JP2013198352A - 複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃焼器入口に吸気冷却器を備えるガスタービン発電機を含む軸発電設備を複数軸備え、
要求送電電力と吸気冷却器を含む所内動力とから発電電力を定める発電出力算出手段と、大気温度のときの軸発電設備の最大発電出力を算出する最大出力演算手段と、最大出力演算手段の最大発電出力の範囲内で、発電出力算出手段の発電電力を複数の軸発電設備に配分する複数の送電電力配分手段と、複数の送電電力配分手段による複数の配分パターンにより軸発電設備を運転したときのそれぞれの送電端効率を求める送電端効率算出手段と、送電端効率算出手段の複数の送電端効率のうち最大送電端効率となる配分パターンを決定する配分パターン決定手段とを備える。
【選択図】図1
Description
要求された送電電力と吸気冷却器を含む所内動力とから発電電力を定める発電出力算出手段と、大気温度のときの軸発電設備の最大発電出力を算出する最大出力演算手段と、最大出力演算手段の最大発電出力の範囲内で、発電出力算出手段の発電電力を複数の軸発電設備に配分する複数の送電電力配分手段と、複数の送電電力配分手段による複数の配分パターンにより軸発電設備を運転したときのそれぞれの送電端効率を求める送電端効率算出手段と、送電端効率算出手段の複数の送電端効率のうち最大送電端効率となる配分パターンを決定する配分パターン決定手段とを備え、決定された配分パターンにより各軸発電設備を運転することを特徴とする。
給電指令装置からの規定時間単位の要求電力量を入力する要求電力量入力手段と、規定時間単位の要求電力量から瞬時に必要な送電電力を求める送電電力算出手段と、吸気冷却器運転台数を設定する吸気冷却器運転台数入力手段と、大気温度および吸気冷却器運転台数から吸気冷却器台数の所内動力を求める吸気冷却器運転台数の所内動力算出手段と、大気温度および吸気冷却器運転台数から吸気冷却器台数による冷却可能な吸気温度を求める吸気冷却器運転台数の吸気温度算出手段と、冷却可能な吸気温度によりガスタービンの最大出力を求めるガスタービン最大出力算出手段と、発電設備全体の送電電力と所内動力の合計から求まる発電出力から発電設備として運転すべき運転軸数を求める必要運転軸数算出手段と、発電軸において均等に送電電力を配分する送電電力均等配分手段と、運転軸ごとに吸気冷却器運転状況より送電可能な送電電力が異なり、送電電力に合わせ配分出力を変更させ送電可能電力に対する送電電力の出力割合を平均にするための送電電力割合均等配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の大きい順に送電電力を配分し、最小出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最大出力軸優先送電電力配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の小きい順に送電電力を配分し、最大出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最小出力軸優先送電電力配分手段と、発電設備の運転データをもとに発電設備の運転出力帯ごとに規定時間の送電電力量、発熱量、燃料消費量を収集する発電設備データ収集手段と、発電出力と前記所内動力の差分から求まる送電電力を使用して送電端効率を求める送電端効率算出手段と、送電端効率から最も高効率な出力配分パターンを求めるための最高送電端効率送電電力配分パターン決定手段と、最高送電端効率となる場合の送電電力配分での統括スケジュール演算手段と、軸ごとに配分される発電出力により軸ごとの発電スケジュールを決めるための軸スケジュール演算手段を備え、
高効率な送電端効率となる送電電力配分決定手段で決定した発電出力にしたがって発電設備を運転することを特徴とする。
要求された送電電力と吸気冷却器を含む所内動力とから発電電力を定め、大気温度のときの軸発電設備の最大発電出力を算出し、最大発電出力の範囲内で記発電電力を複数の軸発電設備に複数の配分手法にて配分して複数の配分パターンを定め、複数の配分パターンにより軸発電設備を運転したときのそれぞれの送電端効率を求め、複数の送電端効率のうち最大送電端効率となる配分パターンを決定し、決定された配分パターンにより各軸発電設備を運転することを特徴とする。
1軸分の配分発電出力=(1軸分送電電力+1軸分の発電出力帯別過去収集所内動力)
/運転軸数 (1)
この配分パターンでの送電端効率は、(2)式により算出する。(2)式の演算に使用する全軸の送電電力量、全軸の発熱量、全軸の燃料消費量はそれぞれ過去データから(3)(4)(5)式により求められる。
規定時間の発電出力帯別における送電端効率
=(規定時間の発電出力帯別における全軸の送電電力量×3600
/(規定時間の発電出力帯別における全軸の発熱量
×規定時間の発電出力帯別における全軸の燃料消費量)×100 (2)
[数3]
規定時間の発電出力帯別における全軸の送電電力量
=第1軸分の送電電力量+…………+第n軸分の送電電力量 (3)
[数4]
規定時間の発電出力帯別における全軸の発熱量
=第1軸分の発熱量+…………+第n軸分の発熱量 (4)
[数5]
規定時間の発電出力帯別における全軸の燃料消費量
=第1軸分の燃料消費量+…………+第n軸分の燃料消費量 (5)
次に図9の出力割合均等配分パターン時は、まず(6)式により軸ごとの最大発電出力を算出する。
軸ごとの最大発電出力=吸気冷却器の使用有無を考慮した大気温度より求まる
発電機出力−吸気冷却器の所内動力 (6)
また軸ごとの最大発電出力に対する送電電力割合は(7)式により軸ごとに算出し、このときの全軸合計の送電電力を(8)式により求める。なお、この配分パターンでの送電端効率は(2)式により算出する。
第1軸送電電力=第1軸最大発電出力×第2軸送電電力/第2軸最大発電出力
第2軸送電電力=第2軸最大発電出力×第n軸送電電力/第n軸最大発電出力 (7)
[数8]
全軸合計の送電電力
=第1軸送電電力+…………+第n軸送電電力 (8)
次に図10の最大出力軸優先配分パターン時は、(6)式により各軸の最大発電出力を算出する。次に各軸への配分を実行するが、ここでは図10の例で、第1軸以外は全量割当てができたものとする。従って、第1軸以外の場合には(9)式を行う。
第n軸送電電力=第n軸最大発電出力 (9)
第1軸が全量割当てできないとすると、このときには(10)式を実行する。
第1軸送電電力(初期)=全軸合計の送電電力−(第2軸送電電力+…+第n軸送電電力)
また図12の関係について判断する。ここでは、第1軸送電電力(初期)と第1軸最低安定出力PS10との比較を行う。この比較において、第1軸送電電力(初期)≧第1軸最低安定出力となる場合は、第1軸送電電力は第1軸送電電力(初期)とする。
第1軸送電電力=第1軸最低安定出力
第2軸送電電力=第2軸最大発電出力
−(第1軸最低安定出力−第1軸送電電力(初期)) (11)
なお、この配分パターンでの送電端効率は(2)式により算出する。
軸送電電力=軸最大発電出力 (12)
第n軸が全量割当てできないとすると、このときには(13)式を実行する。
第n軸送電電力(初期)=全軸合計の送電電力−(第1軸送電電力+…+第n−1軸送電電力) (13)
また図13の関係について判断する。ここでは、第n軸送電電力(初期)と第n軸最低安定出力PSnm0との比較を行う。この比較において、第n軸送電電力(初期)≧第n軸最低安定出力となる場合は、第n軸送電電力は第n軸送電電力(初期)とする。
第n軸送電電力=第n軸最低安定出力
第n−1軸送電電力=第n−1軸最大発電出力−
(第n軸最低安定出力−第n軸送電電力(初期)) (14)
なお、この最小出力軸優先配分パターン時での送電端効率は(2)式により算出する。
101:給電指令装置
102:要求電力量入力手段
103:送電電力算出手段
104:発電出力算出手段
105:運転軸数算出手段
106:送電電力均等配分手段
107:送電電力割合均等配分手段
108:最大出力軸優先送電電力配分手段
109:最小出力軸優先送電電力配分手段
110:発電出力帯別データ収集手段
111:送電端効率算出手段
112:最高送電端効率配分パターン決定手段
113:統括スケジュール演算手段
114:各軸配分用発電出力算出手段
115:1軸スケジュール演算手段
116:n軸スケジュール演算手段
CT:軸制御装置
CP:軸発電設備
121:発電設備合計発電出力
130:発電出力帯別データ収集手段
140:大気温度検出器
141:吸気冷却器運転台数入力手段
143:吸気冷却器運転台数の吸気温度算出手段
144:吸気冷却器運転台数の所内動力算出手段
145:吸気温度によるGT最大出力算出手段
Pd:規定時間単位における要求電力量
PS:規定時間単位における送電電力
PL:規定時間単位における所内動力
Ta:日間の大気温度曲線
T0:吸気冷却器利用判断基準温度
403、405:吸気冷却器の不使用エリアにおける大気温度
404:吸気冷却器の使用エリアにおける大気温度
Pg1:吸気冷却器不使用時の発電機出力曲線
Pg3:吸気冷却器使用時の発電機出力曲線
Pg4:吸気冷却器不使用時の発電出力曲線(圧縮機入口空気温度T℃以上)
Pg2:吸気冷却器使用時の発電出力曲線(圧縮機入口空気温度T℃以上)
PL2:吸気冷却器の所内動力曲線
F2:送電電力割合均等配分時の送電端効率
F3:最大出力軸優先時送電電力配分時の送電端効率
F4:最小出力軸優先時送電電力配分時の送電端効率
150:統括スケジュール演算用入力設定手段
PB10:吸気冷却器使用選択押しボタン
PB11:吸気冷却器不使用選択押しボタン
PB1:出力均等配分押しボタン
PB2:出力割合均等配分押しボタン
PB3:最大出力軸優先配分押しボタン
PB4:最小出力軸優先配分押しボタン
PB21:統括スケジュール演算開始押しボタン
PB22:統括スケジュール演算再開押しボタン
PB23:統括スケジュール演算確定押しボタン
Claims (15)
- 燃焼器入口に吸気冷却器を備えるガスタービンとガスタービンにより駆動される発電機を含む軸発電設備を複数軸備えた複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
要求された送電電力と前記吸気冷却器を含む所内動力とから発電電力を定める発電出力算出手段と、大気温度のときの軸発電設備の最大発電出力を算出する最大出力演算手段と、該最大出力演算手段の最大発電出力の範囲内で、前記発電出力算出手段の発電電力を複数の軸発電設備に配分する複数の送電電力配分手段と、該複数の送電電力配分手段による複数の配分パターンにより軸発電設備を運転したときのそれぞれの送電端効率を求める送電端効率算出手段と、該送電端効率算出手段の複数の送電端効率のうち最大送電端効率となる前記配分パターンを決定する配分パターン決定手段とを備え、決定された配分パターンにより各軸発電設備を運転することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項1に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
前記最大出力演算手段は、大気温度と軸発電設備の吸気冷却器運転台数から吸気冷却器出口大気温度を求め、この温度の時の軸発電設備の最大発電出力を算出することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項2に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
前記最大出力演算手段は、吸気冷却器の使用と不使用を選択するための吸気冷却器使用不使用選択手段を含むことを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項1に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
前記吸気冷却器を含む所内動力を、過去運転時の所内動力を運転状態ごとに記憶した情報と、大気温度と吸気冷却器運転台数から求めた吸気冷却器の動力とから求めることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項4に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
前記運転状態は、前記送電電力配分手段において配分された電力で運転するときの運転状態に対応する過去の運転状態とされることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項1に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
前記複数の送電電力配分手段は、発電軸において均等に送電電力を配分する送電電力均等配分手段と、送電可能電力に対する送電電力の出力割合を平均にするための送電電力割合均等配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の大きい順に送電電力を配分し、最小出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最大出力軸優先送電電力配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の小きい順に送電電力を配分し、最大出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最小出力軸優先送電電力配分手段のうちから複数の送電電力配分手段を備えていることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項6に記載の発電スケジュール演算装置において、
最大出力軸優先送電電力配分手段または最小出力軸優先送電電力配分手段を使用するときに、最後に割り振られる軸発電出力が当該軸の最低安定出力以下である時に他の軸の発電出力が当該軸に割り振られて当該軸の最低安定出力を確保することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 請求項6に記載の発電スケジュール演算装置において、
前記複数の送電電力配分手段の出力から運転に使用する送電電力配分手段の出力を選択するための送電電力配分選択手段を備えることを特徴とする発電スケジュール演算装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の発電スケジュール演算装置において、
要求された送電電力は規定時間単位に設定されており、前記配分パターン決定手段により決定された配分パターンは規定時間単位で決定されることを特徴とする発電スケジュール演算装置。 - 燃焼器入口に吸気冷却器を備えるガスタービンとガスタービンにより駆動される発電機を含む軸発電設備を複数軸備えた複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置において、
給電指令装置からの規定時間単位の要求電力量を入力する要求電力量入力手段と、規定時間単位の要求電力量から瞬時に必要な送電電力を求める送電電力算出手段と、吸気冷却器運転台数を設定する吸気冷却器運転台数入力手段と、大気温度および吸気冷却器運転台数から吸気冷却器台数の所内動力を求める吸気冷却器運転台数の所内動力算出手段と、大気温度および吸気冷却器運転台数から吸気冷却器台数による冷却可能な吸気温度を求める吸気冷却器運転台数の吸気温度算出手段と、冷却可能な吸気温度によりガスタービンの最大出力を求めるガスタービン最大出力算出手段と、発電設備全体の送電電力と所内動力の合計から求まる発電出力から発電設備として運転すべき運転軸数を求める必要運転軸数算出手段と、発電軸において均等に送電電力を配分する送電電力均等配分手段と、運転軸ごとに吸気冷却器運転状況より送電可能な送電電力が異なり、送電電力に合わせ配分出力を変更させ送電可能電力に対する送電電力の出力割合を平均にするための送電電力割合均等配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の大きい順に送電電力を配分し、最小出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最大出力軸優先送電電力配分手段と、発電軸のうち最大出力軸の小きい順に送電電力を配分し、最大出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最小出力軸優先送電電力配分手段と、発電設備の運転データをもとに発電設備の運転出力帯ごとに規定時間の送電電力量、発熱量、燃料消費量を収集する発電設備データ収集手段と、前記発電出力と前記所内動力の差分から求まる送電電力を使用して送電端効率を求める送電端効率算出手段と、前記送電端効率から最も高効率な出力配分パターンを求めるための最高送電端効率送電電力配分パターン決定手段と、前記最高送電端効率となる場合の送電電力配分での統括スケジュール演算手段と、軸ごとに配分される発電出力により軸ごとの発電スケジュールを決めるための軸スケジュール演算手段を備え、
前記高効率な送電端効率となる送電電力配分決定手段で決定した発電出力にしたがって発電設備を運転することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算装置。 - 燃焼器入口に吸気冷却器を備えるガスタービンとガスタービンにより駆動される発電機を含む軸発電設備を複数軸備えた複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法において、
要求された送電電力と前記吸気冷却器を含む所内動力とから発電電力を定め、大気温度のときの軸発電設備の最大発電出力を算出し、該最大発電出力の範囲内で記発電電力を複数の軸発電設備に複数の配分手法にて配分して複数の配分パターンを定め、該複数の配分パターンにより軸発電設備を運転したときのそれぞれの送電端効率を求め、該複数の送電端効率のうち最大送電端効率となる前記配分パターンを決定し、決定された配分パターンにより各軸発電設備を運転することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法。 - 請求項11に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法において、
前記最大出力は、大気温度と軸発電設備の吸気冷却器運転台数から吸気冷却器出口大気温度を求め、この温度の時の軸発電設備の最大発電出力を算出することを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法。 - 請求項11に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法において、
前記吸気冷却器を含む所内動力を、過去運転時の所内動力を運転状態ごとに記憶した情報と、大気温度と吸気冷却器運転台数から求めた吸気冷却器の動力とから求めることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法。 - 請求項13に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法において、
前記運転状態は、前記配分された送電電力で運転するときの運転状態に対応する過去の運転状態とされることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法。 - 請求項11に記載の複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法において、
前記複数の配分手法は、発電軸において均等に送電電力を配分する送電電力均等配分手法と、送電可能電力に対する送電電力の出力割合を平均にするための送電電力割合均等配分手法と、発電軸のうち最大出力軸の大きい順に送電電力を配分し、最小出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最大出力軸優先送電電力配分手法と、発電軸のうち最大出力軸の小きい順に送電電力を配分し、最大出力軸には残りの送電電力を割り振るような配分を行うための最小出力軸優先送電電力配分手法のうちから複数の送電電力配分手法を備えていることを特徴とする複数軸発電設備の発電スケジュール演算方法。
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JP2011169234A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Hitachi Ltd | 運転スケジュール演算装置 |
JP2012017680A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン吸気冷却用冷凍機の制御装置、タービン吸気冷却用冷凍機の制御方法、ガスタービン並びに発電プラント |
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- 2012-03-22 JP JP2012065166A patent/JP5732420B2/ja active Active
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JP2012017680A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン吸気冷却用冷凍機の制御装置、タービン吸気冷却用冷凍機の制御方法、ガスタービン並びに発電プラント |
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