についてシミュレーションを行う。
【0036】
シミュレーションでは、地震規模によって発電プラントエリア5および電力供給地域が被る推定被害・電力系統の負荷の推定変動を解析し、推定被害・電力系統の負荷の推定変動が著しいと判断できる所要の地震規模を設定する。この地震規模の設定結果を図1に示された地震時制御システム1の地震情報入力・解析装置21に備える被害予測モデルデータベース27に格納する(ステップS1)。
【0037】
続いて、地震時制御システム1の処理動作について説明する。なお、平常時の制御装置22の制御モードは、発電プラント23の発電効率を優先した経済運転の経済制御モード、すなわち、高効率のコンバインサイクル発電プラント23aには中央給電指令所7からの負荷要求指令信号gを可能な限り付加せず定格負荷運転を行わせる。一方、低効率の汽力発電プラント23bに負荷要求指令信号gを付加するような指令ロジックまたは運用を実施している。
【0038】
まず、地震時制御システム1の広域地震情報通報システム6に備える地震検出装置11aにおいて地震波を検出する(ステップS2)。検出された地震波の地震動の加速度または変位信号(アナログ信号またはデジタル信号)は計測情報aとして地震情報解析装置12に伝送され、地震情報解析装置12にてリアルタイムに解析処理して、震源、地震規模および地震発生時刻を地震情報bとして作製する(ステップS3)。そして、地震情報bは地震情報発信装置13から通信ネットワーク15を介して地震情報入力・解析装置21に送信される(ステップS4)。
【0039】
続いて、地震情報bが地震情報入力・解析装置21に備えられる瞬時地震情報入力処理部25にて受信され(ステップS5)、地震情報bは地震情報解析処理部26に伝送された後、地震規模演算処理および到達時間演算処理される(ステップS6)。ここで、地震規模演算処理および到達時間演算処理は、地震情報bを基に、発電プラントエリア5と電力供給地域とが被ると予想される地震規模および地震到達時間を演算する。
【0040】
一方、広域地震情報通報システム6より発電プラントエリア5の方が震源地に近い場合、地震検出装置11bにおいて地震波を検出する(ステップS7)。検出された地震波の地震動の加速度または変位信号は、計測情報cとして地震情報解析処理部26に伝送され、地震情報解析処理部26にて、地震規模演算処理および到達時間演算処理を行う(ステップS6)。
【0041】
そして、地震情報bまたは計測情報cを基にして地震規模演算処理の結果から得られた地震規模情報dを被害予測モデルデータベース27に参照して、地震規模情報dがステップS1で設定された地震規模を越えるか否かの判断を行う(ステップS8)。
【0042】
ステップS8においてNoのとき、すなわち、地震規模演算処理の結果から得られた地震規模情報dがステップS1で設定された地震規模を越えないと判断するとき、地震情報解析処理部26に比較情報e(処理動作の終了)を送信する(ステップS9)。平常時の経済制御モードの設定値および制限値によって電力系統の負荷追従が可能であると判断し、処理動作を終了する。
【0043】
一方、ステップS8においてYesのとき、すなわち、地震規模演算処理の結果から得られた地震規模情報dがステップS1で設定された地震規模を越えると判断するとき、地震情報解析処理部26に比較情報e(大地震発生)を送信する。そして、地震情報解析処理部26にて大地震発生を認識する(ステップS10)。さらに、表示装置31と、表示灯32と、スピーカ33とに地震規模情報dを送信する。ここで、地震規模情報dを表示装置31に表示すると共に、ステップS6の到達時間演算処理によって得られた地震動の到達時間を表示する。加えて、表示灯32およびスピーカ33によって、大地震発生の予告を出力することによって、発電プラントエリア5内部の作業員等に告知する(ステップS11)。
【0044】
ステップS10によって地震情報解析処理部26にて大地震発生を認識した場合、地震情報解析処理部26から制御装置22に、地震による緊急用の緊急制御モードに切替えるための切替信号fを発信する(ステップS12)。
【0045】
次いで、制御装置22の負荷制御装置にて切替信号fを受信し、発電プラント23が電力系統に接続されているか否かを判断する(ステップS13)。
【0046】
ステップS13においてNoのとき、すなわち、発電プラント23が電力系統に接続されていないとき、この発電プラント23は電力系統に影響を及ぼさないので、処理動作を終了する(ステップS9)。
【0047】
一方、ステップS13においてYesのとき、すなわち、発電プラント23が電力系統に接続されているとき、この発電プラント23において、電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号gの受信が「解除」されているか否かを判断する(ステップS14)。言い換えれば、この発電プラント23が、高効率のコンバインサイクル発電プラント23aであるかを否かを判断する。
【0048】
ステップS14においてNoのとき、すなわち、電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号gの受信が「解除」されていないとき、処理動作を終了する(ステップS9)。なお、この発電プラント23が、低効率の汽力発電プラント23bであると判断し、汽力発電プラント23bの制御装置22の制御モードを維持し、電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号g待ちとする。
【0049】
一方、ステップS14においてYesのとき、すなわち、電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号gの受信が「解除」されているとき、電力系統負荷指令装置41からの以後の負荷指令信号情報gに追従できるように、制御装置22に備える制御回路が自動的に緊急制御モードに切替わる。なお、この発電プラント23が、高効率のコンバインサイクル発電プラント23aであると判断し、コンバインサイクル発電プラント23aの制御装置22を、負荷要求指令信号gの受信の「解除」から「自動」に切替わる(ステップS15)。
【0050】
また、制御装置22は、平常時の経済制御モードに対応する設定値および制限値から緊急制御モードに対応する設定値および制限値に自動的に切替わる(ステップS16)。
【0051】
そして、制御装置22の制御モードが緊急制御モードに切替わり、かつ、緊急制御モードに対応する設定値および制限値に切替わったことを示す切替情報hを、表示装置31と、表示灯32と、スピーカ33とに送信して、切替情報hを出力させる(ステップS17)。
【0052】
次いで、ステップS16によって、制御装置22の制御モードを緊急制御モードに自動的に切替え、緊急制御モードに対応する設定値および制限値に自動的に切替えることによって、コンバインサイクル発電プラント23aの出力を電力系統の負荷の急激な減少に追従できるように制御する(ステップS18)。
【0053】
なお、災害時制御システムとして、図1に示された地震時制御システム1では、地震動の計測による計測情報を基にコンバインサイクル発電プラント23aの制御を行うものであるが、特に地震に限定されるものではない。例えば、地震以外の災害として、津波、台風、火山噴火が考えられ、津波、台風、火山噴火の計測情報を発電プラントエリア5に配信して解析することによって、コンバインサイクル発電プラント23aの制御モードを自動的に緊急制御モードに切替える。
【0054】
図1に示された地震時制御システム1において、図2に示されたフローチャートに沿った処理動作を実施すると、安全性と経済性を優先した制御モードにて発電プラントを制御する一方、災害時には、災害規模を事前に精度よく認識して、発電プラントの負荷制御回路を自動的に緊急用の制御モードに切替えることによって、災害による電力系統の負荷の急激な減少に追従させることができる。
【0055】
図3は、本発明に係る発電プラントの災害時制御システムの第2実施の形態を示す概略図である。
【0056】
図3は、災害時制御システムを示し、この災害時制御システムとして、例えば、地震時制御システム1Aがある。この地震時制御システム1Aは、発電プラントエリア5と、発電プラントエリア5の外部の広域エリアに設置される広域地震情報通報システム6と、中央給電指令所7とから構成される。
【0057】
広域地震情報通報システム6には、地震検出装置11aと、地震情報解析装置12と、地震情報発信装置13とが備えられる。広域地震情報通報システム6では、地震動の加速度または変位信号をアナログ信号またはデジタル信号として検出し、迅速に収集・解析・配信を行う。ここで、地震検出装置11aとして、例えば、地震動を測定するための加速度計または変位計があり、加速度計を採用した場合、地震動の加速度をA/D変換器(図示しない)によってデジタル変換される。
【0058】
また、中央給電指令所7には、地震検出装置11bと、地震情報入力・解析装置21と、表示装置31と、表示灯32と、スピーカ33と、電力系統負荷指令装置41とがそれぞれ具備される。地震情報入力・解析装置21には、瞬時地震情報入力部25と、地震情報解析処理部26と、被害予測モデルデータベース27とがそれぞれ具備される。
【0059】
ここで、地震検出装置11bは、地震検出装置11aと同様に地震動の加速度または変位信号を検出する。そして、地震動の加速度または変位信号を地震情報解析処理部26に伝送する構成とする。発電プラントエリア5が震源地からある一定の距離を有する場合は、地震波が発電プラントエリア5に到達する前に広域地震情報通報システム6から地震情報を入手できるが、広域地震情報通報システム6より発電プラントエリア5の方が震源地に近い場合、地震検出装置11bにて地震検出装置11aより早く地震の検出が行われる。
【0060】
また、電力系統負荷指令装置41からの負荷要求指令信号gは、複数の発電プラントエリア5に伝送できる形態であり、例えば図3に示すように、発電プラントエリア5の制御装置22に伝送できる形態とする。
【0061】
なお、図3に示された地震時制御システム1Aの内、図1に示された地震時制御システム1と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0062】
続いて、地震時制御システム1Aの処理動作は、図2に示された地震時制御システム1の処理動作と同様に、広域地震情報通報システム6の地震検出装置11aまたは地震検出装置11bによって地震波を検出し、地震情報入力・解析装置21によって地震情報を解析して得られた結果をもとに、制御装置22にて負荷制御の設定値および制限値を変更するものである。ただし、地震時制御システム1Aでは、中央給電指令所7に地震検出装置11bと地震情報入力・解析装置21とを備えたものであり、中央給電指令所7にて、地震情報bの解析処理を行う。
【0063】
なお、災害時制御システムとして、図3に示された地震時制御システム1Aでは、地震動の計測による計測情報を基にコンバインサイクル発電プラント23aの制御を行うものであるが、特に地震に限定されるものではない。例えば、地震以外の災害として、津波、台風、火山噴火が考えられ、津波、台風、火山噴火の計測情報を発電プラントエリア5に配信して解析することによって、コンバインサイクル発電プラント23aの制御モードを自動的に緊急制御モードに切替える。
【0064】
図3に示された地震時制御システム1を用いると、安全性と経済性を優先した制御モードにて発電プラントを制御する一方、災害時には、災害規模を事前に精度よく認識して、発電プラントの負荷制御回路を自動的に緊急用の制御モードに切替えることによって、災害による電力系統の負荷の急激な減少に追従させることができる。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安全性と経済性を優先した制御モードにて発電プラントを制御する一方、災害時には、災害規模を事前に精度よく認識して、発電プラントの負荷制御回路を自動的に緊急用の制御モードに切替えることによって、災害による電力系統の負荷の急激な減少に追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発電プラントの災害時制御システムの第1実施の形態を示す概略図。
【図2】発電プラントの地震時制御システム1の処理動作を示すフローチャート。
【図3】本発明に係る発電プラントの災害時制御システムの第2実施の形態を示す概略図。
【符号の説明】
1,1A 災害時制御システム
5 発電プラントエリア
11a,11b 地震検出装置
21 地震情報入力・解析装置
22 制御装置
23 発電プラント[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for stabilizing a power system connected to a power plant, and particularly from an economical process control of a power plant in a normal time to a process control in response to a rapid decrease in a power system in a disaster. The present invention relates to a power plant disaster control system and a control method for shifting a control mode.
[0002]
[Prior art]
In a power plant installed in a power plant area, it is important to install a safety function against disasters. For example, when the measurement information detected by the earthquake detection device exceeds a predetermined size, a control signal is generated from the measurement signal. Based on this control signal, at the time of or after the earthquake, damage to the machinery and equipment of the power plant, the building provided with the equipment, and the like is prevented.
[0003]
However, since the seismic detector is installed in the power plant area or near the power plant area, the standby of the power plant to be performed between the detection of the seismic wave by the seismic detector and the seismic motion applied to the power plant area. Time was short for the operation, and sufficient time could not be secured. In addition, since the maximum intensity of the seismic motion to be applied to the power plant area could not be predicted, the power plant would be stopped even with a small intensity of the seismic motion, thereby reducing the mobility of the power plant.
[0004]
Therefore, a seismic wave detection device is installed far away from the power plant area, seismic waves approaching the power plant area are detected by the distant ground motion detector, and the time required for the ground motion to reach the power plant from the seismic wave detector is used. There is a device that performs a standby process of a power plant (for example, see Patent Document 1). In this method, a control signal, for example, activation of an emergency accessory, reduction of reactor power, or emergency shutdown operation is generated according to the estimated seismic intensity of the nuclear power plant.
[0005]
[Patent Document]
JP-A-10-142394 (Pages 2 to 3, FIGS. 1 to 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the operation of the electric power system, it is necessary to improve the operation efficiency of each component in the electric power system, and to operate the system most economically from a comprehensive point of view. The power supply components of the power system are mainly hydroelectric power plants, thermal power plants, and nuclear power plants. Of these, a nuclear power plant whose operating cost is low is normally operated at a constant output at a rated output and is operated under a base load, so that a hydroelectric power plant and a thermal power plant are subject to output adjustment. Therefore, it is desirable to operate the thermal power plant economically in combination with the hydroelectric power plant so that the fuel cost of the entire power system is minimized.
[0007]
In a thermal power plant, control of the fuel flow rate of the gas turbine or control of the steam flow rate of the steam turbine is performed by a load request command signal from a central power supply command center. However, in practice, it is classified as a high-efficiency thermal power plant or a low-efficiency thermal power plant, and the high-efficiency thermal power plant performs rated operation without adding a load request command signal from the central power dispatching center. On the other hand, a load request command signal is added to a low-efficiency thermal power plant to perform operation by load control.
[0008]
For example, in recent large-scale thermal power plants, a combined cycle power plant adopting a power generation system combining a gas turbine and a steam turbine has been introduced in order to improve thermal efficiency. In the combined cycle power plant, which is positioned as a high-efficiency thermal power plant, the case where the receiving of the load request command signal from the central power supply command station is “released” and the rated operation is performed in the economic operation control mode There is. It should be noted that even a combined cycle power plant that is performing rated operation has a load increase / decrease logic based on a load request command signal from the central power supply command center.
[0009]
Here, when a large-scale disaster occurs in a large city or industrial area, for example, when an earthquake, tsunami, typhoon, or volcanic eruption occurs, if the load on the power system suddenly decreases, only the output control of the power generation plant whose output is adjusted can be achieved. There are times when it is desired to control the output even for a power plant that is not controlled to supply and is operated at a constant output. Further, in the worst case, the power plant may be disconnected from the power system and the power supply may be cut off.
[0010]
First, when the load on the power system is rapidly reduced in the power plant that is operated at a constant output, it is necessary to manually switch the economic control mode of the control device to a control mode in which the load request command signal from the central power supply command station has priority. In switching, it is particularly necessary to select the optimal control mode of the gas turbine, and the life of the turbine blades of the gas turbine is greatly affected by the thermal stress. The control set value is changed at a constant change rate.
[0011]
Further, the output of the gas turbine is limited by the turbine inlet temperature, and the maximum output changes depending on the atmospheric temperature. Therefore, the maximum output is suppressed to within the limit value by temperature control.
[0012]
However, if the load on the power system suddenly decreases, if the existing control mode is selected, the set value and the limit value will be set according to the load change rate and the maximum output limit. Can not be followed.
[0013]
Further, in the earthquake standby instruction device for a nuclear power plant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-142394, a control signal is generated so that the nuclear power plant enters an appropriate operating state before receiving a seismic motion. However, the power plants connected to the power system include not only nuclear power plants but also thermal power plants and hydroelectric power plants, which require a comprehensive function for stabilizing the power system. Stabilization of the power system cannot be realized only by the standby command for operation.
[0014]
That is, in consideration of the influence of the power system caused by a large-scale disaster, it is essential that the process control device before and after the occurrence of the earthquake be equipped with a function to follow the fluctuation of the power system after the disaster.
[0015]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and controls a power generation plant in a control mode that prioritizes safety and economy. Disclosed is a power plant disaster control system and a control method thereof, which can automatically switch a plant load control circuit to an emergency control mode so as to follow a rapid decrease in power system load due to a disaster. With the goal.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A power plant disaster control system according to the present invention provides a power plant that operates in an economic control mode in which power generation efficiency is prioritized, as described in
[0017]
Further, in the disaster control method for a power plant according to the present invention, as described in claim 2, an earthquake detection device is installed in the power plant area, and the earthquake detection device and the disaster information input / analysis device are connected. It is characterized by being connected.
[0018]
Further, in the power plant disaster control method according to the present invention, as described in
[0019]
In addition, the disaster control method for a power plant according to the present invention, as described in
[0020]
Subsequently, the disaster control method for a power plant according to the present invention switches the setting value and the limit value corresponding to the emergency control mode when the switching signal is transmitted, as described in
[0021]
Further, the disaster control method for the power plant according to the present invention, as described in
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a power plant disaster control system and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0023]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a disaster control system for a power plant according to the present invention.
[0024]
FIG. 1 shows a disaster control system, for example, an
[0025]
The wide-area earthquake
[0026]
The wide-area earthquake
[0027]
In addition, the power
[0028]
Here, the
[0029]
Further, the
[0030]
Further, as the
[0031]
In addition, a
[0032]
The central power
[0033]
In the
[0034]
FIG. 2 is a flowchart showing the processing operation of the
[0035]
A simulation is performed in advance on the relationship between the power supply area (not shown) connected to the
[0036]
The simulation analyzes the estimated damage and the estimated fluctuation of the power system load that the
[0037]
Next, the processing operation of the
[0038]
First, a seismic wave is detected by the
[0039]
Subsequently, the earthquake information b is received by the instantaneous earthquake information
[0040]
On the other hand, if the
[0041]
Then, the earthquake scale information d obtained from the result of the earthquake scale calculation processing based on the earthquake information b or the measurement information c is referred to the damage
[0042]
When No in step S8, that is, when it is determined that the earthquake scale information d obtained from the result of the earthquake scale calculation processing does not exceed the earthquake scale set in step S1, the comparison information e is sent to the earthquake information
[0043]
On the other hand, if Yes in step S8, that is, if it is determined that the earthquake magnitude information d obtained from the result of the earthquake magnitude calculation processing exceeds the earthquake magnitude set in step S1, the comparison information is sent to the earthquake information
[0044]
When the occurrence of a large earthquake is recognized by the earthquake information
[0045]
Next, the switching signal f is received by the load control device of the
[0046]
When No in step S13, that is, when the
[0047]
On the other hand, when Yes in step S13, that is, when the
[0048]
If No in step S14, that is, if the reception of the load request command signal g from the power system
[0049]
On the other hand, when Yes in step S14, that is, when the reception of the load request command signal g from the power system
[0050]
Further, the
[0051]
Then, the switching information h indicating that the control mode of the
[0052]
Next, in step S16, the control mode of the
[0053]
As a disaster control system, the
[0054]
When the processing operation according to the flowchart shown in FIG. 2 is performed in the
[0055]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the disaster control system for a power plant according to the present invention.
[0056]
FIG. 3 shows a disaster control system, for example, an earthquake control system 1A. The earthquake control system 1A includes a
[0057]
The wide-area earthquake
[0058]
The central power
[0059]
Here, the
[0060]
The load request command signal g from the power system
[0061]
In the earthquake control system 1A shown in FIG. 3, the same components as those in the
[0062]
Subsequently, the processing operation of the earthquake control system 1A is similar to the processing operation of the
[0063]
As a disaster control system, the earthquake control system 1A shown in FIG. 3 controls the combine
[0064]
When the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the power plant is controlled in the control mode in which safety and economy are prioritized, and at the time of a disaster, the scale of the disaster is accurately recognized in advance to control the load of the power plant. By automatically switching the circuit to the emergency control mode, it is possible to follow a rapid decrease in the load on the power system due to a disaster.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a disaster control system for a power plant according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the processing operation of the control system for
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the power plant disaster control system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1A disaster control system
5 Power plant area
11a, 11b Earthquake detector
21 Earthquake information input / analysis device
22 Control device
23 Power Plant
Claims (6)
通信ネットワークを介して災害情報を受信し、前記災害情報に所要の解析処理を施して、前記災害情報から電力系統の負荷への影響を判断する災害情報入力・解析装置と、
前記経済制御モードを自動的に緊急制御モードに切替えると共に、前記緊急制御モードに対応する設定値および制限値に切替える制御回路を具備する制御装置とを有することを特徴とする発電プラントの災害時制御システム。In a power plant that operates in economic control mode that prioritizes power generation efficiency,
A disaster information input / analysis device that receives disaster information via a communication network, performs a required analysis process on the disaster information, and determines an influence on a load of a power system from the disaster information;
A control device for automatically switching the economic control mode to the emergency control mode and having a control circuit for switching to a set value and a limit value corresponding to the emergency control mode. system.
災害情報を受信して、前記災害情報に所要の解析処理を施して前記発電プラントおよび電力供給地域への地震波の災害規模および到達時刻をそれぞれ演算すると共に、前記災害規模の電力系統の負荷への影響を判断することによって、前記経済制御モードを緊急制御モードに切替える切替信号を発信するかを判断する工程と、
前記切替信号が発信された場合には、前記緊急制御モードに切替わる工程とを有することを特徴とする発電プラントの災害時制御方法。In a power plant that operates in economic control mode that prioritizes power generation efficiency,
The disaster information is received, the disaster information is subjected to required analysis processing to calculate the disaster scale and arrival time of the seismic wave to the power plant and the power supply area, respectively, and the load on the power grid of the disaster scale is Determining whether to transmit a switching signal for switching the economic control mode to the emergency control mode by determining the effect;
A step of switching to the emergency control mode when the switching signal is transmitted.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-01-15 JP JP2003006901A patent/JP2004220316A/en active Pending
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