JP2016205381A - 排気エネルギー−排出量パラメータのためのガスタービンのチューニングにおける確率的制御の適用、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気エネルギー−排出量パラメータのためのガスタービンのチューニングにおける確率的制御の適用、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品および方法を提供する。【解決手段】アクションを実行することによってガスタービン（ＧＴ）（１０）セットをチューニングするコンピューティングデバイスを有するシステムを含み、前記アクションは、ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）を、各ＧＴ（１０）の測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）に、それぞれの排気エネルギー（ＰＬ）を調整して定格排気エネルギー（ＰＬ）値に一致させ、その後各ＧＴ（１０）の実際の排出量値を測定するように指令することと、周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の動作条件を調整することとを含む。【選択図】図１
Description
本明細書で開示される主題は、チューニングおよび制御システムに関する。より具体的には、本明細書で開示される主題は、ガスタービンのチューニングおよび制御システムに関する。
少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、その動作を監視し制御するコントローラを含む。公知のコントローラは、ガスタービンエンジンの燃焼システムおよびエンジンの動作パラメータを用いるガスタービンエンジンの他の動作態様を管理する。少なくともいくつかの公知のコントローラは、ガスタービンエンジンの現在の動作状態を示す動作パラメータを受信し、物理ベースのモデルまたは伝達関数によって動作境界を画定し、動作パラメータを動作境界モデルに適用する。加えて、少なくともいくつかの公知のコントローラはまた、動作パラメータをスケジューリングアルゴリズムに適用することにより誤差項を判定し、１つ以上のガスタービンエンジン制御エフェクタを調整することによって境界を制御する。しかし、少なくともいくつかの動作パラメータは、センサを使用した測定の実行が困難なパラメータなどの非測定パラメータであることがある。このようなパラメータのいくつかには、着火温度（すなわち、段１のタービンベーン出口温度）、燃焼器出口温度、および／またはタービン段１のノズル入口温度が含まれる。
少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジン制御システムは、圧縮機の入口圧力および入口温度、圧縮機の出口圧力および出口温度、タービンの排気圧力および排気温度、燃料流量および温度、周囲条件、および／または発電機出力などの測定パラメータを利用して非測定動作パラメータを間接的に制御または監視する。しかし、間接的パラメータの値には不確実性があり、燃焼ダイナミックスおよび排出量を低減するために、関連するガスタービンエンジンをチューニングする必要がある場合がある。非測定パラメータの不確実性のため、このような公知の制御システムを含むガスタービンエンジンには設計マージンが使用される。このような設計マージンを使用すると、最悪の場合の動作境界を防ぎ、これに対処しようとして多くの動作条件でガスタービンエンジンの性能を低下させることがある。そのうえ、このような公知の制御システムの多くは、ガスタービンエンジンの着火温度または排気温度を正確に推定できず、その結果、エンジンの効率が低下し、１基以上のガスタービンエンジンを有する設備で機械ごとの変動を生じることがある。
産業用ガスタービンで着火温度の機械ごとの温度変動を低減することは困難であることが実証されている。たとえば、着火温度は、ガスタービンおよびそれらのアセンブリのコンポーネント内での変動を含めて、多くの異なる変数の関数である。これらの変動は、ガスタービンの部品の製造、設置、および組み立てに必要な許容差に起因するものである。加えて、ガスタービンの動作パラメータを測定するために使用される制御装置およびセンサは、それらの測定において一定量の不確実性を含む。それは、着火温度など、ガスタービンエンジンの非測定動作パラメータの変動を必然的に生じる、測定された動作パラメータおよび機械コンポーネントの変動値を検出するために使用される測定システムの不確実性である。これらの生来の不正確さの組み合わせによって、公知の周囲条件のセットでガスタービンエンジンの設計上の着火温度を達成することが困難になり、その結果、機械ごとの着火温度の変動が生じる。
様々な実施形態は、アクションを実行することによってガスタービン（ＧＴ）セットをチューニングするように構成されている少なくとも１つのコンピューティングデバイスを有するシステムを含み、前記アクションは、ＧＴセット内の各ＧＴを、各ＧＴの測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、ＧＴセット内の各ＧＴに、それぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させ、その後各ＧＴの実際の排出量値を測定するように指令することと、周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴの動作条件を調整することとを含む。
第１の態様は、アクションを実行することによってガスタービン（ＧＴ）セットをチューニングするように構成されている少なくとも１つのコンピューティングデバイスを有するシステムを含み、前記アクションは、ＧＴセット内の各ＧＴを、各ＧＴの測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、ＧＴセット内の各ＧＴに、それぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させ、その後各ＧＴの実際の排出量値を測定するように指令することと、周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴの動作条件を調整することとを含む。
第２の態様は、少なくとも１つのコンピューティングデバイスによって実行された場合に、少なくとも１つのコンピューティングデバイスにアクションを実行することによってガスタービン（ＧＴ）セットをチューニングさせるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品を含み、前記アクションは、ＧＴセット内の各ＧＴを、各ＧＴの測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、ＧＴセット内の各ＧＴに、それぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させ、その後各ＧＴの実際の排出量値を測定するように指令することと、周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴの動作条件を調整することとを含む。
第３の態様は、少なくとも１つのコンピューティングデバイスを用いて行われるガスタービン（ＧＴ）セットをチューニングするコンピュータ実装方法を含み、前記方法は、ＧＴセット内の各ＧＴを、各ＧＴの測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、ＧＴセット内の各ＧＴに、それぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させ、その後各ＧＴの実際の排出量値を測定するように指令することと、周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴの動作条件を調整することとを含む。
本発明のこれらおよび他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面と併せて、本発明の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
本発明の図面は、必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様だけを図示することを意図しており、したがって、本発明の範囲を限定すると考えるべきではない。図面の中で、図面間の同じ符号は同じ要素を示す。
上述したように、本明細書で開示される主題は、チューニングおよび制御システムに関する。より具体的には、本明細書で開示される主題は、ガスタービンのチューニングおよび制御システムに関する。
確率的制御は、測定された排気エネルギー（英熱量（ＢＴＵ）毎時またはキロワット（ｋＷ）毎時）、および総称してＮＯx排出量と呼ばれるモノ窒素酸化物ＮＯおよびＮＯ2（一酸化窒素および二酸化窒素）に基づいてガスタービン（ＧＴ）の動作状態を設定するための方法である。本明細書に記載されるように、様々な実施形態は、ＮＯx測定値に誤差が存在するＧＴのチューニングおよび制御を提供する。従来の方法は、測定値の誤差が存在する制御メカニズムを計算しチューニングするために存在するが、排気エネルギーおよびＮＯx測定の特定の観点においてＧＴ制御機能を考慮してチューニングするように設計されていない。
本明細書で使用する用語「Ｐ５０ＧＴ」または「Ｐ５０機」は、フリート内の平均（または、定格）ガスタービンまたは同様の機械を指す。このＰ５０測定に関連するパラメータは理想的であると考えられ、実際のガスタービンにおいてめったに達成されない。本明細書で使用する他の用語は、ａ）「着火温度（Ｔ４）」（第１の段のノズルの下流側であり、タービン（たとえば、ＧＴ）内の第１の回転バケットの上流側の平均温度である）、およびｂ）「Ｔ３．９」（ガスタービン内の燃焼温度であり、着火温度より高い）を含む。当技術分野で知られている着火温度は測定することができないが、他の測定値および既知のパラメータから推測される。本明細書で使用する用語「指示着火温度」は、制御機器、たとえば、ＧＴコンポーネントを監視および／または制御する制御システムの１つ以上のコンポーネントよって示されるような着火温度を指す。「指示」着火温度は、ＧＴ制御システムに接続された従来の検出／試験機器から着火温度の最良の推定値を表す。
加えて、特定のガスタービンに対する本明細書に記載の用語「ベース負荷」は、定格着火温度でのガスタービンの最大出力を意味し得る。さらに、本明細書に記載され当技術分野で知られているように、所与のガスタービンに対するベース負荷は、周囲の動作条件の変化に基づいて変化する。ベース負荷は、当技術分野で「定格回転数定格負荷」と呼ばれることもある。さらに、ＮＯxは燃料組成物に敏感であることがわかっており、それ自体は、ガスタービンで行われる任意のチューニング工程（本明細書に記載のチューニング工程を含む）において考慮される。
さらに、本明細書に記載の用語「排気エネルギー」は、ＧＴの排気部（出口）での排気ガスの温度測定値および圧力測定値に基づいて決定され得る、ＧＴを出る排気ガス内に含まれるエネルギーを指す。この排気エネルギーは、ＧＴを通って流れる燃焼ガスの量に直接関係しており、他の動作パラメータ、たとえばパワー出力と相関させることができる。
本明細書に記載の様々な実施形態は、ＧＴの排気エネルギーおよび排出量パラメータを用いてＧＴ（たとえば、２つ以上のＧＴのフリート）の確率的制御を可能にする。特定のシステム構成により、特定のパラメータは、ＧＴの確率的制御においてより効果的である。たとえば、ＧＴが一軸形発電システムの一部（たとえば、ＧＴが単一の軸上で蒸気タービン（ＳＴ）と結合される）である場合には、ＧＴの出力（パワー出力）をＳＴの出力から分離するには実用的ではない（または極めて困難である）ことがある。この場合、パワー出力をパラメータとして用いてそのＧＴ（および／または一軸形ＧＴのフリート）に確率的制御を行うことは効果的ではない可能性がある。これらの場合において、本明細書に記載の方法は、たとえば排気エネルギーを制御パラメータとして使用する場合に有用となり得る。ＧＴの排気エネルギーを、ＧＴと結合されたＳＴを気にすることなく多軸構成で正確に測定することができる。
様々な実施形態によれば、方法は、以下の工程を含むことができる。
１）１つ以上のガスタービン（たとえば、フリート内の）を、測定した周囲条件に基づいて設計されたベース負荷（ＭＷ値、ＮＯx値、燃料流量、排気エネルギー値）に指令する工程。本明細書に記載されるように、理想的な状況では、ＧＴ（複数可）は、理想的なシナリオにおいてＰ５０排気エネルギー（定格排気エネルギー）値およびＰ５０ＮＯx（排出量）値を含むＰ５０（定格）動作パラメータに収束するはずである。しかし、本明細書に示されるように、これは実世界の動作では生じない。
２）１つ以上のＧＴに、その排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー（Ｐ５０排気エネルギー）値に一致させ、実際のＮＯx値を測定するように指令する工程。本明細書で述べるように、この工程は、各ＧＴの実際のＮＯx値をＰ５０ＮＯx値に近づけるのに役立つ可能性があるが、その目標には完全に達しない。加えて、この排気エネルギー調整は、その所望のレベルに対して着火温度が上昇するという別の懸念に対処していない。および
３）周囲条件で測定された実際のＮＯx値（工程２）と予想Ｐ５０ＮＯx値との間の差（デルタＮＯx）に基づいて各ＧＴの動作条件を調整する工程。デルタＮＯx値は、従来の方法を用いて各ＧＴのデルタ排気エネルギー値（ＧＴの実際の排気エネルギーとＰ５０排気エネルギーレベルでの排気エネルギーとの間の差を表す）に変換することができる。この工程において、Ｐ５０排気エネルギー値からずれている各ＧＴは、そのＧＴのデルタ排気エネルギー値に接近して到達するように、（デルタＮＯx値から変換された）デルタ排気エネルギー値の固定の割合により調整された動作条件を有する。この調整は、そのＧＴのＰ５０排気エネルギー／Ｐ５０ＮＯx特性と直交する排気エネルギー／ＮＯx空間の線上に各ＧＴを移動させる。上述した一般的な工程は、本明細書においてさらに詳細に記載されている。
３）周囲条件で測定された実際のＮＯx値（工程２）と予想Ｐ５０ＮＯx値との間の差（デルタＮＯx）に基づいて各ＧＴの動作条件を調整する工程。デルタＮＯx値は、従来の方法を用いて各ＧＴのデルタ排気エネルギー値（ＧＴの実際の排気エネルギーとＰ５０排気エネルギーレベルでの排気エネルギーとの間の差を表す）に変換することができる。この工程において、Ｐ５０排気エネルギー値からずれている各ＧＴは、そのＧＴのデルタ排気エネルギー値に接近して到達するように、（デルタＮＯx値から変換された）デルタ排気エネルギー値の固定の割合により調整された動作条件を有する。この調整は、そのＧＴのＰ５０排気エネルギー／Ｐ５０ＮＯx特性と直交する排気エネルギー／ＮＯx空間の線上に各ＧＴを移動させる。上述した一般的な工程は、本明細書においてさらに詳細に記載されている。
以下の記載において、その一部を形成する添付図面が参照されるが、これは本教示を実施することができる特定の実施形態の例証として示されるものである。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施することができるように十分に詳しく記載され、本教示の範囲から逸脱することなく他の実施形態が使用されてもよいこと、および変更が行われてもよいことは理解されるはずである。したがって、以下の記載は単なる例証である。
図１は、様々な実施形態による、制御システム１８を含むガスタービンエンジン（ＧＴ）１０の概略図である。様々な実施形態において、ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１２と、燃焼器１４と、圧縮機１２に駆動的に結合されたタービン１６と、コンピュータ制御システムまたはコントローラ１８とを含む。圧縮機１２への入口ダクト２０は周囲空気、場合によっては注入水を圧縮機１２に流入させる。ダクト２０は、ダクト、フィルタ、スクリーン、または入口ダクト２０を通って圧縮機１２の入口ガイドベーン（ＩＧＶ）２１内に流れる周囲空気の圧力損失の一因となる吸音デバイスを含んでもよい。ガスタービンエンジン１０からの燃焼ガスは、排気ダクト２２を通って導かれる。排気ダクト２２は、吸音材と、ガスタービンエンジン１０への背圧を誘発する排出量制御デバイスとを含むことができる。入口圧力損失および背圧の量は、入口ダクト２０および排気ダクト２２へのコンポーネントの追加、および／または入口ダクト２０および排気ダクト２２それぞれに詰まる塵や埃の結果、経年と共に変動することがある。様々な実施形態において、ガスタービンエンジン１０は、電力を生成する発電機２４を駆動する。
たとえばフリート内の１つ以上のガスタービンエンジン（ＧＴ）を含むＧＴセットを測定、分析および／または制御する様々な実施形態が記載されている。これらの方法は、２つ以上のＧＴと同じく単一のＧＴにも同様に適用されることを理解されたい。さらに、本明細書で使用される用語「セット」は、１以上を意味することを理解されたい。
様々な実施形態において、複数の制御センサ２６は、ガスタービンエンジン１０、発電機２４の様々な動作条件、および／またはガスタービンエンジン１０の動作中の周囲環境を検出する。多くの場合、複数の冗長制御センサ２６が、同じ動作条件を測定してもよい。たとえば、一群の冗長温度制御センサ２６が、周囲温度、圧縮機排気温度、タービン排気ガス温度、および／またはガスタービンエンジン１０を通るガス流（図示せず）のその他の動作温度を監視してもよい。同様に、別の冗長圧力制御センサ２６の一群が、周囲圧力、圧縮機１２での静圧および動圧レベル、タービン１６の排気、および／またはガスタービンエンジン１０内のその他のパラメータを監視してもよい。制御センサ２６は、それらに限定されないが、流量センサ、圧力センサ、速度センサ、火炎探知器センサ、バルブ位置センサ、ガイドベーン角度センサ、および／またはガスタービンエンジン１０の動作中に様々な動作パラメータを検出するために使用されるその他のデバイスを含んでもよい。
本明細書で使用される用語「パラメータ」は、温度、圧力、および／またはガスタービンエンジン１０内の所定位置でのガス流量などの、ガスタービンエンジン１０の動作条件を定義するために使用できる特性を指す。ある種のパラメータは測定され、すなわち、検出され、直接知ることができるが、一方、別のパラメータはモデルによって計算され、したがって推定され、間接的に判明する。ある種のパラメータは、最初にユーザによってコントローラ１８によって入力されてもよい。測定され、推定され、またはユーザにより入力されるパラメータは、ガスタービンエンジン１０の所与の動作状態を表す。
燃料制御システム２８は、燃料供給源（図示せず）から燃焼器１４への燃料流量、一次燃料ノズルと二次燃料ノズル（図示せず）との間のスプリットの量、および燃焼器１４に流入する二次空気との混合量を調整する。燃料制御システム２８はさらに、燃焼器１４内で使用される燃料のタイプを選択してもよい。燃料制御システム２８は別個のユニットでもよく、またはコントローラ１８のコンポーネントでもよい。
コントローラ（制御システム）１８は、少なくとも部分的に制御センサ２６の入力、およびオペレータ要員の命令に基づいてガスタービンエンジン１０の動作を制御する動作を実行する、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）および少なくとも１つのメモリデバイス（図示せず）を含むコンピュータシステムでよい。コントローラは、たとえばガスタービンエンジン１０のモデルを含んでもよい。コントローラ１８によって実行される動作には、動作パラメータの検出およびモデリング、動作境界のモデリング、動作境界モデルの適用、または燃焼器１４への燃料流量を調整することなどによりガスタービンエンジン１０の動作を制御するスケジューリングアルゴリズムの適用が含まれてもよい。コントローラ１８は、それに限定されないが着火温度などの制御出力を生成するために、ガスタービンエンジン１０の動作パラメータを、ガスタービンエンジン１０が使用する動作境界モデル、またはスケジューリングアルゴリズムと比較する。コントローラ１８によって生成される指令は、ガスタービンエンジン１０上の燃料アクチュエータ２７に燃料流量、燃料スプリット、および／または燃料供給源と燃焼器１４との間を流される燃料のタイプを選択的に調整させる。アクチュエータ２９にＩＧＶ２１の相対位置を調整させ、入口抽気熱を調整させ、またはガスタービンエンジン１０でのその他の制御設定を起動させる別の指令が生成されてもよい。
動作パラメータは一般に、ガスタービンエンジン１０内の所定位置、および所与の動作状態での温度、圧力、およびガス流量などのガスタービンエンジン１０の動作条件を示す。ある種の動作パラメータは測定され、すなわち、検出され、直接知ることができるが、一方、別の動作パラメータはモデルによって推定され、間接的に判明する。推定され、またはモデリングされる動作パラメータは推定動作パラメータとも呼ばれ、それらに限定されないが、たとえば着火温度、および／または排気温度を含んでもよい。動作境界モデルは、ガスタービンエンジン１０の１つ以上の物理的境界によって画定されてもよく、したがって、各々の境界でのガスタービンエンジン１０の最適な条件を表してもよい。さらに、動作境界モデルは、いずれかのその他の境界または動作条件とは独立していてもよい。スケジューリングアルゴリズムを使用してタービン制御アクチュエータ２７、２９の設定を決定し、ガスタービンエンジン１０を所定の限度内で動作させてもよい。通常は、スケジューリングアルゴリズムは最悪のシナリオを防ぎ、ある動作状態に基づいた組み込まれた前提を有する。境界制御は、コントローラ１８などのコントローラが、ガスタービンエンジン１０を好ましい状態で動作させるようにタービン制御アクチュエータ２７、２９を調整できる工程である。
図２は、（図１に示す）ガスタービンエンジン１０の動作を制御するために（図１に示す）コントローラ１８と使用されてもよい例示的制御アーキテクチャ２００の概略図である。より具体的には、様々な実施形態において、制御アーキテクチャ２００はコントローラ１８内に実装され、モデルベースの制御（ＭＢＣ）モジュール５６を含む。ＭＢＣモジュール５６は頑強で、ガスタービンエンジン１０の忠実度が高く、物理学ベースのモデルである。ＭＢＣモジュール５６は、測定された条件を入力動作パラメータ４８として受信する。このようなパラメータ４８には、それらに限定されないが、周囲圧力および周囲温度、燃料流量および燃料温度、入口抽気熱、および／または発電機の電力損失が含まれる。ＭＢＣモジュール５６は、定格着火温度５０（または定格動作状態４２８）を判定するために、入力動作パラメータ４８をガスタービンモデルに適用する。ＭＢＣモジュール５６は、本明細書に記載のように、制御アーキテクチャ２００およびガスタービンエンジン１０の動作を可能にする任意のプラットフォームに実装されてもよい。
さらに、様々な実施形態において、制御アーキテクチャ２００は、ガスタービンエンジン１０のある特定の動作パラメータを推定する適応リアルタイムエンジンシミュレーション（ＡＲＥＳ）モジュール５８を含む。たとえば、一実施形態では、ＡＲＥＳモジュール５８は、制御アルゴリズムで使用される、制御センサ２６によって生成される動作パラメータなどの直接検出されない動作パラメータを推定する。ＡＲＥＳモジュール５８はまた、測定された動作パラメータを推定して、推定された条件と測定された条件とを比較できるようにする。この比較の結果は、ガスタービンエンジン１０の動作を中断せずにＡＲＥＳモジュール５８を自動的にチューニングするために用いられる。
ＡＲＥＳモジュール５８は、それらに限定されないが、周囲圧力および周囲温度、圧縮機の入口ガイドベーンの位置、燃料流量、入口抽気熱の流れ、発電機の電力損失、入口ダクトおよび排気ダクトの圧力損失、および／または圧縮機の入口温度などの入力動作パラメータ４８を受信する。次いでＡＲＥＳモジュール５８は、それらに限定されないが、排気ガス温度６２、圧縮機の排気圧力、および／または圧縮機の排気温度などの推定動作パラメータ６０を生成する。様々な実施形態において、ＡＲＥＳモジュール５８は、入力動作パラメータ４８と合わせて推定動作パラメータ６０をガスタービンモデルへの入力として使用して、たとえば計算された着火温度６４などの出力を生成する。
様々な実施形態において、コントローラ１８は入力として、計算された着火温度５２を受信する。コントローラ１８は比較器７０を使用して、計算された着火温度５２を定格着火温度５０と比較し、補正係数５４を生成する。補正係数５４は、ＭＢＣモジュール５６内の定格着火温度５０を調整して、補正された着火温度６６を生成するために使用される。コントローラ１８は比較器７４を使用して、ＡＲＥＳモジュール５８からの制御出力とＭＢＣモジュール５６からの制御出力とを比較して差分値を生成する。この差分値は次いでカルマンフィルタ利得マトリクス（図示せず）に入力され、ＡＲＥＳモジュール５８の制御モデルを継続的にチューニングするためにコントローラ１８に供給される正規化された補正係数を生成することによって、ガスタービンエンジン１０の増強された制御を促進する。代替となる実施形態では、コントローラ１８は入力として排気温度補正係数６８を受信する。排気温度補正係数６８は、ＡＲＥＳモジュール５８内の排気温度６２を調整するために使用されてもよい。
図３は、コントローラ１８によって使用される、ガスタービンエンジンのモデルを使用した図１のガスタービンエンジン１０の統計的に有意な数の動作状態の確率的シミュレーションを示すグラフである。グラフは、ガスタービンエンジン１０のパワー出力と着火温度の対比を表している。線３００は、複数のデータ点３０８での線形回帰モデルである。線３０２は、データ点３０８に対応する９９％の予測区間を表す。さらに、線３０４はガスタービンエンジン１０での定格、または設計上の着火温度５０を表し、線３０６はガスタービンエンジン１０での定格、または設計上のパワー出力を表す。様々な実施形態において、図３に示す確率的シミュレーションは、８０の単位の着火温度の近似変動を示している。この変動は、ガスタービンエンジン１０のコンポーネントの公差と、コントローラ１８および制御センサ２６の測定の不確実性に起因する。
本明細書には、ガスタービンエンジン１０のパワー出力、排出量、および寿命の変動の低減を促進する、ガスタービンエンジン１０の実際の動作状態、たとえば着火温度および／または排気温度の変動の低減を促進する、ガスタービンエンジン１０のチューニング方法が記載される。確率的制御方法は、ガスタービンエンジン１０の設置中に、または様々な周期でチューニングする個別工程として実装されてもよく、または所定の間隔で周期的に動作するように、および／またはガスタービンエンジン１０の動作中に継続的に動作するようにコントローラ１８内に実装されてもよい。前述のように、着火温度は推定パラメータであるため、これらの方法はガスタービンの着火温度を直接測定しない。しかし、これらの確率的制御方法は、ガスタービンエンジン１０の着火温度の強力な指標である直接測定されたパラメータを生み出し、ガスタービンエンジン１０内全体の着火温度の制御を改良することができる。
図４は、様々な実施形態に従って行われる方法を示すフロー図である。本明細書に記載されるように、本方法は、コンピュータプログラム製品（たとえば、非一時的コンピュータプログラム製品）として実装される少なくとも１つのコンピューティングデバイスを用いて行う（たとえば、実行）することができ、あるいは以下の工程を含むことができる。
工程Ｐ１：ＧＴセットの各ＧＴ１０を、各ＧＴ１０の測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベル（たとえば、目標指示着火温度）に指令する工程。本明細書で述べるように、ベース負荷（目標指示着火温度と共に）は、測定した周囲条件の排気エネルギー値および排出量値に関連づけられる。さらに、本明細書で述べるように、ＧＴセット内の各ＧＴ１０のベース負荷レベルへの指令に応答して、各ＧＴ１０は、定格排気エネルギー値（Ｐ５０排気エネルギー）または定格排出量値（Ｐ５０ＮＯx）の少なくとも１つに到達しない。様々な実施形態によれば、ＧＴセット内の各ＧＴ１０にそれぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させるように指令する工程は、定格排出量値に一致させることなく各ＧＴ１０の実際の排出量値を定格排出量値に近づける。
工程Ｐ２：ＧＴセット内の各ＧＴ１０に、それぞれの排気エネルギーを調整して定格排気エネルギー値に一致させ、その後各ＧＴ１０の実際の排出量値を測定するように指令する工程。様々な実施形態において、工程Ｐ２はさらに、各ＧＴ１０のそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差を、各ＧＴ１０の周囲条件の値におけるそれぞれの排気エネルギー値と定格排気エネルギー値との間の差に変換することを含む。
工程Ｐ３：周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴ１０の動作条件を調整する工程。様々な実施形態によれば、各ＧＴ１０の動作条件を調整する工程は、それぞれの排気エネルギー値と定格排気エネルギー値との間の差の固定の割合でＧＴセット内の各ＧＴ１０の動作条件を調整することを含み、それにより各ＧＴ１０の排気エネルギーがそれぞれの各定格排気エネルギー値に接近して到達する。様々な実施形態によれば、それぞれの排気エネルギー値と定格排気エネルギー値との間の差の固定の割合でＧＴセット内の各ＧＴ１０の動作条件を調整することは、各ＧＴ１０の定格排気エネルギー／定格排出量特性と直交する排気エネルギーと排出量の対比をプロットするグラフ空間内の線上に各ＧＴ１０を整列させる。
図５〜７は、ＧＴ（ＧＴ１０に類似）セット（複数）を表す例示的データセットに対する、排気エネルギーと排出量（ＮＯx）の対比のグラフを介した図４に記載の工程のグラフ図である。図５〜６に示すすべてのデータ点は、指示着火温度での排気エネルギーと排出量（ＮＯx）の対比を表し、「指示」着火温度は、ＧＴ１０のコントローラによって表示されるまたは出力される着火温度である。すなわち、「指示」着火温度は実際の着火温度である必要はなく（本明細書に記載されるように、正確に測定することができない）、代わりにＧＴ１０のコントローラ（および関連機器）によって推定された着火温度である。
この例に示すように、たとえば図５では、線ＧＬの中心点は、ＧＴセットの平均着火温度（Ｔ４）の関数である。平均燃焼温度（Ｔ３．９）は、平均着火温度の関数であり、平均燃焼温度より大きい。本明細書で述べるように、平均着火温度が上昇するにつれて平均燃焼温度が上昇することは、線ＧＬが線ＲＬに直交したまま大きい排気エネルギー／ＮＯx値へと移行し、これがベース負荷でセットにおける平均ＧＴの排気エネルギー／ＮＯx特性を画定するということを意味する。ＢＬで示された２つの線は線ＧＬを境界づけ、ＧＴセット間の統計的変動を平均線ＲＬから２つのシグマ（Σ）に画定する。本発明者らは実証的試験を通して、線ＲＬに直交する所与の線に沿って測定されるように、線ＢＬが線ＲＬから実際の着火温度（Ｔ４）における＋／−１０度のスパンを表すことを発見した。図６は、図５のグラフ図であり、ＲＬ（排気エネルギー／ＮＯx特性）および線ＢＬに直交する線に沿う、ＧＴのフリートの別個の例示的排気エネルギー／ＮＯx値での平均Ｔ４（着火温度）の指標が追加されている。この例において平均Ｔ４（Ｂ）および平均Ｔ４（Ｐ）は、Ｔ４＝２，４１０度ＦおよびＴ４＝２，４３０度Ｆでの例示的フリートをそれぞれ示している。図６はまた、着火温度（Ｔ４）「スイープ」に沿った単一のＧＴの例である、または排気エネルギー／ＮＯｘ特性線と直交する変形例である線ＰＬを示す。ＰＬは、どのように排気エネルギー／ＮＯｘが変化する着火温度（Ｔ４）によって変化するかを示している。
図７は、工程Ｐ３（図４）、すなわち周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいてＧＴセット内の各ＧＴの動作条件を調整する工程の３次元グラフ図である。すなわち、図７に示すように、着火温度（Ｔ４）空間にわたるＧＬ（図５〜６）の平面により画定されているＧＬ平面は、ＧＴセットが着火温度（Ｔ４）空間で動作する場合のモデルを示す。つまり、実際の着火温度（Ｔ４）はＧＴセット内の各ＧＴに対して直接測定することはできないが、ＧＬ平面は、ＧＴセット内のＧＴの着火温度の最も正確なモデルを表す。様々な実施形態によれば、工程Ｐ３は、それぞれのＧＴのそのそれぞれ測定された実際の排出量値（ＮＯx値）と定格（平均）排出量値（ＮＯx値）との間の差に基づいて、各ＧＴの動作条件を調整することを含む。すなわち、様々な実施形態によれば、各ＧＴの動作条件は、その排気エネルギー／ＮＯx値が２次元空間（図５〜６）内でＧＬと、３次元空間（図７）内でＧＬ平面と交差するように調整される。定格（Ｐ５０）排気エネルギー／ＮＯx線とＧＬ平面の交点は、所望の平均の実際の着火温度（Ｐ４）の最も正確なモデルを表し、各ＧＴ１０をそのＧＬ平面に接近するようにチューニングすることにより、着火温度変動はフリート全体で低減され、フリートの長寿命化が図れる。
ＧＬ（およびＧＬ平面）は、どのようにガスタービンが設計され構築されるかの特性であり、排気エネルギー／ＮＯx空間において、その中心がフリート内のＧＴ１０の特定のタイプに対するＰ５０排気エネルギーとＰ５０ＮＯxの交点にある。２次元空間（たとえば、ＢＬの間の空間、図５〜６）におけるＧＬの長さは、ＧＴの所与のタイプ（たとえば、２つの機械の製造における同じ仕様への物理的分散）についてのＧＴごとのハードウェアのばらつきによって定義される。ＧＬ（ＧＬ平面）とそのＧＴ１０の排気エネルギー／ＮＯx値を整列させるためにＧＴ１０の動作条件を変更することにより、実際の着火温度（Ｔ４）の変動も抑えることができる。
図８は、少なくとも１つのコンピューティングデバイス８１４を介してＧＴ１０に結合されたコントローラ（制御システム１８）を例証する例示的な環境８０２を示している。本明細書に記載されるように、制御システム１８は、ガスタービンエンジン（ＧＴ）を制御するのに使用される任意の従来の制御システムコンポーネントを含むことができる。たとえば、制御システム１８は、ＧＴ（複数可）１０内の１つ以上のコンポーネントを作動させるための電気的および／または電気機械的コンポーネントを含むことができる。制御システム１８は、プロセッサ、メモリ、入力／出力、バスなどのような従来のコンピュータ化されたサブコンポーネントを含むことができる。制御システム１８は、外部ソース（たとえば、少なくとも１つのコンピューティングデバイス８１４）からの動作条件に基づいて機能を実行するように構成される（たとえば、プログラムされる）ことができ、かつ／またはＧＴ（複数可）１０のパラメータに基づいて予めプログラムされた（エンコードされた）命令を含むことができる。
システム８０２はまた、制御システム１８およびＧＴ（複数可）１０に接続された（たとえば、有線および／または無線で）少なくとも１つのコンピューティングデバイス８１４を含むことができる。様々な実施形態において、本明細書に記載されるように、たとえば、流量計、温度センサなどの複数の従来のセンサを介して、コンピューティングデバイス８１４はＧＴ（複数可）１０と動作可能に接続されている。コンピューティングデバイス８１４は、たとえば、従来の有線および／または無線手段を介して、制御システム１８と通信可能に接続することができる。制御システム１８は、様々な実施形態に従って動作中のＧＴ（複数可）１０を監視するように構成されている。
さらに、コンピューティングデバイス８１４は、ユーザ８３６と通信していると示されている。ユーザ８３６は、たとえば、プログラマーまたはオペレータとすることができる。これらのコンポーネントとコンピューティングデバイス８１４との間の相互通信は、本出願において他の箇所で説明されている。
本明細書で述べるように、本明細書に記載の工程の１つ以上は、たとえば、コンピューティングデバイス８１４のような少なくとも１つのコンピューティングデバイスによって本明細書に記載されるように行うことができる。他の場合には、これらの工程の１つ以上は、コンピュータ実装方法に従って行うことができる。さらに他の実施形態では、これらの工程の１つ以上は、少なくとも１つのコンピューティングデバイス（たとえば、コンピューティングデバイス８１４）にコンピュータプログラムコード（たとえば、制御システム１８）を実行し、少なくとも１つのコンピューティングデバイスに工程を行わせる、たとえば、本明細書に記載の方法に従って少なくとも１つのＧＴ１０をチューニングすることによって行うことができる。
より詳細には、コンピューティングデバイス８１４は、処理コンポーネント１２２（たとえば、１つ以上のプロセッサ）、ストレージコンポーネント１２４（たとえば、ストレージ階層）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント１２６（たとえば、１つ以上のＩ／Ｏインターフェースおよび／またはデバイス）、および通信経路１２８を含んで示されている。一実施形態では、処理コンポーネント１２２は、少なくとも部分的にストレージコンポーネント１２４に具現化されている制御システム１８のようなプログラムコードを実行する。プログラムコードを実行する一方で、処理コンポーネント１２２はデータを処理することができ、これによりさらなる処理のためにストレージコンポーネント１２４および／またはＩ／Ｏコンポーネント１２６への／からのデータの読み込みおよび／または書き込みを行うことができる。経路１２８は、コンピューティングデバイス８１４内の各コンポーネント間に通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏコンポーネント１２６は、１つ以上のヒューマンＩ／Ｏデバイスまたはストレージデバイスを備えることができ、これによりユーザ８３６が、コンピューティングデバイス８１４および／または１つ以上の通信デバイスと相互通信することを可能にし、ユーザ１３６および／またはＣＳ１３８が、任意のタイプの通信リンクを使用してコンピューティングデバイス８１４と通信することを可能にする。この点で、ＣＣプラント負荷監視システム１６は、人間および／またはシステムの制御システム１８との相互通信を可能にするインターフェース（たとえば、グラフィカルユーザインターフェース（複数可）、アプリケーションプログラムインターフェース、および／または同様のもの）を管理することができる。
いずれにしても、コンピューティングデバイス８１４は、インストールされたプログラムコードを実行することが可能な１つ以上の汎用コンピューティング製品（たとえば、コンピューティングデバイス）を含むことができる。本明細書で用いられるように、「プログラムコード」は、任意の言語、符号、または表記で、情報処理能力を有するコンピューティングデバイスに特定の機能を、直接、または（ａ）別の言語、符号、または表記への変換、（ｂ）異なる物質形態での再現、および／または（ｃ）展開、の任意の組み合わせの後で行わせる命令の任意の集合を意味することが理解される。この点で、ＣＣプラント負荷監視システム１６は、システムソフトウェアおよび／またはアプリケーションソフトウェアの任意の組み合わせとして具現化することができる。いずれにしても、コンピューティングデバイス８１４の技術的効果は、本明細書の様々な実施形態に従って少なくとも１つのＧＴ１０をチューニングすることである。
さらに、制御システムは、１組のモジュール１３２を使用して実施することができる。この場合、モジュール１３２は、コンピューティングデバイス８１４に制御システム１８によって使用されるタスクのセットを実行させることができ、制御システム１８の他の部分から別々に構築される、および／または実施されることが可能である。制御システム１８は、特定用途マシン／ハードウェアおよび／またはソフトウェアを備えるモジュール１３２を含むことができる。いずれにしても、２つ以上のモジュールおよび／またはシステムは、そのそれぞれのハードウェアおよび／またはソフトウェアの一部／すべてを共有できることが理解されよう。さらに、本明細書で説明された機能の一部は実装されないことがあり、また追加の機能性が、コンピューティングデバイス８１４の一部として含まれてよいことを理解されたい。
コンピューティングデバイス８１４が複数のコンピューティングデバイスを備える場合、各コンピューティングデバイスは、制御システム１８の一部だけをコンピューティングデバイス（たとえば、１つ以上のモジュール１３２）上で具現化させてよい。しかし、コンピューティングデバイス８１４および制御システム１８は、本明細書に記載の工程を行うことができる様々な可能な等価のコンピュータシステムを表すものにすぎないことが理解されよう。この点で、他の実施形態では、コンピューティングデバイス８１４および制御システム１８によって提供された機能性は、プログラムコードを備えたまたは備えない汎用および／または特定目的のハードウェアの任意の組み合わせを含む１つ以上のコンピューティングデバイスによって少なくとも部分的に実装することができる。各実施形態では、ハードウェアおよびプログラムコードは、含まれるならば、それぞれ標準のエンジニアリングおよびプログラミング技法を使用して作成することができる。
いずれにしても、コンピューティングデバイス８１４が複数のコンピューティングデバイスを含む場合、コンピューティングデバイスは、任意のタイプの通信リンクを介して通信することができる。さらに、本明細書に記載の工程を行う間、コンピューティングデバイス８１４は、任意のタイプの通信リンクを使用して１つ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、様々なタイプの有線および／または無線リンクの任意の組み合わせを備えてもよいし、１つ以上のタイプのネットワークの任意の組み合わせを備えてもよいし、かつ／または、様々なタイプの伝送技術およびプロトコルの任意の組み合わせを使用してもよい。
本明細書で説明するように、制御システム１８は、コンピューティングデバイス８１４に少なくとも１つのＧＴ１０を制御および／またはチューニングさせることができる。制御システム１８は、本明細書に記載の１つ以上のアクションを行うための論理を含むことができる。一実施形態では、制御システム１８は、上述の機能を行うための論理を含むことができる。構造的には、論理は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または本明細書に記載の機能を実施できる他の任意の特定用途マシン構造など、様々な形のいずれかを取ってよい。論理は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアなど、様々な形のいずれかを取ってよい。しかし、例示するために、制御システム１８およびそこに含まれた論理は、本明細書では特定用途マシンとして述べられる。説明から理解されるように、論理は、上述の機能の各々を含むものとして示されているが、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の教示によれば、機能のすべてが必ずしも必要とは限らない。
様々な実施形態において、制御システム１８は、本明細書に記載されるような１つ以上のＧＴ（複数可）１０の動作パラメータを監視するように構成されてもよい。加えて、制御システム１８は、本明細書に記載の制御および／またはチューニング機能を達成するために、１つ以上のＧＴ（複数可）１０にそれらの動作パラメータを修正するように指令するよう構成されている。
本明細書において示され記載されたフロー図において、図示されていない他の工程を行うことができ、工程の順番は様々な実施形態に従って並べ替えることができることを理解されたい。加えて、中間工程が、１つ以上の記載された工程間で行われてもよい。本明細書において示され記載された工程のフローは、様々な実施形態を限定するものと解釈されるべきではない。
いずれにしても、たとえば、制御システム１８を含む本発明の様々な実施形態の技術的効果は、本明細書に記載されるような１つ以上のＧＴ（複数可）１０を制御および／またはチューニングすることである。
様々な実施形態において、互いに「結合される」と説明されるコンポーネントは、１つ以上のインターフェースに沿って接合することができる。いくつかの実施形態において、これらのインターフェースは、別々のコンポーネント間に接合部を含むことができ、他の場合では、これらのインターフェースは、堅実におよび／または一体的に形成された相互接続部を含むことができる。すなわち、場合によっては、互いに「結合される」コンポーネントは、単一の連続的な部材を規定するよう同時に形成することができる。しかし、他の実施形態では、これらの結合されたコンポーネントは、別々の部材として形成することができ、既知の処理（たとえば、締結、超音波溶接、接着）により同時に接合することができる。
要素または層が、他の要素または層に「接する」「係合する」「接続する」または「結合する」と表現する場合、他の要素または層に直接接する、係合する、接続する、または結合する可能性があり、または介在要素または介在層が存在する可能性がある。対照的に、要素が他の要素また層に「直接接する」「直接係合する」「直接接続する」または「直接結合する」と表現する場合、介在要素または介在層が存在しない可能性がある。要素間の関係を説明するために使用する他の言葉も同様に解釈すべきである（たとえば、「の間に」と「の間に直接」、「隣接する」と「直接隣接する」など）。本明細書で使用される用語「および／または」は、関連する記載された項目の１つ以上のいずれかの組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントが存在することを明示するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。
本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
１ タービン段
２ 工程
１０ ガスタービンエンジン（ＧＴ）
１２ 圧縮機
１４ 燃焼器
１６ タービン、ＣＣプラント負荷監視システム
１８ コントローラ、制御システム
２０ ダクト、入口ダクト
２１ 入口ガイドベーン（ＩＧＶ）
２２ 排気ダクト
２４ 発電機
２６ 制御センサ、冗長制御センサ、冗長温度制御センサ、温度制御センサ
２７ タービン制御アクチュエータ、燃料アクチュエータ
２８ 燃料制御システム
２９ タービン制御アクチュエータ、アクチュエータ
４８ 入力動作パラメータ、パラメータ
５０ 定格着火温度；設計上の着火温度
５２ 着火温度
５４ 補正係数
５６ ＭＢＣモジュール、制御ＭＢＣモジュール
５８ ＡＲＥＳモジュール、エンジンシミュレーション（ＡＲＥＳ）モジュール
６０ 動作パラメータ
６２ 排気ガス温度、排気温度
６４ 着火温度
６６ 着火温度
６８ 入力排気温度補正係数、排気温度補正係数
７０ 比較器
７４ 比較器
１２２ 処理コンポーネント
１２４ ストレージコンポーネント
１２６ Ｉ／Ｏコンポーネント、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント
１２８ 経路、通信経路
１３２ モジュール
１３６ ユーザ
１３８ ＣＳ
２００ 制御アーキテクチャ
３００ 線
３０２ 線
３０４ 線
３０６ 線
３０８ データ点
４２８ 定格動作状態
８０２ 例示的な環境、システム
８１４ コンピューティングデバイス
８３６ ユーザ
２ 工程
１０ ガスタービンエンジン（ＧＴ）
１２ 圧縮機
１４ 燃焼器
１６ タービン、ＣＣプラント負荷監視システム
１８ コントローラ、制御システム
２０ ダクト、入口ダクト
２１ 入口ガイドベーン（ＩＧＶ）
２２ 排気ダクト
２４ 発電機
２６ 制御センサ、冗長制御センサ、冗長温度制御センサ、温度制御センサ
２７ タービン制御アクチュエータ、燃料アクチュエータ
２８ 燃料制御システム
２９ タービン制御アクチュエータ、アクチュエータ
４８ 入力動作パラメータ、パラメータ
５０ 定格着火温度；設計上の着火温度
５２ 着火温度
５４ 補正係数
５６ ＭＢＣモジュール、制御ＭＢＣモジュール
５８ ＡＲＥＳモジュール、エンジンシミュレーション（ＡＲＥＳ）モジュール
６０ 動作パラメータ
６２ 排気ガス温度、排気温度
６４ 着火温度
６６ 着火温度
６８ 入力排気温度補正係数、排気温度補正係数
７０ 比較器
７４ 比較器
１２２ 処理コンポーネント
１２４ ストレージコンポーネント
１２６ Ｉ／Ｏコンポーネント、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント
１２８ 経路、通信経路
１３２ モジュール
１３６ ユーザ
１３８ ＣＳ
２００ 制御アーキテクチャ
３００ 線
３０２ 線
３０４ 線
３０６ 線
３０８ データ点
４２８ 定格動作状態
８０２ 例示的な環境、システム
８１４ コンピューティングデバイス
８３６ ユーザ
Claims (10)
- アクションを実行することによってガスタービン（ＧＴ）（１０）セットをチューニングするように構成されている少なくとも１つのコンピューティングデバイス（８１４）を含むシステム（１８）であって、前記アクションは、
前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）を、各ＧＴ（１０）の測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、
前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）に、それぞれの排気エネルギー（ＰＬ）を調整して定格排気エネルギー（ＰＬ）値に一致させ、その後各ＧＴ（１０）の実際の排出量値を測定するように指令することと、
前記周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいて前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の動作条件を調整することとを含む、システム（１８）。 - 前記ベース負荷レベルが、前記測定した周囲条件の排気エネルギー（ＰＬ）値および排出量値に関連づけられる請求項１に記載のシステム（１８）。
- 前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の前記ベース負荷レベルへの指令に応答して、各ＧＴ（１０）が、前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値または前記定格排出量値の少なくとも１つに到達しない請求項１に記載のシステム（１８）。
- 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（８１４）がさらに、各ＧＴ（１０）のそれぞれ測定された前記実際の排出量値と前記定格排出量値との間の前記差を、各ＧＴ（１０）の前記周囲条件の値におけるそれぞれの排気エネルギー（ＰＬ）値と前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値との間の差に変換するように構成されている請求項１に記載のシステム（１８）。
- 各ＧＴ（１０）の前記動作条件を前記調整することが、前記それぞれの排気エネルギー（ＰＬ）値と前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値との間の前記差の固定の割合で前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の前記動作条件を調整することを含み、それにより各ＧＴ（１０）の前記排気エネルギー（ＰＬ）がそれぞれの定格排気エネルギー（ＰＬ）値に接近して到達する請求項４に記載のシステム（１８）。
- 前記それぞれの排気エネルギー（ＰＬ）値と前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値との間の前記差の前記固定の割合で前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の前記動作条件を前記調整することが、前記各ＧＴ（１０）の定格排気エネルギー（ＰＬ）／定格排出量特性と直交する排気エネルギー（ＰＬ）と排出量の対比をプロットするグラフ空間内の線（３００、３０２、３０４、３０６）上に各ＧＴ（１０）を整列させる請求項５に記載のシステム（１８）。
- 前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）にそれぞれの排気エネルギー（ＰＬ）を調整して前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値を一致させるように前記指令することが、前記定格排出量値に一致させることなく各ＧＴ（１０）の実際の排出量値を前記定格排出量値に近づける請求項１に記載のシステム（１８）。
- 少なくとも１つのコンピューティングデバイス（８１４）を用いて行われるガスタービン（ＧＴ）（１０）セットをチューニングするコンピュータ実装方法であって、
前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）を、各ＧＴ（１０）の測定した周囲条件に基づいてベース負荷レベルに指令することと、
前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）に、それぞれの排気エネルギー（ＰＬ）を調整して定格排気エネルギー（ＰＬ）値に一致させ、その後各ＧＴ（１０）の実際の排出量値を測定するように指令することと、
前記周囲条件でそれぞれ測定された実際の排出量値と定格排出量値との間の差に基づいて前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の動作条件を調整することとを含む、コンピュータ実装方法。 - 前記ベース負荷レベルが、前記測定した周囲条件の排気エネルギー（ＰＬ）値および排出量値に関連づけられる請求項８に記載の方法。
- 前記ＧＴ（１０）セット内の各ＧＴ（１０）の前記ベース負荷レベルへの指令に応答して、各ＧＴ（１０）が、前記定格排気エネルギー（ＰＬ）値または前記定格排出量値の少なくとも１つに到達しない請求項８に記載の方法。
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