JP2011089520A - ガスタービン用のモデルベース協調空気燃料制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料コントローラ33は、燃料制御出力信号49を燃料制御アクチュエータ47に提供して動作を制御する。燃料コントローラ33は、回転速度誤差に基づいて燃料制御出力信号49を求め、燃焼空気制御出力信号59を燃焼空気制御アクチュエータ61に提供して動作を制御する。クロスチャンネルコントローラ15は、燃料コントローラ33及び燃焼空気コントローラ35と通信し、燃焼空気制御修正信号67を燃焼空気コントローラ35に提供する。燃焼空気制御修正信号67は、空気対燃料モデルを用いて燃料制御出力信号49から求められる。燃焼空気コントローラ35は、排気温度誤差に基づいて事前燃焼空気制御信号63を求め、更に、事前燃焼空気制御信号63及び燃焼空気制御修正信号67の両方に基づいて燃焼空気制御出力信号59を求める。
【選択図】図1
Description
13 ガスタービン用協調空気燃料コントローラ
15 クロスチャンネルコントローラ
17 速度センサ
23 温度センサ
27 発電機
29 センサ
37 回転速度誤差計算機
39 速度基準部
43 ドループフィルタ
45 不感帯フィルタ
47 燃料制御アクチュエータ
53 排気温度誤差計算機
55 温度基準部
57 排気温度誤差信号
59 燃焼空気制御出力信号
61 燃焼空気制御アクチュエータ
Claims (12)
- ガスタービン(11)用の制御システムであって、
燃料制御アクチュエータ(47)と、
燃焼空気制御アクチュエータ(61)と、
ガスタービン(11)の回転速度を検知する速度センサ(17)と、
ガスタービン(11)の排気温度を検知する温度センサ(23)と、
前記燃料制御アクチュエータ(47)及び前記燃焼空気制御アクチュエータ(61)の動作を制御する協調空気燃料コントローラ(13)と、
を備え、
前記協調空気燃料コントローラ(13)が、前記速度センサ(17)からの第1の入力信号と、前記温度センサ(23)からの第2の入力信号とを受け取り、
前記協調空気燃料コントローラ(13)が更に、
前記速度センサ(17)からの第1の入力信号及び速度基準部(39)に基づいて回転速度誤差を求める回転速度誤差計算機(37)と、
前記温度センサ(23)からの第2の入力信号及び温度基準部(55)に基づいて排気温度誤差を求める排気温度誤差計算機(53)と、
燃料制御出力信号(49)を前記燃料制御アクチュエータ(47)に提供して該燃料制御アクチュエータ(47)の動作を制御し、前記回転速度誤差に基づいて前記燃料制御出力信号(49)を求める燃料コントローラ(33)と、
燃焼空気制御出力信号(59)を前記燃焼空気制御アクチュエータ(61)に提供して該燃焼空気制御アクチュエータ(61)の動作を制御する燃焼空気コントローラ(35)と、
前記燃料コントローラ(33)及び前記燃焼空気コントローラ(35)と通信するクロスチャンネルコントローラ(15)と、
を含み、
前記クロスチャンネルコントローラ(15)が、前記燃焼空気コントローラ(35)に燃焼空気制御修正信号(67)を提供し、
前記クロスチャンネルコントローラ(15)が、空気対燃料モデル(71)を用いて前記燃料制御出力信号(49)から燃焼空気制御修正信号(67)を求め、
前記燃焼空気コントローラ(35)が、前記排気温度誤差に基づいて事前燃焼空気制御信号(63)を求め、更に、前記事前燃焼空気制御信号(63)及び前記燃焼空気制御修正信号(67)の両方に基づいて前記燃焼空気制御出力信号(59)を求める、
制御システム。 - 前記空気対燃料モデル(71)が、定常状態モデルである、
請求項1に記載の制御システム。 - 前記燃料コントローラ(33)が、比例利得及び積分利得を含む燃料制御伝達関数を用いて、前記回転速度誤差を処理して燃料制御出力信号(49)を求め、これを前記燃料制御アクチュエータ(47)及び前記クロスチャンネルコントローラ(15)の両方に提供し、前記燃焼空気コントローラ(35)が、燃焼空気制御伝達関数を用いて排気温度誤差を処理して、事前燃焼空気制御信号(63)を求める、
請求項1に記載の制御システム。 - 前記クロスチャンネルコントローラ(15)が、前記協調空気燃料コントローラ(13)の要求空間部分において動作する、
請求項3に記載の制御システム。 - 前記燃焼空気制御アクチュエータ(61)が、入口ガイドベーンの一部を制御する、
請求項1に記載の制御システム。 - 前記燃料制御アクチュエータ(47)が燃料ストローク(73)を制御し、前記空気対燃料モデル(71)が、前記燃料ストローク(73)基準と前記入口ガイドベーンの位置との間の定常状態関係を提供する、
請求項5に記載の制御システム。 - ガスタービン(11)において空気供給及び燃料供給を制御する方法であって、
前記ガスタービン(11)の回転速度を求める段階と、
前記ガスタービン(11)の回転速度を速度基準と比較することによって回転速度誤差を生成する段階と、
前記回転速度誤差に対応する燃料制御出力信号(49)を生成する段階と、
前記燃料制御出力信号(49)を燃料制御アクチュエータ(47)に提供する段階と、
前記燃料制御アクチュエータ(47)が、前記燃料制御出力信号(49)に基づいて燃料流量を調整する段階と、
空気対燃料モデル(71)を含むクロスチャンネルコントローラ(15)を提供する段階と、
前記クロスチャンネルコントローラ(15)が、前記空気対燃料モデル(71)を用いて前記燃料制御出力信号(49)から燃焼空気制御修正信号(67)を生成する段階と、
前記ガスタービン(11)の排気ガスの排気温度を求める段階と、
前記排気温度を温度基準(55)と比較することによって排気温度誤差を生成する段階と、
前記排気温度誤差に対応する事前燃焼空気制御信号(63)を生成する段階と、
前記事前燃焼空気制御信号(63)及び前記燃焼空気制御修正信号(67)を組み合わせて、燃焼空気制御出力信号(59)を生成する段階と、
前記燃焼空気制御出力信号(59)を燃焼空気制御アクチュエータ(61)に提供する段階と、
前記燃焼空気制御アクチュエータ(61)が、前記燃焼空気制御出力信号(59)に基づいて燃焼空気の量を調整する段階と、
を含む方法。 - 前記空気対燃料モデル(71)が、定常状態モデルである、
請求項7に記載の方法。 - 前記燃料制御出力信号(49)を生成する段階が、比例利得及び積分利得を含む燃料制御伝達関数を用いて前記回転速度誤差を処理する段階を含み、事前燃焼空気制御信号(63)を生成する段階が、燃料制御伝達関数を用いて前記排気温度誤差を処理する段階を含む、
請求項7に記載の方法。 - 燃料コントローラ(33)及び燃焼空気コントローラ(35)の両方を含む協調空気燃料コントローラ(13)を提供する段階を更に含み、前記クロスチャンネルコントローラ(15)が、前記協調空気燃料コントローラ(13)の要求空間部分で動作する、
請求項9に記載の方法。 - 前記燃焼空気制御アクチュエータ(61)が燃焼空気の量を調整する段階は、入口ガイドベーンの位置を調整する段階を含む、
請求項7に記載の方法。 - 前記燃料制御アクチュエータ(47)が燃料流量を調整する段階は、燃料ストローク(73)を調整する段階を含み、更に前記空気対燃料モデル(71)が、燃料ストローク(73)基準と前記入口ガイドベーンの位置との間の定常状態関係を提供する、
請求項11に記載の方法。
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