JP2612740B2 - 発電プラントの自動制御装置 - Google Patents
発電プラントの自動制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電プラントの自動制御装置に係り、特にプ
ラントの最大定格出力まで自動周波数制御を適用可能と
する発電プラントの自動制御装置に関する。
ラントの最大定格出力まで自動周波数制御を適用可能と
する発電プラントの自動制御装置に関する。
〔従来の技術〕 発電プラントにおける自動周波数制御（Automatic Fr
equency Control、以下AFC制御という）の目的は、新版
「火力発電」（益山正人著、東京電機大学出版局）のP1
62、（１）自動周波数制御装置の項に記載されているよ
うに、時々刻々変動する負荷（消費電力）と発電量の差
に起因する系統周波数変動を中央給電指令所（以下中給
と記す）において検出し、系統周波数変動をなくすのに
必要な発電量の増減量を算出し、これを各発電所ごとに
配分した自動周波数調整負荷指令信号として各発電所に
伝送し、各発電所側の制御装置により発電量を基準負荷
に対して増減して、周波数変動を所定の限度内に維持す
るにある。
equency Control、以下AFC制御という）の目的は、新版
「火力発電」（益山正人著、東京電機大学出版局）のP1
62、（１）自動周波数制御装置の項に記載されているよ
うに、時々刻々変動する負荷（消費電力）と発電量の差
に起因する系統周波数変動を中央給電指令所（以下中給
と記す）において検出し、系統周波数変動をなくすのに
必要な発電量の増減量を算出し、これを各発電所ごとに
配分した自動周波数調整負荷指令信号として各発電所に
伝送し、各発電所側の制御装置により発電量を基準負荷
に対して増減して、周波数変動を所定の限度内に維持す
るにある。
しかし、第５図に示したように、従来、AFC制御を行
う場合、基準負荷の上限値をプラントの最大定格出力値
から10％引き下げた値とし、下限値を最大定格出力値の
50％の値としていた。これはこの出力の範囲がプラント
としての制御性が安定した発電量域であること、基準負
荷に対する増減量を指示する信号である自動周波数調整
負荷指令信号（以下AFC信号という）によりプラントの
最大定格出力値を越える発電量とならないこと、の二つ
の要因に基いている。
う場合、基準負荷の上限値をプラントの最大定格出力値
から10％引き下げた値とし、下限値を最大定格出力値の
50％の値としていた。これはこの出力の範囲がプラント
としての制御性が安定した発電量域であること、基準負
荷に対する増減量を指示する信号である自動周波数調整
負荷指令信号（以下AFC信号という）によりプラントの
最大定格出力値を越える発電量とならないこと、の二つ
の要因に基いている。
第６図に従来のAFC制御を行う運転（以下AFC運転とい
う）時における発電量特性を、プラント最大定格出力値
が1000MWの場合を例にとって示す。この発電量特性は次
の関係式で表わされる。
う）時における発電量特性を、プラント最大定格出力値
が1000MWの場合を例にとって示す。この発電量特性は次
の関係式で表わされる。
［MW］＝［DPC］＋［AFC］ …（１） ただし、 （500−α）MW≦［MW］MW≦（900＋α）MW＜1000MW …
（２） 500MW≦［DPC］≦900MW …（３） −αMW≦［AFC］≦αMW …（４） ここで、 ［MW］…発電量MW ［DPC］…基準負荷MW ［AFC］…AFC信号による負荷変動量MW α…AFC信号幅MW（０≦α≦50） である。
（２） 500MW≦［DPC］≦900MW …（３） −αMW≦［AFC］≦αMW …（４） ここで、 ［MW］…発電量MW ［DPC］…基準負荷MW ［AFC］…AFC信号による負荷変動量MW α…AFC信号幅MW（０≦α≦50） である。
AFC運転とは、第６図を参照して説明すると、基準負
荷A0,B0またはC0でプラント運転中に、中給から伝送さ
れるAFC信号により、迅速にプラント発電量を調整し、
発電量A,B,またはＣで運転するプラント運転方法であ
る。
荷A0,B0またはC0でプラント運転中に、中給から伝送さ
れるAFC信号により、迅速にプラント発電量を調整し、
発電量A,B,またはＣで運転するプラント運転方法であ
る。
上記従来技術においては、電力消費量と発電量とのア
ンバランスに起因する系統周波数変動対策として、中給
から各発電所へ、負荷増のAFC信号や、基準負荷信号（D
PC信号）上げ指令が出されるときに、各発電所の潜在能
力、すなわち、最大定格出力値まで、出力を増加するこ
とが可能という点について配慮されておらず、系統周波
数変動対策として各発電所の能力が100％まで活用され
ていなかった。
ンバランスに起因する系統周波数変動対策として、中給
から各発電所へ、負荷増のAFC信号や、基準負荷信号（D
PC信号）上げ指令が出されるときに、各発電所の潜在能
力、すなわち、最大定格出力値まで、出力を増加するこ
とが可能という点について配慮されておらず、系統周波
数変動対策として各発電所の能力が100％まで活用され
ていなかった。
本発明の課題は、AFC運転範囲をプラントの最大定格
出力値まで拡大するにある。
出力値まで拡大するにある。
上記の課題は、基準負荷を指示する信号と、前記基準
負荷に対する増減量を指示する自動周波数調整負荷指令
信号とに従って発電量を制御する発電プラントの自動制
御装置において、前記基準負荷を指示する信号と、プラ
ントの最大定格出力値を示すプラント最大定格出力信号
とに基づいて、前記自動周波数調整負荷指令信号の上限
値を自動修正する手段を備えることにより達成される。
負荷に対する増減量を指示する自動周波数調整負荷指令
信号とに従って発電量を制御する発電プラントの自動制
御装置において、前記基準負荷を指示する信号と、プラ
ントの最大定格出力値を示すプラント最大定格出力信号
とに基づいて、前記自動周波数調整負荷指令信号の上限
値を自動修正する手段を備えることにより達成される。
基準負荷を指示する信号（以下DPC信号という）の値
に基いてAFC信号の上限値が自動修正されるから、DPC信
号およびAFC信号に従って制御される発電量の値を、プ
ラントの最大定格出力値以下に制御することが可能とな
る。
に基いてAFC信号の上限値が自動修正されるから、DPC信
号およびAFC信号に従って制御される発電量の値を、プ
ラントの最大定格出力値以下に制御することが可能とな
る。
また、DPC信号の値に基いて、AFC信号の上限値および
下限値が自動修正することにより、プラント発電量の値
を、プラント最大定格出力値以下に、かつ、プラントの
最小定格出力値以上に制御することが可能となる。
下限値が自動修正することにより、プラント発電量の値
を、プラント最大定格出力値以下に、かつ、プラントの
最小定格出力値以上に制御することが可能となる。
以下、本発明を火力発電プラントに適用した実施例を
第１図〜第３図および第７図〜第10図を参照して説明す
る。第３図は火力発電所３の概要を示し、火力発電所３
は、中給２からのDPC信号およびAFC信号を受信して表示
するとともに運転員に報知する中操操作盤301と、中操
操作盤に接続される各操作端を制御するプラント自動制
御装置１とを備え、ボイラ303、ボイラ303からタービン
加減弁317を介して蒸気の供給を受ける高圧タービン30
4、高圧タービン304と同軸に設けられ、高圧タービンを
出たのち、再熱器316で再熱された蒸気で駆動される中
圧タービン305、高圧タービン304および中圧タービン30
5と同軸に設けられた発電機306を主要な要素として構成
されている。
第１図〜第３図および第７図〜第10図を参照して説明す
る。第３図は火力発電所３の概要を示し、火力発電所３
は、中給２からのDPC信号およびAFC信号を受信して表示
するとともに運転員に報知する中操操作盤301と、中操
操作盤に接続される各操作端を制御するプラント自動制
御装置１とを備え、ボイラ303、ボイラ303からタービン
加減弁317を介して蒸気の供給を受ける高圧タービン30
4、高圧タービン304と同軸に設けられ、高圧タービンを
出たのち、再熱器316で再熱された蒸気で駆動される中
圧タービン305、高圧タービン304および中圧タービン30
5と同軸に設けられた発電機306を主要な要素として構成
されている。
プラント自動制御装置１は、中給２からの発電量要求
指令（DPC信号およびAFC信号）に基いてタービン加減弁
317の開度を調整し、同時にタービン入口蒸気を定格の
蒸気圧力、温度に保つべく給水流調弁10により給水量
を、燃料流調弁11により燃料量８を、押込通風機（FD
F）入口ダンパ12により空気量９を制御する。
指令（DPC信号およびAFC信号）に基いてタービン加減弁
317の開度を調整し、同時にタービン入口蒸気を定格の
蒸気圧力、温度に保つべく給水流調弁10により給水量
を、燃料流調弁11により燃料量８を、押込通風機（FD
F）入口ダンパ12により空気量９を制御する。
次に燃焼ガスの流れについて説明する。ボイラ303で
燃焼生成された高温の燃焼ガスは、まず火炉壁水管（W
W）313、過熱器（SH）318、再熱器（RH）316、節炭器
（ECO）312を通り、次いで一部は再循環ガスとしてガス
再循環ファン（GRF）310とガス再循環ファン入口ダンパ
（GRF入口ダンパ）309により、ガス再循環量を調整され
つつ火炉内へ注入されてWW313,SH318,RH316,ECO312での
伝熱量調整に使用され、残りの燃焼ガスは煙突を経て大
気中へ排出される。
燃焼生成された高温の燃焼ガスは、まず火炉壁水管（W
W）313、過熱器（SH）318、再熱器（RH）316、節炭器
（ECO）312を通り、次いで一部は再循環ガスとしてガス
再循環ファン（GRF）310とガス再循環ファン入口ダンパ
（GRF入口ダンパ）309により、ガス再循環量を調整され
つつ火炉内へ注入されてWW313,SH318,RH316,ECO312での
伝熱量調整に使用され、残りの燃焼ガスは煙突を経て大
気中へ排出される。
また水蒸気系について説明すると、中圧タービン305
を出た排気は、復水器307において冷却されて復水とな
り、この復水が給水ポンプ（BFP）308によって加圧さ
れ、給水流調弁10で給水量が調整された後、ECO312にて
加熱（給水加熱）され、WW313にて加熱蒸発されて飽和
蒸気となる。この飽和蒸気をSH318にてさらに過熱する
と同時に、給水の一部をスプレ弁315を通して過熱器減
温器314に注入することにより、タービン入口蒸気温度
の調整を行う。温度が調整された蒸気は、タービン加減
弁317を経て高圧タービン304へ送られる。高圧タービン
304で仕事を終えた蒸気は、RH316にて、GRF入口ダンパ3
09により調整されたガス再循環量に見合ったガス対流熱
を吸収し、定格温度まで再熱されたあと、中圧タービン
305へ送られる。中圧タービン305で仕事を終えた蒸気
は、復水器307へ送られ、復水されてボイラ給水とな
る。
を出た排気は、復水器307において冷却されて復水とな
り、この復水が給水ポンプ（BFP）308によって加圧さ
れ、給水流調弁10で給水量が調整された後、ECO312にて
加熱（給水加熱）され、WW313にて加熱蒸発されて飽和
蒸気となる。この飽和蒸気をSH318にてさらに過熱する
と同時に、給水の一部をスプレ弁315を通して過熱器減
温器314に注入することにより、タービン入口蒸気温度
の調整を行う。温度が調整された蒸気は、タービン加減
弁317を経て高圧タービン304へ送られる。高圧タービン
304で仕事を終えた蒸気は、RH316にて、GRF入口ダンパ3
09により調整されたガス再循環量に見合ったガス対流熱
を吸収し、定格温度まで再熱されたあと、中圧タービン
305へ送られる。中圧タービン305で仕事を終えた蒸気
は、復水器307へ送られ、復水されてボイラ給水とな
る。
次に本発明によるAFC運転範囲の設定を第７図を参照
して説明する。本発明では、プラントの能力を最大限に
活用するため、プラントの最大定格出力値においてもAF
C運転を行うが、プラントの発電量は最大定格出力値を
越えることはできない。そこで、本発明により拡大され
たAFC運転範囲においては、AFC信号による発電量増減の
許容値（以下AFC許容値という）の上限値を、第７図の
破線で示されているように、プラント最大定格出力値を
基準負荷とするとき、「0MW」とする。なお、プラント
最大定格出力値を基準負荷とするときのAFC許容値の下
限値については、プラント発電量を基準負荷であるプラ
ント最大定格値から引き下げる方向に働くので、制限す
る必要はない。
して説明する。本発明では、プラントの能力を最大限に
活用するため、プラントの最大定格出力値においてもAF
C運転を行うが、プラントの発電量は最大定格出力値を
越えることはできない。そこで、本発明により拡大され
たAFC運転範囲においては、AFC信号による発電量増減の
許容値（以下AFC許容値という）の上限値を、第７図の
破線で示されているように、プラント最大定格出力値を
基準負荷とするとき、「0MW」とする。なお、プラント
最大定格出力値を基準負荷とするときのAFC許容値の下
限値については、プラント発電量を基準負荷であるプラ
ント最大定格値から引き下げる方向に働くので、制限す
る必要はない。
第７図において、実線S1およびS2は横軸の基準負荷に
対応して設定されるAFC許容値（上限値）を示し、発電
量増側のAFC許容値は基準負荷が900MWの点における100M
Wから、破線S3に沿って下降して、最大定格出力である1
000MWを基準負荷とする点で「0MW」となるように、DPC
信号の値に基いて自動修正される。発電量減側のAFC許
容値（負符号側）は、先に述べたように制御する必要が
ないので、最大定格出力を基準負荷とする点でも実線S2
を延長した点となるように自動修正される。900MWを基
準負荷として運転中の発電量増側のAFC許容値（上限
値）は100MWであり、 900MW＋100MW＝1000MW …（１） であるから、最大限のAFC信号が出されても、発電量が
プラント最大定格出力値を越えることはない。
対応して設定されるAFC許容値（上限値）を示し、発電
量増側のAFC許容値は基準負荷が900MWの点における100M
Wから、破線S3に沿って下降して、最大定格出力である1
000MWを基準負荷とする点で「0MW」となるように、DPC
信号の値に基いて自動修正される。発電量減側のAFC許
容値（負符号側）は、先に述べたように制御する必要が
ないので、最大定格出力を基準負荷とする点でも実線S2
を延長した点となるように自動修正される。900MWを基
準負荷として運転中の発電量増側のAFC許容値（上限
値）は100MWであり、 900MW＋100MW＝1000MW …（１） であるから、最大限のAFC信号が出されても、発電量が
プラント最大定格出力値を越えることはない。
本発明を適用した場合のAFC運転時の発電量特性を、
第８図に示す。実線D0,E0,F0,G0はそれぞれ基準負荷を
示し、波形線D,E,F,GはAFC信号により変動する発電量を
示している。基準負荷G0が最大定格出力であるときの波
形線Ｇは、下側の線だけになっており、発電量増側のAF
C信号が削除されている。本図から明らかなように、基
準負荷がプラント最大定格出力値であっても、AFC運転
が可能となっている。
第８図に示す。実線D0,E0,F0,G0はそれぞれ基準負荷を
示し、波形線D,E,F,GはAFC信号により変動する発電量を
示している。基準負荷G0が最大定格出力であるときの波
形線Ｇは、下側の線だけになっており、発電量増側のAF
C信号が削除されている。本図から明らかなように、基
準負荷がプラント最大定格出力値であっても、AFC運転
が可能となっている。
第９図は、第７図に示す特性に加えて、プラントの全操
作端が自動制御され、負荷上げ指令があれば、この信号
に追従して発電量を自動にて上昇できる最小定格負荷
（以下最低運転負荷という）でもAFC運転を可能とするA
FC許容値の自動修正特性を示す。本図に示すAFC許容値
は、基準負荷がプラントの前記最低運転負荷のとき、発
電量減側のAFC許容値の下限値を「0MW」に自動修正する
実線S4の特性を備えている。なお、プラントの最低運転
負荷近傍における発電量増側のAFC許容値の上限値につ
いては、プラントの発電量を最低運転負荷から引きあげ
る方向に働くので、制限する必要はない。第９図に示さ
れるAFC許容値特性を適用した場合の発電量特性を第10
図に示す。基準負荷が最低運転負荷のとき、発電量減側
のAFC信号値は削除されていて、発電量範囲は、最低運
転出力（最小定格出力）から最大定格出力まで、一杯に
広げられ、この全範囲でAFC運転可能となっている。
作端が自動制御され、負荷上げ指令があれば、この信号
に追従して発電量を自動にて上昇できる最小定格負荷
（以下最低運転負荷という）でもAFC運転を可能とするA
FC許容値の自動修正特性を示す。本図に示すAFC許容値
は、基準負荷がプラントの前記最低運転負荷のとき、発
電量減側のAFC許容値の下限値を「0MW」に自動修正する
実線S4の特性を備えている。なお、プラントの最低運転
負荷近傍における発電量増側のAFC許容値の上限値につ
いては、プラントの発電量を最低運転負荷から引きあげ
る方向に働くので、制限する必要はない。第９図に示さ
れるAFC許容値特性を適用した場合の発電量特性を第10
図に示す。基準負荷が最低運転負荷のとき、発電量減側
のAFC信号値は削除されていて、発電量範囲は、最低運
転出力（最小定格出力）から最大定格出力まで、一杯に
広げられ、この全範囲でAFC運転可能となっている。
次に本発明の第１の実施例であるプラント自動制御装
置を、第１図を参照して説明する。
置を、第１図を参照して説明する。
プラント自動制御装置１は、DPC信号入力回路100に接
続された加算器106と、加算器106に接続されるとともに
タービン加減弁317に接続されたタービンマスタ回路107
と、前記加算器106に接続されるとともに関数発生器10
9,112,115に接続されたボイラマスタ回路108と、前記関
数発生器109に接続された比較演算器110と、比較演算器
110に接続されるとともに、給水流調弁10に接続された
比例積分器111と、前記関数発生器112に接続された比較
演算器113と、比較演算器113に接続されるとともに燃料
流調弁11に接続された比例積分器114と、前記関数発生
器115に接続された比較演算器116と、比較演算器116に
接続されるとともに、FDF入口ダンパ12に接続された比
例積分器117と、前記入力回路100にそれぞれ接続された
関数発生器101および102と、AFC信号入力回路200、関数
発生器101および102に入力側を接続された低値選択器10
3と、前記関数発生器101に接続された信号反転器104
と、信号反転器104と低値選択器103に入力側を接続され
加算器106に出力側を接続された高値選択器105とを備え
ている。
続された加算器106と、加算器106に接続されるとともに
タービン加減弁317に接続されたタービンマスタ回路107
と、前記加算器106に接続されるとともに関数発生器10
9,112,115に接続されたボイラマスタ回路108と、前記関
数発生器109に接続された比較演算器110と、比較演算器
110に接続されるとともに、給水流調弁10に接続された
比例積分器111と、前記関数発生器112に接続された比較
演算器113と、比較演算器113に接続されるとともに燃料
流調弁11に接続された比例積分器114と、前記関数発生
器115に接続された比較演算器116と、比較演算器116に
接続されるとともに、FDF入口ダンパ12に接続された比
例積分器117と、前記入力回路100にそれぞれ接続された
関数発生器101および102と、AFC信号入力回路200、関数
発生器101および102に入力側を接続された低値選択器10
3と、前記関数発生器101に接続された信号反転器104
と、信号反転器104と低値選択器103に入力側を接続され
加算器106に出力側を接続された高値選択器105とを備え
ている。
また、タービンマスタ回路107には発電機出力側で検
出される発電機出力信号６、ボイラマスタ回路108には
タービン加減弁317と高圧タービン304入口の間で検出さ
れる主蒸気圧力信号13、比較演算器110には給水流調弁1
0の出口側で検出される給水量信号７、比較演算器113に
は燃料流調弁11の出口側で検出される燃料量信号８、比
較演算器116にはFDF311の出口側で検出される空気量信
号９、がそれぞれ入力される。
出される発電機出力信号６、ボイラマスタ回路108には
タービン加減弁317と高圧タービン304入口の間で検出さ
れる主蒸気圧力信号13、比較演算器110には給水流調弁1
0の出口側で検出される給水量信号７、比較演算器113に
は燃料流調弁11の出口側で検出される燃料量信号８、比
較演算器116にはFDF311の出口側で検出される空気量信
号９、がそれぞれ入力される。
中給２からDPC信号４およびAFC信号５が発電所にむけ
て発信されると、これらの信号は、発電所のプラント自
動制御装置１のDPC信号入力回路100およびAFC信号入力
回路200にそれぞれ入力され、DPC信号４をベース信号と
して、関数発生器101にてAFC上限許容値信号（第７図の
S1）が生成されて低値選択器103および信号反転器104に
入力される。同時にDPC信号４をベース信号として、関
数発生器102にて、DPC信号４がプラント最大定格値にな
ってもAFC運転が可能なようにAFC信号の上限を自動修正
する信号（第７図のS3）が生成されて低値選択器103に
入力される。
て発信されると、これらの信号は、発電所のプラント自
動制御装置１のDPC信号入力回路100およびAFC信号入力
回路200にそれぞれ入力され、DPC信号４をベース信号と
して、関数発生器101にてAFC上限許容値信号（第７図の
S1）が生成されて低値選択器103および信号反転器104に
入力される。同時にDPC信号４をベース信号として、関
数発生器102にて、DPC信号４がプラント最大定格値にな
ってもAFC運転が可能なようにAFC信号の上限を自動修正
する信号（第７図のS3）が生成されて低値選択器103に
入力される。
次に低値選択器103は、AFC信号入力回路200からAFC信
号５を入力されるとともに関数発生器101,102からの入
力を受け、これらの３個の信号を比較演算して、一番低
い値を高値選択器105に出力する。この関数発生器101,1
02,および低値選択器103からなる回路が、基準負荷を示
すDPC信号の関数である許容値信号を出力する回路と、D
PC信号に基いてAFC信号の上限値を自動修正する回路と
をなしている。
号５を入力されるとともに関数発生器101,102からの入
力を受け、これらの３個の信号を比較演算して、一番低
い値を高値選択器105に出力する。この関数発生器101,1
02,および低値選択器103からなる回路が、基準負荷を示
すDPC信号の関数である許容値信号を出力する回路と、D
PC信号に基いてAFC信号の上限値を自動修正する回路と
をなしている。
関数発生器101で生成されたAFC上限許容値信号を入力
された信号反転器104は、該信号の極性を変えて、AFC下
限許容値信号（第７図のS2）を生成し、高値選択器105
へ出力する。低値選択器103の出力信号と信号反転器104
から出力されるAFC下限許容値信号とを入力された高値
選択器105は、両者を比較演算して高い方の信号を加算
器106へ出力する。
された信号反転器104は、該信号の極性を変えて、AFC下
限許容値信号（第７図のS2）を生成し、高値選択器105
へ出力する。低値選択器103の出力信号と信号反転器104
から出力されるAFC下限許容値信号とを入力された高値
選択器105は、両者を比較演算して高い方の信号を加算
器106へ出力する。
上述の演算処理により、中給２から入力されたAFC信
号５の値は、加算器106へ入力されるときは、第７図の
実線S1,S2および破線S3に囲まれた範囲の値に制限され
ている。
号５の値は、加算器106へ入力されるときは、第７図の
実線S1,S2および破線S3に囲まれた範囲の値に制限され
ている。
加算器106は、DPC信号入力回路100に接続されてい
て、高値選択器105から入力される上下の値を制限され
たAFC信号とともにプラントの発電量指令つまり基準負
荷信号であるDPC信号４を入力され、両者を加算して発
電量要求値信号として、タービンマスタ回路107および
ボイラマスタ回路108に出力する。すなわち、関数発生
器101,102および低値選択器103が基準負荷に対する増減
量を指示する信号（AFC信号）を制限するとともに、そ
の上限値を自動修正する回路であり、加算器106が、基
準負荷を指示する信号と前記回路で制限された信号とか
ら発電量要求値信号を生成する回路である。
て、高値選択器105から入力される上下の値を制限され
たAFC信号とともにプラントの発電量指令つまり基準負
荷信号であるDPC信号４を入力され、両者を加算して発
電量要求値信号として、タービンマスタ回路107および
ボイラマスタ回路108に出力する。すなわち、関数発生
器101,102および低値選択器103が基準負荷に対する増減
量を指示する信号（AFC信号）を制限するとともに、そ
の上限値を自動修正する回路であり、加算器106が、基
準負荷を指示する信号と前記回路で制限された信号とか
ら発電量要求値信号を生成する回路である。
発電量要求値信号と発電機出力信号６とを入力された
タービンマスタ回路107は、これらの信号に基いてター
ビン加減弁317を制御し、タービンへ供給される蒸気量
を調整することにより、発電量を制御する。ボイラマス
タ回路108は、発電量要求値信号と主蒸気圧力信号13と
を入力され、主蒸気圧力信号の変動分を補正したボイラ
入力信号（BID信号）を生成して、関数発生器109,112お
よび115に出力する。関数発生器109は、入力されたBID
信号をベース信号として給水量設定値信号を生成して比
較演算器110に出力し、比較演算器110は、入力される給
水量設定値信号と給水量信号７とを比較して両者の差を
演算し、偏差信号を生成して比例積分器111に出力す
る。比例積分器111はこの偏差信号に基いて給水流調弁1
0の操作信号を生成・出力する。関数発生器112は、BID
信号をベース信号として燃料量設定値信号を生成して比
較演算器113に出力し、比較演算器113は、入力される燃
料量設定値信号と燃料量信号８とを比較して両者の差を
演算し、偏差信号を生成して比例積分器114に出力す
る。比例積分器114はこの偏差信号に基いて燃料流調弁1
1の操作信号を生成・出力する。同様に、関数発生器115
はBID信号をベース信号として空気量設定値信号を生成
して比較演算器116に出力し、比較演算器116は入力され
る空気量設定値信号と空気量信号９とを比較して両者の
差を演算し、偏差信号を生成して比例積分器117に出力
する。比例積分器117はこの偏差信号に基いてFDF入口ダ
ンパ12の操作信号を生成・出力する。
タービンマスタ回路107は、これらの信号に基いてター
ビン加減弁317を制御し、タービンへ供給される蒸気量
を調整することにより、発電量を制御する。ボイラマス
タ回路108は、発電量要求値信号と主蒸気圧力信号13と
を入力され、主蒸気圧力信号の変動分を補正したボイラ
入力信号（BID信号）を生成して、関数発生器109,112お
よび115に出力する。関数発生器109は、入力されたBID
信号をベース信号として給水量設定値信号を生成して比
較演算器110に出力し、比較演算器110は、入力される給
水量設定値信号と給水量信号７とを比較して両者の差を
演算し、偏差信号を生成して比例積分器111に出力す
る。比例積分器111はこの偏差信号に基いて給水流調弁1
0の操作信号を生成・出力する。関数発生器112は、BID
信号をベース信号として燃料量設定値信号を生成して比
較演算器113に出力し、比較演算器113は、入力される燃
料量設定値信号と燃料量信号８とを比較して両者の差を
演算し、偏差信号を生成して比例積分器114に出力す
る。比例積分器114はこの偏差信号に基いて燃料流調弁1
1の操作信号を生成・出力する。同様に、関数発生器115
はBID信号をベース信号として空気量設定値信号を生成
して比較演算器116に出力し、比較演算器116は入力され
る空気量設定値信号と空気量信号９とを比較して両者の
差を演算し、偏差信号を生成して比例積分器117に出力
する。比例積分器117はこの偏差信号に基いてFDF入口ダ
ンパ12の操作信号を生成・出力する。
上述の手順により、AFC信号４およびDPC信号５が変動
しても発電量要求値信号は、プラント最大定格値を上ま
わることがなく、プラント発電量は、発電量要求値信号
に基いて制御されるタービン加減弁、給水流調弁、燃料
流調弁、およびFDF入口ダンパの動作により、発電量要
求値に追従するので、基準負荷をプラント最大定格負荷
まで広げたAFC運転が可能となった。
しても発電量要求値信号は、プラント最大定格値を上ま
わることがなく、プラント発電量は、発電量要求値信号
に基いて制御されるタービン加減弁、給水流調弁、燃料
流調弁、およびFDF入口ダンパの動作により、発電量要
求値に追従するので、基準負荷をプラント最大定格負荷
まで広げたAFC運転が可能となった。
第２図は、プラント最低運転負荷近傍を基準負荷とし
てAFC運転を行う場合である第２の実施例を示す。本実
施例については、前記第１の実施例と同一の部分は同一
の符号を付し、説明は省略する。
てAFC運転を行う場合である第２の実施例を示す。本実
施例については、前記第１の実施例と同一の部分は同一
の符号を付し、説明は省略する。
第２の実施例においては、DPC信号入力回路100に新た
に関数発生器118が接続され、関数発生器118は高値選択
器105に接続されている。関数発生器118はDPC信号４を
ベース信号として、DPC信号４がプラントの最低運転負
荷値になってもAFC運転が可能なようにAFC信号の下限値
を自動修正する信号（第９図のS4）を生成し、高値選択
器105に出力する。他の部分は第１の実施例と同様であ
るから、低値選択器103から出力されるAFC信号は、第９
図の実線S1およびS3より低い値に制限され、高値選択器
105から出力されるAFC信号は第９図の実線S1およびS3よ
り低い値で、かつ、実線S4およびS2より高い値に制限さ
れる。つまり、第２の実施例においては、基準負荷を最
低運転負荷に近い値として運転中に、発電量を減らす方
向つまり負のAFC信号が入力されても、DPC信号にこの負
のAFC信号を加算して得られる発電量要求値信号が、最
低運転負荷より低くなるような場合は、DPC信号に負のA
FC信号を加算して得られる発電量要求値信号が、最低運
転負荷を下まわらないように、AFC信号の値が制限され
るから、AFC運転を行うことのできる基準負荷が、最大
定格出力から最低運転負荷まで広げられた。
に関数発生器118が接続され、関数発生器118は高値選択
器105に接続されている。関数発生器118はDPC信号４を
ベース信号として、DPC信号４がプラントの最低運転負
荷値になってもAFC運転が可能なようにAFC信号の下限値
を自動修正する信号（第９図のS4）を生成し、高値選択
器105に出力する。他の部分は第１の実施例と同様であ
るから、低値選択器103から出力されるAFC信号は、第９
図の実線S1およびS3より低い値に制限され、高値選択器
105から出力されるAFC信号は第９図の実線S1およびS3よ
り低い値で、かつ、実線S4およびS2より高い値に制限さ
れる。つまり、第２の実施例においては、基準負荷を最
低運転負荷に近い値として運転中に、発電量を減らす方
向つまり負のAFC信号が入力されても、DPC信号にこの負
のAFC信号を加算して得られる発電量要求値信号が、最
低運転負荷より低くなるような場合は、DPC信号に負のA
FC信号を加算して得られる発電量要求値信号が、最低運
転負荷を下まわらないように、AFC信号の値が制限され
るから、AFC運転を行うことのできる基準負荷が、最大
定格出力から最低運転負荷まで広げられた。
第２の実施例においては、関数発生器101と102、なら
びに関数発生器118と信号反転器104がそれぞれ別々に設
けられているが、関数発生器101と102の機能を１個の関
数発生器により行わせ、関数発生器118,101および信号
反転器104の機能を他の１個の関数発生器により行わせ
ることも可能である。
びに関数発生器118と信号反転器104がそれぞれ別々に設
けられているが、関数発生器101と102の機能を１個の関
数発生器により行わせ、関数発生器118,101および信号
反転器104の機能を他の１個の関数発生器により行わせ
ることも可能である。
第４図に本発明を適用したプラント自動制御の機能フ
ローを示す。まず演算ブロック401でプラントがAFC運転
中かどうかが判定される。もしAFC運転中であれば演算
ブロック402へ進む。
ローを示す。まず演算ブロック401でプラントがAFC運転
中かどうかが判定される。もしAFC運転中であれば演算
ブロック402へ進む。
演算ブロック402では、中給から発電所へ送られて来
た発電量指令であるDPC信号すなわち基準負荷が制限内
かどうかを判定する。もし制限内であれば演算ブロック
403へ進み、制限外であれば演算ブロック404へ進む。
た発電量指令であるDPC信号すなわち基準負荷が制限内
かどうかを判定する。もし制限内であれば演算ブロック
403へ進み、制限外であれば演算ブロック404へ進む。
演算ブロック403では、AFC許容値を±αMWとして、基
準負荷±αMWの発電量制御を行う（第９図における実線
S1,S2の範囲）。
準負荷±αMWの発電量制御を行う（第９図における実線
S1,S2の範囲）。
演算ブロック404では、基準負荷にAFC許容値を加算し
た発電量要求信号がプラントの最大定格負荷を越えない
発電量制御を行う（第９図における実線S3,S4の範
囲）。
た発電量要求信号がプラントの最大定格負荷を越えない
発電量制御を行う（第９図における実線S3,S4の範
囲）。
本発明によれば、発電プラントの自動制御において、
基準負荷を指示する信号の値に基いて、AFC信号の上限
値が自動修正されるので、AFC信号に基く、プラント発
電量の値をプラント最大定格出力値以下に制限すること
が可能となり、AFC運転を行う場合の基準負荷の範囲を
最大定格出力値にまで広げて、電力消費急増による系統
周波数変動対策のために、発電所の潜在発電能力を最大
限に活用する効果がある。
基準負荷を指示する信号の値に基いて、AFC信号の上限
値が自動修正されるので、AFC信号に基く、プラント発
電量の値をプラント最大定格出力値以下に制限すること
が可能となり、AFC運転を行う場合の基準負荷の範囲を
最大定格出力値にまで広げて、電力消費急増による系統
周波数変動対策のために、発電所の潜在発電能力を最大
限に活用する効果がある。
また、基準負荷（DPC信号）に対する増減量を指示す
る信号（AFC信号）の上限値および下限値が自動修正さ
れるので、DPC信号が最小定格負荷から最大定格負荷に
亘る負荷を指示する範囲で、AFC制御を行ってプラント
の発電量を最小定格負荷以上、かつ最大定格負荷以下に
制御することが可能となり、AFC運転における基準負荷
の範囲を広げて、系統周波数変動対策を容易にする効果
がある。
る信号（AFC信号）の上限値および下限値が自動修正さ
れるので、DPC信号が最小定格負荷から最大定格負荷に
亘る負荷を指示する範囲で、AFC制御を行ってプラント
の発電量を最小定格負荷以上、かつ最大定格負荷以下に
制御することが可能となり、AFC運転における基準負荷
の範囲を広げて、系統周波数変動対策を容易にする効果
がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図であり、第
２図は本発明の第２の実施例を示す系統図であり、第３
図は火力発電所の概要構成を示す系統図であり、第４図
は本発明を適用した自動制御を示す機能フロー図であ
り、第５図は従来技術におけるAFC運転の範囲の例を示
すグラフであり、第６図は第５図に示したAFC運転範囲
に従って運転されたプラントの発電量を示すグラフであ
り、第７図および第８図は本発明の第１の実施例による
AFC運転範囲と発電量の変化例を示すグラフであり、第
９図および第10図は本発明の第２の実施例に基くAFC運
転範囲と発電量の変化例を示すグラフである。 101〜103……自動周波数調整指令信号（AFC信号）の上
限値を自動修正する回路。
２図は本発明の第２の実施例を示す系統図であり、第３
図は火力発電所の概要構成を示す系統図であり、第４図
は本発明を適用した自動制御を示す機能フロー図であ
り、第５図は従来技術におけるAFC運転の範囲の例を示
すグラフであり、第６図は第５図に示したAFC運転範囲
に従って運転されたプラントの発電量を示すグラフであ
り、第７図および第８図は本発明の第１の実施例による
AFC運転範囲と発電量の変化例を示すグラフであり、第
９図および第10図は本発明の第２の実施例に基くAFC運
転範囲と発電量の変化例を示すグラフである。 101〜103……自動周波数調整指令信号（AFC信号）の上
限値を自動修正する回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 三雄 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−78439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−257796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−41797（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】基準負荷を指示する信号と、前記基準負荷
に対する増減量を指示する自動周波数調整負荷指令信号
とに従って発電量を制御する発電プラントの自動制御装
置において、前記基準負荷を指示する信号と、プラント
の最大定格出力値を示すプラント最大定格出力信号とに
基づいて、前記自動周波数調整負荷指令信号の上限値を
自動修正する手段を備えていることを特徴とする発電プ
ラントの自動制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060686A JP2612740B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 発電プラントの自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060686A JP2612740B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 発電プラントの自動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234099A JPH01234099A (ja) | 1989-09-19 |
| JP2612740B2 true JP2612740B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=13149435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060686A Expired - Fee Related JP2612740B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 発電プラントの自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612740B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4656029B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2011-03-23 | 東京電力株式会社 | 系統周波数安定化装置及び方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2007926B (en) * | 1977-10-27 | 1982-03-03 | Westinghouse Electric Corp | System for providing load-frequency control for multiple gas turbine-generator units |
| JPS5641797A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-18 | Toshiba Corp | Speed governor |
| JPS60257796A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | タ−ビン発電機制御装置 |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63060686A patent/JP2612740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01234099A (ja) | 1989-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |