JP2017036705A - 発電制御装置、発電装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】温度変動による熱疲労損傷をより簡易な構成で抑制可能な発電制御装置を提供する。
【解決手段】本実施形態に係る発電制御装置は、第1蒸気の発生に用いられる水を加熱する加熱部に供給される蒸気の流量を制御する発電制御装置であって、自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、第2蒸気が加熱部に供給される流量に応じて、第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部から抽出された第3蒸気が加熱部に供給される流量を制御するバランス制御部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本実施形態に係る発電制御装置は、第1蒸気の発生に用いられる水を加熱する加熱部に供給される蒸気の流量を制御する発電制御装置であって、自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、第2蒸気が加熱部に供給される流量に応じて、第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部から抽出された第3蒸気が加熱部に供給される流量を制御するバランス制御部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、発電制御装置、発電装置の制御方法、及びプログラムに関する。
太陽エネルギーをはじめとする自然エネルギーを用いた発電装置は、発電時に環境汚染が無いこと、及び燃料費を必要としないことなどがメリットとして挙げられている。しかし、この自然エネルギーを用いた発電装置は、発電効率や装置利用率等を考慮するとそれ単体で大容量の発電装置を構成することが困難であると共に、発電出力が安定しないというデメリットがある。
そこで、一般的に、この自然エネルギーを用いた発電装置と従来の汽力発電装置とを組み合わせたハイブリッド発電システムにより大容量の発電装置が構成されている。また、この自然エネルギーを用いて発電した電力を蓄電池に蓄電させ、電力不足時にはこの蓄電池から電力を供給することも実現されており、これにより、発電出力を安定させることが一般的に行われている。
ところが、この自然エネルギーとして太陽エネルギーを用いたハイブリッド発電システムでは、太陽熱を吸収する熱媒体などの温度が日照状態に応じて変動したり、太陽光を用いて発生させる蒸気の発生量が日照状態に応じて変動したりするため、この蒸気や熱媒体の温度変動による熱疲労損傷が熱交換器などの金属部分に生じる場合がある。この温度変動による熱疲労損傷を抑制するため、バイパス配管などを設け蒸気やその他の熱媒体の流路を制御するなど、この熱疲労損傷を抑制するための制御が行われている。しかし、複雑な制御要素を備えることになり、制御干渉が生じる場合がある。
例えば、このようなハイブリッド発電システムの一例として、既存の汽力発電装置としての火力発電装置へ、太陽エネルギーを用いた発電装置を導入して、発電装置が構成されている。この火力発電装置は、ボイラが燃料を燃焼させることにより水を加熱して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンが回転することで発電機が駆動される。続いて、復水器がこの蒸気を冷却して水に戻される。この水は、第1加熱部及び第2加熱部を有する給水加熱器で加熱され、再びボイラに供給される。この加熱には、タービン装置から抽出された蒸気が用いられると共に、この蒸気が給水加熱器へ供給される流量も調整される。すなわち、第1流量調整部により、蒸気タービンから抽出された蒸気の流量が調整される。この場合、給水過熱器内の第2加熱部が、太陽エネルギーを用いた発電装置を導入するために追加して設けられている。
一方で、この発電装置は、太陽エネルギーを用いて水を加熱することで第2蒸気を発生させる。続いて、この第2蒸気が給水加熱器内の第2加熱部へ供給され、第2蒸気の熱がボイラへ供給される給水を加熱するために利用される。この第2蒸気の温度を調整するため、第2蒸気を発生させるために用いられる水の流量が調整される。すなわち、温度制御部により、温度検出部が検出した第2蒸気の温度に基づいて、第2流量調整部に対して水の流量を調整する制御が行なわれ、第2蒸気の温度が制御される。
これにより、太陽からの日射量が増加すると第2蒸気の量が増加し、ボイラに供給される燃料を減すことができる。ところが、太陽からの日射量が短時間で大きく変動すると、第2蒸気量の流量変動を許容される範囲に押さえることができなくなる。このため、短時間に第2蒸気量の流量が増加した場合には、この燃料の減少が第2蒸気量の流量変動に追随できず、ボイラで発生する蒸気の温度が上がる状態が生じる。一方、短時間に第2蒸気量の流量が減少した場合には、燃料の供給が追随できず、ボイラで発生する蒸気の温度が下がる状態が生じる。このようにボイラ、及びボイラから蒸気の供給を受けるタービンなどの温度変動が繰り返され、熱応力の繰り返しによる熱疲労損傷が生じる。
一方で、既設の汽力発電装置にこの自然エネルギーを用いた発電装置を導入し、既設の発電装置をハイブリッド化することへの要求が高まっている。このために、温度変動による熱疲労損傷を簡易な構成で抑制することが望まれている。
上述したハイブリッド発電システムである発電装置は、自然エネルギー用いて発生させた蒸気を用いるための加熱部を、追加的に既設の発電装置に設ける必要がある。これでは、構成要素が複雑となり、既設システムへの導入が容易ではない。
そこで、本発明の実施形態は、このような点を考慮してなされたものであり、温度変動による熱疲労損傷をより簡易な構成で抑制可能な発電制御装置を提供することを目的とする。
本実施形態に係る発電制御装置は、
第1蒸気の発生に用いられる水を加熱する加熱部に供給される蒸気の流量を制御する発電制御装置であって、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量に応じて、前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部から抽出された第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御するバランス制御部と、
を備えることを特徴とする。
第1蒸気の発生に用いられる水を加熱する加熱部に供給される蒸気の流量を制御する発電制御装置であって、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量に応じて、前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部から抽出された第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御するバランス制御部と、
を備えることを特徴とする。
本実施形態に係る発電装置の制御方法は、
燃料の燃焼により水を加熱して第1蒸気を発生させる第1蒸気発生部と、
前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部と、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気及び前記駆動部から抽出された第3蒸気を利用して前記第1蒸気発生部に供給する前記水を加熱する加熱部と、を有する発電装置の制御方法であって、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量を検出する検出工程と、
前記検出した流量に応じて、前記第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする。
燃料の燃焼により水を加熱して第1蒸気を発生させる第1蒸気発生部と、
前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部と、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気及び前記駆動部から抽出された第3蒸気を利用して前記第1蒸気発生部に供給する前記水を加熱する加熱部と、を有する発電装置の制御方法であって、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量を検出する検出工程と、
前記検出した流量に応じて、前記第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする。
本実施形態によれば、温度変動による熱疲労損傷をより簡易な構成で抑制可能な発電制御装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る発電制御装置は、自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させた蒸気が加熱部に供給される流量に応じて、駆動部から抽出された蒸気が加熱部に供給される流量を制御することで、加熱部に供給される蒸気の全体的な流量変動を抑制しようとしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
第1実施形態に係る発電制御装置は、自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させた蒸気が加熱部に供給される流量に応じて、駆動部から抽出された蒸気が加熱部に供給される流量を制御することで、加熱部に供給される蒸気の全体的な流量変動を抑制しようとしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
(構成)
図2を参照しつつ図1に基づいて、第1実施形態に係る発電制御装置1の全体構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る発電制御装置1の全体構成を説明するブロック図である。この図1に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、自然エネルギーを用いて発生させた蒸気を利用して発電する共に、この蒸気の供給量と温度を制御する。すなわち、この発電制御装置1は、発電装置100と、制御装置200とを備えて構成されている。
図2を参照しつつ図1に基づいて、第1実施形態に係る発電制御装置1の全体構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る発電制御装置1の全体構成を説明するブロック図である。この図1に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、自然エネルギーを用いて発生させた蒸気を利用して発電する共に、この蒸気の供給量と温度を制御する。すなわち、この発電制御装置1は、発電装置100と、制御装置200とを備えて構成されている。
発電装置100は、燃料の燃焼により発生させた蒸気、及び自然エネルギーを用いて発生させた蒸気を利用して発電する。すなわち、この発電装置100は、第1蒸気発生部102と、駆動部104と、第1蒸気冷却部106と、第2蒸気発生部108と、第1流量調整部110と、第2流量調整部112と、温度検出部114と、流量検出部116と、加熱部118と、第2蒸気冷却部120と、調節弁122と、調節弁124と、調節弁126と、調節弁128と、を備えて構成されている。図2は、第1実施形態に係る発電装置100の全体構成を説明する模式図である。
第1蒸気発生部102は、燃料の燃焼により水W1を加熱して第1蒸気S1を発生させる。すなわち、この第1蒸気発生部102は、例えば図2に示すボイラ102であり、供給された燃料を燃やして水W1から第1蒸気S1を発生させる。
再び図1に示すように駆動部104は、この第1蒸気S1で例えば図2に示す発電機105を駆動させる。すなわち、この駆動部104は、例えば図2に示す蒸気タービン104あり、供給された第1蒸気S1のエネルギーを用いてこの蒸気タービン104を回転させる。そして、この蒸気タービン104の回転力を用いて発電機105を駆動することで発電する。
再び図1に示すように第1蒸気冷却部106は、供給された蒸気を冷却して水W0に戻す。すなわち、この第1蒸気冷却部106は、例えば図2に示す復水器106であり、蒸気タービン104を回転するために用いた第1蒸気S1などを冷やして水W0に戻す。
再び図1に示すように第2蒸気発生部108は、自然エネルギーを用いて水W2を加熱することで第2蒸気S2を発生させる。すなわち、この第2蒸気発生部108は、例えば図2に示す太陽エネルギー利用蒸気発生器108であり、集光部で太陽光を集めて、これを熱エネルギーとして熱媒体に吸収させ、この熱媒体の熱によって蒸気を発生さる。また、この第2蒸気発生部108は、太陽電池、風力発電部などの自然エネルギーを用いて発電を行う発電部を有し、この発電部が発電した電力を用いて水W2を加熱することで第2蒸気S2を発生させてもよい。これから分かるように、第2蒸気発生部108は、太陽光などを熱エネルギーとして用いて第2蒸気S2を発生させてもよく、或いは、太陽光及び風力などを用いて発電し、この発電した電力を用いて第2蒸気S2を発生させてもよい。
再び図1に示すように第1流量調整部110は、駆動部104から抽出した第3蒸気S3の流量を調整する。すなわち、この第1流量調整部110は、例えば調節弁とこの調整弁を開閉するモータで構成されており、変更部130で抽出した第3蒸気S3の流量を調整する。このため、このモータの駆動を制御することで、調整弁の開度を制御可能である。
第2流量調整部112は、第2蒸気S2の発生に用いる水W2が第2蒸気発生部108へ供給される流量を調整する。すなわち、この第2流量調整部112は、例えば調節弁とこの調整弁を開閉するモータで構成されており、第1蒸気冷却部106から第2蒸気発生部108へ供給される水W2の流量を調整する。このため、このモータの駆動を制御することで、調整弁の開度を制御可能である。
温度検出部114は、第2蒸気発生部108で発生させた第2蒸気S2の温度を検出する。流量検出部116は、第2蒸気発生部108で発生させた第2蒸気S2の流量を検出する。
加熱部118は、第2蒸気S2及び駆動部104から抽出された第3蒸気S3を利用して第1蒸気発生部102に供給される水W1を加熱する。この場合、第2蒸気S2及び第3蒸気S3は配管の合流部でほぼ均一な状態に混合される。このため、これら混合された蒸気は、ほぼ同一の蒸気温を有する状態で加熱部118に供給される。これにより、これらの第2蒸気S2と第3蒸気S3との温度差により生じる加熱部118内の熱分布の偏りは、回避されている。このことから分かるように、加熱部118に供給される第3蒸気S3の流量を制御することで、この加熱部118に供給される熱量が一定に保たれる。これにより、この加熱部118内の温度変動は抑制された状態で維持される。
また、この加熱に用いられた第2蒸気S2及び第3蒸気S3は、水W4として第1蒸気冷却部106において冷却され、水W0として供給される。さらにまた、第1蒸気発生部102に供給される水W1は、第1蒸気冷却部106で蒸気が冷却されることで得られた水W0の一部であり、この水W0の温度は予め定められた温度に調整されている。
第2蒸気冷却部120は、第2蒸気発生部108から供給された第2蒸気S2を、冷却して水W3に戻す。すなわち、この第2蒸気冷却部120は、例えば復水器である。
調節弁122は、流量調整弁とこの流量調整弁を開閉するモータで構成されている。このため、このモータの駆動を制御することで、流量調整弁の開度を制御可能である。すなわち、この調節弁122は、第1蒸気冷却部106と第2流量調整部112との間に設置され、第2流量調整部112へ供給される水W2の量を調整、或いは遮断する。
調節弁124は、調節弁122と同等の構成である。すなわち、流量調整弁とこの流量調整弁を開閉するモータで構成されている。この調節弁124は、流量検出部116と加熱部118との間に設置され、加熱部118へ供給される第2蒸気S2の流量を調整、或いは遮断する。
調節弁126は、調節弁122と同等の構成である。すなわち、流量調整弁とこの流量調整弁を開閉するモータで構成されている。この調節弁126は、流量検出部116と第2蒸気冷却部120との間に設置され、第2蒸気冷却部120へ供給される第2蒸気S2の流量を調整、或いは遮断する。
調節弁128は、調節弁122と同等の構成である。すなわち、流量調整弁とこの流量調整弁を開閉するモータで構成されている。この調節弁128は、流量検出部116と第1冷却部との間に設置され、第1冷却部へ供給される第2蒸気S2の流量を調整、或いは遮断する。
なお、流量検出部は、流量検出部116に加えて、第1流量調整部110と加熱部118との間における第2蒸気S2と第3蒸気S3の合流後の位置にも設置してよい。また、別の分岐、及び別のループから第2蒸気発生部108へ水W2として供給してもよい。この場合にも第2流量調整部112を調整することで、第2蒸気S2の温度制御が行われる。
次に、制御装置200は、第2蒸気S2の供給量及び温度を制御するものであり、制御部202と、記憶部204と、温度制御部206と、入力部208と、バランス制御部210と、出力部212と、を備えて構成されている。
制御部202は、バスを介して制御装置200の各構成部を制御する。すなわち、この制御部202は、例えばCPUで構成されており、プログラムの実行により各構成部に対して制御を行うことが可能である。記憶部204は、制御部202が実行する制御プログラムを格納したり、制御部202によるプログラム実行時の作業領域を提供したりする。
温度制御部206は、温度検出部114が検出した温度に基づいて、第2流量調整部112に対して流量を調整する制御を行う。これにより、第2蒸気S2の温度制御が行なわれる。入力部208は、流量検出部116が検出した温度を入力する。
バランス制御部210は、第2蒸気S2が加熱部118に供給される流量に応じて、第3蒸気S3が加熱部118に供給される流量を制御する。すなわち、このバランス制御部210は、入力部208を介して入力された第2蒸気S2の流量に基づいて、第1流量調整部110に対して、第3蒸気S3の流量を調整する制御を行う。出力部212は、バランス制御部210から入力された信号を第1流量調整部110に出力する。なお、バランス制御部210は、加熱部118への蒸気の流量の変動を抑制するように第1流量調整部110を制御してもよい。すなわち、時系列に変動する第2蒸気S2流量の時間に対する変化量に基づいて、変化量を抑制するように第3蒸気S3の流量を算出してもよい。
ここで、既存の汽力発電装置としての火力発電装置は、一般的に主として、第1蒸気発生部102と、駆動部104と、第1蒸気冷却部106と、第1流量調整部110と、加熱部118とを、備えて構成されている。また、図1中では、既存の汽力発電装置としての火力発電装置が有する配管と同等の配管を太線で示している。このような既存の汽力発電装置に対して導入される、自然エネルギーを用いた発電装置は、第2蒸気発生部108と、第2流量調整部112と、温度検出部114と、流量検出部116と、第2蒸気冷却部120とを、備えて構成されている。なお、調節弁122と、調節弁124と、調節弁128と、を遮断すると既存の汽力発電装置の構成と、自然エネルギーを用いた発電装置の構成とをそれぞれ分離することが可能である。
以上が本実施形態に係る発電制御装置1の全体構成の説明であるが、次に、発電装置100における発電処理、及び制御装置200における制御動作を説明する。
(作用)
まず、図1に基づいて発電装置100における発電処理を説明する。この図1に示すように、この発電装置100では、第1蒸気発生部102で燃料を燃やして、水W1を加熱して第1蒸気S1を発生させる。第1蒸気発生部102で発生した第1蒸気S1は駆動部104に供給され、この第1蒸気S1を用いて発電機105を駆動させることで発電が行われる。この発電に用いられた第1蒸気S1は第1蒸気冷却部106で冷却され水W0に戻される。この水W0の一部は水W2の一部として調節弁122を介して第2流量調整部112に供給され、水W2の供給量が調整された状態で第2蒸気発生部108に供給される。続いて、この第2蒸気発生部108は、自然エネルギーを用いてこの水W2を加熱することで第2蒸気S2を発生させる。
まず、図1に基づいて発電装置100における発電処理を説明する。この図1に示すように、この発電装置100では、第1蒸気発生部102で燃料を燃やして、水W1を加熱して第1蒸気S1を発生させる。第1蒸気発生部102で発生した第1蒸気S1は駆動部104に供給され、この第1蒸気S1を用いて発電機105を駆動させることで発電が行われる。この発電に用いられた第1蒸気S1は第1蒸気冷却部106で冷却され水W0に戻される。この水W0の一部は水W2の一部として調節弁122を介して第2流量調整部112に供給され、水W2の供給量が調整された状態で第2蒸気発生部108に供給される。続いて、この第2蒸気発生部108は、自然エネルギーを用いてこの水W2を加熱することで第2蒸気S2を発生させる。
この第2蒸気S2の温度を温度検出部114は検出し、温度制御部206に出力する。続いて、この第2蒸気S2の流量を流量検出部116は検出し、入力部208に出力する。続いて、調節弁124を介してこの第2蒸気S2は、第3蒸気S3と混合されて、加熱部118に供給される。この第2蒸気S2の一部は調整弁126を介して第2冷却部120に供給可能に配管されている。さらに、この第2蒸気S2の一部は調整弁128を介して第1冷却部106に供給可能に配管されている。
一方、駆動部104から抽出された第3蒸気S3は、第1流量調整部110で加熱部118に供給される流量が制御され、第2蒸気S2と混合されて、加熱部118に供給される。加熱部118の加熱に用いられた蒸気は水W4として第1蒸気冷却部106に供給され、第1蒸気S1は、第1蒸気冷却部106において冷却され水W0に戻される。この水W0の一部は上述したように水W2の一部として第2蒸気発生部108に供給されるが、それ以外は水W1として加熱部118に供給され、加熱された後に第1蒸気発生部102に供給される。
次に、図1に基づいて第2蒸気発生部108で発生させる第2蒸気S2の温度制御について説明する。この図1に示すように第2蒸気S2の温度は温度検出部114で検出される。続いて、この温度は温度制御部206に入力される。そして、温度制御部206は、この入力された温度に基づいて第2流量調整部112における水W2の流量を調整する。すなわち、この温度制御部206は、入力された温度が予め設定された温度よりも高い場合には、水W2の流量を増加させる制御を第2流量調整部112に対して行う。また、この温度制御部206は、入力された温度が予め設定された温度よりも低い場合には、水W2の流量を減少させる制御を第2流量調整部112に対して行う。
このことから分かるように、温度制御部206は、水W2の加熱に用いることができる自然エネルギーの量に応じて、発生させる第2蒸気量を調整することで、この第2蒸気S2の温度制御を行っている。これにより、第2蒸気発生部108で発生させる第2蒸気S2の温度は、予め定められた温度に制御されている。ここで、この予め定められた温度は、駆動部104から抽出される第3蒸気S3の温度にほぼ等しくなるように設定されている。このため、加熱部118に供給される前に混合される第2蒸気S2と第3蒸気S3は、ほぼ等しい温度で混合される。
次に、図1を参照にしつつ図3に基づいて加熱部118に供給される蒸気の流量制御処理について説明する。図3は、加熱部118に供給される蒸気の流量制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。この流量制御処理は、記憶部204に記憶されている流量制御処理プログラムを制御部202が読み込んで実行することにより、制御部202の制御下で実現される処理である。
まず、この図3に示すように、流量検出部116は、第2蒸気S2の流量を検出する(ステップS10)。続いて検出した流量情報を、入力部208を介してバランス制御部210に入力する。
次に、バランス制御部210は、加熱部118への予め定められた蒸気供給量と第2蒸気S2の流量との差分を、第3蒸気S3の加熱部118への供給量として演算処理する(ステップS12)。この予め定められた蒸気供給量は、加熱部118の容量などから定められている。
次に、バランス制御部210は、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を、演算で得られた供給量にする流量変更処理の制御を第1流量調整部110に対して行い(ステップS14)、全体の制御処理を終了する。このように、このバランス制御部210は、第2蒸気S2の流量に応じて、加熱部118に供給される第3蒸気S3に流量を調整することで、蒸気量のバランス制御を行っている。これにより、加熱部118に供給される蒸気の流量は、予め定められた流量に制御されている。この場合、上述のように第2蒸気S2と第3蒸気S3の温度はほぼ等しくなるように制御されているので、第3蒸気S3の流量を調整するだけで、加熱部118に供給される蒸気の熱量をほぼ一定値に制御可能である。
これらから分かるように、第1流量調整部110は調整弁の開閉を行うだけなので、より短時間、すなわちmsのオーダで第3蒸気S3の流量を調整可能である。これにより、加熱部118における温度変動による熱疲労損傷が抑制されている。
また、第1蒸気発生部102で発生させる第1蒸気S1の温度は、燃焼させる燃料の量が調整されることで予め設定された温度に制御されている。これにより、第3蒸気S3の温度変動はより少なく、より安定している。このため、第2蒸気S2の温度は、第3蒸気S3の温度に制御されているので、加熱部118に供給される蒸気温度の変動も抑制されている。
このように、予め定められた温度に温度制御された第2蒸気S2の供給量に応じて、駆動部104から抽出した第3蒸気S3の供給量を増減する制御が行こなわれている。さらに、第3蒸気S3の供給量を増減することで、加熱部118で加熱され第1蒸気発生部102に供給される水W1の温度も予め定められた温度に維持可能である。
また、第2蒸気S2用の第2加熱部を別に設けた従来型の発電装置は、第2蒸気S2の供給量の変動に起因する供給熱量の変動を、ボイラにおける燃料の増減で抑制していたので制御応答に数分オーダの時間が必要であった。これに対して、第1流量調整部110の制御応答の時間はmsオーダであり、第2蒸気S2の供給量の変動に対する制御応答の追随性も高められている。
(効果)
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、加熱部118へ供給される第2蒸気S2の供給量に応じて、加熱部118へ供給される蒸気量が予め定められた値に
なるように第3蒸気S3の供給量を増減する制御を行うこととした。このため、加熱部118への蒸気の供給量をほぼ予め定めた値に維持した状態で発電でき、加熱部118の温度変動による熱疲労損傷を抑制すると共に、自然エネルギーを有効活用することができる。さらにまた、第2蒸気S2と第3蒸気S3とを混合するため、第2蒸気発生部108用の加熱部を別途設ける必要もなく、より簡易な構成で第2蒸気発生部108を追加的に設けることが可能である。
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、加熱部118へ供給される第2蒸気S2の供給量に応じて、加熱部118へ供給される蒸気量が予め定められた値に
なるように第3蒸気S3の供給量を増減する制御を行うこととした。このため、加熱部118への蒸気の供給量をほぼ予め定めた値に維持した状態で発電でき、加熱部118の温度変動による熱疲労損傷を抑制すると共に、自然エネルギーを有効活用することができる。さらにまた、第2蒸気S2と第3蒸気S3とを混合するため、第2蒸気発生部108用の加熱部を別途設ける必要もなく、より簡易な構成で第2蒸気発生部108を追加的に設けることが可能である。
(第2実施形態)
(構成)
第2実施形態に係る発電制御装置は、バランス制御切替部の制御にしたがい、自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させた蒸気が加熱部に供給される流量を制限することで、加熱部に供給される蒸気の流量変動を抑制しようとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
(構成)
第2実施形態に係る発電制御装置は、バランス制御切替部の制御にしたがい、自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させた蒸気が加熱部に供給される流量を制限することで、加熱部に供給される蒸気の流量変動を抑制しようとしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
図4は、第2実施形態に係る発電制御装置1の構成の構成を説明するブロック図である。この図4に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、第1実施形態に係る発電制御装置1と比べると、変更部130と、流量制限実行部214と、バランス制御切替部216と、を更に備える点で相違している。
変更部130は、駆動部104から第3蒸気S3を抽出する位置を変更する。すなわち、この変更部130は、第1蒸気S1が供給される駆動部104の入口と、第1蒸気S1が駆動部104から出て行く出口とを結ぶ第1蒸気S1の流路における複数の抽出箇所の中のいずれかから第3蒸気S3を抽出する。すなわち、第1蒸気S1の流路における第1蒸気S1の流れに沿って上流側から下流側に向かう複数の位置に抽出箇所が設けられている。
この第1蒸気S1のエネルギーは発電機105の駆動に用いられるので、入口から出口に第1蒸気S1が流れて行くにしたがい第1蒸気S1のエネルギーは低下し、蒸気温度も低下する。例えば、蒸気タービンで構成された駆動部104の上段から抽出した蒸気温は、中間段から抽出した蒸気温よりも高くなる。同様に、中間段から抽出した蒸気温は、下段から抽出した蒸気温よりも高くなる。そして、下段から抽出した蒸気温が最も低い温度となる。このことから分かるように、変更部130は、駆動部104から蒸気を抽出する位置を変更することで、駆動部104から抽出する蒸気の蒸気温を調整することが可能である。
第2蒸気発生部108が水W2の加熱に用いる自然エネルギーは、例えば、朝、昼などの日内変動や冬季、夏期などの季節変動で相違する。このため、この変更部130は、より長期のレンジで変動する第2蒸気S2の温度に対応するために、駆動部104から抽出する蒸気の温度を調整可能に構成されている。
流量制限実行部214は、バランス制御部210で算出された信号に基づき、第2蒸気S2の流量の経時時間に対する変化率を制限する、又は、第2蒸気S2の流量を上限の量に制限する。すなわち、この流量制限実行部214は、この変化率を制限する場合には、調節弁124を通過する第2蒸気S2の流量がほぼ一定値になるまで弁の開度を絞り流量を制限する。一方で、調節弁124を通過できない第2蒸気S2の一部を調節弁126を介し第2冷却部120で冷却し、水W3に戻す。すなわち、第2蒸気S2の中の変動する流量部分を調節弁124で制限し、調節弁126を介して除くことで、加熱部118に供給される第2蒸気S2の流量の変動が低減される。
一方、流量検出部116で検出された第2蒸気S2の流量が第1の制限値Th1以下で且つ第2の制限値Th2(Th1>Th2)を超える場合には、流量制限実行部214は、調節弁124を通過する第2蒸気量が上限の量となるように調節弁124を調整する。これにより、加熱部118に供給される第2蒸気流量S2を上限の量に制限可能である。
バランス制御切替部216は、バランス制御部210の制御を行うか否かを切替える。すなわち、このバランス制御切替部216は、バランス制御部210を用いて制御を行う第0モードと、バランス制御部210を無効にし、出力部212から一定値の出力信号を出力させる第1モードと、バランス制御部210で算出された信号に基づき第2蒸気S2の流量制限を流量制限実行部214に実行させる第2モードと、を切替える。つまり、バランス制御切替部216は、第2蒸気S2の流量が第1の制限値Th1を超える場合に、第1モードに切り替え、第2蒸気S2の流量が第1の制限値Th1以下で且つ第2の制限値Th2を超える場合,或いは、第2蒸気S2の流量の経時時間に対する変化率が制限値Th3を超える場合に第2モードに切り替える。なお、本実施形態においては、バランス制御切替部216が切替部を構成している。
さらにまた、第1モードが選択された場合、調節弁122及び調節弁124を閉じて配管を遮断する。また、第2モードが選択された場合、調節弁122を調整することで第2蒸気S2の流量を制限する。これから分かるように、第2蒸気S2の流量が制御困難であるレベルに達するまで増加した場合に、第1モードが選択され、第2蒸気S2の流量を制限しないと加熱部118に熱変動を与える可能性がある場合に、第2モードが選択される。
なお、このバランス制御切替部216の操作は、制御装置における制御盤や制御部に制御信号を送信可能である外部の電子演算機等から操作員が手動で切替え信号を入力してもよい。また、調節弁122及び調節弁124などの操作は、現場に設置されている実際の機器を手動で行い、第2蒸気発生部108から流入する第2蒸気S2を遮断してもよい。同様に、調節弁126及び調節弁128の操作も、手動で行ってもよい。
以上が本実施形態に係る発電制御装置1の全体構成の説明であるが、次に、制御装置200の制御動作を説明する。
(作用)
まず、図4を参照にしつつ図5に基づいてバランス制御切替部216の制御動作について説明する。図5は、バランス制御切替部216の制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図3と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。この図5に示すように、バランス制御切替部216に、第2蒸気S2の流量が入力される(ステップS10)。続いて、バランス制御切替部216は、第2蒸気流量の経時時間に対する変動量を演算する(ステップS22)。
まず、図4を参照にしつつ図5に基づいてバランス制御切替部216の制御動作について説明する。図5は、バランス制御切替部216の制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図3と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。この図5に示すように、バランス制御切替部216に、第2蒸気S2の流量が入力される(ステップS10)。続いて、バランス制御切替部216は、第2蒸気流量の経時時間に対する変動量を演算する(ステップS22)。
次に、バランス制御切替部216は、加熱部118への第2蒸気S2の供給量が第1制限値Th1(Th1>Th2)を超えているかどうかを判断する(ステップS24)。第1制限値Th1を超えている場合(ステップS24:Yes)、このバランス制御切替部216は、調節弁122及び調節弁124に対して遮断制御を行い、第2蒸気S2の加熱部118への流入を遮断する(ステップS26)。すなわち、このバランス制御切替部216は、第1モードに切り替え、バランス制御部210を無効にし、第3蒸気の流量変更処理に移る(ステップS14)。
一方、第1制限値Th1以下である場合(ステップS24:No)、バランス制御切替部216は、加熱部118への第2蒸気S2の供給量が第2制限値Th2(Th1>Th2)を超えているかどうかを更に判断する(ステップS28)。すなわち、第2蒸気S2の供給量が第1制限値Th1以下で第2制限値Th2を超えている場合(ステップS28:Yes)、流量制限制実行部214は、調節弁124に対して、調節弁124を通過する第2蒸気S2の流量を上限に制限する制御を行う(ステップS30)。この場合、調節弁124を通過できない第2蒸気S2の一部は調節弁126を介して第2蒸気冷却部120で水W3に戻される。すなわち、このバランス制御切替部216は、第2モード、すなわち、流量制限制実行部214の制御に切り替え、第3蒸気の流量変更処理に移る(ステップS14)。
さらに、一方で、第2制限値Th2以下である場合(ステップS28:No)、バランス制御切替部216は、第2蒸気流量の経時時間に対する変動量が第3制限値Th3を超えているかどうかを判断する(ステップS32)。第2蒸気流量の経時時間に対する変動量が第3制限値Th3を超えている場合(ステップS32:Yes)、このバランス制御切替部216は、第2モード、すなわち、流量制限制実行部214の制御に切り替える。この流量制限制実行部214は、調節弁124に対して、第2蒸気S2の流量の変動量が第3制限値Th3を超えないように制限する制御を行う(ステップS34)。すなわち、調節弁124を単位時間あたりに通過させる第2蒸気S2の量を一定値に制限し、変動要素となる残りの蒸気は、調節弁126を介して第2蒸気冷却部120で水W3に戻される。
一方、第2蒸気流量の経時時間に対する変動量が第3制限値Th3以下である場合(ステップS32:NO)、第0モードを維持した状態でステップS34をスキップする。続いて、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を演算し(ステップS12)、第3蒸気の流量変更処理に移る。この第3蒸気の流量変更処理では、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を変更する制御を第1流量調整部110に対して行い(ステップS14)、全体の制御処理を終了する。
次に、図4に基づいて変更部130に対する制御について説明する。この図4に示すようにバランス制御部210は、温度制御部206からバスを介して入力された温度及び流量検出部116で検出された第2蒸気S2の流量に基づき、変更部130における第3蒸気S3の抽出部を変更する。すなわち、バランス制御部210は、第2蒸気S2の流量が所定値未満になった場合に、温度制御部206で設定される温度を下げる制御を行うと共に、変更部130が蒸気を抽出する抽出部を下流側に変更する。
一方、バランス制御部210は、第2蒸気S2の流量が所定値以上になった場合に、温度制御部206で設定される温度を上げる制御を行うと共に、変更部130が蒸気を抽出する抽出部を上流側に変更する。これにより、第2蒸気S2の流量を所定範囲に制御可能であると共に、第2蒸気S2と第3蒸気S3の温度をほぼ同じ温度に制御可能である。
これから分かるように、より短時間に第2蒸気S2の流量が変化する場合には、バランス制御切替部216の切替制御にしたがい第2蒸気S2の流量が制限される。一方、より長時間に第2蒸気S2の流量が変化する場合には、温度制御部206で設定される温度の変更及び変更部130における抽出部の位置を変更することで、第2蒸気S2の流量が調整される。
(効果)
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、加熱部118への第2蒸気S2の供給量が第2制限値Th2を超えている場合、バランス制御切替部216が一定量の第3蒸気S3が加熱部118に供給されるように制御を行うと共に、第2蒸気S2の加熱部118への供給を遮断することとした。これにより、加熱部118への蒸気の流入量が許容範囲外になることが抑制され、加熱部118及び第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷を抑制できる。さらに、第2蒸気S2の流量の時間変化が所定値を超える場合、或いは、第2蒸気S2の流量が第1制限値Th1を超える場合に、バランス制御切替部216が流量制限実行部214の制御に切替え、加熱部118へ供給される第2蒸気S2の流量を制限することとした。これにより、加熱部118への蒸気の流入量の時間に対する変動が許容範囲外になることが抑制され、加熱部118及び第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷を抑制できる。
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、加熱部118への第2蒸気S2の供給量が第2制限値Th2を超えている場合、バランス制御切替部216が一定量の第3蒸気S3が加熱部118に供給されるように制御を行うと共に、第2蒸気S2の加熱部118への供給を遮断することとした。これにより、加熱部118への蒸気の流入量が許容範囲外になることが抑制され、加熱部118及び第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷を抑制できる。さらに、第2蒸気S2の流量の時間変化が所定値を超える場合、或いは、第2蒸気S2の流量が第1制限値Th1を超える場合に、バランス制御切替部216が流量制限実行部214の制御に切替え、加熱部118へ供給される第2蒸気S2の流量を制限することとした。これにより、加熱部118への蒸気の流入量の時間に対する変動が許容範囲外になることが抑制され、加熱部118及び第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷を抑制できる。
(第3実施形態)
第3実施形態に係る発電制御装置は、発生蒸気予測部が自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させる蒸気の発生量を予測することで、第1蒸気発生部への燃料の供給量を予め制御しようとしたものである。以下、上述した第2実施形態と異なる部分を説明する。
第3実施形態に係る発電制御装置は、発生蒸気予測部が自然エネルギーを用いて水を加熱して発生させる蒸気の発生量を予測することで、第1蒸気発生部への燃料の供給量を予め制御しようとしたものである。以下、上述した第2実施形態と異なる部分を説明する。
(構成)
図6は、第3実施形態に係る発電制御装置1の構成の構成を説明するブロック図である。この図6に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、第2実施形態に係る発電制御装置1と比べると、予測データベース218と、発生蒸気予測部220と、燃料調整量出力部222と、を更に備える点で相違している。
図6は、第3実施形態に係る発電制御装置1の構成の構成を説明するブロック図である。この図6に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、第2実施形態に係る発電制御装置1と比べると、予測データベース218と、発生蒸気予測部220と、燃料調整量出力部222と、を更に備える点で相違している。
予測データベース218は、予測に必要となる気象情報をデータとして記憶している。例えば、太陽エネルギーを用いて第2蒸気S2を発生させる場合、日射量に関連する気象データ等の情報が記憶され、風力エネルギーを用いる場合、風速に関連する気象データ等の情報が予測データベース218に記憶されている。
発生蒸気予測部220は、予測データベース218の情報を用いて第2蒸気S2の発生量を予測演算する。続いて、発生蒸気予測部220は、第2蒸気S2の発生量の予測データに基づき第3蒸気S3の供給量を演算し、バランス制御部210に出力する。このバランス制御部210は、発生蒸気予測部220から入力された第3蒸気S3の供給量の予測値に基づく値を、出力部212を介して第1流量調整部110に出力する。
燃料調整量出力部222は、予測された第2蒸気S2の供給量に応じて、第1蒸気発生部102での燃料の制御を行う必要がある場合、第1蒸気発生部102での燃料の供給制御を行う。すなわち、燃料調整量出力部222は、第2蒸気S2の供給量が増加することが予測され、温度制御部206の設定温度が高温側に変更されることが予測される場合に、供給される燃料を減少する供給制御を行う。一方、燃料調整量出力部222は、第2蒸気S2の供給量が減少することが予測され、温度制御部206の設定温度が低温側に変更されることが予測される場合に、供給される燃料を増加する供給制御を行う。なお、第2モードにバランス制御切替部216で切替られている場合、流量制限実行部214の制御にしたがい燃料調整量出力部222が燃料供給の制御を行う。
以上が本実施形態に係る発電制御装置1の全体構成の説明であるが、次に、制御装置200の制御動作を説明する。
(作用)
図6を参照にしつつ図7に基づいて発生蒸気予測部220を用いた制御処理について説明する。図7は、発生蒸気予測部220を用いた制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図5と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。
図6を参照にしつつ図7に基づいて発生蒸気予測部220を用いた制御処理について説明する。図7は、発生蒸気予測部220を用いた制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図5と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。
この図7に示すように、発生蒸気予測部220は、第2蒸気発生部108への入力エネルギーである自然エネルギーの増減量予測を予測データベース218の情報にしたがい行い、発生する第2蒸気量の予測演算を行う(ステップS40)。続いて、バランス制御部210は、第2蒸気量の設定温度を変更するかどうかを判断する(ステップS42)。設定温度を変更する場合(ステップS42:Yes)、バランス制御部210は、温度制御部206の設定温度の変更処理を行うと共に、変更部130の抽出部の位置を変更させる制御を行う(ステップS44)。すなわち、バランス制御部210は、第2蒸気S2の供給量だけで、加熱部118への蒸気の供給量として予め定められた値を超えると判断される場合、温度制御部206の設定温度を上げる処理を行う。この場合、バランス制御部210は、変更部130の抽出部を高温側に変更させる制御を行う。一方、バランス制御部210は、第2蒸気S2の供給量が所定値未満になると判断される場合、温度制御部206の設定温度を下げる処理を行う。この場合、バランス制御部210は、変更部130の抽出部を低温側に変更させる制御を行う。
次に、バランス制御部210は、第1蒸気発生部102に対して燃料の供給量を変更させる制御を行う(ステップS46)。この場合、供給量を変更させる制御信号が燃料調整量出力部222を介して第1蒸気発生部102に出力される。ここで、高温側に設定温度を変更する場合には、燃料を減らし、低温側に設定温度を変更する場合には、燃料を増加させる。一方、設定温度を変更しない場合(ステップS42:No)は、ステップS44、S46の処理をスキップする。
次に、バランス制御部210は、差分の演算処理を行う(ステップS12)。すなわち、設定温度を変更しない場合、温度変更前の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を演算する。一方、設定温度を変更する場合、温度変更後の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を演算する。次に、バランス制御部210は、第1流量調整部110に対して第3蒸気S3の加熱部118への供給量を調整する制御を行い(ステップS14)、全体の制御処理を終了する。
これらから分かるように、予め燃料の必要量が予測されるため、加熱部118から第1蒸気発生部102へ供給される水W1の温度が変動する前にこの燃料の増減を行うことが可能である。これにより、第1蒸気発生部102で発生する蒸気の温度をより安定化させることができる。また、バランス制御部210は、例えば第2蒸気S2の供給量の変動が所定値以下の短期周期であると予測された場合、燃料調整制御を行うことを制限し、不要な応答を抑制してもよい。
また、バランス制御切替部216は、予測された第2蒸気量に基づき第1モード或いは第2モードに切替えるか判断する。第1モードに切替える場合には、バランス制御部210の出力は無効とされ、一定値が出力部212から出力される。一方、第2モードが出力される場合には、予測された第2蒸気量に基づく制御が流量制限実行部214で行われる。
発生蒸気予測部220で予測された第2蒸気S2の量に基づき制御を行う場合、バランス制御部210において優先度を設定し、第1モード、及び第2モードに対してバランス制御部210の出力を優先させてもよい。すなわち、第1モード又は第2モードに切替えることがバランス制御切替部216に選択された状態であっても、この設定された優先度にしたがいバランス制御部210の出力を優先させてもよい。なお、上述のようにバランス制御切替部216の切替処理は、操作員が手動で行ってもよい。また、手動で切替操作がされた場合には、バランス制御切替部216の切替制御よりもこの手動での操作を優先させてもよい。
なお、発生蒸気予測部220は、例えば発電制御装置1の過去の運転データを参照し第2蒸気S2の発生量を予測する。この場合、発生蒸気予測部220は、予測データベース218内の年間の気象予測データ等のデータを使用してもよく、或いは、運転実績データを使用してもよい。また、発生蒸気予測部220は、予測データベース218を参照し、運転実績データに基づいて、出力部212への出力信号を補正処理してもよい。或いは、発生蒸気予測部220の実装機能により運転実績データを用いた処理が影響を受ける場合には、運転実績データに基づく補正処理を行わなくともよい。発生蒸気予測部220において、任意の値をあらかじめ設定しておき、その値を予測処理結果に含めてもよい。例えば予測値の初期値として第2蒸気S2の発生蒸気量の平均値を、任意の値として設定しておく。この任意の値は、運転員が手動にて設定してもよく、或いは、予測処理により得られた値などをさらに演算処理することで自動的に設定してもよい。
また、発電制御装置1の発電量の目標値に応じて第1蒸気発生部102で発生させる蒸気の発生量及び温度が算出できる。この場合、加熱部118に供給される蒸気の温度を再設定できる。これにより発電制御装置1の発電量を任意に調整可能である。この場合にも、第2蒸気発生部108の発生蒸気量による加熱部118への入力量が予測できる。このため、第1流量調整部110の調整及び第1蒸気発生部102への燃料の供給量を予め制御できるので、発電制御装置1の発電量を一定値に制御すること、すなわち一定負荷運転の精度向上も可能である。
(効果)
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、発生蒸気予測部220が第2蒸気発生部108で発生する第2蒸気S2の発生量を予測することとした。このため、第1蒸気発生部102への燃料の供給量を予め制御できるので第1蒸気発生部102が発生する蒸気の温度をより安定させることができる。これにより、第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。さらにまた、第1流量調整部110の調整を時間遅れなく行えるので、加熱部118への蒸気の供給量及び温度がより安定した状態で発電でき、加熱部118の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、発生蒸気予測部220が第2蒸気発生部108で発生する第2蒸気S2の発生量を予測することとした。このため、第1蒸気発生部102への燃料の供給量を予め制御できるので第1蒸気発生部102が発生する蒸気の温度をより安定させることができる。これにより、第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。さらにまた、第1流量調整部110の調整を時間遅れなく行えるので、加熱部118への蒸気の供給量及び温度がより安定した状態で発電でき、加熱部118の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。
(第4実施形態)
(構成)
第4実施形態に係る発電制御装置は、負荷変動予測部224が発電機105の負荷変動を予測することで、第1蒸気発生部102への燃料の供給量を予め制御しようとしたものである。以下、上述した第3実施形態と異なる部分を説明する。
(構成)
第4実施形態に係る発電制御装置は、負荷変動予測部224が発電機105の負荷変動を予測することで、第1蒸気発生部102への燃料の供給量を予め制御しようとしたものである。以下、上述した第3実施形態と異なる部分を説明する。
図8は、第4実施形態に係る発電制御装置1の構成の構成を説明するブロック図である。この図8に示すように、本実施形態に係る発電制御装置1は、第3実施形態に係る発電制御装置1と比べると、負荷変動予測部224を、更に備える点で相違している。
負荷変動予測部224は、予測データベース218の情報を用いて発電機105の負荷変動の予測を行い、予測データをバランス制御部210に出力する。この負荷変動予測部224は、予測データベース218内のデータを用いて予測する。すなわち、負荷変動予測を行うにあたり必要なデータとしては、発電装置100の過去の運転実績データ、季節、日時、及び気温といった負荷変動に関連するデータが例示される。この負荷変動に関連するデータは、特に限定されるものではなく、他の負荷変動に関連するデータを用いてもよい。なお、前述の実施例3と同様に、バランス制御部210において優先度を設定し、第1モード、及び第2モードに対してバランス制御部210の出力を優先させてもよく、或いは、手動でバランス制御切替部216を切替えてもよい。
以上が本実施形態に係る発電制御装置1の全体構成の説明であるが、次に、制御装置200の制御動作を説明する。
(作用)
図8を参照にしつつ図9に基づいて負荷変動予測部224を用いた制御処理について説明する。図9は、負荷変動予測部224を用いた制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図7と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。
図8を参照にしつつ図9に基づいて負荷変動予測部224を用いた制御処理について説明する。図9は、負荷変動予測部224を用いた制御処理を説明するためのフロチャートを示す図である。図7と同様の処理ついては同一の番号を付して説明を省略する。
図9に示すように、第2蒸気量の予測演算を行う(ステップS40)。続いて、負荷変動予測部224は、予測データベース218の情報を用いて負荷変動の予測を行う(ステップS60)。続いて、バランス制御部210は、第2蒸気量の設定温度を変更するかどうかを判断する(ステップS42)。設定温度を変更する場合(ステップS42:Yes)、バランス制御部210は、温度制御部206の設定温度の変更処理を行うと共に、変更部130の抽出部の位置を変更させる制御を行う(ステップS44)。一方、設定温度を変更しない場合(ステップS42:No)は、ステップS44の処理をスキップする。
次に、このバランス制御部210は、第1蒸気発生部102で燃焼させる燃料を変更する(ステップS62)。すなわち、設定温度を変更する場合、負荷変動の予測値及び温度変更後の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第1蒸気発生部102で燃焼させる燃料を変更する。一方、設定温度を変更しない場合、負荷変動の予測値及び温度変更前の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第1蒸気発生部102で燃焼させる燃料を変更する。
次に、バランス制御部210は、差分の演算処理を行う(ステップS12)。すなわち、設定温度を変更しない場合、温度変更前の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を演算する。一方、設定温度を変更する場合、温度変更後の第2蒸気S2の蒸気量の予測値に基づいて、第3蒸気S3の加熱部118への供給量を演算する。次に、バランス制御部210は、第1流量調整部110に対して第3蒸気S3の加熱部118への供給量を調整する制御を行い(ステップS14)、全体の制御処理を終了する。
(効果)
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、負荷変動予測部224が、予測データベース218の情報を用いて負荷変動の予測をすることとした。これにより、第1蒸気発生部102において燃焼に用いる燃料の予測精度をより上げることが可能であり、第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。さらに、予測された負荷変動に対して第1流量調整部110および燃料調整量出力部222の出力値を制御することで、発電出力の変動をより低減可能であり電力品質の向上を図ることができる。
以上のように、本実施形態に係る発電制御装置1によれば、負荷変動予測部224が、予測データベース218の情報を用いて負荷変動の予測をすることとした。これにより、第1蒸気発生部102において燃焼に用いる燃料の予測精度をより上げることが可能であり、第1蒸気発生部102の温度変動による熱疲労損傷をより抑制できる。さらに、予測された負荷変動に対して第1流量調整部110および燃料調整量出力部222の出力値を制御することで、発電出力の変動をより低減可能であり電力品質の向上を図ることができる。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法およびプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
1:発電制御装置、100:発電装置、102:第1蒸気発生部、104:駆動部、108:第2蒸気発生部、110:第1流量調整部、112:第2流量調整部、114:温度検出部、116:流量検出部、118:加熱部、130:変更部、200:制御装置、206:温度制御部、210:バランス制御部、214:流量制限実行部、216:バランス制御切替部、218:予測データベース、220:発生蒸気予測部、222:燃料調整量出力部、224:負荷変動予測部
Claims (7)
- 第1蒸気の発生に用いられる水を加熱する加熱部に供給される蒸気の流量を制御する発電制御装置であって、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量に応じて、前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部から抽出された第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御するバランス制御部と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。 - 前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量を検出する流量検出部と、
前記第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を調整する第1流量調整部と、を更に備え、
前記第1蒸気は、第1蒸気発生部が前記加熱部で加熱された水に燃料の燃焼による加熱を行うことで発生させられ、
前記バランス制御部は、前記流量検出部が検出した前記流量に基づいて、前記第1流量調整部に対して前記流量を調整する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の発電制御装置。 - 前記バランス制御部の制御を制限するか否かを切替える切替部と、
前記切替部の切替えにしたがい前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量を制限する流量制限実行部と、
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の発電制御装置。 - 前記第2蒸気の温度を検出する温度検出部と、
前記第2蒸気の発生に用いる水が前記第2蒸気発生部へ供給される流量を調整する第2流量調整部と、
前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第2流量調整部に対して前記流量を調整する制御を行うことで前記第2蒸気の温度制御を行う温度制御部と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発電制御装置。 - 前記第2蒸気発生部が発生する前記第2蒸気の量を予測する発生蒸気予測部と、
前記発生蒸気予測部の予測結果に基づき、前記第1蒸気発生部で燃焼させる燃料の量を調整する燃料調整部と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発電制御装置。 - 燃料の燃焼により水を加熱して第1蒸気を発生させる第1蒸気発生部と、
前記第1蒸気で発電機を駆動させる駆動部と、
自然エネルギーを用いて水を加熱して第2蒸気を発生させる第2蒸気発生部と、
前記第2蒸気及び前記駆動部から抽出された第3蒸気を利用して前記第1蒸気発生部に供給される水を加熱する加熱部と、を有する発電装置の制御方法であって、
前記第2蒸気が前記加熱部に供給される流量を検出する検出工程と、
前記検出した流量に応じて、前記第3蒸気が前記加熱部に供給される流量を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする発電装置の制御方法。 - 請求項6に記載の発電装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015158358A JP2017036705A (ja) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | 発電制御装置、発電装置の制御方法、及びプログラム |
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JP2015158358A JP2017036705A (ja) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | 発電制御装置、発電装置の制御方法、及びプログラム |
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JP2015158358A Pending JP2017036705A (ja) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | 発電制御装置、発電装置の制御方法、及びプログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6342539B1 (ja) * | 2017-03-27 | 2018-06-13 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 発電プラント及びその運転方法 |
CN110360540A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 | 电网agc负荷指令频繁波动的锅炉主蒸汽温度控制方法 |
-
2015
- 2015-08-10 JP JP2015158358A patent/JP2017036705A/ja active Pending
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