JP2022022126A - 複数のメンテナンスモードを使用するオンラインメンテナンス中の発電システムの制御 - Google Patents

Abstract

【課題】オンラインメンテナンス中に発電システムを制御するための方法を提供する。【解決手段】第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるステップであって、第１のメンテナンスモードが、コントローラに発電システム１００の少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を無効にさせる、ステップと、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させながら、発電システム１００または発電システム１００内の少なくとも１つのセンサ１６４のリスクパラメータを監視するステップと、オーバーライドコマンドを検出したこと、経過時間が制限時間を超えたこと、または監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、コントローラ１８０に発電システム１００の少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を有効にさせる第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるステップとを含む。【選択図】図３

Description

本開示は、一般に、発電システムの動作に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、複数のメンテナンスモードを提供することによる、オンラインメンテナンス動作中に発電システムを制御するための方法を提供する。

発電所としても知られている発電システムは、通常、電力出力を生成するために使用される様々な異なるシステム（たとえば、ターボ機械、発電機、および／または他の相互接続されたアセンブリ）を含む。そのような発電プラントは、電源（たとえば、ターボ機械、ソーラーパネル、原子炉など）、電源を発電機に結合するための原動機（たとえば、回転可能なシャフトもしくは同様の要素）、および／または発電機の様々な構成要素を含んでよい。たとえば、発電システムは、ガスタービンに結合された圧縮機を有するガスタービンアセンブリを含んでよい。ガスタービンは、同じシャフトに取り付けられた発電機に結合され、発電機を駆動することができる。発電機は電力出力を生成する。

発電システムは、数年間にわたって動作するように設計および構築される。この期間にわたって、発電システムの経年劣化および継続使用は、発電システムおよびその構成要素のメンテナンス、たとえば修理、交換、アップグレード、および／または他のタイプのサービスに対する必要性をもたらす。電気インフラの顧客によるコンスタントな電力需要を考慮すると、絶対に必要なときを除き、「オフライン」メンテナンスを受けるためにシステムを完全にシャットダウンすることは望ましくない。多くの発電システムは、「メンテナンス設定」、すなわち、発電システムが修正された出力で電力を生成し続ける設定での動作を可能にする。メンテナンス設定での動作は、需要が低い期間に可能であり得る。発電システムがこの設定で動作すると、対象の構成要素または部品が修理（たとえば、機械的な修理または汚染物質のパージ）、交換、アップグレードなど、される。この状態での発電システムのメンテナンスは、「オンラインメンテナンス」として知られる。

いくつかの発電システムに特徴的なオンラインメンテナンス設定は、その有効性を制限する技術的課題に直面する可能性がある。たとえば、有害な流体濃度などの変数、またはシャフト速度、流体圧力、振動の大きさなどの他の変数を監視するための多くのシステムは、軽微な異常に応答してオンラインメンテナンスの開始をトリガする可能性がある。そのような異常がより大きいシステム問題を示していないとき、オンラインメンテナンスへの移行および／またはオンラインメンテナンスからの移行は、電力出力の損失、サービス時間、部品および／または修理機器の購入などの形で、かなりの時間およびコストを消費する。「誤検出」を減らすために監視される変数ごとのしきい値を増加させると、システム上の問題がチェックされないままになる可能性がある。極端な状況では、システム障害の管理を減らすと、オフラインメンテナンスのために発電システムをシャットダウンする必要がある。

本開示の態様は、オンラインメンテナンス中に発電システムを制御するための方法を提供し、方法は、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに無効にさせる、動作させることと、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させている間に、発電システムまたは発電システム内の少なくとも１つのセンサのリスクパラメータを監視することと、オーバーライドコマンドを検出したこと、第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに有効にさせる、動作させることとを含む。

本開示のさらなる態様は、オンラインメンテナンス中に発電システムを制御するためのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品を提供し、コンピュータ可読記憶媒体は、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに無効にさせる、動作させることと、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させている間に、発電システムまたは発電システム内の少なくとも１つのセンサのリスクパラメータを監視することと、オーバーライドコマンドを検出したこと、第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに有効にさせる、動作させることとを含む動作をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムコードを含む。

本開示のさらなる態様は、オンラインメンテナンス設定で動作するように構成された発電システムと、発電システムと通信するシステムコントローラとを含むシステムを提供し、システムコントローラは、オンラインメンテナンス設定での発電システムの動作中に動作を実行するように構成され、動作は、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに無効にさせる、動作させることと、第１のメンテナンスモードで発電システムを動作させている間に、発電システムまたは発電システム内の少なくとも１つのセンサのリスクパラメータを監視することと、オーバーライドコマンドを検出したこと、第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることであって、第２のメンテナンスモードで発電システムを動作させることが、発電システムの少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を発電システムのコントローラに有効にさせる、動作させることとを含む。

本開示の例示的な態様は、本明細書に記載される問題および／または説明されていない他の問題を解決するように設計される。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を描写する添付図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細説明からさらに容易に理解されよう。

本開示の実施形態による、方法で使用するために構成されたコントローラ、発電システム、および他の構成要素の概略図である。 本開示の実施形態による、方法におけるコントローラと発電システムとの間の相互作用を示すブロック図である。 本開示の実施形態による、使用するために構成された発電システム、コントローラ、および他の構成要素の概略図である。 本開示の実施形態による、オンラインメンテナンス中に発電システムを制御するための方法の例示的なフロー図である。

本開示の図面は縮尺通りでないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを描写するものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えられるべきではない。図面では、同様のナンバリングは図面間で同様の要素を表す。

最初の問題として、現在の技術を明確に記載するために、本開示の様々なシステム、構成要素、および他の実施形態内の関連する機械構成要素を参照し記載するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と一致する方式で使用および利用される。別途記載のない限り、そのような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者は、しばしば、特定の構成要素がいくつかの異なるか、または重複する用語を使用して参照される場合があることを諒解されよう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてよい。

加えて、以下に記載されるように、本明細書では、通常、いくつかの記述的用語が使用される場合がある。「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用されてよく、個々の構成要素の場所または重要性を示すものではない。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を記載するためのものにすぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数形も含むものである。「備える」および／または「備えている」という用語は、本明細書で使用されるとき、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を示すが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことがさらに理解されよう。「任意選択の」または「任意選択で」は、その後に記載される事象または状況が生じても、生じなくてもよいこと、ならびに事象が生じる事例および生じない事例をその記載が含むことを意味する。

ある要素または層が別の要素または層「の上にある」、「に係合される」、「に接続される」、または「に結合される」と言及される場合、他の要素または層の直接上にある、に係合される、接続される、または結合されてもよく、介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層「の直接上にある」、「に直接係合される」、「に直接接続される」、または「に直接結合される」と言及される場合、介在する要素または層は存在しなくてよい。要素間の関係を記載するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（たとえば、「～の間に」に対して「直接～の間に」、「～に隣接して」に対して「直接～に隣接して」など）。本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数のいずれかおよびすべての組合せを含む。

本開示の実施形態は、メンテナンス設定で発電システムを動作させるための方法、プログラム製品、およびシステムを提供する。本開示による方法は、複数のメンテナンスモードを使用して、発電システムの動作障害（すなわち、自動シャットダウン、焼成速度、温度、圧力などの変化など）に対する少なくとも１つの自動応答なしに、発電システムが第１のメンテナンスモードで動作することを可能にする。第１のメンテナンスモードで動作している間、発電システムの１つまたは複数のセンサは、様々なリスクパラメータ、たとえば、ガス濃度などの化学的パラメータ、シャフト速度などの機械的パラメータ、および／または電力出力などの電気的パラメータを監視することができる。この状態では、いくつかの条件のうちのいずれか１つは、発電システムを第１のメンテナンスモードでの動作から第２のメンテナンスモードでの動作に移行させることができる。たとえば、オーバーライドコマンドを検出したこと、制限時間よりも長く第１のメンテナンスモードで動作すること、および／または監視されたリスクパラメータのうちの１つが安全しきい値を超えたことは、発電システムを第２のメンテナンスモードで動作させることができる。第２のメンテナンスモードでは、発電システムのコントローラは、動作障害への自動応答を再び可能にし、それによって発電システムを様々なメンテナンスシナリオに対してより敏感にさせる。したがって、本開示による方法は、運転リスクに対する予防的応答を自動的に回復することによって安全性を保証しながら、より許容性の高い監視形式の監視で限られた量の運転を可能にする。

図１は、本開示の様々な実施形態を実装するために構成された発電システム１００の概略図を示す。一例による発電システム１００は、ターボ機械１０２（たとえば、ガスタービンアセンブリ）を含んでよいが、本開示の実施形態では、他のタイプの電源および／またはアセンブリも使用されてよい。ターボ機械１０２自体は、１つの発電プラント内の２つ、５つ、１０個、１００個、またはそれ以上のターボ機械のうちの１つであってよく、単に例のために、図１にはただ１つのターボ機械アセンブリが詳細に示されている。１つの非限定的な例では、ターボ機械１０２はガスタービンを含んでよく、ガスタービンは圧縮機１２２を含んでよい。圧縮機１２２は、流体が圧縮機１２２を通って流れるときに、入口１２４からの流体（たとえば、空気）の流入する流れを圧縮する。圧縮機１２２は、圧縮機１２２内に位置決めされた静翼（図示せず）および回転ブレード（図示せず）の複数の段を含んでよい。圧縮機１２２内に位置決めされた静翼および回転ブレードは、圧縮機１２２を通って流体を移動および／または通過させるのを支援するように構成されてよい。圧縮機１２２は、一組の入口案内翼（ＩＧＶ）１２６を含んでよい。ＩＧＶ１２６は、作動流体の流入する流れを圧縮機１２２の回転ブレードに導くように特に構成された一種の調整可能圧縮機ノズルである。ＩＧＶ１２６は、圧縮機１２２に入る流体の流量、入射角、および／または他の特性に影響を及ぼすように、いくつかの位置の間で調整可能であってよい。したがって、ＩＧＶ１２６は、圧縮機１２２の温度、発電システム１００からの電力出力、および／または他の特性に影響を及ぼすことが可能であってよい。

圧縮機１２２は、圧縮流体（たとえば、圧縮空気）の流れを燃焼器１３８に送る。燃焼器１３８は、圧縮流体の流れを、燃料供給源１４０によって提供される燃料の加圧された流れと混合し、混合物を点火して燃焼ガスの流れを生成する。次いで、燃焼ガスの流れは、圧縮機１２２と同様に、通常、静翼（図示せず）およびタービンブレード（図示せず）の複数の段を含むタービン構成要素１４２に送られる。燃焼器１３８内の燃焼からの排気ガスは、排気構成要素１４４に流れる場合がある。排気構成要素１４４は、それらが相互接続された構成要素（たとえば、熱回収蒸気発生器）に到達する前に、排気ガスから有害物質を抽出する様々な濾過器具を含んでよい。燃焼ガスの流れは、タービン構成要素１４２を駆動して機械仕事を生成する。タービン構成要素１４２で生成された機械仕事は、シャフト１５０を介して圧縮機１２２を駆動し、発電するように構成された発電機１５２（たとえば、外部構成要素）を駆動するために使用されてよい。発電機１５２は、変電所、配電線などを介して、顧客、たとえば様々な伝送線路（図示せず）に電力を供給するための電気インフラに電気的に結合されてよい。

発電システム１００の様々な部分はまた、発電システム１００の様々な構成要素に１つまたは複数の冷却流体（たとえば、空気、様々な冷媒など）を導くための冷却流体供給源１５４を含むか、またはそれと流体連通してよい。冷却流体供給源１５４は、多くの場合、発電システム１００の他の構成要素にサイフォン接続するための圧縮機１２２内の流体に結合する流体であってよい。他のタイプの発電システムでは、冷却流体供給源１５４は冷却流体の専用ソースであってよい。冷却流体供給源１５４は、流体の専用供給源であってよく、かつ／または周囲空気もしくは水への接続部であってよい。１つまたは複数の冷却通路、空気回路などは、発電システム１００全体を通して冷却流体リザーバからの冷却流体の流れを制御して、圧縮機１２２、タービン構成要素１４２、発電機１５２、および／または他の構成要素を冷却することができる。発電システム１００への、発電システム１００からの、または発電システム１００内の流体の流れは、１つまたは複数のバルブ１６２を使用して制御することができる。そのような流体は、たとえば、燃料供給源１４０からの燃料、冷却流体供給源１５４からの冷却流体、および／または発電システム１００に向けられた、発電システム１００からの、もしくは発電システム１００内の他の流体ソースを含んでよい。各バルブ１６２は、流体を伝達するためのラインを通る流体の流れを制御するための、任意の現在知られているかまたは後に開発される構成要素の形態をとることができる。バルブ１６２がどのように具現化されるかにかかわらず、タービン構成要素１４２内の作動流体の量、温度、流量などの１つまたは複数の変数は、本明細書に記載されたように制御バルブ１６２の位置を調整することによって、影響され得る。バルブ１６２は、発電システム１００に、発電システム１００から、または発電システム１００内を循環する燃料、作動流体、冷却流体などの量または割合を制御することができる。いくつかのバルブ１６２は、たとえば、流体が発電システム１００の１つまたは複数の構成要素をバイパスし、かつ／またはそこから排出されることを可能にするために構成された、１つまたは複数のバイパスラインに結合された三方弁の形態をとることができる。

発電システム１００、ならびにそれに接続された構成要素（たとえば、燃料供給源１４０および／または冷却流体供給源１５４）は、機械的、電気的、および／または化学的パラメータなどのパラメータを監視するための１つまたは複数のセンサ１６４を含んでよい。一例では、センサ１６４は、温度センサ、ガスセンサ、流量センサ、圧力センサ、および／または特定の場所における発電システム１００および／またはその中の物質の特性を評価するための他のデバイスの形態であってよい。センサ１６４は、たとえば、メタンなどの有害および／もしくは爆発性の流体、ならびに／または発電システム１００に有害な他の物質（たとえば、腐食性の酸および／もしくはガス）の濃度を検出するための流体濃度センサを含んでよい。この場合、センサ１６４は、排気構成要素１４４および／またはそのようなガスが現れる可能性がある発電システム１００の他の部分に配置されてよい。有害な流体を検出するためのセンサ１６４には、吸引センサ、ダイレクトポイントセンサ、光ベースセンサ、触媒ビーズセンサ、電気化学センサ、および／または超音波センサが含まれてよい。

温度センサの形態のセンサ１６４は、温度計、熱電対（すなわち、電圧の変化から温度の変化を示す電圧装置）、抵抗温度検知装置（すなわち、電気抵抗の変化から温度を評価するための装置）、赤外線センサ、膨張式センサ（すなわち、金属などの物質の膨張もしくは収縮から温度の変化を導出するためのセンサ）、および／または状態変化センサを含むことができる。圧力センサの形態のセンサ１６４は、気圧計、圧力計、触覚圧力センサ、光学圧力センサ、電離圧力センサなどを含むことができる。作動流体の流量および／または他の力学的特性を計算するために、センサ１６４は、たとえば、空気流量計、質量流量センサ、流速計などを含むことができる。センサ１６４はまた、たとえば、温度、圧力、流量などの他の測定量から１つまたは複数のパラメータを導出することができる。これらの測定量は、その後、タービン構成要素１４２および／または発電システム１００の複数の位置で測定され、特定の構成要素を介して、たとえば本明細書に記載されたコントローラ１８０を介して流体の流れの数学的モデルに適用することができる。この場合、センサ１６４は、温度に関連する変数を測定するための構成要素、ならびに関連する変数に基づいて、温度または他の測定基準の値を予測および／または計算するための処理構成要素（たとえば、コンピュータソフトウェア）を含むことができる。一般に、センサ１６４の文脈における「監視」という用語は、直接測定、予測モデル化、関連する数量からの導出、ならびに／または特定の数量を測定し、かつ／もしくは見出すための他の数学的技法によって、特定の値を数学的に計算するプロセスを指す。いずれにしても、各センサ１６４によって測定された状態は、対応する測定時間に従って、または可動センサ１６４の場合はそれぞれの場所で、インデックス付け、作表などを行うことができる。場合によっては、コントローラ１８０は、センサ１６４を含まない発電システム１００内の位置で、１つまたは複数の動作条件を（たとえば、推定または導出によって）計算するための「疑似センサ」として機能することができる。

１つまたは複数のセンサ１６４は、たとえば、発電システム１００および／または発電機１５２からのエネルギー出力を測定するためのエネルギーセンサを含んでよい。そのようなセンサ１６４は、限定はしないが、電流センサ、電圧検出器、磁力計、（たとえば、光学ベースセンサ、位置センサ、容量センサ、タコメータなどを含む）シャフト１５０の回転速度を測定するように構成された速度センサ、ならびに／または発電システム１００および／もしくは発電機１５２によって生成されたエネルギーの量を計算するための他のタイプのセンサを含む、発電システム１００および／または発電機１５２によって生成されたエネルギーを測定するための任意の現在知られているかまたは後に開発される計器として具現化されてよい。センサ１６４は、使用される実施形態にかかわらず、発電システム１００および／または発電機１５２からのエネルギー出力を計算するために、コントローラ１８０に通信可能に（たとえば、電気的および／またはワイヤレスに）接続することができる。加えて、センサ１６４で検出されたエネルギー出力は、測定時間によって作表されるか、あるいはインデックス付けされてよく、その結果、計算されたエネルギー出力は、コントローラ１８０において、他のセンサ１６４で監視された他のパラメータと相互参照することができる。コントローラ１８０は、センサ１６４で監視された入力条件、出力条件などのセットに対応する発電システム１００および／または発電機１５２からのエネルギー出力を計算することができる。

発電システム１００は、発電システム１００の動作を監視および／または制御するように構成されたコントローラ１８０を含んでよい。コントローラ１８０は、発電システム１００に構造的に統合されてもよく、発電システム１００と通信する別個のコントローラとして具現化されてもよい。コントローラ１８０は、任意の適切な電子的および／または機械的な通信構成要素または通信技法を介して発電システム１００と動作可能に通信することができる。本明細書で説明されたコントローラ１８０およびその様々な構成要素は、各々、発電システム１００の動作および／または機能を制御および／または調整することができる別の発電プラント制御システム（たとえば、コンピューティングデバイス）（図示せず）の一部として、またはそれとは別個に機能する単一のスタンドアロンシステムであってよい。コントローラ１８０は、たとえば、１つまたは複数の電気的結合、ワイヤレスデータ結合などを介してセンサ１６４に動作可能に結合されて、そこから情報を受信することができる。したがって、センサ１６４で測定された様々な特性は、測定され、および／またはコントローラ１８０に中継される電気信号または入力に変換されてよい。場合によっては、コントローラ１８０は、発電システム１００のバルブ１６２または他の要素と動作可能に通信して、その動作をリアルタイムで調整することができる。コントローラ１８０は、たとえば、本明細書で説明された１つまたは複数のリスクパラメータに対する様々な自動応答を有効または無効にするために、センサ１６４を使用してメンテナンスモードで発電システム１００の動作を監視および制御することができる。

本開示の様々な制御機能を実装するために、コントローラ１８０は、コントローラ１８０が発電システム１００の動作中にバルブ１６２の位置を調節するように、１つまたは複数のバルブ１６２に動作可能に結合されてよい。コントローラ１８０は、より具体的には、センサ１６４のデータによって収集された、かつ／またはセンサ１６４のデータから導出された測定値に基づいて、バルブ１６２の位置を調整することができる。例示的な実施形態では、コントローラ１８０は、センサ１６４からもたらされた動作条件、エネルギー出力などの測定値を使用して較正された性能モデルに基づいて、バルブ１６２の位置を調整することができる。発電システム１００の様々な部分を通る温度、圧力、および流体流量などの変数を直接制御することに加えて、バルブ１６２はまた、燃料の燃焼および／または発電システム１００を通る冷却流体のルーティングから生じる他の特性（たとえば、熱膨張、熱応力などからの体積の増加）に影響を及ぼすことができる。加えて、コントローラ１８０は、たとえば、燃焼器１３８における燃焼の量および／または冷却流体供給源１５４から引き出される冷却流体の量を制御することにより、発電システム１００のさらなる属性を調整するように動作可能なままである。この目的を達成するために、コントローラ１８０は、メンテナンスモードで発電システム１００を動作させるためのモデルを含むプログラムコードを含むことができる。そのようなモデルは、様々な動作障害、たとえば、対応するしきい値を超える圧力、温度、有害な流体濃度などに対する１つまたは複数の自動応答を含んでよい。

図２は、例示的な実装形態による、発電システム１００とコントローラ１８０との間の様々な動作上の相互作用を概略的に描写する。本明細書で言及されるように、発電システム１００は、発電システム１００の様々な要素がコントローラ１８０にデータを提供するように、コントローラ１８０に通信可能に結合されてよい。コントローラ１８０は、発電システム１００の動作に影響を及ぼすように、提供されたデータに対して動作し、かつ／またはそれを解釈することができる。コントローラ１８０は、１つまたは複数の動作方法を実施して、発電システム１００と相互作用し、かつ／または発電システムを制御することができる。本開示の実施形態は、コントローラ１８０による発電システム１００の制御のための独立したプロセスを提供することができる。いくつかの実装形態では、コントローラ１８０は、発電システム１００の動作を制御するための既存の方法と相互作用し、かつ／または既存の方法をオーバーライドすることができる。そのような既存の方法は、本開示の実施形態と同じデータ、または発電システム１００および／もしくは他のソースから受信された他のデータに対して動作することができる。図２の例に描写されたように、コントローラ１８０は、１つまたは複数のセンサ１６４を介して発電システム１００の監視データ（たとえば、有害な流体濃度、シャフト速度、空気流、電力出力レベルなど）を受信することができる。コントローラ１８０は、追加または代替として、たとえば、センサ１６４によって収集された様々なタイプのデータの忠実度を示す様々な形態のセンサ品質データを受信することができる。コントローラ１８０に提供されるセンサ品質データは、（たとえば、吸引センサの場合の）センサ１６４を通る空気流、様々なセンサ１６４についての総展開時間、推定誤差（たとえば、いくつかの同様のセンサ１６４の測定値を互いに比較すること、および／もしくは予想される測定値を実際の測定値と比較すること）、ならびに／またはセンサ品質を示す他の変数などのパラメータを含んでよい。

本明細書で説明されるように、メンテナンス制御プログラム２１２は、発電システム１００および／またはセンサ１６４からの様々なタイプのデータを使用して、発電システム１００を「第１のメンテナンスモード」で動作させることが可能であるかどうかを判定することができる。第１のメンテナンスモードは、動作障害に対するコントローラ１８０の少なくとも１つの自動反応が無効にされる任意のタイプのオンラインメンテナンスモードを指す。たとえば、第１のメンテナンスモードは、監視された有害な流体濃度、シャフト速度、効率損失、および／または他のパラメータが特定のしきい値を超えたときに普通なら発生する発電システム１００の自動シャットダウンを無効にすることができる。したがって、第１のメンテナンスモードは、検出された故障に対する修正された（たとえば、のんびりした）応答を有するが、発電システム１００における偽陽性と実際の故障とを区別するための様々な予防手段を有する発電システム１００の継続動作を可能にすることができる。場合によっては、メンテナンス制御プログラム２１２はまた、コントローラ１８０が「第２のメンテナンスモード」、すなわち、動作障害に対する自動応答が再び有効にされた動作状態で、発電システム１００を動作させなければならないかどうかを判定することができる。本明細書で言及されるように、発電システム１００は、コントローラ１８０が安全しきい値を超えるリスクパラメータ、ユーザもしくは他の構成要素によって発行されたオーバーライドコマンド、および／または許可された制限時間を超える第１のメンテナンスモードでの動作を検出すると、第２のメンテナンスモードを動作することができる。いずれの場合でも、コントローラ１８０は、発電システム１００の動作に直接影響を及ぼす制御機能（たとえば、様々な診断および保護動作）を生成することができる。場合によっては、１つまたは複数の介在する構成要素（たとえば、コンバータ（図示せず））は、コントローラ１８０から出力された制御機能を受信して、発電システム１００の動作を修正することができる。

図３を参照すると、コントローラ１８０およびその下位構成要素の概略図が、発電システム１００の一部として示されている。図３の例示では、ただ１つの発電システム１００が詳細に示されており、コントローラ１８０と図１からの発電システム１００の様々な構成要素との間の動作可能な結合は、例示を明確にするために図３では概略的に示されているにすぎない。図示されたように、コントローラ１８０は、制御システム２０４がその上で動作するメモリ２０２を含む場合があるコンピューティングデバイス２００を含んでよい。制御システム２０４は、励磁機１７０の一部と一体化されるか、またはそれと動作可能に通信するソフトウェアシステムであってよい。制御システム２０４は、たとえば、メンテナンス制御プログラム２１２を含んでよい。メンテナンス制御プログラム２１２は、コントローラ１８０に、発電システム１００に作用させ、かつ／または発電システム１００を修正させることができ、かつ／または発電システム１００を動作させるためのコントローラ１８０の既存の動作方法を修正することができる。図３に示されたコントローラ１８０は、発電システム１００と相互作用し、かつ／または発電システムを制御するための１つのタイプのハードウェアを表す。本明細書で説明されるように、コントローラ１８０は、発電システム１００の様々なリスクパラメータおよび／または他の監視された属性に反応して、メンテナンスモードでの発電システム１００の安全で信頼性の高い動作を保証することができる。コントローラ１８０内で、メンテナンス制御プログラム２１２は、メンテナンス設定での動作中にコントローラ１８０が発電システム１００を制御するために着手する他の動作（たとえば、バルブ１６２の調整、燃料および／または冷却流体の消費の修正など）を監視し、かつ／またはそれらと相互作用し、場合によってはそれらをオーバーライドすることができる。

一例によれば、コントローラ１８０は、メンテナンス設定での動作中に発電システム１００を制御し、また様々な動作障害に対する応答が各々異なる第１のメンテナンスモードまたは第２のメンテナンスモードを使用して発電システム１００を動作させるかどうかを連続的に評価することができる。メンテナンス制御プログラム２１２は、監視された安全リスク、一方もしくは両方のモードでの動作時間、および／またはユーザオーバーライドコマンドを含む複数の基準に基づいて、第１のメンテナンスモードまたは第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させることをコントローラ１８０に行わせることができる。本開示の実施形態は、技術者、コンピューティングデバイス２００、および／または技術者とコンピューティングデバイス２００の組合せによって部分的に構成されるか、または動作してよい。図３に示された様々な構成要素のうちのいくつかは、コンピューティングデバイス２００に含まれる１つまたは複数の別個のコンピューティングデバイス用に、メモリ内で個別に実装され、組み合わされ、かつ／または記憶され得ることが理解される。さらに、構成要素および／または機能のうちのいくつかが実装されなくてもよく、追加のスキーマおよび／または機能が制御システム２０４の一部として含まれてもよいことが理解される。

コンピューティングデバイス２００は、プロセッサユニット（ＰＵ）２２８と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２３０と、メモリ２０２と、バス２３４とを含むことができる。さらに、外部Ｉ／Ｏデバイス２３６およびストレージシステム２３８と通信するコンピューティングデバイス２００が、示されている。制御システム２０４はメンテナンス制御プログラム２１２を提供することができ、メンテナンス制御プログラム２１２は、様々な機能および／または論理ステップを実装するための様々なモジュール２４２（たとえば、計算器、判定器、比較器など）を使用して動作することができる。様々なモジュール２４２は、データを処理、分析、および操作するためにメモリ２０２に記憶された、アルゴリズムベースの計算、ルックアップテーブル、および同様のツールを使用して、それぞれの機能を実行することができる。一般に、ＰＵ２２８は、コンピュータプログラムコードを実行して、メモリ２０２および／またはストレージシステム２３８に記憶され得る制御システム２０４などのソフトウェアを実行することができる。コンピュータプログラムコードを実行しながら、ＰＵ２２８は、メモリ２０２、ストレージシステム２３８、および／またはＩ／Ｏインターフェース２３６との間でデータを読み書きすることができる。バス２３４は、コンピューティングデバイス２００内の構成要素の各々の間の通信リンクを提供することができる。Ｉ／Ｏデバイス２３０は、ユーザがコンピューティングデバイス２００と相互作用することを可能にする任意のデバイス、またはコンピューティングデバイス２００が本明細書に記載された機器および／もしくは他のコンピューティングデバイスと通信することを可能にする任意のデバイスを備えることができる。（限定はしないが、キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含む）Ｉ／Ｏデバイス２３０は、直接または介在するＩ／Ｏコントローラ（図示せず）を介して、コントローラ１８０に結合することができる。

メモリ２０２はまた、発電システム１００の様々な構成要素に関する様々な形態のデータ２５０、たとえば、コントローラ１８０が発電システム１００の動作を修正するために参照として使用することができる様々な形態のデータおよび／または所定のデータを含むことができる。メンテナンス制御プログラム２１２は、様々なフィールドに細分化されたデータ２５０を格納し、それらと相互作用することができる。たとえば、リスクパラメータフィールド２５２は、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させ続けるリスクを評価するために使用され得る、センサ１６４によって収集されたありとあらゆるタイプのデータ（たとえば、有害な流体濃度、シャフト速度、焼成温度、入口温度、排気温度、電力出力、動作効率など）を格納することができる。適用可能な場合、リスクパラメータフィールド２５２は、特定のタイプのデータに対応する様々なサブフィールドに分割されてよい。データ２５０は、追加または代替として、任意のセンサ１６４についてのリスクパラメータ（たとえば、発電システム１００または他のシステム１００の他のセンサ１６４と比較された測定の精度、総展開時間、予想残存耐用寿命、発電システム１００またはセンサ１６４の検知ラインを通る空気流など）を格納するためのセンサリスクフィールド２５４を含んでよい。

オンラインメンテナンスのために、コントローラ１８０が使用して発電システム１００を動作させることができる複数のメンテナンスモードは、メンテナンスモードフィールド２５６に格納することができる。そのようなメンテナンスモードは、発電システム１００の選択された構成要素に対して許容可能な電力出力、シャフト速度、燃焼速度などの範囲を含むことができる。メンテナンスモードは、より具体的には、圧縮機１２２、燃焼器１３８、タービン構成要素１４２、発電機１５２などのみに固有の動作設定を含んでよく、そのような設定は、発電システム１００内の固有部品のオンラインメンテナンスを可能にするために選択されてよい。その上、メンテナンスモードフィールド２５６内の各メンテナンスモードは、発電システム１００の少なくとも１つの動作障害に対する１つまたは複数の自動応答を含んでよい。「動作障害」とは、特定のしきい値、規則、および／または他の要件に違反する発電システム１００の任意の検出された特性を指す。様々な例では、動作障害は、許容可能な最大値を超える有害な流体濃度、所望のレベルの範囲よりも大きいかまたは小さいシャフト速度、予想されるかまたは安全な動作範囲よりも大きいかまたは小さい焼成温度などを含んでよい。各メンテナンスモードでの動作障害への自動応答は、たとえば、燃焼器内の焼成速度または焼成温度の低減、発電機シャフト速度および／または電力出力の低減、選択されたラインからのガスのパージ、発電システム１００の部分的または完全なシャットダウンなどを含んでよい。メンテナンスモードフィールド２５６は、動作障害への少なくとも１つの自動応答を無効にする第１のメンテナンスモード、および動作障害への自動応答を可能にする第２のメンテナンスモードを含んでよい。

データ２５０は、様々なメンテナンスモードのうちのいずれかでの発電システム１００の動作中にセンサ１６４で測定された様々なパラメータについての１つまたは複数のリスクしきい値を含んでよい。しきい値は、特定の状況下で発電システム１００を第１のメンテナンスモード（すなわち、１つまたは複数の自動応答が無効にされた状態）で動作させ続けることが安全であるかどうかを示すことができる。しきい値のうちの１つまたは複数は、データ２５０のしきい値フィールド２５８に格納されてよい。そのようなしきい値は、様々な例において、最大有害流体濃度（たとえば、約１０００ｐｐｍを超える濃度の任意の有害流体）、特定の最大値（たとえば、約２５，０００回転／分）を超えるシャフト速度、および／または発電システム１００の動作が危険な状態に近づいている可能性を示す他の値を含んでよい。

コンピューティングデバイス２００は、ユーザによってインストールされたコンピュータプログラムコードを実行するための任意の汎用コンピューティング製造品（たとえば、パーソナルコンピュータ、サーバ、ハンドヘルドデバイスなど）を備えることができる。しかしながら、コンピューティングデバイス２００は、本開示の様々なプロセスステップを実行することができる、様々な考えられる同等のコンピューティングデバイスおよび／または技術者を代表するにすぎないことが理解される。加えて、コンピューティングデバイス２００は、発電システム１００の様々な態様および要素をモデル化および／または制御するように動作可能なより大きいシステムアーキテクチャの一部であり得る。

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２００は、特定の機能を実行するためのハードウェアおよび／またはコンピュータプログラムコードを備える任意の特定用途向けコンピューティング製造品、特定用途向けおよび汎用のハードウェア／ソフトウェアの組合せを備える任意のコンピューティング製造品などを備えることができる。いずれの場合も、プログラムコードおよびハードウェアは、それぞれ、標準的なプログラミングおよびエンジニアリング技法を使用して作成することができる。一実施形態では、コンピューティングデバイス２００は、実行時に発電システム１００の他の要素を自動的に制御するように動作可能であり得る、コンピュータ可読ストレージデバイスに記憶されたプログラム製品を含んでよい。コンピューティングデバイス２００はまた、たとえば、中央監視システムの一部である遠隔監視システムの形態をとることができ、中央監視システムはいくつかの発電システム１００を監視することに責任を負う。この場合、コンピューティングデバイス２００は、中央制御システムの一部または下位構成要素を表すことができる。

図３および図４を参照すると、本開示の実施形態は、オンラインメンテナンス設定での動作中に発電システム１００を制御する方法を提供する。発電システム１００は、たとえば、シャフト１５０を機械的に駆動して発電機１５２からの電力出力を駆動するためのターボ機械１０２などの電源を含んでよい。図４は、オンラインメンテナンス中に発電システム１００を動作させるためのフロー図を提供し、図３の例を参照して記載されているが、本開示の実施形態は、他のタイプの発電システム１００にも等しく適用可能である。本明細書に記載された方法の実施形態は、たとえば、コントローラ１８０、ならびに／またはコンピューティングデバイス２００の様々なモジュールおよび／もしくは下位構成要素を使用して実装されてよい。本開示による方法はまた、本明細書で説明された様々な制御設定を使用して発電システム１００を動作させるために、コンピューティングデバイス２００に通信可能に結合されたコントローラ１８０などの他の構成要素に依存する場合がある。発電システム１００は、動作するときに発電システム１００の様々な特性を分析することができ、詳細には、発電システム１００に第１のメンテナンスモードと第２のメンテナンスモードとの間を移行させることができる。様々なメンテナンスモードは、動作障害を検出したときに発電システム１００が１つまたは複数の自動応答に着手するかどうかに影響を及ぼす場合がある。図４の例示的なフロー図は、例示的なフローに編成されたいくつかのプロセスとともに示されているが、１つまたは複数のプロセスは、本明細書の例によって記載された様々な技術的特徴を維持しながら、同時および／もしくは順次に実施され、かつ／または任意の代替順序で実行されてよいことが理解される。

例示的な実装形態では、本開示による方法は、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるプロセスＰ１を含んでよい。プロセスＰ１は、本明細書に記載された他の動作（たとえば、第１のメンテナンスモードを認可し、かつ／または発電システム１００が判断Ｄ０において前提条件を満たすかどうかを判定するプロセスＰ０）によって先行されてよく、これらのプロセスの詳細は本明細書の他の箇所で説明される。プロセスＰ１は、コントローラ１８０を使用して、発電システム１００の動作を非メンテナンスモード（または方法がループで実施されるときの第２のメンテナンスモード）から第１のメンテナンスモードに移行させることを含んでよい。そのような移行は、発電システム１００が動作し続けている間にメンテナンス（たとえば、部品の修理、交換、サービスなど）を可能にするために、発電システム１００の電力出力、燃焼温度、シャフト回転速度、冷却流体の流れ、および／または他の特性に影響を及ぼすように、発電システム１００のバルブ１６２および／または他の特徴を調整することを含んでよい。第１のメンテナンスモードでは、コントローラ１８０のメンテナンス制御プログラム２１２は、発電システム１００内の対応する動作障害に対する１つまたは複数の自動応答を無効にすることができる。無効にされる応答は、モジュール２４２を介して指定されてよく、かつ／またはデータ２５０のメンテナンスモードフィールド２５６内に記載されてよい。例示的な実施形態によれば、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させることは、１５００ｐｐｍを越える有害な流体を検出したことに応答して、発電システム１００を一時的にシャットダウンする自動応答を無効にすることができる。発電システム１００は、メンテナンス制御プログラム２１２が本開示のさらなるプロセスを実装すると、本明細書で言及されるように、コントローラ１８０がメンテナンスモードを変更する場合を除き、第１のメンテナンスモードで動作し続けることができる。

場合によっては、発電システム１００のオペレータまたは管理者は、発電システム１００が第１のメンテナンスモードで動作することができる時間量を制限することができる。この機能を提供するために、本開示の実施形態は、発電システム１００が第１のメンテナンスモードで動作することができる総制限時間を設定および強制することを含んでよい。第１のメンテナンスモードで動作するための制限時間は、たとえば、データ２５０のメンテナンスモードフィールド２５６に格納されてよい。この場合、発電システム１００は、リスクパラメータおよび／または他の動作特性を分析することなく、第２のメンテナンスモードでの動作に自動的に切り替わる前に、制限時間の持続時間の間、第１のメンテナンスモードで動作することが可能とされてよい。

様々な実装形態では、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させる複数のインスタンスについての総経過時間に同じ制限時間が適用されてよい。したがって、第１のメンテナンスモードでの過去の動作期間は、制限時間に向かってカウントされる。経過時間は、指定された日、たとえば、２週間後、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後、１年後などにだけリセットされてよい。一例では、第１のメンテナンスモードに対する制限時間は、第１のメンテナンスモードの総動作時間の５００時間であってよい。経過時間は、そのような例では１年に１回のみゼロにリセットされてよい。したがって、一度に１０時間にわたって第１のメンテナンスモードで動作する発電システム１００の５０回のインスタンスの後、または５００時間にわたって第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させる単一のインスタンスの後に、制限時間に達することができる。規定された時間期間が経過するか、または発電システム１００の管理者が、経過時間がリセットされることを可能にした後に、本開示の実施形態は、任意選択で、第１のメンテナンスモードでの動作の経過時間をリセットする（破線で示された）プロセスＰ１．１を含んでよい。経過時間をリセットすることは、たとえば、メンテナンス制御プログラム２１２のモジュール２４２が、データ２５０内の「経過時間」変数の現在値をアーカイブし、かつ／またはそれをゼロで置き換えることを含んでよい。規定された時間期間が経過していない場合、かつ／または発電システム１００の管理者が経過時間のリセットを認可していない場合、プロセスＰ１．１は省略またはスキップされる。

発電システム１００が第１のメンテナンスモードで動作し続ける間、本開示の方法は、発電システム１００および／またはセンサ１６４の様々なリスクパラメータを監視するプロセスＰ２を含んでよい。プロセスＰ２におけるリスクパラメータの監視は、たとえば、センサ１６４を使用して、かつ／またはセンサ１６４の助けを借りずに発電システム１００の他の特性（たとえば、電力出力、動作時間など）の分析を使用して実施されてよい。本明細書で使用される「リスクパラメータ」という用語は、発電システム１００が危険な動作に近づいているかどうかを示す（たとえば、機械的、電気的、および／または化学的なデータを含む）任意の考えられる特性および／または特性のグループを指すことができる。分析される発電システム１００の例示的なリスクパラメータには、限定はしないが、シャフト速度、１つまたは複数の温度、内部振動、流体純度、パージ流体の流れ、流体圧力、電力出力、火炎検出パラメータ、流体流量などが含まれてよい。センサ１６４の例示的なリスクパラメータには、同様に、たとえば、検知ラインと流体連通するガスセンサのセンサ品質が含まれてよい。この場合、センサ品質は、１つのセンサ１６４と他のセンサ１６４との間の相違、センサ１６４の総展開時間および／または予想耐用寿命、発電システム１００が動作するときのセンサ１６４の利用可能性を指すことができる。リスクパラメータは、センサ１６４の直接測定値であってよく、かつ／または現在のデータ、過去の動作データ、発電システム１００のモデル、予測される動作設定、および／もしくは発電システム１００のパラメータなどに基づいてよい。さらなる実装形態では、コントローラ１８０のメンテナンス制御プログラム２１２は、センサ１６４を介して監視されることに基づいて、発電システム１００のこれらおよび他の監視されるリスクパラメータをシミュレートすることができる。さらなるプロセスでは、コントローラ１８０のメンテナンス制御プログラム２１２は、監視されたリスクパラメータを使用して、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させ続けるか、または発電システム１００を第２のメンテナンスモードに移行させるかを評価することができる。

発電システム１００は、システム１００および／またはセンサ１６４についてのリスクパラメータを継続的に監視しながら、第１のメンテナンスモードで動作し続けるので、本開示の方法は、第１のメンテナンスモードで動作を続けるかどうかを判定することを含む。発電システム１００の安全で信頼性の高い動作を維持するために、第１のメンテナンスモード（すなわち、動作障害に対する１つまたは複数の自動応答が無効にされた状態）でのさらなる動作は、様々な技術的および／またはユーザが決定した要件の準拠を条件とする。そのような要件の例は、判断ノードＤ１、Ｄ２、およびＤ３として例示的なフロー図に示されている。

判断Ｄ１において、モジュール２４２は、発電システム１００のオペレータまたは管理者がオーバーライドコマンドを発行したかどうかを判定することができる。オーバーライドコマンドは、第１のメンテナンスモードでの動作を停止し、第２のメンテナンスモードでの動作を開始するようにメンテナンス制御プログラム２１２に指示する、（たとえば、Ｉ／Ｏデバイス２３６を介して提供された）コントローラ１８０への任意の入力であってよい。場合によっては、オーバーライドコマンドは、たとえば、外部制御プログラムおよび／またはコントローラ１８０と通信するデバイスを参照することにより、メンテナンス制御プログラム２１２自体によって自動的に発行されてよい。オーバーライドコマンドが検出された（すなわち、判断Ｄ１において「はい」の）場合、方法は、第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるプロセスＰ３に直ちに進み、かつ／またはさらなる任意選択のプロセス（たとえば、プロセスＰ４において第１のメンテナンスモードを無効にすること）を実施することができる。オーバーライドコマンドが検出されない（すなわち、判断Ｄ１において「いいえ」の）場合、方法は、第１のメンテナンスモードでの動作を維持するかどうかのさらなる分析に進むことができる。

判断Ｄ２において、モジュール２４２は、経過動作時間（たとえば、第１のメンテナンスモードの現在のインスタンスプラス第１のメンテナンスモードを使用した過去のインスタンスについての合計動作時間）が、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるための制限時間を超えたかどうかを判定することができる。本明細書の他の箇所で言及されたように、制限時間は、たとえば、第１のメンテナンスモードでの合計動作の約５００時間であってよい。この場合、（たとえば、プロセスＰ１．１において）発電システム１００が制限時間を初期化することなく、第１のメンテナンスモードを以前に使用したことがある場合、第１のメンテナンスモードを使用した単一のインスタンスでの５００時間未満の経過時間が制限時間を超える可能性がある。第１のメンテナンスモードのための制限時間に達した（すなわち、判断Ｄ２において「はい」の）場合、方法は、プロセスＰ３および／もしくはプロセスＰ４、または本明細書で言及された他の動作に進むことができる。第１のメンテナンスモードのための制限時間に達していない（すなわち、判断Ｄ２において「いいえ」の）場合、方法は、プロセスＰ２における監視されたリスクパラメータの分析に進むことができる。

判断Ｄ３において、メンテナンス制御プログラム２１２のモジュール２４２は、発電システム１００またはセンサの任意のリスクパラメータが対応するリスクしきい値を超えたかどうかを評価することができる。監視されたリスクパラメータごとの関連するしきい値は、本明細書の他の箇所で言及されたように、データ２５０のしきい値フィールド２５８に格納および編成されてよい。対応するリスクしきい値は、発電システム１００が安全限界に違反しているか、またはそうでなければ誤動作していることを示すことはできず、単に、その動作がより厳しい精査を必要とするレベルに近づき始めていることを示すことしかできない。一例によれば、メンテナンス制御プログラム２１２のモジュール２４２は、ターボ機械１０２の１つまたは複数の部分における有害な流体濃度が指定された安全レベル（たとえば、１０００ｐｐｍ）を超えたかどうかを評価することができる。場合によっては、判断Ｄ３は、選択されたリスクパラメータの所定の数および／または割合がそれらの対応するしきい値を超えたかどうかを判定することを含んでよい。リスクパラメータが対応するリスクしきい値を超えた（すなわち、Ｄ３での判断において「はい」の）場合、方法は、第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるためのさらなる動作に進むことができる。リスクパラメータが対応するリスクしきい値を超えない（すなわち、判断Ｄ３において「いいえ」の）場合、コントローラ１８０は、第１のメンテナンスモードでの発電システム１００のその動作を維持する。したがって、１つまたは複数の動作障害に対する自動応答は、判断Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の各々が「いいえ」を出力したときにのみ無効のままである。

判断ノードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のうちのいずれかが「はい」を出力した場合、本開示による方法は、上述された第１のメンテナンスモードの代わりに、第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるプロセスＰ３を含んでよい。プロセスＰ３は、たとえば、コントローラ１８０を使用して、発電システム１００の動作を第１のメンテナンスモードから第２のメンテナンスモードに移行させることを含んでよい。そのような移行は、発電システム１００が動作し続けている間にメンテナンス（たとえば、部品の修理、交換、サービスなど）を可能にするために、発電システム１００の実質的に同じ電力出力、燃焼温度、シャフト回転速度、および／または他の特性を維持することができる。しかしながら、第２のメンテナンスモードでは、コントローラ１８０のメンテナンス制御プログラム２１２は、発電システム１００内の対応する動作障害に対する１つまたは複数の自動応答を有効または再び有効にすることができる。本明細書で言及されたように、そのような応答は、モジュール２４２を介して指定されてよく、かつ／またはデータ２５０のメンテナンスモードフィールド２５６内に記載されてよい。例示的な実施形態によれば、第１のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させることは、１５００ｐｐｍを超える有害な流体を検出したことに応答して、発電システム１００を一時的にシャットダウンする自動応答を無効にすることができる。発電システム１００は、メンテナンス制御プログラム２１２が本開示のさらなるプロセスを実施するとき、本明細書で言及されたように、コントローラ１８０がメンテナンスモードを変更する場合を除き、第２のメンテナンスモードで動作し続けることができる。方法は、発電システム１００が第２のメンテナンスモードでの動作を開始したときに終了（「完了」）することができるか、または他のプロセス（たとえば、以下で説明されるプロセスＰ１もしくは任意選択のプロセスＰ０）に戻って、場合によっては第１のメンテナンスモードでの動作を再開することができる。

場合によっては、発電システム１００のオペレータまたは管理者は、たとえば、制限時間に達したとき、ならびに／または任意の他の状況がメンテナンス中に厳しい精査を必要とする（たとえば、オペレータの選好および／もしくは特定のリスクしきい値を超えている）ときに、第１のメンテナンスモードでのさらなる動作を防止したい場合がある。これらの状況に適応するために、本開示の方法は、任意選択で、プロセスＰ４において第１のメンテナンスモードのさらなる使用を無効にすることを含む。無効にすることは、たとえば、モジュール２４２が、判断Ｄ１において第１のメンテナンスモードを有効にするさらなる要求を自動的にオーバーライドすること、またはそうでなければ、コントローラ１８０を再初期化することなく第１のメンテナンスモードでのさらなる動作を防止すること、もしくはユーザ、オペレータなどからの命令をオーバーライドすることを含んでよい。第１のメンテナンスモードが無効にされた後、方法は、本明細書の他の箇所に記載されたように、第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させるプロセスＰ３に進むことができる。

場合によっては、本開示による方法は、他の動作（たとえば、プロセスＰ１、Ｐ２、判断Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）が実施され得る前に、第１のメンテナンスモードを認可する任意選択のプロセスＰ０を含んでよい。プロセスＰ０は、たとえば、本開示の任意の他のプロセスが実施される前に、または発電システム１００が第２のメンテナンスモードでの動作を開始した後にのみ行われてよい。プロセスＰ０は、たとえば、第１のメンテナンスモードが認可されるまで、メンテナンス制御プログラム２１２が本開示によるいかなるプロセスも実施しないように防止することを含んでよい。認可は、手動（たとえば、発電システム１００のオペレータによるコントローラ１８０への入力）であってもよく、（たとえば、相互接続された制御装置からの信号および／またはメンテナンス制御プログラム２１２による自動認可に基づく）自動であってもよい。

プロセスＰ０に続いて、方法は判断Ｄ０に進むことができ、そこでモジュール２４２は、第１のメンテナンスモードで動作するための１つまたは複数の前提条件が満たされるかどうかを判定する。前提条件は、判断Ｄ３で分析されたリスクしきい値を含むか、またはそれと同じであってよい。追加または代替として、判断Ｄ０において分析される前提条件のうちの１つまたは複数は、判断Ｄ３のリスクしきい値とは異なってよい。有害な流体監視の例では、判断Ｄ０は、ターボ機械１０２の部分内の有害な流体濃度が７５０ｐｐｍ（すなわち、例示的なリスクしきい値の半分）未満であるかどうかを判定することを含んでよい。前提条件は、追加または代替として、他の要件、たとえば、第１の動作モードでの経過時間が、経過時間のリセットが許可される前に、これまで制限時間を超えていないことを含んでよい。前提条件が満たされない（すなわち、判断Ｄ０において「いいえ」の）場合、方法は、第２のメンテナンスモードで発電システム１００を動作させ、かつ／または適用可能な場合そのような動作を再開するプロセスＰ３に直ちに進むことができる。前提条件が満たされる場合、方法は、プロセスＰ１および本明細書で説明される後続の動作に進むことができる。

本明細書に記載された実施形態の技術的効果は、オンラインメンテナンス中の発電システムの動作について複数レベルの精査に適応することを含む。詳細には、本開示の方法は、第１の動作モードを介して、メンテナンス中の精査を削減して発電システム１００を動作させる。第１の動作モードは、そのような障害がシステム問題によって引き起こされる可能性が低いときに、シャットダウンまたは動作障害に対する他の応答を防止する。本開示は、オペレータが第１のメンテナンスモードをオーバーライドした場合、規定された時間の間に精査の削減が許可された場合、またはリスクパラメータが対応するしきい値を超えた場合に、精査を自動的に増加させる。したがって、本開示の実施形態は、様々な状況における精査の必要性の高低に自動的に適応するために、オンラインメンテナンス中の複数の形態の動作を提供する。

本明細書および特許請求の範囲全体を通してここで使用される近似を表す文言は、関連する基本機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用されてよい。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの１つまたは複数の用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための計器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲全体を通して、範囲の限定は組み合わされ、かつ／または置き換えられてよく、文脈および文言が特に指示しない限り、そのような範囲は識別され、その中に包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両端の値に適用され、値を測定する計器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／－１０％を示すことができる。

以下の特許請求の範囲におけるすべてのミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素の、対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせて機能を実行するためのいかなる構造、材料、または動作も含むものである。本開示の記述は例示および説明の目的で提示されているが、網羅的であることも、開示された形態に本開示を限定することも意図されていない。本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの修正形態および変形形態が当業者には明らかであろう。本開示の原理および実際の用途を最良に説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態について本開示を他の当業者が理解することを可能にするために、実施形態が選択され、記載された。

１００ システム、発電システム
１０２ ターボ機械
１２２ 圧縮機
１２４ 入口
１２６ 入口案内翼（ＩＧＶ）
１３８ 燃焼器
１４０ 燃料供給源
１４２ タービン構成要素
１４４ 排気構成要素
１５０ シャフト
１５２ 発電機
１５４ 冷却流体供給源
１６２ バルブ、制御バルブ
１６４ センサ、可動センサ
１７０ 励磁機
１８０ コントローラ
２００ コンピューティングデバイス
２０２ メモリ
２０４ 制御システム
２１２ メンテナンス制御プログラム
２２８ プロセッサユニット（ＰＵ）
２３０ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース、Ｉ／Ｏデバイス
２３４ バス
２３６ Ｉ／Ｏデバイス、Ｉ／Ｏインターフェース
２３８ ストレージシステム
２４２ モジュール
２５０ データ
２５２ リスクパラメータフィールド
２５４ センサリスクフィールド
２５６ メンテナンスモードフィールド
２５８ しきい値フィールド
Ｐ０ プロセス
Ｐ１ プロセス
Ｐ１．１ プロセス
Ｐ２ プロセス
Ｐ３ プロセス
Ｐ４ プロセス
Ｄ０ 判断
Ｄ１ 判断、判断ノード
Ｄ２ 判断、判断ノード
Ｄ３ 判断、判断ノード

Claims (15)

1. オンラインメンテナンス中に発電システム（１００）を制御するための方法であって、前記方法が、
   第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させるステップであって、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させる前記ステップが、前記発電システム（１００）の少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を前記発電システム（１００）のコントローラ（１８０）に無効にさせる、ステップと、
   前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させている間に、前記発電システム（１００）または前記発電システム（１００）内の少なくとも１つのセンサ（１６４）のリスクパラメータを監視するステップと、
   オーバーライドコマンドを検出したこと、前記第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または前記監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させるステップであって、前記第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させるステップが、前記発電システム（１００）の前記少なくとも１つの動作障害に対する前記自動応答を前記発電システム（１００）の前記コントローラ（１８０）に有効にさせる、ステップと
   を含む、方法。
2. 前記監視されたリスクパラメータが、前記発電システム（１００）の検知ライン内の有害な流体濃度、または前記検知ライン内の空気流および前記発電システム（１００）の前記検知ラインと流体連通するガスセンサ（１６４）についてのセンサ（１６４）品質の各々を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記オーバーライドコマンドを検出しないこと、前記第１のメンテナンスモードでの前記経過時間が制限時間を超えないこと、および前記監視されたリスクパラメータが前記安全しきい値を超えないことに応答して、前記第１のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）の動作を維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させている間に、
   前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させる認可を検出したことに応答して、前記発電システム（１００）が前記第１のメンテナンスモードのための前提条件のセットに準拠するかどうかを判定するステップと、
   前記発電システム（１００）が前記前提条件のセットに準拠することに応答して、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させるステップと、
   前記発電システム（１００）が前記前提条件のセットに準拠しないことに応答して、前記第２のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）の動作を維持するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記監視されたリスクパラメータが、各々が対応する安全しきい値を有する複数のリスクパラメータを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記経過時間が、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させた過去のインスタンスの総累積時間を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記オーバーライドコマンドを検出したこと、または前記第１のメンテナンスモードでの前記経過時間が前記制限時間を超えたことに応答して、前記第１のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）のさらなる動作を無効にするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. オンラインメンテナンス中に発電システム（１００）を制御するためのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品であって、前記コンピュータ可読記憶媒体が、
   第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることであって、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることが、前記発電システム（１００）の少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を前記発電システム（１００）のコントローラ（１８０）に無効にさせる、動作させることと、
   前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させている間に、前記発電システム（１００）または前記発電システム（１００）内の少なくとも１つのセンサ（１６４）のリスクパラメータを監視することと、
   オーバーライドコマンドを検出したこと、前記第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または前記監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることであって、前記第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることが、前記発電システム（１００）の前記少なくとも１つの動作障害に対する前記自動応答を前記発電システム（１００）の前記コントローラ（１８０）に有効にさせる、動作させることと
   を含む動作をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムコードを含む、プログラム製品。
9. 前記監視されたリスクパラメータが、前記発電システム（１００）の検知ライン内の有害な流体濃度、または前記検知ライン内の空気流および前記発電システム（１００）の前記検知ラインと流体連通するガスセンサ（１６４）についてのセンサ（１６４）品質の各々を含む、請求項８に記載のプログラム製品。
10. 前記オーバーライドコマンドを検出しないこと、前記第１のメンテナンスモードでの前記経過時間が制限時間を超えないこと、および前記監視されたリスクパラメータが前記安全しきい値を超えないことに応答して、前記第１のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）の動作を維持するためのプログラムコードをさらに含む、請求項８に記載のプログラム製品。
11. 前記第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させている間に、
    前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させる認可を検出したことに応答して、前記発電システム（１００）が前記第１のメンテナンスモードのための前提条件のセットに準拠するかどうかを判定することと、
    前記発電システム（１００）が前記前提条件のセットに準拠することに応答して、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることと、
    前記発電システム（１００）が前記前提条件のセットに準拠しないことに応答して、前記第２のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）の動作を維持することと
    をさらに含む動作のためのプログラムコードをさらに含む、請求項８に記載のプログラム製品。
12. 前記監視されたリスクパラメータが、各々が対応する安全しきい値を有する複数のリスクパラメータを含む、請求項８に記載のプログラム製品。
13. 前記経過時間が、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させた過去のインスタンスの総累積時間を含む、請求項８に記載のプログラム製品。
14. 前記オーバーライドコマンドを検出したこと、または前記第１のメンテナンスモードでの前記経過時間が前記制限時間を超えたことに応答して、前記第１のメンテナンスモードでの前記発電システム（１００）のさらなる動作を無効にするためのプログラムコードをさらに含む、請求項８に記載のプログラム製品。
15. オンラインメンテナンス設定で動作するように構成された発電システム（１００）と、
    前記発電システム（１００）と通信するシステム（１００）コントローラ（１８０）と
    を備えるシステム（１００）であって、前記システム（１００）コントローラ（１８０）が、前記オンラインメンテナンス設定での前記発電システム（１００）の動作中に動作を実行するように構成され、前記動作が、
    第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることであって、前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることが、前記発電システム（１００）の少なくとも１つの動作障害に対する自動応答を前記発電システム（１００）のコントローラ（１８０）に無効にさせる、動作させることと、
    前記第１のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させている間に、前記発電システム（１００）または前記発電システム（１００）内の少なくとも１つのセンサ（１６４）のリスクパラメータを監視することと、
    オーバーライドコマンドを検出したこと、前記第１のメンテナンスモードでの経過時間が制限時間を超えたこと、または前記監視されたリスクパラメータが安全しきい値を超えたことに応答して、第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることであって、前記第２のメンテナンスモードで前記発電システム（１００）を動作させることが、前記発電システム（１００）の前記少なくとも１つの動作障害に対する前記自動応答を前記発電システム（１００）の前記コントローラ（１８０）に有効にさせる、動作させることと
    を含む、システム（１００）。

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