JP2020009166A - プラント運転方法、制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アップグレードされた部品をプラントに導入しやすい機会を顧客に提供することのできるプラント運転方法を提供する。【解決手段】プラント運転方法は、プラントに設けられる第１の部品を、前記第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品に交換する交換ステップ、前記第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１プログラムと、前記第１性能以上の性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２プログラムとを導入する導入ステップ、前記第１プログラムと前記第２プログラムとを切り替える切替ステップ、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、プラント運転方法、制御装置及びプログラムに関する。

ガスタービンなどを備えるプラントでは、プラントの性能を向上させるために、アップグレードされた部品に交換される場合がある。
特許文献１には、関連する技術として、アップグレードされた部品へ交換した後に適した制御装置の設定値に変更する技術が記載されている。

特開２０１７−０９６１５５号公報

ところで、一般的に、アップグレードされた部品は、アップグレード前に使用している部品に比べて高価である。そのため、アップグレードされた部品をプラントに導入することを検討する場合に、顧客は、導入後の性能向上による低コスト化および収入増は理解していても、導入時の初期費用の観点から導入を断念することがある。

本発明は、上記の課題を解決することのできるプラント運転方法、制御装置及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、プラント運転方法は、プラントに設けられる第１の部品を、前記第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品に交換する交換ステップ、前記第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１プログラムと、前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２プログラムとを導入する導入ステップ、前記第１プログラムと前記第２プログラムとを切り替える第１切替ステップ、を有する。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様によるプラント運転方法は、前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出する算出ステップ、を有するものであってもよい。

本発明の第３の態様によれば、第２の態様によるプラント運転方法は、前記第２プログラムが実行された実行時間を特定する特定ステップ、を有し、前記算出ステップにおいて、前記実行時間に応じた前記課金額を算出するものであってもよい。

本発明の第４の態様によれば、第２の態様または第３の態様におけるプラント運転方法において、前記第１切替ステップは、課金される顧客によって実行され、前記算出ステップにおいて、当該顧客によって実行された前記第１切替ステップにおける前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出するものであってもよい。

本発明の第５の態様によれば、第４の態様におけるプラント運転方法は、前記課金される顧客によって実行されるか否かに関わらず、前記第２プログラムを前記第１プログラムに切り替える第２切替ステップ、をさらに有するものであってもよい。

本発明の第６の態様によれば、第２の態様または第３の態様におけるプラント運転方法において、前記第１切替ステップは、課金する管理者によって実行され、前記算出ステップにおいて、当該管理者によって実行された前記第１切替ステップにおける前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出するものであってもよい。

本発明の第７の態様によれば、第１の態様から第６の態様の何れか１つのプラント運転方法において、前記第２の部品は、前記第１の部品よりも高温に耐え得る部品であり、前記第１切替ステップにおいて、前記第２プログラムに切り替え、当該第２プログラムは、当該第２の部品の温度が当該第２の部品の耐え得る高温となるように前記プラントを運転するものであってもよい。

本発明の第８の態様によれば、制御装置は、プラントに設けられる第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１プログラムと、前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２プログラムとを記憶する記憶部と、前記第１プログラムと前記第２プログラムとを切り替える切替部と、を備える。

本発明の第９の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、プラントに設けられる第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１ロジックと、前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２ロジックと、前記第１ロジックと前記第２ロジックとを切り替える切替ロジックと、を実行させる。

本発明の実施形態によるプラント運転方法、制御装置及びプログラムによれば、アップグレードされた部品をプラントに導入しやすい機会を顧客に提供することができる。

本発明の一実施形態によるプラント運転システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるタービンの一部の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態による制御装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態による制御部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態による温度リミット制御部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態による管理装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態における第１のデータテーブルを示す図である。 本発明の一実施形態における圧力比と排ガス温度上限値との関係を示す図である。 本発明の一実施形態における定格温調ラインの排ガス設定温度と圧力比の関係を示す図である。 本発明の一実施形態における第２のデータテーブルを示す図である。 本発明の一実施形態によるＩＧＶ制御部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態におけるガスタービン出力とＩＧＶ開度設定値との関係を示す図である。 本発明の一実施形態における第３のデータテーブルを示す図である。 本発明の一実施形態による制御変数生成部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態における吸気温度とガスタービン出力との関係を示す図である。 本発明の一実施形態における第４のデータテーブルを示す図である。 本発明の一実施形態によるプラント運転システムの処理フローを示す図である。 本発明の別の実施形態における第２のデータテーブルを示す図である。 本発明の別の実施形態における第５のデータテーブルを示す図である。 本発明の別の実施形態における管理装置の構成を示す図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
本発明の一実施形態によるプラント運転システム１の構成について説明する。
プラント運転システム１は、ガスタービン２を構成する一部の部品をアップグレードした部品に交換した場合に、交換前の第１ソフトウェアと、第１ソフトウェアとは異なり交換後の部品の性能を引き出すことのできる第２ソフトウェアとを導入し、顧客のニーズに応じて第１ソフトウェアと第２ソフトウェアとを切り替えるガスタービンである。また、プラント運転システム１は、第１ソフトウェアと第２ソフトウェアとの切り替えを記録し、その切り替えに応じた顧客への課金を算出するガスタービンである。プラント運転システム１は、ガスタービン２、制御システム３を備える。

ガスタービン２は、図１に示すように、圧縮機１０、燃焼器２０、タービン３０、発電機５０、ロータ６０を備える。
圧縮機１０、燃焼器２０およびタービン３０の中心部には、ロータ６０が貫通して設けられる。圧縮機１０、タービン３０及び発電機５０は、ロータ６０によって連結され、一体となって回転する。発電機５０は、この回転によって発電することができる。ガスタービン２の動作は、制御システム３によって制御される。
ガスタービン２は、圧縮機１０からタービン３０に冷却用空気を供給する冷却用空気供給ライン７０を有する。冷却用空気供給ライン７０には、冷却用空気制御弁８０が設けられる。

圧縮機１０は、空気取入口から取り込んだ空気Ａを圧縮して圧縮空気Ａ１を生成する。圧縮機１０には、空気取入口から取り込む空気Ａの吸気量を調整する入口案内翼（ＩＧＶ（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ）、吸気弁）９０が設けられる。
入口案内翼９０は、複数の翼本体９０ａと、複数の翼本体９０ａの翼角度を変更するためのＩＧＶ作動部９０ｂとを備える。入口案内翼９０は、その開度が調整されることで、空気Ａの吸気量が調整される。具体的に、ＩＧＶ作動部９０ｂにより翼本体９０ａの翼角度が調整されることで、入口案内翼９０の開度が調整され、空気Ａの吸気量を調整する。入口案内翼９０は、その開度が大きくなる場合、空気Ａの吸気量が多くなり、圧縮機１０の圧力比が増加する。また、入口案内翼９０は、その開度が小さくなる場合、空気Ａの吸気量が少なくなり、圧縮機１０の圧力比が低下する。

燃焼器２０は、圧縮機１０で圧縮された圧縮空気Ａ１に対して燃料Ｆを供給する。燃焼器２０は、圧縮空気Ａ１と燃料Ｆとを混合して燃焼することで、燃焼ガスを生成する。タービン３０は、燃焼器２０で生成された燃焼ガスによって回転する。図２は、ガスタービン２のうちタービン３０の一部の構成を模式的に示す図である。タービン３０は、図２に示すように、ロータ６０、複数段の静翼１００、複数段の動翼１１０を備える。各段の静翼１００は、ケーシング１３０に取り付けられている。各段の動翼１１０は、ロータ６０の外周に固定される。複数段の静翼１００と複数段の動翼１１０は、ロータ６０の軸方向に交互に設けられる。また、ケーシング１３０には、分割環１２０が設けられる。分割環１２０は、動翼１１０に対して径方向の外側に離間して設けられる。静翼１００及び分割環１２０は、ロータ６０の軸方向に離間して配置されている。

ロータ６０は、軸方向の両端部が図示しない軸受部により回転自在に支持され、軸心を中心として自在に回転できるように設けられる。そして、ロータ６０の圧縮機１０側の端部には、発電機５０の駆動軸が連結される。発電機５０は、タービン３０と同軸上に設けられ、タービン３０が回転することで発電する。

したがって、圧縮機１０の空気取入口から取り込まれた空気Ａは、入口案内翼９０を経て圧縮機１０の内部を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気Ａ１となる。この圧縮空気Ａ１に対して燃焼器２０から燃料Ｆが供給され、圧縮空気Ａ１と燃料Ｆとが混合され燃焼することで、高温・高圧の燃焼ガスが生成される。そして、燃焼器２０で生成された高温・高圧の燃焼ガスがタービン３０の内部を通過することにより、タービン３０は作動（回転）し、ロータ６０を回転させ、ロータ６０に連結された発電機５０を駆動させる。これにより、発電機５０は、発電を行う。このときタービン３０を駆動した燃焼ガスは、排ガスとして熱を回収し、大気に放出される。

このガスタービン２においては、性能（例えば、出力電力量、発電効率、Ｎｏｘなどの気体排出の低減など）を向上させるため、タービン３０に供給される冷却用空気の供給量を低減させ、燃焼器２０に供給する圧縮空気の供給量を増加させるアップグレードが行われることがある。このアップグレードを行う場合、タービン３０に設けられる動翼や静翼等の部品を高温に耐え得る部品（以下、「高温部品」と記載）とし、供給量が減少した冷却用空気であっても冷却可能なものに交換することが行われる。

上記のガスタービン２のアップグレードでは、例えば静翼１００、動翼１１０及び分割環１２０等、タービン３０を構成する部品を交換する場合がある。本実施形態では、ガスタービン２のアップグレードを行う場合、タービン３０を構成する部品のうち、第１段及び第２段の静翼１００と、第１段及び第２段の動翼１１０とを新たな部品に交換する場合を例に挙げて説明する。なお、部品の交換対象については、これに限定するものではなく、他の組み合わせで部品を交換してもよい。

また、図１に示すように、上記ガスタービン２には、車室圧力計１６０、吸気状態検出器１７０、ブレードパス温度計１８０、排ガス温度計１９０及び流量計２００が設けられる。車室圧力計１６０は、圧縮機１０から燃焼器２０に向けて圧縮空気Ａ１が流通するラインに設けられる。具体的に、車室圧力計１６０は、燃焼器２０の車室内部に設けられ、圧縮空気Ａ１の圧力（車室圧力）を計測する。吸気状態検出器１７０は、圧縮機１０に取り込まれる空気Ａの吸気温度と吸気圧力とを検出する。ブレードパス温度計１８０は、タービン３０から排出される排ガスが流通するラインに設けられる。ブレードパス温度計１８０は、タービン３０の排ガスの流れ方向の下流側に設けられる最終段のブレードを通過した排ガスの温度を計測する。排ガス温度計１９０は、ブレードパス温度計１８０の下流側に設けられ、排ガスの温度を計測する。流量計２００は、冷却用空気供給ライン７０を流れる冷却用空気の流量を計測する。さらに、ガスタービン２には、ガスタービン２の出力（負荷）を検出するための出力計２１０が設けられる。そして、車室圧力計１６０、吸気状態検出器１７０、ブレードパス温度計１８０、排ガス温度計１９０、流量計２００及び出力計２１０により計測された信号が、制御システム３に入力される。

制御システム３は、図１に示すように、制御装置４０、管理装置４１を備える。
制御装置４０は、ガスタービン２の動作を制御する装置である。制御装置４０は、例えば、顧客が備える装置であり、部品のアップグレードを行って以降、顧客が導入可能な複数のプログラムの中から１つを導入することによって、その導入したプログラムに応じた性能でプラントが運転される。制御装置４０は、図３に示すように、制御部２２０、記憶部２３０、変更部２４０（切替部の一例）を備える。制御部２２０は、車室圧力計１６０、吸気状態検出器１７０、ブレードパス温度計１８０、排ガス温度計１９０及び流量計２００等の計測結果に基づいて、入口案内翼９０及び燃料調整弁１５０等を制御して、ガスタービン２の運転を制御する。また、制御部２２０は、ガスタービン２の出力（発電機５０の出力）に応じて、ガスタービン２の運転を制御する。また、制御部２２０は、ガスタービン２に対して部分負荷運転と、全負荷運転とを行わせる。全負荷運転は、ガスタービン２の出力が定格出力となる運転である。部分負荷運転は、ガスタービン２の出力が定格出力よりも小さい出力となる運転である。

また、制御部２２０は、燃料Ｆの供給量を調整するために、燃焼器２０へ向けて燃料Ｆを供給する燃料供給ライン１４０に設けられる燃料調整弁１５０を制御する燃料制御を実行している。燃料供給ライン１４０は、例えばメイン燃料供給ライン、パイロット燃料供給ライン、トップハット燃料供給ライン等の複数の供給ラインを有している。燃料調整弁１５０は、複数の供給ラインのそれぞれに設けられる。燃料調整弁１５０は、個別に開度を制御可能である。制御部２２０は、燃料調整弁１５０を制御することで、圧縮空気Ａ１に対して供給（噴射）する燃料Ｆの供給量及びその配分を調整する。

図４は、制御部２２０の構成を示す図である。制御部２２０は、図４に示すように、排ガス温度制御部２６０、燃焼制御部２７０、ＩＧＶ制御部２８０、燃焼負荷制御部３４０とを備える。

排ガス温度制御部２６０は、タービン入口温度が、所定温度を維持するように排ガス温度と圧力比の関係を設定する。排ガス温度制御部２６０は、ブレードパス温度制御部３５０、温度リミット制御部３６０を備える。ブレードパス温度制御部３５０には、ブレードパス温度計１８０によって計測されたブレードパス温度が入力される。ブレードパス温度制御部３５０は、ブレードパス温度に基づいてブレードパス温度設定値を生成し、後述の低値選択部２５０に出力する。

温度リミット制御部３６０には、車室圧力計１６０によって計測された圧縮機１０の車室内部の圧力（車室圧力）、吸気状態検出器１７０によって計測された吸気圧力、排ガス温度計１９０によって測定された排ガス温度の測定値、が入力される。温度リミット制御部３６０は、入力値に基づいて、排ガス温度設定値を出力する。

図５は、温度リミット制御部３６０の構成を示す図である。図５に示すように、温度リミット制御部３６０は、制御器２９０ｄ、減算器３２０ｂ、ＰＩ制御器３３０ｂを備える。制御器２９０ｄには、排ガス温度設定値を算出するための圧力比が入力される。圧力比は、車室圧力と吸気圧力との比（車室圧力／吸気圧力）である。制御器２９０ｄに入力される圧力比の値は、排ガス温度設定値を算出するために目標値として設定された値である。制御器２９０ｄは、入力された圧力比と、設定温度算出関数（第２関数）とに基づいて、入力された圧力比に対する排ガスの設定温度（以下、「排ガス設定温度」と記載）を算出し、減算器３２０ｂに出力する。なお、設定温度算出関数については、後述する。また、制御器２９０ｄは、算出した排ガス設定温度を、後述のＩＧＶ制御部２８０に設けられる減算器３２０ａに出力する。

管理装置４１は、アップグレードされた部品を顧客に販売する販売元、または、販売元からの依頼によってプラントを管理する管理会社が備える装置である。制御装置４０によって導入されるプログラムを特定し、販売元と顧客との間の契約内容と、特定したプログラムとに基づいて、顧客に対して課金する課金額を算出する。管理装置４１は、図６に示すように、プログラム判定部４４０、時間特定部４５０、記憶部４６０、課金額算出部４７０を備える。プログラム判定部４４０は、部品がアップグレードされて以降、制御装置４０が導入したプログラムの種類を判定する。時間特定部４５０は、プログラム判定部４４０が判定したプログラムが導入される時間を特定する。記憶部４６０は、データテーブルＴＢＬ１を記憶する。データテーブルＴＢＬ１は、例えば、図７に示すデータテーブルである。データテーブルＴＢＬ１は、図７に示すように、顧客名、販売元と顧客との間の契約内容、適用されている部品の種類、導入可能なプログラムの種類、導入済みのプログラム、プログラムが導入された導入時間、及び、課金額を算出するための課金額算出式を関連付けたデータテーブルである。導入時間は、導入可能なプログラムごとに特定される。課金額算出式は、契約内容ごとに異なる式であり、導入済みのプログラムとそのプログラムの導入時間とが定まると１つの課金額が定まる式である。

ここで、設定温度算出関数について説明する。図８は、圧力比と排ガス設定温度との関係を示す図である。図８において、横軸は圧力比を示す。また、図８において、縦軸は排ガス温度を示す。設定温度算出関数は、図８に示すように、圧力比と排ガス設定温度との関係を規定するものである。図８に示す例では、設定温度算出関数は、定格温調ラインＴ１、Ｔ２として示される。定格温調ラインＴ１、Ｔ２は、所定の圧力比に対して、タービン入口温度が定格値に達した場合に、ガスタービン２の定格性能が得られるように設定された排ガスの温度を示す。なお、定格性能とは、発電機５０からガスタービン２に所定の負荷が与えられたときに、ガスタービン２の仕事効率が最適となる性能である。また、定格温調ラインＴ１、Ｔ２は、タービン入口温度が予め設定された上限温度を超えないように設定される。排ガス設定温度は、図８に示される定格温調ラインＴ１、Ｔ２のように、圧力比が大きくなるにつれて低下している。

また、図８における点Ａから点Ｅは、ガスタービン２の運転ライン上の点を示している。点Ａは、ガスタービン２に負荷を投入するときの圧力比及び排ガス温度を示している。点Ｂは、入口案内翼９０を開き始めるときの圧力比及び排ガス温度を示している。点Ｂから点Ｃまでの間は、入口案内翼９０の開度が増加する過程で、圧力比の増加に対して排ガス温度が一定となる制御区間である。点Ｃから点Ｄまでの間は、入口案内翼９０の開度を増加させる区間であり、点Ｄで入口案内翼９０が全開となる。点Ｅは、点Ｄからガスタービン２の負荷を１００％に向けて上げることにより、運転ラインが定格温調ラインに達した場合の圧力比及び排ガス温度である。ガスタービン２が全負荷運転を行う場合、タービン入口温度が上限温度付近に達するように、排ガス温度が定格温調ライン付近となるように、ガスタービン２の運転は制御される。また、ガスタービン２が部分負荷運転を行う場合、負荷変動に対するガスタービン出力の応答性を確保するために、例えば排ガス温度が定格温調ラインの上限温度によって制限されないように、定格温調ラインよりも低い排ガス温度となるように、ガスタービン２の運転は制御される。このため、ガスタービン２が部分負荷運転を行う場合のタービン入口温度は、ガスタービン２が全負荷運転を行う場合のタービン入口温度に比べて低い。

なお、図８において破線で示される定格温調ラインＴ１は、ガスタービン２の部品のアップグレードを行う前の構成に対して用いられる設定温度算出関数の例を示している。また、図８において実線で示される定格温調ラインＴ２は、ガスタービン２の部品のアップグレードを行った後の構成に対して用いられる設定温度算出関数の例を示している。ガスタービン２の部品のアップグレードにより、冷却用空気の供給量が減少し、車室２９内の圧力比が増加する。このため、部品のアップグレード後の定格温調ラインＴ２は、部品のアップグレード前の定格温調ラインＴ１に比べて、点Ｅにおける圧力比及び排ガス設定温度が上昇している。この排ガス設定温度の上昇分は、定格温調ラインＴ１に対して圧力比を上昇させた場合において、冷却用空気の供給量減少による排ガス設定温度の上昇分と、圧力比の上昇による排ガス設定温度の低下分との和（温調バイアス変化量）として求めることができる。

ここで、温調バイアス変化量の具体的な算出方法について、図９を用いて以下に説明する。図９は、定格温調ラインの排ガス設定温度と圧力比の関係を示す図である。図９は、ガスタービン２の部品のアップグレード前の定格温調ラインＴ１と部品のアップグレード後の定格温調ラインＴ２との比較を示している。図９において、横軸は圧力比を示す。また、図９において、縦軸は排ガス設定温度を示す。ここで、温調バイアス変化量とは、ガスタービン２の部品をアップグレードした結果、部品のアップグレード前の定格温調ラインＴ１が定格温調ラインＴ２に変化した場合、同一の圧力比に対する排ガス温度の変化量Ｘを意味する。図９において、部品のアップグレード前の定格温調ラインＴ１上の運転点をＰ１とし、部品のアップグレード後の運転点がＰ２に移動したとする。また、運転点Ｐ１における圧力比をＰＲ１、排ガス設定温度をｔ１とし、運転点Ｐ２における圧力比をＰＲ２とする。また、圧力比ＰＲ２における定格温調ラインＴ１上の点をＰ４とし、排ガス設定温度をｔ３とする。圧力比ＰＲ２及び排ガス設定温度ｔ１で定まる点をＰ３とする。

定格温調ラインは、タービン入口温度が一定であることを条件として、排ガス設定温度と圧力比の関係を表示するラインであり、排ガス温度を監視することにより、タービン入口温度を管理することを目的としている。一般的に、ガスタービン２では、タービン３０において燃焼ガスが車室圧から大気圧まで熱膨張する過程で、その熱膨張によって燃焼ガス温度は低下する。すなわち、定格温調ラインは、タービン入口温度が一定の条件下で、圧力比の増加とともに排ガス設定温度が右下がりに低下するラインとなる。

前述したように、ガスタービン２の部品をアップグレードした場合、冷却用空気の供給量が減少することにより、車室２９内の圧力比が上昇する。したがって、車室２９内の圧力比が高ければ、熱膨張による排ガス温度が低下する割合は大きくなる。図９において、ガスタービン２の部品のアップグレードにより、ガスタービン２の運転点は、部品のアップグレード前の定格温調ラインＴ１上の運転点Ｐ１（圧力比ＰＲ１）から、部品のアップグレード後の定格温調ラインＴ２上の運転点Ｐ２（圧力比ＰＲ２）へ移動すると考えることができる。前述した点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、いずれも圧力比ＰＲ２上の点である。点Ｐ３は、線分Ｐ２Ｐ４上に存在する。

図９に示すように、ガスタービン２の部品のアップグレードにより、便宜上、部品のアップグレード前の運転点Ｐ１は、部品のアップグレードにより圧力比が増加して、点Ｐ４に移動し、点Ｐ４から運転点Ｐ２に移動する過程で、温調バイアス変化量Ｘに相当する排ガス温度の増加があり、運転点Ｐ２に達すると考えることができる。

圧力比がＰＲ２である場合、温調バイアス変化量Ｘは、線分Ｐ２Ｐ４で示される。ここで、線分Ｐ２Ｐ４を、線分Ｐ３Ｐ４と線分Ｐ２Ｐ３とに区分けし、それぞれの線分を変数Ｘ１、Ｘ２と定める。この場合、温調バイアス変化量Ｘは、式〔Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２〕によって算出できる。すなわち、ガスタービン２の部品のアップグレードにより、運転点がＰ１からＰ２に変わる過程における温調バイアス変化量Ｘは、便宜上、燃焼ガスの圧力比が増加して、排ガス温度が低下する過程で生ずる温度低下の増加分に相当する変数Ｘ１と、冷却用空気の供給量の減少に伴い排ガス温度が低下する過程に生ずる温度低下の増加分に相当する変数Ｘ２と、に区分けして説明できる。

ガスタービン２の部品のアップグレードにより、車室２９内の圧力比がＰＲ１からＰＲ２に増加した場合、タービン３０での熱膨張により、排ガスの温度低下が部品のアップグレード前より大きくなる。変数Ｘ１は、圧力比の増加に伴う排ガス温度の低下の増加分に相当する。すなわち、図９において、車室２９内の圧力比が部品のアップグレード前のＰＲ１から部品のアップグレード後のＰＲ２に増加した場合、タービン３０での燃焼ガスの熱膨張により、排ガス温度は、部品のアップグレード前の排ガス設定温度ｔ１からｔ３に低下する。変数Ｘ１は、排ガス温度が低下する温度低下の増加量であり、排ガス温度ｔ３を部品のアップグレード前の排ガス温度ｔ１に戻すための補正量に相当する。点Ｐ３と点Ｐ４の温度差Ｘ１は、式〔Ｘ１＝ｔ１−ｔ３〕で算出される。

次に、冷却用空気の供給量の減少に対応する変数Ｘ２について説明する。ガスタービン２の部品のアップグレードにより、タービン３０を構成する部品に供給される冷却空気の供給量が低下する。そのため、各部品から燃焼ガス流路に排出される冷却空気量が減少し、燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスの温度は、部品のアップグレード前の燃焼ガス温度より上昇する。更に、その下流側の部品が部品のアップグレードされた場合、このアップグレードされた部品から排出される冷却空気量が低下して、その下流側の部品の下流側の燃焼ガス温度が部品のアップグレード前より更に上昇する。このような手順を繰り返して、最終的にタービン３０から排出される排ガス温度が、部品のアップグレード前より上昇する。部品のアップグレードによる冷却用空気の供給量の低減に伴い燃焼ガス温度が上昇する過程は、図９において線分Ｐ２Ｐ３で示され、変数Ｘ２に相当する補正量と捉えることができる。

運転点が、点Ｐ１から点Ｐ４を経て点Ｐ３に移動するときの圧力比の増加に伴う熱膨張による排ガス温度が低下する過程と、点Ｐ３から点Ｐ２に移動するときの冷却用空気の供給量の低減に伴う排ガス温度が増加する過程は、同時並行で進行する。そのため、実際の運転点の変化は、点Ｐ１から点Ｐ２への変化として捉えられる。したがって、ガスタービン２の部品のアップグレードにより、運転点がＰ１からＰ２に移動したときに、定格温調ラインＴ１を定格温調ラインＴ２に修正する補正量は、温調バイアス変化量Ｘ、すなわち、変数Ｘ１に相当する圧力比の増加に伴う排ガス温度の低下の増加量である補正量（第１補正値）と、変数Ｘ２に相当する冷却用空気の供給量の低下に伴う排ガス温度の上昇の増加量である補正量（第２補正値）とを加算した量と考えることができる。

したがって、定格温調ラインＴ２は、定格温調ラインＴ１において圧力比を上昇させ、温調バイアス変化量を加算した状態のラインとなっており、図９において、定格温調ラインＴ１を右上方向に平行移動させたラインとなっている。なお、設定温度算出関数については、図８に示された定格温調ラインＴ１、Ｔ２のほか、部品のアップグレード後の冷却用空気の供給量に応じて、また、部品のアップグレードにおいて交換される静翼１００、動翼１１０及び分割環１２０の部位及び種類に応じて、複数パターンの関数が設定される。これら複数パターンの関数は、タービン入口温度が一定であることを条件を用いて設定される関数であり、部品のアップグレードを行った場合にプラントにおける冷却用空気の供給量を最も抑えたときの性能、すなわち、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数である。これら複数パターンの関数は、部品のアップグレードを行う前に使用していた関数とともに、例えばデータテーブルＴＢＬ２として記憶部２３０が記憶する。データテーブルＴＢＬ２は、例えば、図１０に示すデータテーブルである。データテーブルＴＢＬ２は、図１０に示すように、各プラントについて、アップグレードの前後それぞれにおいて、使用されている部品の種類、導入可能なプログラム、導入可能なプログラムを導入した場合の設定される関数ＦＸのそれぞれが関連付けられた情報を含む。導入可能なプログラムは、予め用意されており、部品のアップグレードに伴いプログラムを更新した場合に関数ＦＸも更新される。例えば、プラントＡについて、アップグレード後に導入可能なプログラムは、プログラム２または３であり、プログラム２を導入した場合には、アップグレード前に使用されていた関数ＦＸ２が適用され、プログラム３を導入した場合には、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数ＦＸ３が適用される。ただし、プラント毎に微調整が行われ、必要に応じて関数ＦＸも調整される。なお、データテーブルＴＢＬ２は、外部の記憶装置が記憶するものであってもよい。制御器２９０ｄは、販売元と顧客との間の契約内容に基づいて、図１０に示すデータテーブルＴＢＬ２の中の関数の１つを用いる。

また、図５に示すように、減算器３２０ｂには、排ガス温度の測定値と、排ガス設定温度とが入力される。減算器３２０ｂは、排ガス温度と排ガス設定温度との偏差△を生成し、ＰＩ制御器３３０ｂに出力する。ＰＩ制御器３３０ｂには、偏差△が入力される。ＰＩ制御器３３０ｂは、偏差△がゼロとなるような排ガス温度設定値を出力する。したがって、温度リミット制御部３６０は、部分負荷運転または全負荷運転の静定時において、排ガス温度計１９０により計測された排ガス温度（排ガス計測温度）が、定格温調ラインＴ１、Ｔ２で示される設定温度となるように、ガスタービン２の運転をフィードバック制御する。

また、図４に示すように、燃焼制御部２７０は、ロードリミット制御部３７０、ガバナ制御部３８０、燃料リミット制御部３９０、低値選択部２５０を備える。ロードリミット制御部３７０には、ガスタービン２の実出力値としてガスタービン２のガスタービン出力が入力される。ロードリミット制御部３７０は、ガスタービン出力が所定の値となるように、燃焼器２０に供給される燃料Ｆの供給量（燃料流量）を指令する燃料指令値を生成する。ロードリミット制御部３７０は、生成した燃料指令値を低値選択部２５０に出力する。

ガバナ制御部３８０には、ガスタービン出力と、ロータ６０の回転速度とが入力される。ガバナ制御部３８０は、ロータ６０の回転速度が予め設定された設定回転速度となるように、ガスタービン出力及びロータ６０の回転速度に基づいて、燃料指令値を生成する。ガバナ制御部３８０は、生成した燃料指令値を低値選択部２５０に出力する。

燃料リミット制御部３９０には、ガスタービン出力と、ロータ６０の回転速度と、車室圧力とが入力される。燃料リミット制御部３９０は、燃焼器２０への燃料Ｆの供給量が予め設定された制限供給量を超えないように、ガスタービン出力、ロータ６０の回転速度及び車室圧力に基づいて、燃料指令値を生成する。燃料リミット制御部３９０は、生成した燃料指令値を低値選択部２５０に出力する。

低値選択部２５０は、上記のブレードパス温度制御部３５０、温度リミット制御部３６０、ロードリミット制御部３７０、ガバナ制御部３８０及び燃料リミット制御部３９０から入力された燃料指令値のうち、最も低い値となる燃料指令値を選択する。低値選択部２５０は、選択した燃料指令値を、後述の燃料配分制御部４３０に出力する。

ＩＧＶ制御部２８０には、温度リミット制御部３６０で生成される排ガス設定温度が入力される。また、ＩＧＶ制御部２８０には、車室圧力と、ブレードパス温度と、排ガス温度と、ガスタービン出力と、吸気温度とが入力される。ＩＧＶ制御部２８０は、これらの入力値に基づいて、入口案内翼９０の開度を制御するＩＧＶ開度指令値を生成する。ＩＧＶ制御部２８０は、生成したＩＧＶ開度指令値をＩＧＶ作動部９０ｂに出力する。

図１１は、ＩＧＶ制御部２８０の構成を示す図である。図１１に示すように、ＩＧＶ制御部２８０は、制御器２９０ａ、加算器３００ａ、制御器２９０ｂ、制御器２９０ｃ、加算器３００ｂ、高値選択部３１０、減算器３２０ａ、ＰＩ制御器３３０ａ、加算器３００ｃを備える。

制御器２９０ａには、吸気温度が入力される。制御器２９０ａは、吸気温度に基づいてガスタービン出力を補正するための補正値を生成し、加算器３００ａに出力する。加算器３００ａには、ガスタービン出力と、制御器２９０ａから出力された補正値とが入力される。加算器３００ａは、ガスタービン出力と補正値とを加算して補正後のガスタービン出力を算出し、制御器２９０ｂに出力する。

制御器２９０ｂには、加算器３００ａから出力されたガスタービン出力が入力される。制御器２９０ｂは、ガスタービン出力と、ＩＧＶ開度算出関数（第１関数）とに基づいて、入力されたガスタービン出力に対するＩＧＶ開度設定値を算出し、加算器３００ｃに出力する。

ここで、ＩＧＶ開度算出関数について説明する。図１２は、ガスタービン出力とＩＧＶ開度設定値との関係を示す図である。図１２において、横軸はガスタービン出力を示す。また、図１２において、縦軸はＩＧＶ開度設定値を示す。ＩＧＶ開度算出関数は、図１２に示すように、ガスタービン出力とＩＧＶ開度設定値との関係を規定する関数であり、曲線Ｌ１、Ｌ２によって表される。曲線Ｌ１、Ｌ２が示すように、ＩＧＶ開度は、ガスタービン出力が出力Ｐ１、Ｐ２よりも大きくなるにつれて増加し、出力Ｐ３、Ｐ４に到達した後、一定となる。なお、曲線Ｌ１、Ｌ２は、図１２に示す態様に限定されるものではなく、例えばガスタービン出力が大きくなる過程でＩＧＶ開度設定値が減少する期間を含んでもよい。

なお、図１２において破線で示される曲線Ｌ１は、ガスタービン２の部品のアップグレードを行う前の構成に対して用いられるＩＧＶ開度算出関数の例を示している。また、図１２において実線で示される曲線Ｌ２は、ガスタービン２に対して所定の部品のアップグレードを行った後の構成に対して用いられるＩＧＶ開度算出関数の例を示している。部品のアップグレード後の曲線Ｌ２は、ガスタービン出力が出力Ｐ１から出力Ｐ４の間では、部品のアップグレード前の曲線Ｌ１に比べて、同一のガスタービン出力に対するＩＧＶ開度が小さい。なお、ＩＧＶ開度算出関数については、図１２に示す曲線Ｌ１、Ｌ２のほか、部品のアップグレード後の冷却用空気の供給量に応じて、また、部品のアップグレードにおいて交換される静翼１００、動翼１１０及び分割環１２０の部位及び種類に応じて、複数パターンの関数が設定される。これら複数パターンの関数は、例えばデータテーブルＴＢＬ３として記憶部２３０が記憶する。データテーブルＴＢＬ３は、例えば、図１３に示すデータテーブルである。データテーブルＴＢＬ３は、図１３に示すように、データテーブルＴＢＬ２と同様に、各プラントについて、アップグレードの前後それぞれにおいて、使用されている部品の種類、導入可能なプログラム、導入可能なプログラムを導入した場合の設定される関数ＦＸのそれぞれが関連付けられた情報を含む。導入可能なプログラムは、予め用意されており、部品のアップグレードに伴いプログラムを更新した場合に関数ＦＸも更新される。なお、データテーブルＴＢＬ３は、外部の記憶装置が記憶するものであってもよい。制御器２９０ｂは、販売元と顧客との間の契約内容に基づいて、図１３に示すデータテーブルＴＢＬ３の中の関数の１つを用いる。

また、図１１に示すように、制御器２９０ｃには、車室圧力が入力される。制御器２９０ｃは、入力された車室圧力に基づいてブレードパス温度のバイアス値を算出し、加算器３００ｂに出力する。このバイアス値は、ブレードパス温度計１８０によって測定されたブレードパス温度の測定値を補正する値である。

加算器３００ｂには、ブレードパス温度計１８０によって測定されたブレードパス温度の測定値と、制御器２９０ｃから出力されたバイアス値とが入力される。加算器３００ｂは、ブレードパス温度の測定値とバイアス値とを加算してブレードパス温度を算出し、高値選択部３１０に出力する。

高値選択部３１０には、排ガス温度計１９０によって測定された排ガス温度と、加算器３００ｂから出力されたブレードパス温度とが入力される。高値選択部３１０は、入力された排ガス温度及びブレードパス温度のうち高い方の値（温度）を選択し、減算器３２０ａに出力する。

減算器３２０ａには、温度リミット制御部３６０の制御器２９０ｄから出力された排ガス設定温度と、高値選択部３１０から出力された温度とが入力される。減算器３２０ａは、高値選択部３１０から出力された温度と排ガス設定温度との偏差△を生成し、ＰＩ制御器３３０ａに出力する。ＰＩ制御器３３０ａには、偏差△が入力される。ＰＩ制御器３３０ａは、偏差△がゼロとなるようなＩＧＶ開度設定値の補正値を算出し、加算器３００ｃに出力する。

加算器３００ｃには、制御器２９０ｂから出力されたＩＧＶ開度設定値と、ＰＩ制御器３３０ａから出力されたＩＧＶ開度設定値の補正値とが入力される。加算器３００ｃは、入力されたＩＧＶ開度設定値と補正値とを加算して補正後のＩＧＶ開度設定値を算出し、ＩＧＶ作動部９０ｂと、後述の制御変数生成部４００とに出力する。

燃焼負荷制御部３４０は、図４に示すように、例えば複数の燃料供給ライン１４０に供給する燃料の比率を制御する。燃焼負荷制御部３４０は、制御変数生成部４００、燃料配分制御部４３０を備える。

制御変数生成部４００には、ガスタービン出力と、吸気温度と、ＩＧＶ開度設定値と、吸気圧力とが入力される。制御変数生成部４００は、入力値に基づいてタービン入口温度に相当する制御変数を生成し、燃料配分制御部４３０に出力する。当該制御変数は、複数の燃料供給ライン１４０のそれぞれに設けられた燃焼制御弁１５０の開度指令値を算出するための値である。制御変数は、燃焼器２０からタービン３０に流入する燃焼ガスの温度（タービン入口温度：Ｔ１Ｔ）を無次元化した値であり、タービン入口温度に対応した値である。

ここで、制御変数を算出する手順を説明する。以下の説明では、タービン入口温度が、無負荷運転の場合の第１基準温度Ｔａである場合に対応する制御変数を０％とし、タービン入口温度が第１基準温度Ｔａよりも高温の第２基準温度Ｔｂである場合の制御変数を１００％とする。なお、第１基準温度Ｔａとしては、７００℃程度に設定されているものとする。また、第２基準温度Ｔｂとしては、１５００℃程度に設定されているものとする。なお、第１基準温度Ｔａ及び第２基準温度Ｔｂの設定値については、上記に限定するものではなく、例えばガスタービン２毎に異なる値に設定することができる。

制御変数（ＣＬＣＳＯと表記）は、以下の式１で表すことができる。

ＣＬＣＳＯ＝１００×（ガスタービン出力−Ｐａ）／（Ｐｂ−Ｐａ） …（式１）
但し、Ｐａは第１基準温度Ｔａにおけるガスタービン出力であり、Ｐｂは第２基準温度Ｔｂにおけるガスタービン出力である。

図１４は、制御変数生成部４００の構成を示す図である。制御変数生成部４００は、図１４に示すように、制御器２９０ｅ、制御器２９０ｆ、除算器４１０ａ、乗算器４２０ａ、乗算器４２０ｂ、減算器３２０ｃ、減算器３２０ｄ、除算器４１０ｂを備える。

制御器２９０ｅ及び２９０ｆには、吸気温度とＩＧＶ開度設定値とが入力される。制御器２９０ｅは、吸気温度及びＩＧＶ開度設定値と、出力算出関数とに基づいてＰａの値を算出し、乗算器４２０ａに出力する。また、制御器２９０ｆは、吸気温度及びＩＧＶ開度設定値と、出力算出関数とに基づいてＰｂの値を算出し、乗算器４２０ｂに出力する。

ガスタービン出力とＣＬＣＳＯとの関係は、ＩＧＶ開度及び圧縮機１０の吸気温度等によって異なる。つまり、ガスタービン出力が同一の場合、ＣＬＣＳＯの値はＩＧＶ開度が大きくなるに従って小さくなる。また、ガスタービン出力が同一の場合、ＣＬＣＳＯの値は圧縮機１０の吸気温度が高くなるに従って大きくなる。このため、制御器２９０ｅ、２９０ｆは、吸気温度毎、及びＩＧＶ開度設定値毎にＰａ及びＰｂの値を算出する。

ここで、出力算出関数について説明する。図１５は、吸気温度とガスタービン出力との関係を示す図である。図１５において、横軸は吸気温度を示す。また、図１５において、縦軸はガスタービン出力を示す。出力算出関数は、ＩＧＶ開度と、吸気温度と、ガスタービン出力との関係を規定するものである。したがって、制御変数生成部４００で用いられる出力算出関数の態様としては、例えば吸気温度とガスタービン出力との関係を規定した関数がＩＧＶ開度毎に設けられた関数の集合であってもよいし、ＩＧＶ開度とガスタービン出力との関係を規定した関数が吸気温度毎に設けられた関数の集合であってもよい。図１５は、出力算出関数の一部の例を示す図である。図１５では、所定のＩＧＶ開度について、第１基準温度Ｔａにおける吸気温度とガスタービン出力との関係が直線Ｓ１、Ｓ２で示されている。直線Ｓ１、Ｓ２が示すように、この場合のガスタービン出力は、吸気温度が高くなるにしたがって低下する。

なお、図１５において破線で示される直線Ｓ１は、ガスタービン２の部品のアップグレードを行う前の構成に対して用いられる出力算出関数の例を示している。また、図１５において実線で示される直線Ｓ２は、ガスタービン２に対して所定の部品のアップグレードを行った後の構成に対して用いられる出力算出関数の例を示している。部品のアップグレード後の直線Ｓ２は、部品のアップグレード前の直線Ｓ１に比べて、同一の吸気温度に対するガスタービン出力が大きい。なお、出力算出関数については、図１５に示す直線Ｓ１、Ｓ２のほか、部品のアップグレード後の冷却用空気の供給量に応じて、また、部品のアップグレードにおいて交換される静翼１００、動翼１１０及び分割環１２０の部位及び種類に応じて、複数パターンの関数が設定される。これら複数パターンの関数は、例えばデータテーブルＴＢＬ４として記憶部２３０が記憶する。データテーブルＴＢＬ４は、例えば、図１６に示すデータテーブルである。データテーブルＴＢＬ４は、図１６に示すように、データテーブルＴＢＬ２と同様に、各プラントについて、アップグレードの前後それぞれにおいて、使用されている部品の種類、導入可能なプログラム、導入可能なプログラムを導入した場合の設定される関数ＦＸのそれぞれが関連付けられた情報を含む。導入可能なプログラムは、予め用意されており、部品のアップグレードに伴いプログラムを更新した場合に関数ＦＸも更新される。なお、データテーブルＴＢＬ４は、外部の記憶装置が記憶するものであってもよい。制御器２９０ｅ及び２９０ｆは、販売元と顧客との間の契約内容に基づいて、図１６に示すデータテーブルＴＢＬ４の中それぞれＩＧＶ開度と及び吸気温度に応じた関数が用いられるように設定される。

除算器４１０ａには、吸気圧力が入力される。除算器４１０ａは、吸気圧力を標準大気圧で除算し、除算結果である大気圧比（吸気圧力／標準大気圧）を乗算器４２０ａ及び４２０ｂに出力する。

乗算器４２０ａには、制御器２９０ｅから出力されたＰａの値と、除算器４１０ａから出力された大気圧比とが入力される。乗算器４２０ａは、入力された各値同士を乗算し、乗算結果である、大気圧比を考慮したＰａの値を減算器３２０ｃ及び３２０ｄへ出力する。乗算器８１ｅには、制御器２９０ｆから出力されたＰｂの値と、除算器４１０ａから出力された大気圧比とが入力される。乗算器４２０ｂは、入力された値同士を乗算し、乗算結果である、大気圧比を考慮したＰｂの値を減算器３２０ｄへ出力する。

減算器３２０ｄには、乗算器４２０ａから出力されたＰａの値と、乗算器４２０ｂから出力されたＰｂの値とが入力される。減算器３２０ｄは、Ｐｂの値からＰａの値を減算する（Ｐｂ−Ｐａ：式１参照）。減算器３２０ｃには、ガスタービン出力と、乗算器４２０ａで求めたＰａの値とが入力される。減算器３２０ｃは、ガスタービン出力からＰａの値を減算する（ガスタービン出力−Ｐａ：式１参照）。

除算器４１０ｂには、減算器３２０ｃからの出力値と減算器３２０ｄからの出力値とが入力される。除算器４１０ｂは、減算器３２０ｃからの出力値を減算器３２０ｄからの出力値で除算して制御変数を算出し（式１参照）、当該制御変数を燃料配分制御部４３０に出力する。

また、図４に示すように、燃料配分制御部４３０には、低値選択部２５０から出力された燃料指令値と、制御変数生成部４００の除算器４１０ｂから出力された制御変数とが入力される。燃料配分制御部４３０は、入力された燃料指令値及び制御変数に基づいて複数の燃料供給ライン１４０に供給する燃料の分量及び比率を算出する。燃料配分制御部４３０は、算出結果に基づいて各燃料供給ライン１４０の燃料調整弁１５０の開度設定値を設定し、開度設定値に基づいて各燃料調整弁１５０の開度を制御する。

記憶部２３０は、ガスタービン２の運転に関する各種プログラムやデータ等を記憶する。記憶部２３０は、例えば、データテーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３、ＴＢＬ４等、制御部２２０において用いられるデータを記憶する。変更部２４０は、部品のアップグレード後の冷却用空気の供給量及び交換された部品の種類及び部位に基づいて導入されたプログラムに応じて、ガスタービン２の制御に用いられる設定温度算出関数、ＩＧＶ開度算出関数及び出力算出関数を変更する。変更部２４０は、各関数を変更する場合、導入されたプログラムに応じて記憶部２３０に記憶されたデータテーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３、ＴＢＬ４における対応する関数を選択し、その選択した関数に変更する。

次に、本発明の一実施形態によるプラント運転システム１の処理について図１７を用いて説明する。
ここでは、プラントにおいて部品をアップグレードし、顧客が導入プログラムを切り替える場合のプラント運転システム１の処理について説明する。
顧客は、プラントに設けられる部品をその部品より高い性能でプラントを稼働可能な高温部品に交換する（ステップＳ１）。高温部品の販売元は、高温部品に交換した場合に導入可能な複数のプログラムを制御装置４０の記憶部２３０に書き込む（ステップＳ２）。顧客は、制御装置４０を介して、導入可能な複数のプログラムのうちの１つをプラントを運転させるプログラムとして導入する（ステップＳ３）。なお、顧客は、制御装置４０の変更部２４０を介して、プラントを運転させるプログラムを任意に変更することができる。このとき、顧客が現在導入しているプログラムに対してプラントの性能を向上させるプログラムを導入する場合には、例えばそのプログラムの導入時間に応じて課金する。制御装置４０は、顧客によって決定されたプログラムを導入すると、データテーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３及びＴＢＬ４においてそのプログラムに応じた各関数を特定し、特定した関数を設定する（ステップＳ４）。また、プログラムが導入されると、制御装置４０は、顧客名、導入したプログラムの種類を示す情報、及び、導入開始からの積算時間を示す情報を、所定のタイミングごと（例えば、顧客が制御装置４０を介して導入するプログラムを切り替えるごと）に管理装置４１に送信する。

管理装置４１は、顧客名、導入したプログラムの種類を示す情報、及び、導入開始からの積算時間を示す情報を制御装置４０から受信する。プログラム判定部４４０は、データテーブルＴＢＬ１において、制御装置４０から受信した顧客名、及び、導入したプログラムの種類を示す情報に対応するプログラムを特定する（ステップＳ５）。プログラム判定部４４０は、特定したプログラムの種類を課金額算出部４７０に出力する。時間特定部４５０は、制御装置４０から受信した導入したプログラムの種類を示す情報、及び、導入開始からの積算時間を示す情報に基づいて、各プログラムの導入された積算時間を示す導入時間を特定する（ステップＳ６）。時間特定部４５０は、特定した導入時間を課金額算出部４７０に出力する。

課金額算出部４７０は、プログラム判定部４４０からプログラムの種類の情報を受け、時間特定部４５０から導入時間の情報を受けると、データテーブルＴＢＬ１において制御装置４０から受けた顧客名に関連付けられている課金額算出式を特定する（ステップＳ７）。課金額算出部４７０は、特定した課金額算出式に、各プログラムの導入時間を代入し、課金額を算出する（ステップＳ８）。

以上、本発明の一実施形態によるプラント運転システム１について説明した。
プラント運転システム１において、タービン３０に設けられる動翼や静翼等の部品を供給量が減少した冷却用空気であっても冷却可能なアップグレードした部品（高温部品）に交換する。記憶部２３０は、アップグレードした部品に交換する前に使用しているプラントを運転させる第１プログラムに加えて、アップグレードした部品に交換する前の性能以上の性能でプラントを運転させる第２プログラム（例えば、高温部品に交換した後、プラントの性能が交換前よりも向上するようにプログラムによって設定されるパラメータを調整した場合のプログラム）を記憶する。変更部２４０（切替部の一例）は、プラントの運転において、第１プログラムと第２プログラムとを切り替える。
こうすることにより、部品をアップグレードした部品に交換して、第１プログラムでプラントを運転する場合に、プラントの性能を抑えることができ、一方でプラントの性能は、アップグレードした部品に交換する前の性能より低くはならない。
したがって、販売元がアップグレードした部品を安価に（例えば、交換前の部品と同等の価格で）顧客に提供することで、顧客は、初期費用を抑えることができる。また、顧客は、アップグレードした部品の導入後にも、第１プログラムを第２プログラムに切り替えることで、プラントの性能を容易にアップさせることもできる。その結果、顧客は、プラントにアップグレードした部品を導入しやすくなる。

また、販売元は、プログラムを切り替えることで、プラントにおいて異なる複数の性能を実現することができる。つまり、販売元は、１種類の部品でさまざまなプラントにおける部品交換に対応することができる。その結果、販売元は、製造する部品の種類を低減することができ、材料費、加工費、在庫管理費などを削減することができ、顧客は、実際にアップグレードした部品を販売元より安価に（例えば、交換前の部品と同等の価格で）提供され、信頼性や性能の向上した部品が導入しやすくなる。また、販売元は、第１プログラムを第２プログラムに切り替えること、すなわち、プラントの性能を向上させることに対して課金することで、利益を上げることができ、顧客は、選択的に性能を向上させることができ、性能を向上させた実績に応じた支出で抑えることができる。また、顧客は電力市場の需要に応じて多く運転する時期としない時期があり、アップグレードした部品を購入してしまった後に運転機会が少ないと初期投資を回収できないリスクがあるが、本発明の使用時間に応じた課金式を採用すれば投資未回収となるリスクも小さくできる。
よって、顧客と販売元との間でいわゆる「ＷＩＮ−ＷＩＮ」の関係を築くことができる。

なお、本発明の一実施形態において、データテーブルＴＢＬ２は、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数、及び、部品のアップグレードを行う前に使用していた関数を含むものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、データテーブルＴＢＬ２は、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数、及び、部品のアップグレードを行う前に使用していた関数に加えて、さらに、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能と部品のアップグレードを行う前のプラントの性能との間の性能を実現する関数を含むものであってもよい。
例えば、図９に示したアップグレード後定格温調ラインＴ２とアップグレード前定格温調ラインＴ１との間の任意の温調ラインＴ３（図示せず）を想定し、アップグレード後定格温調ラインＴ２とアップグレード前定格温調ラインＴ１との関係から部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数を設定した方法と同様の方法を用いて、アップグレード前定格温調ラインＴ１と温調ラインＴ３との関係から関数を求める。そして、記憶部２３０は、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数、部品のアップグレードを行う前に使用していた関数、及び、アップグレード前定格温調ラインＴ１と温調ラインＴ３との関係から求めた関数を含む、データテーブルＴＢＬ２を記憶すればよい。アップグレード前定格温調ラインＴ１と温調ラインＴ３との関係から求めた関数を適用した場合、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数を適用した場合に得られる性能と、部品のアップグレードを行う前に使用していた関数を適用した場合に得られる性能との中間の性能が得られる。データテーブルＴＢＬ２は、例えば、図１８に示すデータテーブルである。データテーブルＴＢＬ２は、図１８に示すように、各プラントについて、アップグレードの前後それぞれにおいて、使用されている部品の種類、導入可能なプログラム、導入可能なプログラムを導入した場合の設定される関数ＦＸのそれぞれが関連付けられた情報を含む。導入可能なプログラムは、予め用意されており、部品のアップグレードに伴いプログラムを更新した場合に関数ＦＸも更新される。例えば、プラントＡについて、アップグレード後に導入可能なプログラムは、プログラム２、３または６であり、プログラム２を導入した場合には、アップグレード前に使用されていた関数ＦＸ２が適用され、プログラム３を導入した場合には、部品のアップグレードを行った場合に許される最も高温で運転したときのプラントの性能に設定するための関数ＦＸ３が適用され、プログラム６を導入した場合には、上述のアップグレード前定格温調ラインＴ１と温調ラインＴ３との関係から求めた関数が適用される。ただし、プラント毎に微調整が行われ、必要に応じて関数ＦＸも調整される。なお、データテーブルＴＢＬ２は、外部の記憶装置が記憶するものであってもよい。制御器２９０ｄは、販売元と顧客との間の契約内容に基づいて、図１８に示すデータテーブルＴＢＬ２の中の関数の１つを用いる。

なお、本発明の一実施形態では、データテーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３、ＴＢＬ４を別々のデータテーブルとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、図１９に示すデータテーブルＴＢＬ５のように、データテーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３、ＴＢＬ４に含まれるデータを統合した１つのデータテーブルであってもよい。

なお、本発明の一実施形態では、制御装置４０は、顧客が備える装置であり、顧客が現在導入しているプログラムに対してプラントの性能を向上させるプログラムを導入する場合には、例えばそのプログラムの導入時間に応じて課金するものとして説明した。しかしながら、顧客がプラントの性能を向上させるプログラムを導入したにも関わらず、課金に同意しない場合には、例えば、管理装置４１は、図２０に示すように、さらに制御部４８０、変更部４９０を備え、制御装置４０による制御に関わらず、強制的にプラントの性能を抑えるプログラムに変更できるものであってもよい。

なお、本発明の一実施形態では、制御装置４０は、顧客が備える装置であり、顧客が制御装置４０を介して導入するプログラムを決定するものとして説明した。しかしながら、制御装置４０は、アップグレードされた部品を顧客に販売する販売元、または、販売元からの依頼によってプラントを管理する管理会社が備える装置であってもよい。この場合、顧客がその制御装置４０を備える販売元または管理会社に導入するプログラムを指示する。その指示を受けた販売元または管理会社は、制御装置４０を介して導入するプログラムを決定すればよい。

なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

本発明の実施形態における記憶部２３０、４６０、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部２３０、４６０、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

本発明の実施形態について説明したが、上述のプラント運転システム１、制御装置４０、管理装置４１、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図２１は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図２１に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述のプラント運転システム１、制御装置４０、管理装置４１、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。

１・・・プラント運転システム
２・・・ガスタービン
３・・・制御システム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・圧縮機
２０・・・燃焼器
３０・・・タービン
４０・・・制御装置
４１・・・管理装置
５０・・・発電機
６０・・・ロータ
７０・・・冷却用空気供給ライン
８０・・・冷却用空気制御弁
９０・・・入口案内翼
９０ａ・・・翼本体
９０ｂ・・・ＩＧＶ作動部
１００・・・静翼
１１０・・・動翼
１２０・・・分割環
１３０・・・ケーシング
１４０・・・燃料供給ライン
１５０・・・燃料調整弁、燃焼制御弁
１６０・・・車室圧力計
１７０・・・吸気状態検出器
１８０・・・ブレードパス温度計
１９０・・・排ガス温度計
２００・・・流量計
２１０・・・出力計
２２０、４８０・・・制御部
２３０、４６０・・・記憶部
２４０、４９０・・・変更部
２５０・・・低値選択部
２６０・・・排ガス温度制御部
２７０・・・燃焼制御部
２８０・・・ＩＧＶ制御部
２９０ａ，２９０ｂ，２９０ｃ，２９０ｄ，２９０ｅ，２９０ｆ・・・制御器
３００ａ，３００ｂ，３００ｃ・・・加算器
３１０・・・高値選択部
３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄ・・・減算器
３３０ａ，３３０ｂ・・・ＰＩ制御器
３４０・・・燃焼負荷制御部
３５０・・・ブレードパス温度制御部
３６０・・・温度リミット制御部
３７０・・・ロードリミット制御部
３８０・・・ガバナ制御部
３９０・・・燃料リミット制御部
４００・・・制御変数生成部
４１０ａ，４１０ｂ・・・除算器
４２０ａ，４２０ｂ・・・乗算器
４３０・・・燃料配分制御部
４４０・・・プログラム判定部
４５０・・・時間特定部
４７０・・・課金額算出部
Ａ・・・空気
Ａ１・・・圧縮空気
Ｆ・・・燃料
Ｌ１，Ｌ２・・・曲線
Ｓ１，Ｓ２・・・直線
Ｔ１，Ｔ２・・・定格温調ライン
Ｐａ・・・ガスタービン出力
Ｔａ・・・第１基準温度
Ｔｂ・・・第２基準温度
ＴＢＬ１、ＴＢＬ２、ＴＢＬ３、ＴＢＬ４、ＴＢＬ５・・・データテーブル

Claims (9)

1. プラントに設けられる第１の部品を、前記第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品に交換する交換ステップ、
   前記第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１プログラムと、前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２プログラムとを導入する導入ステップ、
   前記第１プログラムと前記第２プログラムとを切り替える第１切替ステップ、
   を有するプラント運転方法。
2. 前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出する算出ステップ、
   を有する請求項１に記載のプラント運転方法。
3. 前記第２プログラムが実行された実行時間を特定する特定ステップ、
   を有し、
   前記算出ステップにおいて、
   前記実行時間に応じた前記課金額を算出する、
   請求項２に記載のプラント運転方法。
4. 前記第１切替ステップは、
   課金される顧客によって実行され、
   前記算出ステップにおいて、
   当該顧客によって実行された前記第１切替ステップにおける前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出する
   請求項２または請求項３に記載のプラント運転方法。
5. 前記課金される顧客によって実行されるか否かに関わらず、前記第２プログラムを前記第１プログラムに切り替える第２切替ステップ、
   をさらに有する請求項４に記載のプラント運転方法。
6. 前記第１切替ステップは、
   課金する管理者によって実行され、
   前記算出ステップにおいて、
   当該管理者によって実行された前記第１切替ステップにおける前記第１プログラムと前記第２プログラムとの切り替えに基づいて課金額を算出する
   請求項２または請求項３に記載のプラント運転方法。
7. 前記第２の部品は、
   前記第１の部品よりも高温に耐え得る部品であり、
   前記第１切替ステップにおいて、
   前記第２プログラムに切り替え、
   当該第２プログラムは、
   当該第２の部品の温度が当該第２の部品の耐え得る高温となるように前記プラントを運転する、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載のプラント運転方法。
8. プラントに設けられる第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１プログラムと、前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２プログラムとを記憶する記憶部と、
   前記第１プログラムと前記第２プログラムとを切り替える切替部と、
   を備える制御装置。
9. コンピュータに、
   プラントに設けられる第１の部品より高い性能で前記プラントを稼働可能な第２の部品を用いて前記第１の部品使用時と同等以上の性能である第１性能で前記プラントを運転させる第１ロジックと、
   前記第１性能を超える性能である第２性能で前記プラントを運転させる第２ロジックと、
   前記第１ロジックと前記第２ロジックとを切り替える切替ロジックと、
   を実行させるプログラム。

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