JP2017504753A - ガスタービンの動作パラメータの測定誤差の分析方法、及び、制御装置 - Google Patents

ガスタービンの動作パラメータの測定誤差の分析方法、及び、制御装置 Download PDF

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Abstract

ガスタービンの動作パラメータの測定誤差を検出する分析方法は、動作パラメータを、それぞれ予め定められた分析範囲を有する複数の関数の変数の少なくとも一部としたとき、当該動作パラメータの複数の測定値を取得するステップと、動作パラメータの測定値を、動作パラメータを含む変数を有する関数へ投入して、関数の結果を計算するステップと、関数の計算結果を、対応する関数の分析範囲と比較するステップと、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入らない関数の変数の少なくとも一部である動作パラメータの1つもしくは複数の測定値を求めるステップと、求められた1つもしくは複数の測定値のなかで、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入る関数の変数ではない動作パラメータの測定値が測定誤差の最尤度を有することを検出するステップとを含む。

Description

本発明は、ガスタービン分野、より具体的にはガスタービンの制御分野に関する。
関連技術
ガスタービンは、圧縮器セクション、燃焼器セクション及びタービンセクションを含む。通常はこれら3つのセクションの複数の位置に複数のセンサが配置されている。これらのセンサは、ガスタービンの制御装置がガスタービンの動作状態を監視してその動作パラメータを制御できるよう、動作圧、動作温度、圧縮器内のガス流量などの動作パラメータをこの制御装置に供給する。例えば、或るセンサは、タービンセクションの圧力、温度及び流量などの動作パラメータの値を検出するために、このセクションの燃料装置、空気装置又はガス装置に配置される必要がある。
センサが検出した測定値は、通常、ガスタービンの所定の位置での動作パラメータの実際値を反映している。しかし、センサに誤りが発生した場合、測定値は実際値から偏差する。この状況では、測定値は当該位置での動作状態を正確に反映しない。ガスタービンの制御装置が実際値を正確に反映しない測定値を受信すると、制御装置が検出したガスタービンの動作状態が不正確となり、このことはガスタービンの動作不安定、ひいてはバルブトリップを生じさせかねない。
概要
本発明の実施形態により、実際値から偏差した誤差値を求めるために、ガスタービンの動作パラメータの測定誤差を検出する分析方法が提供される。
当該分析方法は、動作パラメータを、それぞれ予め定められた分析範囲を有する複数の関数の変数の少なくとも一部としたとき、当該動作パラメータの複数の測定値を取得するステップと、当該動作パラメータの測定値を、当該動作パラメータを含む変数を有する関数へ投入して関数の結果を計算するステップと、関数の計算結果を対応する関数の分析範囲と比較するステップと、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入らない関数の変数の少なくとも一部である動作パラメータの1つもしくは複数の測定値を求めるステップと、求められた1つもしくは複数の測定値のなかで、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入る関数の変数ではない動作パラメータの測定値が測定誤差の最尤度を有することを検出するステップとを含む。
上述した関数の分析範囲は、当該関数の閾値範囲であってよく、又は、閾値範囲に許容可能な誤差範囲を加えたものであってもよい。「動作パラメータに関連する関数」とは、動作パラメータを含む変数を有する関数のことである。
一実施形態では、分析方法はさらに、測定誤差の最尤度を有すると検出された測定値の計算値を、当該測定値を含むいずれかの関数の分析範囲の中間値を用いて取得するステップと、当該測定値に代えて、補正値としての計算値を用いるステップとを含む。
別の実施形態では、分析方法はさらに、測定誤差の最尤度を有すると検出された測定値の計算値を、当該測定値を含む関数の分析範囲の中間値を用いて取得し、当該測定値を含む複数の関数(すなわち当該測定値を含む関数の変数)から計算値の平均を取得するステップと、当該測定値に代えて、補正値としての計算値を用いるステップとを含む。
別の実施形態では、ガスタービンの動作パラメータは、ガスタービン内の流体の温度、圧力、流量及び圧力差を含む。動作パラメータの複数の測定値は、ガスタービンのオイル装置、空気装置及びガス装置の動作パラメータの測定値を含む。
別の実施形態では、ガスタービン用コントローラが、ガスタービンの動作パラメータの測定誤差を検出するための分析方法を実行するようにプログラミングされる。当該分析方法は、動作パラメータを、それぞれ予め定められた分析範囲を有する複数の関数の変数の少なくとも一部としたとき、当該動作パラメータの複数の測定値を取得するステップと、当該動作パラメータの測定値を、当該動作パラメータを含む変数を有する関数へ投入して関数の結果を計算するステップと、関数の計算結果を対応する関数の分析範囲と比較するステップと、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入らない関数の変数の少なくとも一部である動作パラメータの1つもしくは複数の測定値を求めるステップと、求められた1つもしくは複数の測定値のなかで、計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入る関数の変数ではない動作パラメータの測定値が測定誤差の最尤度を有することを検出するステップとを含む。
別の実施形態では、ガスタービンの燃料ガス装置が、燃料ガスをガスタービンへ輸送する燃料管と、燃料管内の燃料の物理的な動作パラメータの複数の値を測定する複数のセンサと、上述した分析方法を実行するようにプログラミングされたプログラマブルコントローラとを含む。
別の実施形態では、コントローラが、どのセンサで測定誤差が発生したかを報知する。
以下の詳細な説明から、開示内容がより良く理解されるであろう。ただし、詳細な説明は例示のためのものにすぎず、よって開示内容を限定しない。なお、本発明を、単なる典型例として、添付図を参照しながら説明する。各図は本発明の範囲を限定しない。
ガスタービンでの測定値の分析方法における分析プロセスを説明するための図である。 ガスタービンのガス供給装置の構造を示す概略図である。 図2の測定値の分析方法を説明するための図である。
参照番号
10 主管路、 12 トリップ弁、 14,18,21,26,31,36 圧力センサ、 16,28,38 温度センサ、 20 第1の分岐管路、 22 第1の制御弁、 24,34 流量センサ、 25,35 圧力差センサ、 30 第2の分岐管路、 32 第2の制御弁、 33 コントローラ
詳細な説明
本発明の技術的特徴、目的及び効果をより良く理解してもらうために、添付図を参照しながら、本発明の特定の幾つかの構成形態を説明する。図中、同じ要素には同じ参照番号を付してある。
本明細書で「典型的」とは、「実例、事例もしくは詳細例として用いられる」ことを表し、本明細書で「典型的」として説明される図又は構成形態は、より好ましいもしくはより有利な技術手段と解されるべきでない。
図示を簡単化するため、本発明に関連する要素のみを各図に典型的に示しており、各要素は模式的なものであって、製品において使用される実際の要素を表していないこともある。さらに、図示を簡単化しかつわかりやすくするため、幾つかの図にわたって同様の構造もしくは機能を有する要素がある場合、そのうち1つのみを典型的に表示又は標示している。
本明細書での「1つの」とは「唯一の」ケースのみならず「2つ以上」のケースも表しうる。本明細書での「第1の」「第2の」及び同様の記載は、相対的な重要度や序列を表すというよりもむしろ単に相互の区別のために用いている。
本明細書での“f1”,“f2”,“f3”及び“f10”,“f11”,“f12”,“f13”,“f14”,“f15”,“f16”,“f17”,“f18”は、それぞれ異なる関数を表すために用いている。
図1を用いて、ガスタービンの測定値の分析方法における分析プロセスを説明する。ガスタービンの測定値は、1つの第1の測定値S1と1つの第2の測定値S2と1つの第3の測定値S3とを含み、これらの測定値は、ガスタービンの種々異なる組み込み位置に設けられた複数のセンサでの測定によって相互に別個に取得されたものである。また、これらの測定値間には関数関係が存在する。すなわち、例えば、第1の分析関数y1=f1(S1,S2)は変数として第1の測定値S1及び第2の測定値S2を含み、第2の分析関数y2=f2(S1,S3)は変数として第1の測定値S1及び第3の測定値S3を含み、第3の分析関数y3=f3(S2,S3)は変数として第2の測定値S2及び第3の測定値S3を含む。
ガスタービンが通常動作を行い、各測定値が正確にガスタービンの実際の動作状態を反映し、その期間においてさらに第1の測定値S1及び第2の測定値S2及び第3の測定値S3の測定精度を考慮する必要がある場合、第1の分析関数の範囲を1つの第1の分析範囲Y1と定義し、第2の分析関数の範囲を1つの第2の分析範囲Y2と定義し、第3の分析関数の範囲を1つの第3の分析範囲Y3と定義する。
ステップS10では、第1の測定値S1及び第2の測定値S2及び第3の測定値S3が取得される。次に、プロセスはステップS20へ移行する。
ステップS20では、第1の測定値S1及び第2の測定値S2が第1の分析関数y1=f1(S1,S2)へ代入されて計算により第1の分析値y1が取得され、第1の測定値S1及び第3の測定値S3が第2の分析関数y2=f2(S1,S3)へ代入されて計算により第2の分析値y2が取得され、第2の測定値S2及び第3の測定値S3が第3の分析関数y3=f3(S2,S3)へ代入されて計算により第3の分析値y3が取得される。ついで、プロセスはステップS30へ移行する。
ステップS30では、第1の分析値y1が第1の分析範囲Y1と比較され、第2の分析値y2が第2の分析範囲Y2と比較され、第3の分析値y3が第3の分析範囲Y3と比較される。その後、プロセスは並列的にステップS40,S42,S44へ移行する。
ステップS40では、第1の分析値y1が第1の分析範囲Y1に入らず、かつ、第2の分析値y2が第2の分析範囲Y2に入らず、かつ、第3の分析値y3が第3の分析範囲Y3に入るか否かが判別される。判別結果がノーである場合、分析プロセスは終了する。判別結果がイエスである場合、第1の分析関数及び第2の分析関数の双方に含まれるが第3の分析関数には含まれない第1の測定値S1が測定誤差の最尤度を有することが検出される。つまり、最も発生確率が高いのは、第1の測定値がセンサの組み込み位置での実際値から偏差することである。こうして分析プロセスは終了する。
ステップS42では、第1の分析値y1が第1の分析範囲Y1に入らず、かつ、第3の分析値y3が第3の分析範囲Y3に入らず、かつ、第2の分析値y2が第2の分析範囲Y2に入るか否かが判別される。判別結果がノーである場合、分析プロセスは終了する。判別結果がイエスである場合、第1の分析関数及び第3の分析関数の双方に共通の変数であって第2の分析関数の変数でない第2の測定値S2が測定誤差の最尤度を有することが検出される。つまり、最も発生確率が高いのは、第2の測定値がセンサの組み込み位置での動作パラメータの実際値から偏差することである。こうして分析プロセスは終了する。
ステップS44では、第2の分析値y2が第2の分析範囲Y2に入らず、かつ、第3の分析値y3が第3の分析範囲Y3に入らず、かつ、第1の分析値y1が第1の分析範囲Y1に入るか否かが判別される。判別結果がノーである場合、分析プロセスは終了する。判別結果がイエスである場合、第2の分析関数及び第3の分析関数の双方の変数であって第1の分析関数の変数でない第3の測定値S3が測定誤差の最尤度を有することが検出される。つまり、最も発生確率が高いのは、第3の測定値がセンサの組み込み位置での動作パラメータの実際値から偏差することである。こうして分析プロセスは終了する。
ガスタービンにおける測定値の分析方法では、各測定値が対応する分析関数に代入されて計算により分析関数値が取得され、分析関数値がここでの分析関数に対応する分析範囲に入らない分析関数が探索される。実際値から偏差する確率が最も高い測定値をオンライン又はリアルタイムで発見及び分析するために、全ての関数に共通に含まれる測定値が探索され、これにより、ガスタービンの制御装置が誤った測定値を使用して、ガスタービン全体の動作が不安定となったり、最悪の場合にはバルブトリップが発生したりすることが回避される。
ガスタービンの測定値の分析方法の典型的な構成形態では、測定誤差が第1の測定値S1に発生したことが検出された場合、第2の測定値S2と第1の分析範囲の1つの値とが第1の分析関数へ代入され、第1の測定値の補正値として使用可能な1つの第1の計算値が取得される。当該第1の計算値は、センサの組み込み位置でのガスタービンの実際の動作状態(すなわち実際値)を反映可能である。好ましくは、第1の分析範囲の中間値が第1の分析関数に代入される。第2の測定値S2は正しいので、第1の分析関数においては第1の測定値S1のみが未知である。よって、第1の計算値を第1の分析関数から計算によって取得できる。さらに、上述した方式で複数の関数から取得可能な複数の計算値の平均を計算によって取得することもでき、測定誤差の発生した対応する測定値に代えてこの平均を用いることができる。
以下では、第1の測定値S1に測定誤差が発生したことが検出された場合であって、第1の測定値S1が第1の分析関数y1=f1(S1,S2)と第2の分析関数y2=f2(S1,S3)との変数である例を用いて説明する。まず、第1の分析範囲の中間値が第1の分析関数に代入される。第2の測定値S2は既知でありかつ正しいので、第1の計算値を計算によって取得できる。次に、第2の分析範囲の中間値が第2の分析関数に代入される。第3の測定値S3は既知でありかつ正しいので、第2の計算値も計算によって取得できる。第1の計算値と第2の計算値との平均値が計算され、この平均値は第1の測定値のセンサの組み込み位置での動作パラメータの実際の動作状態を反映可能である。当該平均値は、第1の測定値S1の補正値として使用される。
測定誤差が第2の測定値S2に発生したことが検出された場合、第3の測定値S3と第3の分析範囲の1つの値とが第3の分析関数へ代入され、1つの第2の計算値が計算によって取得される。この第2の計算値は第2の測定値の補正値として使用可能である。当該第2の計算値は、第2の測定値のセンサの組み込み位置での実際の動作状態を反映可能である。計算プロセスは第1の計算値の計算プロセスと同様であるので、これ以上は説明しない。
測定誤差が第3の測定値S3に発生したことが検出された場合、第2の測定値S2と第2の分析範囲の1つの値とが第2の分析関数へ代入され、1つの第3の計算値が計算によって取得される。この第3の計算値は第3の測定値の補正値として使用可能である。当該第3の計算値は、第3の測定値のセンサの組み込み位置での実際の動作状態を反映可能である。計算プロセスは第1の計算値の計算プロセスと同様であるので、これ以上は説明しない。
図2は、ガスタービンの測定値の分析方法を説明するための、ガスタービンのガス供給装置の構造の概略図である。ただし、ガスタービンの測定値の分析方法は、図2のガス供給装置には限定されず、ガスタービンの他の装置、例えば燃料装置、ガス装置又は空気装置などにも適用可能である。図2に示されているように、ガスタービンのガス供給装置は、1つの主管路10と1つの第1の分岐管路20と1つの第2の分岐管路30とを含む。
1つのトリップ弁12が第1の主管路10に配置されている。第1の主管路10では、ガスの移動経路に沿って、1つの圧力センサ14と1つの温度センサ16とがトリップ弁12の上流に配置されている。トリップ弁12の下流には、1つの圧力センサ18が配置されている。圧力センサ14は、この圧力センサ14の組み込み位置での圧力を表す測定値P0を出力し、温度センサ16はこの温度センサ16の組み込み位置での温度を表す測定値T0を出力し、圧力センサ18はこの圧力センサ18の組み込み位置での圧力を表す測定値P1を出力する。
1つの第1の制御弁22が第1の分岐管路20に配置されている。第1の分岐管路20では、ガスの移動経路に沿って、1つの流量センサ24が第1の制御弁22の下流に配置されている。流量センサ24と第1の制御弁22との間には1つの圧力センサ21が配置されている。流量センサ24の下流には1つの圧力センサ26と1つの温度センサ28とが配置されている。さらに、第1の制御弁22には、その入口と出口との間のガス圧力差を測定可能な1つの圧力差センサ25が配置されている。流量センサ24はこの流量センサ24の組み込み位置でのガス流量を表す測定値m_PMを出力でき、圧力センサ21はこの圧力センサ21の組み込み位置での圧力を表す測定値P2PMを出力でき、圧力センサ26はこの圧力センサ26の組み込み位置での圧力を表す測定値P3PMを出力でき、温度センサ28はこの温度センサ28の組み込み位置での温度を表す測定値T3PMを出力でき、圧力差センサ25はこの圧力差センサ25の組み込み位置での圧力差を表す測定値dp_CVPMを出力できる。各パラメータの添え字PMは、第1の分岐管路の各センサの測定値を表す。
1つの第2の制御弁32が第2の分岐管路30に配置されている。第2の分岐管路30では、ガスの移動経路に沿って、1つの流量センサ34が第2の制御弁32の下流に配置されている。流量センサ34と第2の制御弁32との間には1つの圧力センサ31が配置されている。流量センサ34の下流には1つの圧力センサ36と1つの温度センサ38とが配置されている。さらに、第2の制御弁32には、その入口と出口との間のガス圧力差を測定可能な1つの圧力差センサ35が配置されている。
流量センサ34はこの流量センサ34の組み込み位置でのガス流量を表す測定値m_PGを出力でき、圧力センサ31はこの圧力センサ31の組み込み位置での圧力を表す測定値P2PGを出力でき、圧力センサ36はこの圧力センサ36の組み込み位置での圧力を表す測定値P3PGを出力でき、温度センサ38はこの温度センサ38の組み込み位置での温度を表す測定値T3PGを出力でき、圧力差センサ35はこの圧力差センサ35の組み込み位置での圧力差を表す測定値dp_CVPGを出力できる。各パラメータの添え字PGは、第2の分岐管路の各センサの測定値を表す。
第1の分析関数y1=f10(P0,P1,T0)は測定値P0,P1,T0に関連しており、すなわち、P0,P1,T0は第1の分析関数の変数である。第1の分析関数の特異的表現は流体力学を反映した既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P0,P1,T0が実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P0,P1,T0の測定精度を考慮しつつこれらの測定値P0,P1,T0を第1の分析関数に代入する計算によって得られるy1は、第1の分析範囲Y1すなわち第1の分析関数の範囲に入る。
第2の分析関数y2=f11(P1,P2PM,dp_CVPM)は測定値P1,P2PM,dp_CVPMに関連しており、第2の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P1,P2PM,dp_CVPMが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P1,P2PM,dp_CVPMの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P1,P2PM,dp_CVPMを第2の分析関数に代入する計算によって得られるy2は、第2の分析範囲Y2すなわち第2の分析関数の範囲に入る。
第3の分析関数y3=f12(P1,P2PG,dp_CVPG)は測定値P1,P2PG,dp_CVPGに関連しており、第3の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P1,P2PG,dp_CVPGが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P1,P2PG,dp_CVPGの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P1,P2PG,dp_CVPGを第3の分析関数に代入する計算によって得られるy3は、第3の分析範囲Y3すなわち第3の分析関数の範囲に入る。
第4の分析関数y4=f13(P2PM,P3PM,T3PM,m_PM)は測定値P2PM,P3PM,T3PM,m_PMに関連しており、第4の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P2PM,P3PM,T3PM,m_PMが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P2PM,P3PM,T3PM,m_PMの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P2PM,P3PM,T3PM,m_PMを第4の分析関数に代入する計算によって得られるy4は、第4の分析範囲Y4すなわち第4の分析関数の範囲に入る。
第5の分析関数y5=f14(P2PG,P3PG,T3PG,m_PG)は測定値P2PG,P3PG,T3PG,m_PGに関連しており、第5の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P2PG,P3PG,T3PG,m_PGが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P2PG,P3PG,T3PG,m_PGの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P2PG,P3PG,T3PG,m_PGを第5の分析関数に代入する計算によって得られるy5は、第5の分析範囲Y5すなわち第5の分析関数の範囲に入る。
第6の分析関数y6=f15(T0,T3PM,T3PG)は測定値T0,T3PM,T3PGに関連しており、第6の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値T0,T3PM,T3PGが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値T0,T3PM,T3PGの測定精度を考慮しつつこれらの測定値T0,T3PM,T3PGを第6の分析関数に代入する計算によって得られるy6は、第6の分析範囲Y6すなわち第6の分析関数の範囲に入る。
第7の分析関数y7=f16(P1,dp_CVPM,T0,m_PM)は測定値P1,dp_CVPM,T0,m_PMに関連しており、第7の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P1,dp_CVPM,T0,m_PMが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P1,dp_CVPM,T0,m_PMの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P1,dp_CVPM,T0,m_PMを第7の分析関数に代入する計算によって得られるy7は、第7の分析範囲Y7すなわち第7の分析関数の範囲に入る。
第8の分析関数y8=f17(P1,dp_CVPG,T0,m_PG)は測定値P1,dp_CVPG,T0,m_PGに関連しており、第8の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P1,dp_CVPG,T0,m_PGが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P1,dp_CVPG,T0,m_PGの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P1,dp_CVPG,T0,m_PGを第8の分析関数に代入する計算によって得られるy8は、第8の分析範囲Y8すなわち第8の分析関数の範囲に入る。
第9の分析関数y9=f18(P0,P1,T0,m_PG,m_PM)は測定値P0,P1,T0,m_PG,m_PMに関連しており、第9の分析関数の特異的表現は流体力学に関する既存の計算式から導出可能である。ガスタービンが通常動作を行い、測定値P0,P1,T0,m_PG,m_PMが実際の動作状態を正確に反映している場合、測定値P0,P1,T0,m_PG,m_PMの測定精度を考慮しつつこれらの測定値P0,P1,T0,m_PG,m_PMを第9の分析関数に代入する計算によって得られるy9は、第9の分析範囲Y9すなわち第9の分析関数の範囲に入る。
図3を用いて、図2の測定値の測定誤差の分析方法を説明する。ここで、図3は、図3a,図3b,図3cに分割されて示されている。図3に示されているように、ステップS10で、測定値P0,P1,P2PM,P2PG,P3PM,P3PG,dp_CVPG,dp_CVPM,m_PG,m_PM,T0,T3PM,T3PGが取得される。プロセスはステップS20へ移行する。
ステップS20では、取得された測定値P0,P1,T0が第1の分析関数y1=f10(P0,P1,T0)に代入され、計算により第1の分析値y1が取得される。取得された測定値P1,P2PM,dp_CVPMは第2の分析関数y2=f11(P1,P2PM,dp_CVPM)に代入され、計算により第2の分析値y2が取得される。取得された測定値P1,P2PG,dp_CVPGは第3の分析関数y3=f12(P1,P2PG,dp_CVPG)に代入され、計算により第3の分析値y3が取得される。取得された測定値P2PM,P3PM,T3PM,m_PMは第4の分析関数y4=f13(P2PM,P3PM,T3PM,m_PM)に代入され、計算により第4の分析値y4が取得される。取得された測定値P2PG,P3PG,T3PG,m_PGは第5の分析関数y5=f14(P2PG,P3PG,T3PG,m_PG)に代入され、計算により第5の分析値y5が取得される。取得された測定値T0,T3PM,T3PGは第6の分析関数y6=f15(T0,T3PM,T3PG)に代入され、計算により第6の分析値y6が取得される。取得された測定値P1,dp_CVPM,T0,m_PMは第7の分析関数y7=f16(P1,dp_CVPM,T0,m_PM)に代入され、計算により第7の分析値y7が取得される。取得された測定値P1,dp_CVPG,T0,m_PGは第8の分析関数y8=f17(P1,dp_CVPG,T0,m_PG)に代入され、計算により第8の分析値y8が取得される。取得された測定値P0,P1,T0,m_PG,m_PMは第9の分析関数y9=f18(P0,P1,T0,m_PG,m_PM)に代入され、計算により第9の分析値y9が取得される。プロセスはステップS30へ移行する。
ステップS30では、第1の分析関数の関数値y1が、第1の分析範囲Y1と比較される。第1の分析関数の関数値y1が第1の分析範囲Y1に入らない場合、標識F1が添付される。そうでなく、第1の分析関数の関数値y1が第1の分析範囲Y1に入る場合には、標識T1が添付される。
第2の分析関数の関数値y2は、第2の分析範囲Y2と比較される。第2の分析関数の関数値y2が第2の分析範囲Y2に入らない場合、標識F2が添付される。そうでなく、第2の分析関数の関数値y2が第2の分析範囲Y2に入る場合には、標識T2が添付される。
第3の分析関数の関数値y3は、第3の分析範囲Y3と比較される。第3の分析関数の関数値y3が第3の分析範囲Y3に入らない場合、標識F3が添付される。そうでなく、第3の分析関数の関数値y3が第3の分析範囲Y3に入る場合には、標識T3が添付される。
第4の分析関数の関数値y4は、第4の分析範囲Y4と比較される。第4の分析関数の関数値y4が第4の分析範囲Y4に入らない場合、標識F4が添付される。そうでなく、第4の分析関数の関数値y4が第4の分析範囲Y4に入る場合には、標識T4が添付される。
第5の分析関数の関数値y5は、第5の分析範囲Y5と比較される。第5の分析関数の関数値y5が第5の分析範囲Y5に入らない場合、標識F5が添付される。そうでなく、第5の分析関数の関数値y5が第5の分析範囲Y5に入る場合には、標識T5が添付される。
第6の分析関数の関数値y6は、第6の分析範囲Y6と比較される。第6の分析関数の関数値y6が第6の分析範囲Y6に入らない場合、標識F6が添付される。そうでなく、第6の分析関数の関数値y6が第6の分析範囲Y6に入る場合には、標識T6が添付される。
第7の分析関数の関数値y7は、第7の分析範囲Y7と比較される。第7の分析関数の関数値y7が第7の分析範囲Y7に入らない場合、標識F7が添付される。そうでなく、第7の分析関数の関数値y7が第7の分析範囲Y7に入る場合には、標識T7が添付される。
第8の分析関数の関数値y8は、第8の分析範囲Y8と比較される。第8の分析関数の関数値y8が第8の分析範囲Y8に入らない場合、標識F8が添付される。そうでなく、第8の分析関数の関数値y8が第8の分析範囲Y8に入る場合には、標識T8が添付される。
第9の分析関数の関数値y9は、第9の分析範囲Y9と比較される。第9の分析関数の関数値y9が第9の分析範囲Y9に入らない場合、標識F9が添付される。そうでなく、第9の分析関数の関数値y9が第9の分析範囲Y9に入る場合には、標識T9が添付される。プロセスは、それぞれ並列的にステップS40,S41,S42,S43,S44,S45,S46,S47,S48,S49,S50,S51,S52に移行する。
ステップS40では、ステップS30での比較結果がF1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,F9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第1の分析関数及び第9の分析関数の双方に含まれる測定値P0が測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS41では、ステップS30での比較結果がF1,F2,F3,T4,T5,T6,F7,F8,F9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第1の分析関数及び第2の分析関数及び第3の分析関数及び第7の分析関数及び第8の分析関数及び第9の分析関数の全てに共通に含まれる測定値P1が測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS42では、ステップS30での比較結果がT1,F2,T3,F4,T5,T6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第2の分析関数及び第4の分析関数の双方に含まれる測定値P2PMが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS43では、ステップS30での比較結果がT1,T2,F3,T4,F5,T6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第3の分析関数及び第5の分析関数の双方に含まれる測定値P2PGが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS44では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,T4,F5,T6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、測定値P3PGが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS45では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,F4,T5,T6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、測定値P3PMが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS46では、ステップS30での比較結果がT1,F2,T3,T4,T5,T6,F7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第2の分析関数及び第7の分析関数の双方に含まれる測定値dp_CVPMが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS47では、ステップS30での比較結果がT1,T2,F3,T4,T5,T6,T7,F8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第3の分析関数及び第8の分析関数の双方に含まれる測定値dp_CVPGが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS48では、ステップS30での比較結果がF1,T2,T3,T4,T5,F6,F7,F8,F9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第1の分析関数及び第6の分析関数及び第7の分析関数及び第8の分析関数及び第9の分析関数の全てに共通に含まれる測定値T0が測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS49では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,F4,T5,F6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第4の分析関数及び第6の分析関数の双方に含まれる測定値T3PMが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS50では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,T4,F5,F6,T7,T8,T9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第5の分析関数及び第6の分析関数の双方に含まれる測定値T3PGが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS51では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,F4,T5,T6,F7,T8,F9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第4の分析関数及び第7の分析関数及び第9の分析関数の全てに共通に含まれる測定値m_PMが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
ステップS52では、ステップS30での比較結果がT1,T2,T3,T4,F5,T6,T7,F8,F9であるか否かが判別される。判別結果がイエスである場合、第5の分析関数及び第8の分析関数及び第9の分析関数の全てに共通に含まれる測定値m_PGが測定誤差の最尤度を有することが検出され、分析プロセスは終了する。判別結果がノーである場合も分析プロセスは終了する。
測定誤差が測定値P0に発生したことが検出された場合、第1の分析範囲Y1の中間値がy1=f10(P0,P1,T0)へ代入される。ここで、式中の測定値P1,T0は既知であるので、P0に対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ14の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値P1に発生したことが検出された場合、第2の分析範囲Y2の中間値がy2=f11(P1,P2PM,dp_CVPM)へ代入される。ここで、式中の測定値P2PM,dp_CVPMは既知であるので、P1に対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ18の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値P2PMに発生したことが検出された場合、第2の分析範囲Y2の中間値がy2=f11(P1,P2PM,dp_CVPM)へ代入される。ここで、式中の測定値P1,dp_CVPMは既知であるので、P2PMに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ21の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値P2PGに発生したことが検出された場合、第3の分析範囲Y3の中間値がy3=f12(P1,P2PG,dp_CVPG)へ代入される。ここで、式中の測定値P1,dp_CVPGは既知であるので、P2PGに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ31の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値P3PMに発生したことが検出された場合、第4の分析範囲Y4の中間値がy4=f13(P2PM,P3PM,T3PM,m_PM)へ代入される。ここで、式中の測定値P2PM,T3PM,m_PMは既知であるので、P3PMに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ26の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値P3PGに発生したことが検出された場合、第5の分析範囲Y5の中間値がy5=f14(P2PG,P3PG,T3PG,m_PG)へ代入される。ここで、式中の測定値P2PG,T3PG,m_PGは既知であるので、P3PGに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力センサ36の組み込み位置での実際のガス圧を反映可能である。
測定誤差が測定値dp_CVPMに発生したことが検出された場合、第2の分析範囲Y2の中間値がy2=f11(P1,P2PM,dp_CVPM)へ代入される。ここで、式中の測定値P1,P2PMは既知であるので、dp_CVPMに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力差センサ25の組み込み位置での実際のガス圧力差を反映可能である。
測定誤差が測定値dp_CVPGに発生したことが検出された場合、第3の分析範囲Y3の中間値がy3=f12(P1,P2PG,dp_CVPG)へ代入される。ここで、式中の測定値P1,P2PGは既知であるので、dp_CVPGに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、圧力差センサ35の組み込み位置での実際のガス圧力差を反映可能である。
測定誤差が測定値T0に発生したことが検出された場合、第6の分析範囲Y6の中間値がy6=f15(T0,T3PM,T3PG)へ代入される。ここで、式中のT3PM,T3PGは既知であるので、T0に対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、温度センサ16の組み込み位置での実際のガス温度を反映可能である。
測定誤差が測定値T3PMに発生したことが検出された場合、第6の分析範囲Y6の中間値がy6=f15(T0,T3PM,T3PG)へ代入される。ここで、式中のT0,T3PGは既知であるので、T3PMに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、温度センサ28の組み込み位置での実際のガス温度を反映可能である。
測定誤差が測定値T3PGに発生したことが検出された場合、第6の分析範囲Y6の中間値がy6=f15(T0,T3PM,T3PG)へ代入される。ここで、式中のT0,T3PMは既知であるので、T3PGに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、温度センサ38の組み込み位置での実際のガス温度を反映可能である。
測定誤差が測定値m_PMに発生したことが検出された場合、第7の分析範囲Y7の中間値がy7=f16(P1,dp_CVPM,T0,m_PM)へ代入される。ここで、式中のP1,dp_CVPM,T0は既知であるので、m_PMに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、流量センサ24の組み込み位置での実際のガス流量を反映可能である。
測定誤差が測定値m_PGに発生したことが検出された場合、第8の分析範囲Y8の中間値がy8=f17(P1,dp_CVPG,T0,m_PG)へ代入される。ここで、式中のP1,dp_CVPG,T0は既知であるので、m_PGに対応する1つの計算値が計算により取得される。当該計算値は、流量センサ34の組み込み位置での実際のガス流量を反映可能である。
分析方法を実行するためのプログラムはソフトウェアによって実現可能であり、ソフトウェアはプログラマブルコントローラ33に記憶可能である。コントローラ33は、圧力センサ14,18,21及び温度センサ16及び流量センサ24及び圧力センサ26などで検出された、ガスタービンの動作パラメータの測定値を受信する。次に、測定誤差の発生している測定値を検出するために、上述した方法の各ステップが実行される。また、コントローラ33は、どのセンサで測定誤差が発生したかを表示する信号を送信することもできる。
本発明の別の特徴として、ガスタービンの燃料ガス装置が開示される。燃料ガス装置は、燃料ガスをガスタービンへ輸送する燃料管10,20,30と、燃料管10,20,30内の燃料の物理的な動作パラメータの複数の値を測定するセンサ14,16,18,21,24,25,26,28,31,34,35,36,38と、プログラマブルコントローラ33とを含む。コントローラ33は、どのセンサで測定誤差が発生したかを報知することができる。
各実施形態を具体例に則して説明したが、各実施形態が唯一の独立した技術手段しか含まないわけではないことを理解されたい。こうした具体例に即した説明の方式は単に明瞭性のためのものであって、当業者はこうした具体例を全体として捉えるべきであり、各実施形態の技術手段を相互に適切に組み合わせて当業者に理解可能な他の実現形態を形成することもできる。
上述した一連の説明は本発明の可能な実施形態の単なる詳細な説明であって、本発明の権利範囲を限定する意図のものでない。各特徴と等価のあらゆる実現手段、又は、本発明の技術及び思想を逸脱することなく行われた各特徴の結合もしくは分割もしくは反復などの変更も、本発明の権利範囲に該当する。

Claims (8)

  1. ガスタービンの動作パラメータ(P0,P1,P2PM,P2PG,P3PM,P3PG,dp_CVPG,dp_CVPM,m_PG,m_PM,T0,T3PM,T3PG)の測定誤差を検出するための分析方法であって、
    動作パラメータを、それぞれ予め定められた分析範囲(Y1,Y2…Ym)を有する複数の関数(y1,y2…ym、ここでm≧3)の変数の少なくとも一部としたとき、当該動作パラメータ(S1,S2…Sn,ここでn≧3)の複数の測定値を取得するステップと、
    前記動作パラメータの前記測定値を、前記動作パラメータを含む変数を有する関数へ投入して、関数の結果を計算するステップと、
    関数の計算結果を、対応する関数の分析範囲と比較するステップと、
    前記計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入らない関数の変数の少なくとも一部である動作パラメータの1つもしくは複数の測定値を求めるステップと、
    求められた前記1つもしくは複数の測定値のなかで、前記計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入る関数の変数ではない動作パラメータの測定値が測定誤差の最尤度を有することを検出するステップと
    を含む、分析方法。
  2. 前記分析方法はさらに、
    測定誤差の最尤度を有すると検出された測定値の計算値を、当該測定値を含むいずれかの関数の分析範囲の中間値を用いて取得するステップと、
    当該測定値に代えて、補正値としての前記計算値を用いるステップと
    を含む、
    請求項1記載の分析方法。
  3. 前記分析方法はさらに、
    測定誤差の最尤度を有すると検出された測定値を含む関数の計算値を、前記測定値を含む関数の分析範囲の中間値を用いて取得し、前記計算値の平均を取得するステップと、
    当該測定値に代えて、補正値としての前記計算値を用いるステップと
    を含む、
    請求項1記載の分析方法。
  4. ガスタービンの動作パラメータは、ガスタービン内の流体の温度、圧力、流量及び圧力差を含む、
    請求項1記載の分析方法。
  5. 前記動作パラメータ(S1,S2…Sn)の複数の測定値は、ガスタービンのオイル装置、空気装置及びガス装置の動作パラメータの測定値を含む、
    請求項4記載の方法。
  6. ガスタービンの動作パラメータの測定誤差を検出するための分析方法を実行するようにプログラミングされた、ガスタービン用コントローラであって、特に請求項1から5までのいずれか1項記載の測定誤差を検出するための分析方法、すなわち、
    前記動作パラメータの前記測定値を、前記動作パラメータを含む変数を有する関数へ投入して、関数の結果を計算するステップと、
    前記関数の計算結果を、対応する関数の分析範囲と比較するステップと、
    前記計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入らない関数の変数の少なくとも一部である動作パラメータの1つもしくは複数の測定値を求めるステップと、
    求められた前記1つもしくは複数の測定値のなかで、前記計算結果が対応する関数の予め定められた分析範囲に入る関数の変数ではない動作パラメータの測定値が測定誤差の最尤度を有することを検出するステップと
    を含む分析方法
    を実行するようにプログラミングされた、ガスタービン用コントローラ。
  7. ガスタービンの燃料ガス装置であって、
    燃料ガスをガスタービンへ輸送する燃料管(10,20,30)と、
    前記燃料管(10,20,30)内の燃料の物理的な動作パラメータの複数の値を測定する複数のセンサ(14,16,18,21,24,25,26,28,31,34,35,36,38)と、
    請求項6に記載のプログラマブルコントローラと
    を含む、燃料ガス装置。
  8. 前記燃料ガス装置はさらに、どのセンサで測定誤差が発生したかを報知するコントローラを含む、
    請求項7記載の燃料ガス装置。
JP2016544125A 2013-12-31 2014-12-31 ガスタービンの動作パラメータの測定誤差の分析方法、及び、制御装置 Expired - Fee Related JP6169284B2 (ja)

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