JP2009108860A - 発電プラントブロック装荷のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、全体的には発電プラントブロック装荷に関し、より詳細には複合サイクル発電プラントのブロック装荷を調整するための方法及びシステムに関する。
【解決手段】 ブロック装荷は、停電後に電気配電網を復旧するプロセス中に行うことができる。ブロック装荷をサポートするために複合サイクル発電プラントの装荷を調整する方法及びシステムが提供される。発電プラントは、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１４５を含むことができる。本方法及びシステムは、装荷制御ループをブロック装荷を支持するガスタービン１０５及び蒸気タービン１４５に設けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、全体的には発電プラントブロック装荷に関し、より詳細には複合サイクル発電プラントのブロック装荷を調整するための方法及びシステムに関する。

ブロック装荷は、電気配電網（以下「配電網」）の部分的又は完全な停電後に発電プラントを装荷する方法である。ここで、発電プラントを装荷する通常のプロセスは実施可能ではない。配電網が電源から切り離され、又は分離セクションに分割されたときには、アクティブな発電ユニットは、周波数／速度を制御する必要がある。負荷を少量ですなわち「ブロック」で再接続する方式を採用して、発電プラントの作動限界を確実に超えないようにすることができる。大きな負荷ブロックを突然再接続すると、系統周波数が低下し、又はアクティブ発電ユニットが作動限界を超えてオフラインで作動するようになる可能性がある。

電力系統は一般に、配電網、電力負荷、送電線、及び限定ではないがガス及び蒸気タービンのような発電装置からなる。電力系統において、電力負荷の量は、等しい発電量で均衡を保つ必要がある。負荷のあらゆる変化は、発電の同等の変化と一致する必要がある。保護措置として、全ての電力負荷及び発電装置は、停電後に送電系統から分離される。電力系統への電力供給の再構築は、発電装置の作動限界を超えないように、系統負荷の追加と発電とを慎重に調節する必要がある。

電力系統の停電後に電力を復旧するための全体プロセスは、以下のプロセスを含むことができる。１）各発電所にて発電機又は断流器を切断することによって全ての発電装置を分離する。２）種々の送電断流器及び／又は局所配電系統ブレーカーを作動させることによって、送電系統を全ての電力負荷から分離する。３）発電ユニットを再起動し、負荷を受け入れるようユニットを準備をする。この発電所は、電気配電網に接続することなく起動する能力である「ブラックスタート」機能を有する必要がある。４）ブラックスタート発電所にて発電機ブレーカーを閉じる。これは、「デッドバス」閉鎖として知られる。５）送電系統を公称系統電圧に通電する。６）局所配電変電所ブレーカーを閉じることによって、負荷ブロックを電気配電網に接続する。７）ブラックスタート発電所は、負荷需要に応答して、負荷ブロックに一致するように電力出力を増大させることになる。発電ユニットは、あらゆる作動限界を超えることなく数秒以内に負荷ブロックに等しい量まで負荷を増大させることができる必要がある。８）発電状態が安定すると、このプロセスを繰り返し、局所配電系統の追加セグメントをオンラインにすることができる。負荷ブロックの一部は、ブラックスタート機能を有さない他の発電プラントを起動するのに用いることができる。

少なくとも１つのガスタービン及び少なくとも１つの蒸気タービンから構成される複合サイクル発電プラントでは、一般に少なくとも１つのガスタービンを用いて、ドループ調速機で燃料流量を変えることによって総発電プラント出力を制御する。少なくとも１つのガスタービン排気から付加的な蒸気が発生するので、通常、蒸気タービン出力はガスタービン出力の後に続く。蒸気タービンは、負荷需要に対して一次応答を提供しない。ブロック装荷を典型的な複合サイクル発電プラントに適用する上で、負荷ブロックが配電網に接続されるとガスタービン調速機は燃料流量を増大させることになる。次いで、蒸気生成及び蒸気タービン出力が増大すると、ガスタービンは装荷解除され、電気系統負荷に一致させるよう一定のレベルで総プラント出力を維持する。

現在公知の負荷ブロック方法には幾つかの欠点がある。ブロック装荷中に生じるガスタービンの突然の装荷及び後続の装荷解除に起因する熱過渡は望ましいものではない。ブロック装荷はまた、限定ではないが、燃焼安定性、冷却系要件、又は同様のものなどの他の作動限界によって阻止される可能性がある。ブロック装荷の大きさによっては、発電プラント作動限界を超える可能性がある。これにより、限定ではないが配電網を復旧する試みを中断させるような、保護動作を生じる場合がある。

上記の理由から、作動限界を超えないように複合サイクル発電プラントのブロック装荷を調整する方法及びシステムの必要性がある。本方法及びシステムは、作動限界内に良好に維持するような方法で発電プラントを作動させ、配電網復旧の成功率を改善することになる。

本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの発電プラントをブロック装荷する方法は、少なくとも１つのガスタービン１０５、少なくとも１つの蒸気タービン１４５、及び少なくとも１つの熱回収蒸気発生器１２５を含む少なくとも１つの発電プラント上にブロック装荷システム１８０を設ける段階と、ブロック装荷システム１８０の少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされるか否かを判断する段階３３０と、少なくとも１つの発電プラントによって発生した電力を配電網に送出して第１のブロックを装荷する段階３３５と、ブロック装荷システム１８０の少なくとも１つの安定化許容が満たされるか否かを判断する段階３４０とを含み、必要な場合には、更に、第１のガスタービン装荷ループから第２のガス装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを調節する段階と、第１の蒸気タービン装荷ループから第２の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階３４５とを含み、第２のガスタービン装荷ループ及び第２の蒸気タービン装荷ループにより、少なくとも１つの蒸気タービンが該タービンの使用中に少なくとも１つの発電プラントの一次速度制御を行うことを可能にし、ブロック装荷システム１８０は、配電網に電力を送出する間に少なくとも１つの蒸気タービン１４５が周波数を一次的に制御することを可能にする。

本方法は、発電プラントが、配電網に電力を送出しているか否かを判断する段階３０５と、発電プラントが配電網から接続解除されるか否かを判断する段階３０５と、少なくとも１つのブロック装荷初期条件が満たされるか否かを判断する段階３１０と、発電プラントを配電網に接続する段階３２０とを更に含むことができる。本方法はまた、少なくとも１つの追加ブロックを装荷するか否かを判断する段階３５０と、第１のガスタービン装荷ループから第２のガスタービン装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを調節する段階と、少なくとも１つの追加負荷ブロックが追加されたときに、第１の蒸気タービン装荷ループから第２の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階３４５と、必要に応じて少なくとも１つの発電プラントから発生する電力を送出し少なくとも１つの追加ブロックを装荷する段階３５３と、追加的な少なくとも１つのブロックの各々が装荷された後、第２のガスタービン装荷ループから第１のガスタービン装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを調節する段階３６０と、第２の蒸気タービン装荷ループから第１の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階３６５とを更に含むことができる。

電力を送出して第１のブロックを装荷するように段階が、少なくとも１つのガスタービン１０５が電力を発生させる段階を含むことができる。

少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされるか否かを判断する段階において、少なくとも１つのブロック装荷許容が、配電網に対する接続、第１のブロックが少なくとも１つの発電プラントによって送出された電力を受け取ることができること、又はその組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことができる。

少なくとも１つのブロック装荷初期条件が満たされるか否かを判断する段階において、少なくとも１つのブロック装荷初期条件が、複数の発電プラント補助装置が通電されること、少なくとも１つの発電プラントが配電網に接続されていないこと、少なくとも１つのバスシステムが配電網から分離されていること、少なくとも１つの蒸気タービン１４５が作動状態であることのうちの少なくとも１つを含む。

ブロック装荷システム１８０の少なくとも１つの安定化許容が満たされるか否かを判断する段階において、少なくとも１つの安定化許容は、少なくとも１つの蒸気タービン１４５の蒸気条件が発電を可能にすること、少なくとも１つの追加ブロックが少なくとも１つの発電プラントによって送出された電力を受け取ることができることのうちの少なくとも１つを含むことができる。ブロックは、少なくとも約１０から約４０メガワットを含むことができる。

電力を送出して第１のブロックを装荷する段階において、少なくとも１つの蒸気タービン１４５が電力を送出して少なくとも１つの追加ブロックを最初に装荷し、少なくとも１つのガスタービン１０５が、電力を送出して少なくとも１つの追加ブロックを続いて装荷するようにする。

本方法は、ブロック装荷システム１８０の状態に関して少なくとも１つの通知を提供する段階を更に含むことができる。

好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を示す添付図面を参照する。異なる構造及び動作を有する他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱するものではない。

ブロック装荷は通常、停電後に配電網を復旧するプロセスを含む。ブラックスタートは、上述のように、停電後に電気配電網（以下「配電網」）への電力の送出、又は配電網からの発電プラントの他の分離プロセスを考慮することができる。ブラックスタートは通常、上述のようにデッドバスブレーカー閉鎖を開始する。

本発明の実施形態は、ブラックスタート配電網復旧中に複合サイクル発電プラント（以下「プラント」又は同様のもの）の装荷を調整する技術的効果を有する適用及びプロセスの形態を取る。本発明は、少なくとも１つの燃焼ガスタービン又は同様のもの；少なくとも１つの蒸気タービン又は同様のもの；及び少なくとも１つの熱回収蒸気発生器又は同様のものを含むプラントの全ての形態に適用することができる。

本発明の実施形態は、限定ではないが、約１０メガワットから約４０メガワットのような、小さな負荷ブロックの配電網への電力の送出を開始することができる。本発明は、最初にガスタービンを利用して速度制御を行うことができる。本発明の実施形態は、適切な蒸気条件が利用可能であるときには、蒸気タービンを利用して速度制御を行うこともできる。

本発明の実施形態では、ブロック装荷中に速度制御ループを用いて、少なくとも１つの蒸気タービンが配電網に付加又は再接続された付加的なブロックに送出された電力を提供できるようにすることができる。初期負荷ピックアップ用に少なくとも１つの蒸気タービンを使用することにより、ガスタービン温度過渡を最小にすることができるより緩慢なガスタービン装荷制御ループを用いて、少なくとも１つのガスタービンをより漸次的に装荷可能にすることができる。

本発明の実施形態では、少なくとも１つの蒸気タービンが、少なくとも１つのブロック装荷に対して電力を発生させる準備をすることができると、発電プラントの一次速度制御は、少なくとも１つの蒸気タービンに移行することができる。このモードでは、ガスタービン調速機は、過渡ブロック装荷プロセスによって生じた速度変化に応答することはできない。

次に、種々の参照数字が幾つかの図全体にわたって同じ素子を表す図面を参照すると、図１は、本発明の実施形態が動作する環境を示す概略図である。図１は、単に、本発明の実施形態を用いることができるプラント１００の１つの種類の概観を示している。更に、図１は、電力を配電網に送出するのに必要とすることができる種々の構成部品及び／又は補助装置の全てを示している訳ではない。

図１は、ガスタービン１０５、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）１２５、蒸気タービン１４５、発電機１６０、及びより大型のプラント制御システム（図示せず）に組み込むことができるブロック装荷システム１８０を含む発電所施設１００を示す。

ガスタービン１０５は一般に、ロータシャフト１０９を有する軸流圧縮機１０７を含む。空気が１１７の圧縮機入口に入り、軸流圧縮機１０７によって圧縮され、次いで燃焼システム１１３に吐出され、ここで天然ガスのような燃料が燃焼されて、タービン１１１を駆動する高エネルギー燃焼ガスをもたらす。タービン１１１では、高温ガスのエネルギーが仕事に変換され、その一部は、シャフト１０９を通って圧縮機１０７を駆動するのに用いられ、残りは、電気生成（以下「電力」又は同様のもの）用の発電機１６０のような負荷を駆動するための有用な仕事に利用可能である。

少なくとも１つの蒸気タービン１４５は、タンデムシャフト１１５を介してガスタービン１０５に接続することができる。蒸気タービン１４５は、ロータ１４９を介してＩＰ（中圧）又はＬＰ（低圧）セクション１４７に接続されたＨＰ（高圧）セクション１５１を含むことができる。発電機１６０は、発電機ロータ１５３を介して蒸気タービン１４５に接続することができる。

ＨＲＳＧ１２５は、タービン１１１から排出ガス１１９を受け取ることができる。ＨＲＳＧ１２５は、ＨＰセクション１３１、ＩＰセクション１２９、及びＬＰセクション１２７を含む複数のセクションを含むことができる。ＨＲＳＧ１２５は、ＨＰセクション１３１からのＨＰ蒸気１３７がＨＰセクション１５１の蒸気タービン１４５に流入するのを可能にすることができる。同様に、ＩＰ蒸気１３５は、ＨＲＳＧ１２５からＩＰセクション１４７の蒸気タービン１４５に流入することができる。更に同様に、ＬＰ蒸気１３３は、ＨＲＳＧ１２５からＬＰセクション１４７の蒸気タービン１４５に流入することができる。戻りライン１３９は、蒸気タービン１４５のＨＰセクション１５１からＨＲＳＧ１２５に流れることができる。

発電機１６０の下流には、少なくとも１つのブレーカー１６５が存在することができる。ブレーカー１６５を用いて発電機１６０を配電網１７０から分離することができる。配電網１７０は、送電線１６７を介してブレーカー１６５に接続することができる。

プラント１００は、少なくとも１つの制御システム又は同様のもの（図示せず）を含むことができ、該制御システムは、プラント１００の装荷を調整するための少なくとも１つのブロック装荷システム１８０を含むことができる。

ここで図２を参照すると、本図は、本発明の実施形態によるブロック装荷を調整する方法の過渡作動を示すグラフ２００である。図２は、時間に対する発電機ロータ１５３の速度を示す。図２はまた、同じ時間尺度に対する発電機１６０の出力を示す。グラフ２００の時間範囲は、過渡始動時間を対象とし、プラント１００が初期始動から約７５パーセント〜約８５パーセントの負荷を発生するまでの範囲とすることができる。この始動範囲は、プラント１００の種類及び構成に応じて変わる可能性がある。

図２は、ブロック装荷事象の準備及び実行におけるプラント１００の作動順序をグラフ２００で示している。図２に示すように、プラント１００の作動順序は、アルファベットＡ−Ｈで示した多数の異なる相によって表わされる。表１は「グラフ２００」の概観を提示し、特に、本発明の実施形態の下での始動の各「相」間のプラント１００状態を具体的に説明している。

本発明の実施形態は、本発明の実施形態によるブロック装荷システム１８０を利用して、プラント１００のブロック装荷を調整するソフトウェアアプリケーション及びプロセスの形態を取ることができる。制御システムは、ブロック装荷システム１８０の初期作動に対してユーザ動作を必要とするように構成することができる。本発明の制御システムの実施形態は、独立型システムとして機能することができる。或いは、制御システムは、タービン制御又はプラント制御システムのようなより広範なシステム内のモジュール又は同様のものとして統合することができる。

理解されるように、本発明は、方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として具現化することができる。従って、本発明は、全体にハードウェア実施形態、全体にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、その他を含む）、或いは、本明細書において一般に全て「回路」、「モジュール」、又は「システム」と呼ばれるソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態を取ることができる。更に、本発明は、媒体中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、コンピュータ使用可能記憶媒体上でコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。

あらゆる好適なコンピュータ読み取り可能媒体を利用することができる。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、限定ではないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、又は半導体系、装置、デバイス、又は伝播媒質とすることができる。コンピュータ読み取り可能媒体のより特定の実施例（非網羅的リスト）は、以下：１つ又はそれ以上の配線を有する電気的接続、携帯用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ー（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバー、携帯用コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学式記憶装置、インターネット又はイントラネットをサポートするものなどの伝送媒体、又は磁気記憶装置を含むことになる。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読み取り可能媒体は、プログラムが例えば紙又は他の媒体の光学式走査により電子的に取り込まれた後で、必要に応じてコンパイルされ、解釈され、或いは好適な方法で処理されてコンピュータメモリ内に記憶することができるので、プログラムを印刷する紙又は別の好適な媒体とすることもできる点に留意されたい。本明細書の関連において、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読み取り可能媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はこれらと関連して使用するためにプログラムを収容し、記憶し、通信し、伝播し、或いは伝送することができるあらゆる媒体とすることができる。

本発明の動作を実施するコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ(登録商標）７、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ又はＣ＋＋、或いは同様のものなどのオブジェクト指向プログラミング言語で記述することができる。しかしながら、本発明の動作を実施するコンピュータプログラムコードはまた、「Ｃ」プログラミング言語又は類似の言語などの従来の手続き型プログラミング言語で記述することができる。プログラムコードは、全体的にユーザのコンピュータ上で、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェアパッケージとして、一部がユーザのコンピュータ上で且つ一部がリモートコンピュータ上で、或いは完全にリモートコンピュータ上で実行することができる。後者のケースでは、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）又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）を通じてユーザのコンピュータに接続することができ、或いは、外部のコンピュータに対して接続を行うことができる（例えば、「インターネットサービスプロバイダ」を用いた「インターネット」を通じて）。

本発明は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照しながら以下に説明する。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図内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装することができる点は理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、公共目的のコンピュータ、特定目的のコンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供されて機械を実現し、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実施するための手段を生成するようにすることができる。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、特定の方法で機能するコンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置に命令することができるコンピュータ読み取り可能メモリ内に記憶することができ、その結果、コンピュータ読み取り可能メモリ内に記憶された命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実施する命令手段を含む製造物品をもたらす。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上にロードされ、一連の動作段階をコンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実施して、コンピュータ実装プロセスを生成し、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図のブロックにおいて指定された機能／動作を実施するための段階を提供するようにすることができる。

本発明は、ブロック装荷システム１８０が作動するか否かを判断するために、自動的又は連続的に配電網１７０を監視するように構成された制御システム又は同様のものを含むことができる。或いは、制御システムは、ブロック装荷システム１８０の初期作動に対するユーザ動作を要求するように構成することができる。本発明の制御システムの実施形態は、独立型システムとして機能することができる。或いは、制御システムは、タービン制御又はプラント制御システムのようなより広範なシステム内のモジュール又は同様のものとして統合することができる。

次に、図３Ａ及び３Ｂ、すなわち総称して図３を参照すると、本図は、本発明の実施形態によるブロック装荷システム１８０を利用してブロック装荷を調整する方法を示している。本発明の実施形態では、ブロック装荷システム１８０は、グラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）又は同様のものをオペレータに提供することができる。ＧＵＩは、オペレータが以下に記載した方法３００を検索するのを可能にすることができる。ＧＵＩは、ブロック装荷システム１８０の状態の少なくとも１つの通知を提供することができる。

段階３０５では、本方法３００は、プラント１００を配電網１７０から電気的に接続解除することができる。本発明の実施形態は、ブレーカー１６５の表示器を監視して、配電網（１６５）がプラント１００から分離されたことを確認することができる。

段階３１０では、方法３００は、装荷を阻止するめの少なくとも１つの条件が満たされたか否かを判断することができる。本発明の実施形態は、ブロック装荷システム１８０の前に少なくとも１つの初期条件を満たすことを必要とすることができる。初期条件は、一般に、装荷阻止前に満たされるべき作動状態と考えることができる。例えば、限定ではないが、少なくとも１つのＨＲＳＧ１２５は、ブロック装荷システム１８０が機能する前に十分な蒸気を少なくとも１つの蒸気タービン１４５に供給する必要がある。本発明の実施形態では、ユーザは、ブロック装荷システム１８０の作動に必要な初期条件を定めることができる。

少なくとも１つの初期条件は、複数の発電プラント補助装置が通電されること、少なくとも１つの発電プラントが配電網に接続されないこと、少なくとも１つのバスシステムが配電網から分離されること、少なくとも１つの蒸気タービンが作動状態であることのうちの少なくとも１つを含むことができる。少なくとも１つの初期条件が満たされる場合、方法３００は段階３１５に進むことができ、そうでない場合、方法３００は、少なくとも１つの条件が満たされるまで段階３１０に戻ることができる。

段階３１５では、ブロック装荷システム１８０を起動することができる。ここで、方法３００は、段階３１０で少なくとも１つの初期条件が満たされたと判断した後、ブロック装荷システム１８０が動作準備が整っているという通知を提供することができる。例えば、限定ではないが、方法３００は、ユーザがブロック装荷システム１８０を開始することを可能にするＧＵＩ又は同様のものを介して通知を提供することができる。

段階３２０では、方法３００は、プラント１００が配電網１７０に電気的に接続され又は同期されるよう要求することができる。ここで、方法３００は、ユーザが、配電網１７０のデッドバス上でブレーカー１６５を閉じることを要求することができる。

段階３２５では、方法３００は、ブレーカー１６５が閉じられたことを確認することができる。ここで、例えば限定ではないが、ブレーカー１６５は、開放又は閉鎖位置の表示器を備えることができる。この位置は、ブロック装荷システム１８０に伝送され、ブレーカー１６５が閉じられてプラント１００が配電網１７０に接続されたことを確認することができる。

段階３３０では、方法３００は、少なくとも１つのブロック装荷許容を満たすことができるか否かを判断することができる。本発明の実施形態は、ブロック装荷システム１８０が、ガスタービン１０５によって発生した電力の第１のブロックへの送出を調整する前に、少なくとも１つのブロック装荷許容を満たすことを要求することができる。ブロック装荷許容は、一般に、プラント１００及び配電網１７０がブロック装荷の準備が整っていることを確認するのに用いられる許容と考えることができる。例えば、限定ではないが、少なくとも１つの配電網１７０は、プラント１００によって送出された電力により通電される十分な負荷を有する必要がある。本発明の実施形態では、ユーザは、ブロック装荷システム１８０の作動に必要な満足されるブロック装荷許容を定めることができる。

少なくとも１つのブロック装荷許容は、配電網１７０に対する接続、第１のブロックが第１のブロック装荷に対して少なくとも１つの発電プラント１００によって送出された電力を受け取ることができること、又はその組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことができる。少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされた場合、方法３００は段階３３５に進むことができ、そうでなければ方法３００は、少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされるまで段階３２５に戻ることができる。

段階３３５では、方法３００は、第１のブロックを装荷することができる。本発明の実施形態では、ガスタービン１０５は、上述のように第１のブロックを装荷するための電力を発生させることができる。ここで、ブロック装荷システム１８０のユーザは、第１のブロック装荷の大きさを示すことができる配電網１７０のオペレータと調整することができる。例えば、限定ではないが、配電網１７０のオペレータは、第１の負荷が約２５メガワットであることをブロック装荷システム１８０のユーザに知らせることができる。次に、ブロック装荷システム１８０のユーザは、配電網１７０に約２５メガワット送出するようにしてガスタービン１０５を作動させることになる。

段階３４０では、方法３００は、少なくとも１つの安定化許容が満たされるか否かを判断することができる。本発明の実施形態は、第１のブロックが装荷された後で且つブロック装荷システム１８０がガスタービン１０５及び蒸気タービン１４５の両方によって発生された電力の追加ブロックに対する送出を調整する前に、少なくとも１つの安定化許容が満たされることを必要とすることができる。安定化許容は、一般的には、蒸気タービン１４５がブロック装荷の準備が整っていることを確認するのに用いる許容と考えることができる。安定化は、プラント１００及び配電網１７０が、配電網１７０に接続することになる付加的な負荷に付加的な電力を伝送する準備が確実に整っているようにするのを助けることができる。例えば、限定ではないが、少なくとも１つの蒸気タービン１４５は、プラント１００によって送出されることになる発電用の十分な蒸気を有する必要がある。本発明の実施形態では、ユーザは、ブロック装荷システム１８０の作動に必要な満足される安定化許容を定めることができる。

少なくとも１つの安定化許容は、少なくとも１つの蒸気タービンの蒸気条件が発電を可能にすること、付加的な負荷ブロックがプラント１００によって送出され且つ配電網１７０を介して伝達される電力を受け取ることができることのうちの少なくとも１つを含むことができる。

少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされた場合、方法３００は段階３４０に進むことができ、そうでなければ方法３００は、少なくとも１つの安定化許容が満たされるまで段階３４５にとどまることができる。

段階３４５では、方法３００は、第１のガスタービン装荷ループから第２のガスタービン装荷ループまで、ガスタービン装荷制御ループを自動的に調節することができる。第１のガスタービン装荷ループは、正常又はドループモードで作動中に少なくとも１つのガスタービン１０５によって利用されるループと考えることができる。第２のガスタービン装荷ループは、ブロック装荷中に利用されるループと考えることができる。この第２のループは、少なくとも１つのガスタービン１０５が、熱過渡を最小にするために付加的な負荷ブロックの追加に対してより緩やかに応答できるようにすることができる。この第２の制御ループはまた、少なくとも１つの蒸気タービン１４５が、プラント１００に対する速度制御をもたらすことを可能にすることができる。

段階３４５では、方法３００はまた、第１の蒸気タービン装荷ループから第２の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを自動的に調節することができる。第１の蒸気タービン装荷ループは、正常モードで作動中に少なくとも１つの蒸気タービン１４５によって利用されるループと考えることができる。第２の蒸気タービン装荷ループは、ブロック装荷中に利用されるループと考えることができる。この第２のループは、少なくとも１つの蒸気タービン１４５が付加的な負荷ブロックの追加により迅速に応答することを可能にすることができる。この第２の制御ループはまた、少なくとも１つの蒸気タービン１４５がプラント１００に対して速度制御をもたらすことを可能にすることができる。

本発明の実施形態では、ブロック装荷システム１８０は、少なくとも１つのガスタービン１０５及び蒸気タービン１４５の装荷制御ループを自動的に調節することができる。上述のように、ブロック装荷システム１８０は、ブロック装荷と関連する少なくとも１つのガスタービン１０５に対する過渡事象を最小にするように装荷制御ループを調節することができる。

段階３５０では、方法３００は、少なくとも１つの追加ブロックを装荷するか否かを判断することができる。ブロック装荷システム１８０のオペレータは、次のブロック内に追加されることになる付加的な負荷量を判断するために、配電網１７０のオペレータと調整することができる。少なくとも１つの付加的な負荷ブロックが追加されることになる場合、方法３００は段階３５５に進むことができ、そうでなければ方法３００は、付加的な負荷ブロックが追加されることになるまで段階３５０にとどまることができる。

段階３５５では、方法３００は、少なくとも１つの追加ブロックを装荷することができる。本発明の実施形態では、少なくとも１つのガスタービン１０５及び少なくとも１つの蒸気タービン１４５は、上述のように追加ブロックを装荷するために電力を発生させることができる。ここで、ブロック装荷システム１８０のユーザは、装荷のタイミング及び順序について配電網１７０のオペレータと調整することができる。例えば、限定ではないが、配電網１７０のオペレータは、付加的な負荷ブロックが、約２０メガワットであることをブロック装荷システム１８０のユーザに知らせることができる。次に、ブロック装荷システム１８０のユーザは、配電網１７０に約２０メガワットを送出するようにして少なくとも１つのガスタービン１０５及び少なくとも１つの蒸気タービン１４５を作動させることになる。

段階３６０では、方法３００は、配電網１７０のブロック装荷が完了したか否かを判断することができる。ブロック装荷システム１８０のオペレータは、配電網１７０のオペレータと通信し、付加的な負荷を追加する必要があるか否かを判断することができる。ブロック装荷が完了した場合には、方法３００は段階３６５に進むことができ、そうでなければ方法３００は、段階３４０に戻ることができる。

段階３６５では、方法３００は、第２のガスタービン装荷ループから第１のガスタービン装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを自動的に調節／戻すことができ、第２の蒸気タービン装荷ループから第１の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを自動的に調節することもできる。本発明の実施形態では、ブロック装荷システム１８０は、少なくとも１つのガスタービン１０５及び蒸気タービン１４５の装荷制御ループを、非ブラックスタート作動又は同様のもので用いられるループに自動的に戻ることができる。

図４は、本発明の実施形態による発電プラントブロック装荷を調整するための例示的なシステム４００のブロック図である。方法３００の要素は、システム４００において具現化され、これにより実施することができる。システム４００は、１つ又はそれ以上のユーザ又はクライアント通信デバイス４０２或いは類似のシステム又はデバイス（図４に２つが示されている）を含むことができる。各通信デバイス４０２は、例えば、限定ではないが、電子メッセージを送信及び受信することができるコンピュータシステム、携帯情報端末、携帯電話、又は類似のデバイスとすることができる。

通信デバイス４０２は、システムメモリ４０４又はローカルファイルシステムを含むことができる。システムメモリ４０４は、例えば、限定ではないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）を含むことができる。ＲＯＭは、基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）を含むことができる。ＢＩＯＳは、通信デバイス４０２の要素又は構成部品間の情報を伝達するのに役立つ基本ルーティンを収容することができる。システムメモリ４０４は、通信デバイス４０２の全体の動作を制御するオペレーティングシステム４０６を収容することができる。システムメモリ４０４はまた、ブラウザ４０８又はウェブブラウザを含むことができる。システムメモリ４０４はまた、図３の方法３００の要素と類似しているか、又はこれらを含むことができる発電プラントブロック装荷を調整するためのデータ構造４１０又はコンピュータ実行可能コードを含むことができる。

システムメモリ４０４は更にテンプレートキャッシュメモリ４１２を含むことができ、発電プラントブロック装荷を調整するために図３の方法３００と併せて用いることができる。

通信デバイス４０２はまた、通信デバイス４０２の他の構成部品の動作を制御するプロセッサ又は処理ユニット４１４を含むことができる。オペレーティングシステム４０６、ブラウザ４０８、及びデータ構造４１０は、処理ユニット４１４上で動作可能とすることができる。処理ユニット４１４は、システムバス４１６によって通信デバイス４０２のメモリシステム４０４及び他の構成部品に結合することができる。

通信デバイス４０２はまた、複数の入力デバイス、出力デバイス又は組み合わせ（Ｉ／Ｏ）入力／出力デバイス４１８を含むことができる。各入力／出力デバイス４１８は、入力／出力インタフェース（図４には示さず）によってシステムバス４１６に結合することができる。入力及び出力デバイス又は組み合わせＩ／Ｏデバイス４１８は、ユーザが操作して通信デバイス４０２とインタフェースし、ブラウザ４０８及びデータ構造４１０の動作を制御して、発電プラントブロック装荷の調整に対するソフトウェアにアクセスし、操作し、制御することを可能にする。Ｉ／Ｏデバイス４１８は、本明細書で検討された動作を実施するために、キーボード及びコンピュータポインティングデバイス又は同様のものを含むことができる。

Ｉ／Ｏデバイス４１８はまた、例えば、限定ではないが、ディスクドライブ、光学、機械、磁気、又は赤外線入力／出力デバイス、モデム又は同様のものを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス４１８は、記憶媒体４２０にアクセスするのに用いることができる。媒体４２０は、通信デバイス４０２のようなシステムによって又はシステムと共に用いるために、コンピュータ読み取り可能又はコンピュータ実行可能命令又は他の情報を収容、記憶、通信、或いは伝送することができる。

通信デバイス４０２はまた、ディスプレイ又はモニター４２２のような他のデバイスを含み、又はこれらに接続することができる。モニター４２２は、ユーザが通信デバイス４０２とインタフェース可能にすることができる。

通信デバイス４０２はまた、ハードドライブ４２４を含むことができる。ハードドライブ４２４は、ハードドライブインタフェース（図４には示していない）によってシステムバス４１６に結合することができる。ハードドライブ４２４はまた、ローカルファイルシステム又はシステムメモリ４０４の一部を形成することができる。プログラム、ソフトウェア、及びデータは、通信デバイス４０２の動作用のシステムメモリ４０４とハードドライブ４２４との間で転送及び交換することができる。

通信デバイス４０２は、少なくとも１つのユニットコントローラ４２６と通信することができ、ネットワーク４２８を介して通信デバイス４０２と類似した他のサーバ又は他の通信デバイスにアクセスすることができる。システムバス４１６は、ネットワークインタフェース４３０によってネットワーク４２８に結合することができる。ネットワークインタフェース４３０は、ネットワーク４２８に結合するためのモデム、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）カード、ルーター、ゲートウェイ、又は同様のものとすることができる。結合は、有線又は無線接続とすることができる。ネットワーク４２８は、インターネット、プライベートネットワーク、イントラネット、又は同様のものとすることができる。

少なくとも１つのユニットコントローラ４２６はまた、ファイルシステム、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び同様のものを含むことができるシステムメモリ４３２を含むことができる。システムメモリ４３２は、通信デバイス４０２におけるオペレーティングシステム４０６と類似のオペレーティングシステム４３４を含むことができる。システムメモリ４３２はまた、発電プラントブロック装荷を調整するためのデータ構造４３６を含むことができる。データ構造４３６は、発電プラントブロック装荷を調整するための方法３００に関して記載されたものに類似する動作を含むことができる。サーバシステムメモリ４３２はまた、他のファイル４３８、アプリケーション、モジュール、及び同様のものを含むことができる。

少なくとも１つのユニットコントローラ４２６はまた、少なくとも１つのユニットコントローラ４２６内の他のデバイスの動作を制御するために、プロセッサ４４２又は処理ユニットを含むことができる。少なくとも１つのユニットコントローラ４２６はまた、Ｉ／Ｏデバイス４４４を含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス４４４は、通信デバイス４０２のＩ／Ｏデバイス４１８に類似することができる。少なくとも１つのユニットコントローラ４２６は更に、少なくとも１つのユニットコントローラ４２６にＩ／Ｏデバイス４４４と共にインタフェースを提供するように、モニター又は同様のものなどの他のデバイス４４６を更に含むことができる。少なくとも１つのユニットコントローラ４２６はまた、ハードディスクドライブ４４８を含むことができる。システムバス４５０は、少なくとも１つのユニットコントローラ４２６の様々な構成部品を接続することができる。ネットワークインタフェース４５２は、少なくとも１つのユニットコントローラ４２６をシステムバス４５０を介してネットワーク４２８に結合することができる。

各図のフローチャート及びステップ図は、本発明の種々の実施形態によるシステム方法、並びにコンピュータプログラム製品の実施可能な実装のアーキテクチャ、機能性、及び動作を示す。この点に関して、フローチャート及びステップ図における各ステップは、特定の論理機能を実施するために１つ又はそれ以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、又はコード部分を表すことができる。幾つかの別の実装では、ステップにおいて記載された機能は、各図において記載された順序と異なる順序で行われる可能性がある点にも留意されたい。例えば、連続して示した２つのステップは、実際には実質的に同時に実行することができ、又は各ステップは、関連する機能性に応じて場合によっては逆の順序で実行することができる。ステップ図及び／又はフローチャート図の各ステップ、及びステップ図及び／又はフローチャート図におけるステップの組み合わせは、特定機能又は動作を実施する専用ハードウェアベースシステム又は専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実装することができる点も留意されたい。

本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的のものに過ぎず、本発明を限定することを意図していない。本明細書で用いられる場合、不定冠詞の有無、定冠詞の有無にかかわらず、文脈上明らかに他の意味を指す場合を除き複数形も含むものとする。用語「含む」及び／又は「含んでいる」は、本明細書で用いられる場合、記載される特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除しない点は更に理解されるであろう。

本明細書において特定の実施形態が図示され説明されてきたが、同じ目的を達成するために予測されるあらゆる構成は、図示された特定の実施形態と置き換えることができ、更に本発明は、他の環境における他の用途を有することが理解されるべきである。本出願は、本発明のあらゆる適応又は変更形態を網羅することを意図している。添付の請求項は、本明細書に記載された特定の実施形態に本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

本発明の実施形態が動作する環境を示す概略図。 本発明の実施形態によるブロック装荷を調整する方法の過渡動作を示すグラフ。 本発明の実施形態によるブロック装荷を調整する方法を示す図。 本発明の実施形態によるブロック装荷を調整する方法を示す図。 本発明の実施形態による発電プラントブロック装荷を調整するための例示的なシステムのブロック図。

符号の説明

１００ サイト
１０５ ガスタービン
１０７ 圧縮機
１０９ シャフト
１１１ タービン
１１３ 燃焼システム
１１５ シャフト
１１９ 排出ガス
１２５ 熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）
１２７ ＬＰセクション
１２９ ＩＰセクション
１３１ ＨＰセクション
１３３ ＬＰ蒸気
１３５ ＩＰ蒸気
１３７ ＨＰ蒸気
１３９ 戻りライン
１４５ 蒸気タービン
１４７ ＩＰ又はＬＰセクション
１４９ ロータ
１５１ ＨＰセクション
１５３ 発電機ロータ
１６０ 発電機
１６５ ブレーカー
１６７ 送電線
１７０ 配電網
１８０ ブロック装荷システム（Ｂ．Ｌ．Ｓ．）
４００ システム
４０２ 通信デバイス
４０４ システムメモリ
４０６ オペレーティングシステム
４０８ ブラウザ
４１０ データ構造
４１２ キャッシュメモリ
４１４ 処理ユニット
４１６ システムバス
４１８ 入力／出力デバイス
４２０ 媒体
４２２ モニター
４２４ ハードドライブ
４２６ サーバ
４２８ ネットワーク
４３０ ネットワークインタフェース
４３２ メモリ
４３４ オペレーティングシステム
４３６ データ構造
４３８ 他のファイル
４４２ プロセッサ
４４４ Ｉ／Ｏデバイス
４４６ 他のデバイス
４４８ ハードディスクドライブ
４５０ システムバス
４５２ ネットワークインタフェース

Claims (10)

1. 少なくとも１つの発電プラントをブロック装荷する方法であって、
   少なくとも１つのガスタービン（１０５）、少なくとも１つの蒸気タービン（１４５）、及び少なくとも１つの熱回収蒸気発生器（１２５）を含む前記少なくとも１つの発電プラント上にブロック装荷システム（１８０）を設ける段階と、
   前記ブロック装荷システム（１８０）の少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされるか否かを判断する段階（３３０）と、
   前記少なくとも１つの発電プラントによって発生した電力を配電網に送出して第１のブロックを装荷する段階（３３５）と、
   前記ブロック装荷システム（１８０）の少なくとも１つの安定化許容が満たされるか否かを判断する段階（３４０）と、
   を含み、
   必要な場合には、更に、
   第１のガスタービン装荷ループから第２のガス装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを調節する段階と、
   第１の蒸気タービン装荷ループから第２の蒸気タービン装荷ループまで蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階（３４５）と、
   を更に含み、
   前記第２のガスタービン装荷ループ及び前記第２の蒸気タービン装荷ループにより、前記少なくとも１つの蒸気タービンが、該タービンの使用中に前記少なくとも１つの発電プラントの一次速度制御を行うことを可能にし、
   前記ブロック装荷システム（１８０）は、前記配電網に電力を送出する間に前記少なくとも１つの蒸気タービン（１４５）が周波数を一次的に制御することを可能にする、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記発電プラントが前記配電網に電力を送出しているか否かを判断する段階（３０５）と、
   前記発電プラントが前記配電網から接続解除されたか否かを判断する段階（３０５）と、
   少なくとも１つのブロック装荷初期条件が満たされたか否かを判断する段階（３１０）と、
   前記発電プラントを前記配電網に接続する段階（３２０）と、
   を更に含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つの追加ブロックを装荷するか否かを判断する段階（３５０）と、
   前記第１のガスタービン装荷ループから前記第２のガスタービン装荷ループまでガスタービン装荷制御ループを調節する段階と、少なくとも１つの追加負荷ブロックが追加されたときに、前記第１の蒸気タービン装荷ループから前記第２の蒸気タービン装荷ループまで前記蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階（３４５）と、
   必要に応じて前記少なくとも１つの発電プラントから発生する電力を送出し前記少なくとも１つの追加ブロックを装荷する段階（３５３）と、
   追加的な少なくとも１つのブロックの各々が装荷された後、前記第２のガスタービン装荷ループから前記第１のガスタービン装荷ループまで前記ガスタービン装荷制御ループを調節する段階（３６０）と、前記第２の蒸気タービン装荷ループから前記第１の蒸気タービン装荷ループまで前記蒸気タービン装荷制御ループを調節する段階（３６５）と、
   を更に含む、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記電力を送出して前記第１のブロックを装荷する段階が、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）が電力を発生させる段階を含む、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つのブロック装荷許容が満たされるか否かを判断する段階において、前記少なくとも１つのブロック装荷許容が、配電網に対する接続、前記第１のブロックが前記少なくとも１つの発電プラントによって送出された前記電力を受け取ることができること、又はその組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つのブロック装荷初期条件が満たされるか否かを判断する段階において、前記少なくとも１つのブロック装荷初期条件が、複数の発電プラント補助装置が通電されること、前記少なくとも１つの発電プラントが前記配電網に接続されていないこと、少なくとも１つのバスシステムが前記配電網から分離されていること、前記少なくとも１つの蒸気タービン（１４５）が作動状態であることのうちの少なくとも１つを含む、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ブロック装荷システム（１８０）の前記少なくとも１つの安定化許容が満たされるか否かを判断する段階において、前記少なくとも１つの安定化許容が、前記少なくとも１つの蒸気タービン（１４５）の蒸気条件が発電を可能にすること、前記少なくとも１つの追加ブロックが前記少なくとも１つの発電プラントによって送出された前記電力を受け取ることができることのうちの少なくとも１つを含む、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ブロックが、少なくとも約１０から約４０メガワットを含むことができる、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 電力を送出して前記第１のブロックを装荷する段階の後に、前記少なくとも１つの蒸気タービン（１４５）が少なくとも１つの追加ブロックを最初に装荷するように電力を送出し、前記少なくとも１つのガスタービン（１０５）が、電力を送出して前記少なくとも１つの追加ブロックを続いて装荷するようにする、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記ブロック装荷システム（１８０）の状態に関して少なくとも１つの通知を提供する段階を更に含む、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。

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