JP6652853B2 - ガスタービン制御装置、制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ガスタービン制御装置、制御方法、プログラムに関する。

ガスタービンの制御装置は、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料の流量の制御と、圧縮機に流入する空気流量をＩＧＶ（インレットガイドベーン）開度により制御するＩＧＶ制御などを行っている。制御装置は燃料の流量の制御や、ＩＧＶ制御を適切に行うことでガスタービンの性能を向上させることができる。関連技術である特許文献１には排ガス温度をより精度高く推定し、その排ガス温度の情報を用いてガスタービンの運転効率を向上させる技術が開示されている。

特開２０１２−００２１２６号公報

ところで上述の燃料の流量の制御と、ＩＧＶ制御とを用いてさらにガスタービンの性能を向上させる技術が求められている。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるガスタービン制御装置、制御方法、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、ガスタービン制御装置は、ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、を備える。

またガスタービン制御装置は、ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、を備える。

またガスタービン制御装置は、ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を算出し、この増加値を、前記現在の出力値に応じた開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、ガスタービン制御装置の制御方法は、前記ガスタービン制御装置の燃料制御部が、ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出し、前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出し、前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力する。

本発明の第３の態様によれば、プログラムは、ガスタービン制御装置のコンピュータを、ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御手段、前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出手段、前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正手段、として機能させる。

本発明によれば、ガスタービンの性能を向上させることができる。

本発明の第一の実施形態によるガスタービンプラントの系統図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理概要を示す第一の図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理フローを示す第一の図である。 本発明の第一の実施形態による第二データテーブルの概要を示す図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理概要を示す第二の図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理フローを示す第二の図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理概要を示す第三の図である。 本発明の第一の実施形態による制御装置の処理フローを示す第三の図である。

＜第一の実施形態＞
以下、第一の実施形態によるガスタービン制御装置を含むガスタービンプラントを図面を参照して説明する。
図１は本実施形態によるガスタービンプラントの系統図である。
本実施形態のガスタービンプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０、ガスタービン１０の駆動により発電する発電機１６、ガスタービン１０を制御する制御装置２０、ガスタービン１０へ燃料を供給する供給装置３０を備えている。ガスタービン１０と発電機１６は、ロータ１５で連結されている。
ガスタービン１０は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１１、圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１２、燃焼ガスにより駆動するタービン１３などを含んで構成される。
圧縮機１１には、インレットガイドベーン（ＩＧＶ）１４が設けられている。ＩＧＶ１４は圧縮機１１へ流入する空気の量を調節する。

燃焼器１２は、燃焼器１２に燃料ガス等の燃料を供給する供給装置３０と燃料供給系統を介して接続されている。燃焼器１２には、火炎の安定燃焼や低ＮＯｘを実現するために複数の系統から燃料が供給される。供給装置３０と、燃焼器１２の間には、燃料供給系統ごとに燃料の供給量を調節する調節弁１７〜１９が設けられている。

図２は本実施形態によるガスタービン制御装置の機能ブロック図である。
制御装置２０はコンピュータであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶部、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、通信インタフェースなどのハードウェアによって構成されている。制御装置２０は、記憶しているプログラムを実行することにより、燃料制御部２１、開度算出部２２、開度補正部２３の機能を備える。

制御装置２０の燃料制御部２１はガスタービン１０の燃焼器１２に投入する燃料の流量指令値を算出する。
開度算出部２２はガスタービン１０の発電出力とガスタービン１０を構成するＩＧＶ１４の発電出力に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の発電出力に応じたＩＧＶ開度を算出する。
開度補正部２３は燃料の流量指令値を取得し、その燃料の流量指令値に基づいて開度算出部２２の算出したＩＧＶの開度を補正する。

図３はガスタービン制御装置の処理概要を示す第一の図である。
図４はガスタービン制御装置の処理フローを示す第一の図である。
次に本実施形態の詳細について説明する。
制御装置２０の燃料制御部２１はガスタービン１０の発電出力ｅ１、ガスタービンの周波数ｅ２（ロータ１５の単位時間当たりの回転数）、ガスタービン１０の廃棄する排ガスの温度ｅ３の各情報を取得する。
燃料制御部２１は取得した発電出力ｅ１が、制限された所定の値となるための燃料流量指令値である第一の燃料流量指令値ＣＳＯ１を算出する。
燃料制御部２１は取得した周波数の実測値が、制限された所定の値となるための燃料流量指令値である第二の燃料流量指令値ＣＳＯ２を算出する。
燃料制御部２１は取得した排ガスの温度が、制限された所定の値となるための燃料流量指令値である第三の燃料流量指令値ＣＳＯ３を算出する。
燃料制御部２１はそれら第一〜第三の燃料流量指令値を比較して最も低い燃料流量指令値を算出し（ステップＳ１０１）、その値を示す燃料流量指令（ＣＳＯ）を調節弁１７〜１９や開度補正部２３へ出力する。
調節弁１７〜１９は入力したＣＳＯに基づいて弁の開度を制御する。燃料制御部２１によるＣＳＯの算出手法は様々であり、上記の例は一例である。

開度算出部２２はガスタービン１０の発電出力ｅ１（ＧＴ出力）を取得する。開度算出部２２は予め発電出力ｅ１とＩＧＶ開度との関係を示すデータテーブルである第一テーブルを保持している。開度算出部２２は第一テーブルを用いて、発電出力ｅ１の値に基づくＩＧＶ開度を補間計算等により算出する（ステップＳ１０２）。開度算出部２２は算出したＩＧＶ開度を示すＩＧＶ開度指令値を開度補正部２３へ出力する。ＩＧＶ開度指令は開度を割合（％）で示す値である。

開度補正部２３は燃料制御部２１からＣＳＯを取得する。また開度補正部２３は現在の大気温度Ｔ１をセンサから取得する。開度補正部２３は所定の複数の大気温度Ｔ１毎に、ＣＳＯが示す燃料流量指令値と、その燃料流量指令値でガスタービン１０が制御される場合にタービン入口温度が予め定められた温度上限値となる場合のＩＧＶ開度との対応関係を示すデータテーブルである第二テーブルを保持している。開度補正部２３は、取得した大気温度Ｔ１とＣＳＯと第二テーブルとを用いて、補間計算により現在の大気温度Ｔ１および現在ＣＳＯである場合にタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度を算出する（ステップＳ１０３）。
開度補正部２３は算出したＩＧＶ開度と開度算出部２２から取得したＩＧＶ開度指令が示す値とを比較して大きい値を示すＩＧＶ開度指令をＩＧＶ１４へ出力する（ステップＳ１０４）。そしてＩＧＶ１４がそのＩＧＶ開度が示す開度に制御される。

図５は第二データテーブルの概要を示す図である。
この図５のｇ１で示すグラフは例えば大気温度Ｔ１が−５℃の場合におけるＣＳＯとタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度との関係を示している。ｇ２で示すグラフは例えば大気温度Ｔ１が１５℃の場合におけるＣＳＯとタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度との関係を示している。ｇ３で示すグラフは例えば大気温度Ｔ１が４０℃の場合におけるＣＳＯとタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度との関係を示している。開度補正部２３はｇ１，ｇ２，ｇ３の対応関係の情報を第二テーブルとしてメモリに記録している。

図５には説明の便宜上、開度算出部２２がメモリ等に保持する第一テーブルが示す発電出力ｅ１とＩＧＶ開度に基づいて、ＣＳＯとＩＧＶ開度の対応関係に変更した場合のグラフｇ４をｇ１、ｇ２、ｇ３と共に表示している。
開度算出部２２による処理のみでＩＧＶ開度を算出した場合、開度算出部２２は、あるＣＳＯが増加すると徐々に高い値のＩＧＶ開度を算出し、所定のＣＳＯの値まで増加し、その後ＣＳＯが増加してもＩＧＶ開度が１００％の開度になる前に早目に一定の値で高止まりする。このようにＣＳＯが増加しても早めにＩＧＶ開度が上がらない状態となる圧縮機１１へ流入する空気が増加せず、過渡的にＣＳＯの値を上げて燃焼器への燃料の投入を増加させた場合にタービン入口温度が温度上限値を超えてしまうため、燃焼器への燃料の投入を制限する必要が出て、これによりガスタービンの応答性能が向上していなかった。開度補正部２３による上述の処理を行った場合には、ＣＳＯが増加したとしても、そのＣＳＯでタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度を算出して、この値が開度算出部２２の算出した値よりも大きい場合には、その高いＩＧＶ開度の値に補正する。このような処理によればタービン入口温度は温度上限値以下に保たれ、ガスタービンの損傷を回避することができる。そして、このような制御装置２０の処理によって、高いＣＳＯが燃料制御部２１から出力できなかった状態においても、タービン入口温度が温度上限値以上となることを防ぎつつＣＳＯの値を高めることができる。したがって元々ＣＳＯの値が定格値に近い高い状態である場合においても負荷が上昇して周波数が低下する挙動が発生しても高いＣＳＯにより燃料流量を増加させてガスタービンの周波数を逆に増加させて周波数を維持する制御を応答性良く行うことができる。

＜第二の実施形態＞
図６はガスタービン制御装置の処理概要を示す第二の図である。
図７はガスタービン制御装置の処理フローを示す第二の図である。
第二の実施形態によるガスタービンプラントの構成は図１で示した構成と同様である。
第二の実施形態による制御装置の機能構成は図２で示した機能構成と同様である。
次に第二の実施形態による制御装置の処理について説明する。

燃料制御部２１の処理は第一の実施形態と同様に、取得した各情報を用いて第一〜第三の燃料流量指令値を算出し、それら第一〜第三の燃料流量指令値を比較して最も低い燃料流量指令値を算出し（ステップＳ２０１）、その値を示すＣＳＯを出力する。また開度算出部２２の処理は第一の実施形態と同様に、第一テーブルを用いて発電出力ｅ１の値に基づくＩＧＶ開度を補間計算等により算出し（ステップＳ２０２）、その開度を示すＩＧＶ開度指令値を開度補正部２３へ出力する。

開度補正部２３は燃料制御部２１からＣＳＯを取得する。開度補正部２３は取得したＣＳＯに基づいて燃焼器に投入されている単位時間当たりの燃料流量を示す燃料流量推定値ｆ１を算出する（ステップＳ２０３）。開度補正部２３による燃料流量推定値の算出は、例えば実験等で得られたＣＳＯに対する実測値の関係を用いて、現在のＣＳＯに対応する燃料流量推定値を算出してよい。また開度補正部２３は圧縮機に投入されている単位時間当たりの空気流量を示す空気流量推定値ｆ２を算出する（ステップＳ２０４）。開度補正部２３による空気流量推定値の算出は、例えば実験等で得られたＩＧＶ開度やロータ１５の単位時間当たりの回転数に対する空気流量の実測値の関係などを用いて、現在のＩＧＶ開度やロータ１５の単位時間当たりの回転数に対応する空気流量推定値を算出してよい。また開度補正部２３は燃料ガスの温度ｆ３をセンサ等から取得する（ステップＳ２０５）。そして開度補正部２３はそれら燃料流量推定値、空気流量推定値、燃料ガス温度を用いてタービン入口温度の推定値を算出する（ステップＳ２０６）。開度補正部２３は燃料流量、空気流量、燃料ガス温度に対応するタービン入口温度の関係を複数保持したデータテーブルと、燃料流量推定値、空気流量推定値、燃料ガス温度とを用いて補間計算によってタービン入口温度を算出してよい。また開度補正部２３は、タービン入口温度算出式を記憶しておき、その式に上記の燃料流量推定値、空気流量推定値、燃料ガス温度を入力してタービン入口温度を算出してもよい。例えばタービン入口温度の算出式は式（１）のように表すことができる。

式（１）においてＣ_ｐｇは燃焼ガスの定圧比熱を示す。ｍはタービン入口の空間内の燃焼ガスの質量を示す。ｔ_ｇは燃焼ガスの温度を示す。このｔ_ｇがタービン入口温度に相当する。Ｇ_ｆは燃料ガス（燃料）の流量（燃料流量）を示す。Ｃ_ｐｆは燃料ガスの定圧比熱を示す。Ｔ_ｆは燃料ガスの温度を示す。Ｇ_ａは空気流量を示す。Ｃｐａは空気の定圧比熱を示す。Ｔａは圧縮機１３の出口における空気の温度を示す。ηは燃焼効率を示す。ＬＨＶ（Lower Heating Value）は低位発熱量（カロリー）を示す。Ｃ_ｐｇは燃焼ガスの定圧比熱を示す。なおタービン入口温度の推定は上記で説明した方法以外の方法で推定してもよい。

そして開度補正部２３は、推定したタービン入口温度とメモリ等から取得した予め定められた温度上限値ＴＬ（定格温度）とを用いて、タービン入口温度が温度上限値を超えないようフィードバック制御を行って、タービン入口温度が温度上限値を超えないようＩＧＶ１４の開度のフィードバック制御を行う。このフィードバック制御において開度補正部２３はＩＧＶ開度の増加値を算出する（ステップＳ２０７）。つまり開度補正部２３はＩＧＶの開度を減少させることは行わないこととする。従って増加値は０より大きい値である。ＩＧＶ開度が増加すれば空気流量が多くなるためタービン入口温度は低下する。開度補正部２３はリミッター（ＬＭＴ）制御を設けてＩＧＶ開度の値が０未満（マイナス）である場合には処理を終了する。つまりＩＧＶ開度を減少させてタービン入口温度が高まってしまうことを防ぐ。開度補正部２３はＩＧＶ開度の増加値と、開度算出部２２から取得したＩＧＶ開度指令が示す開度とを加算し、タービン入口温度が温度上限値を超えないＩＧＶ開度の補正値を算出する（ステップＳ２０８）。開度補正部２３は算出したＩＧＶ開度を示すＩＧＶ開度指令をＩＧＶ１４へ出力する（ステップＳ２０９）。そしてＩＧＶ１４がそのＩＧＶ開度が示す開度に制御される。

第二実施形態による制御装置２０の開度補正部２３の処理を行う場合にはＣＳＯが増加したとしても、そのＣＳＯによるガスタービンの運転でタービン入口温度が温度上限値を超えないようなＩＧＶ開度の増加値を算出して、この増加値を開度算出部２２の算出したＩＧＶ開度の値に加算して高い値に補正する。このような処理によればタービン入口温度は温度上限値以下に保たれ、ガスタービンの損傷を回避することができる。そして、このような制御装置２０の処理によって、高いＣＳＯが燃料制御部２１から出力されたとしてもタービン入口温度が温度上限値以上となることを防ぐことができる。また負荷が上昇して周波数が低下する挙動が発生しても高いＣＳＯにより燃料流量を増加させてガスタービンの周波数を増加させて周波数を維持する制御を応答性良く行うことができる。またガスタービンの制御において重要な監視対象であるタービン入口温度が温度上限値とならないように監視しながら制御することができる。

＜第三の実施形態＞
図８はガスタービン制御装置の処理概要を示す第三の図である。
図９はガスタービン制御装置の処理フローを示す第三の図である。
第三の実施形態によるガスタービンプラントの構成は図１で示した構成と同様である。
第三の実施形態による制御装置の機能構成は図２で示した機能構成と同様である。
次に第三の実施形態による制御装置の処理について説明する。
なお第三の実施形態による制御装置の処理は、第一の実施形態の処理と第二の実施形態の処理を組み合わせたものである。

燃料制御部２１の処理は第一の実施形態と同様に、取得した各情報を用いて第一〜第三の燃料流量指令値を算出し、それら第一〜第三の燃料流量指令値を比較して最も低い燃料流量指令値を算出し（ステップＳ３０１）、その値を示すＣＳＯを出力する。また開度算出部２２の処理は第一の実施形態と同様に、第一テーブルを用いて発電出力ｅ１の値に基づくＩＧＶ開度を補間計算等により算出し（ステップＳ３０２）、その開度を示すＩＧＶ開度指令値を開度補正部２３へ出力する。

開度補正部２３は燃料制御部２１からＣＳＯを取得する。開度補正部２３は取得したＣＳＯに基づいて燃焼器に投入されている単位時間当たりの燃料流量を示す燃料流量推定値を算出する（ステップＳ３０３）。開度補正部２３による燃料流量推定値の算出は、例えば実験等で得られたＣＳＯに対する実測値の関係を用いて、現在のＣＳＯに対応する燃料流量推定値を算出してよい。また開度補正部２３は圧縮機に投入されている単位時間当たりの空気流量を示す空気流量推定値を算出する（ステップＳ３０４）。開度補正部２３による空気流量推定値の算出は、例えば実験等で得られたＩＧＶ開度やロータ１５の単位時間当たりの回転数に対する空気流量の実測値の関係などを用いて、現在のＩＧＶ開度やロータ１５の単位時間当たりの回転数に対応する空気流量推定値を算出してよい。また開度補正部２３は燃料ガスの温度をセンサ等から取得する（ステップＳ３０５）。そして開度補正部２３はそれら燃料流量推定値、空気流量推定値、燃料ガス温度を用いてタービン入口温度の推定値を算出する（ステップＳ３０６）。タービン入口温度の推定手法は第二の実施形態と同様であってよい。

開度補正部２３は、推定したタービン入口温度とメモリ等から取得した予め定められた温度上限値（定格温度）とを用いて、タービン入口温度が温度上限値を超えないようフィードバック制御を行って、タービン入口温度が温度上限値を超えないようＩＧＶ１４の開度のフィードバック制御を行う。このフィードバック制御において開度補正部２３はＩＧＶ開度の増加値を算出する（ステップＳ３０７）。当該増加値は０より大きい値である。ＩＧＶ開度が増加すれば空気流量が多くなるためタービン入口温度は低下する。開度補正部２３はリミッター（ＬＭＴ）制御を設けてＩＧＶ開度の値が０未満（マイナス）である場合には処理を終了する。つまりＩＧＶ開度を減少させてタービン入口温度が高まってしまうことを防ぐ。

また開度補正部２３は、燃料制御部２１からＣＳＯを取得する。開度補正部２３は現在の大気温度Ｔ１をセンサから取得する。開度補正部２３は所定の複数の大気温度Ｔ１毎に、ＣＳＯが示す燃料流量指令値と、その燃料流量指令値でガスタービン１０が制御される場合にタービン入口温度が予め定められた温度上限値となる場合のＩＧＶ開度との対応関係を示すデータテーブルである第二テーブルを保持している。開度補正部２３は、取得した大気温度Ｔ１とＣＳＯと第二テーブルとを用いて、補間計算により現在の大気温度Ｔ１および現在ＣＳＯである場合にタービン入口温度が温度上限値となる場合のＩＧＶ開度を算出する（ステップＳ３０８）。

開度補正部２３はステップＳ３０８において算出したＩＧＶ開度とステップＳ３０２において開度算出部２２が算出したＩＧＶ開度指令が示す値とを比較して大きい値を特定する（ステップＳ３０９）。開度補正部２３はステップＳ３０７で算出したＩＧＶ開度の増加値と、ステップＳ３０９で特定した開度とを加算し、タービン入口温度が温度上限値を超えないＩＧＶ開度の補正値を算出する（ステップＳ３１０）。開度補正部２３は算出したＩＧＶ開度を示すＩＧＶ開度指令をＩＧＶ１４へ出力する（ステップＳ３１１）。そしてＩＧＶ１４がそのＩＧＶ開度が示す開度に制御される。

第三実施形態による制御装置２０の開度補正部２３の処理が有る場合には、ＣＳＯが増加したとしても、そのＣＳＯによるガスタービンの運転でタービン入口温度が温度上限値を超えないようなＩＧＶ開度の増加値を算出して、この増加値を開度算出部２２の算出したＩＧＶ開度の値に加算して高い値に補正する。
このような処理によればタービン入口温度は温度上限値以下に保たれ、ガスタービンの損傷を回避することができる。そして、このような制御装置２０の処理によって、高いＣＳＯが燃料制御部２１から出力されたとしてもタービン入口温度が温度上限値以上となることを防ぐことができる。また負荷が上昇して周波数が低下する挙動が発生しても高いＣＳＯにより燃料流量を増加させてガスタービンの周波数を増加させて周波数を維持する制御を応答性良く行うことができる。またガスタービンの制御において重要な監視対象であるタービン入口温度が温度上限値とならないように監視しながら制御することができる。
また第三の実施形態によれば第二の実施形態によるフィードバック制御分の遅れを、より応答性の早い第一の実施形態のＩＧＶ開度制御で補うことができる。

上述の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ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ようにしてよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、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もの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１１…圧縮機
１２…燃焼器
１３…タービン
１４…ＩＧＶ
１５…ロータ
１６…発電機
１７，１８，１９…調節弁
２０…制御装置
２１…燃料制御部
２２…開度算出部
２３…開度補正部
３０…供給装置

Claims (5)

1. ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、
   前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、
   前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、
   を備えることを特徴とするガスタービン制御装置。
2. ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、
   前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、
   前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、
   を備えることを特徴とするガスタービン制御装置。
3. ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御部と、
   前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた開度を算出するＩＧＶ開度算出部と、
   前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を算出し、この増加値を、前記現在の出力値に応じた開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正部と、
   を備えることを特徴とするガスタービン制御装置。
4. ガスタービン制御装置の制御方法であって、
   ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出し、
   前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出し、
   前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力する
   ことを特徴とする制御方法。
5. ガスタービン制御装置のコンピュータを、
   ガスタービンの燃焼器に投入する燃料の流量指令値を算出する燃料制御手段、
   前記ガスタービンの出力値とガスタービンを構成するインレットガイドベーンの前記出力値に応じた開度との予め定められた対応関係に基づいて現在の出力値に応じた第一開度を算出するＩＧＶ開度算出手段、
   前記燃料の流量指令値と現在の大気温度とを取得し、その燃料の流量指令値と現在の大気温度とに基づいて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度が予め定められた温度上限値となる場合の第二開度を算出し、前記現在の出力値に応じた前記第一開度と、前記流量指令値と前記現在の大気温度とに基づいて算出した前記第二開度とを比較して何れか大きい値の開度を選択し、前記燃料の流量指令値を取得し、その流量指令値を用いて前記ガスタービンを構成するタービンにガスが流入する前記タービンの入口温度の現在の推定値を算出し、その推定値と前記入口温度について予め定められた温度上限値とに基づいて、前記推定値が前記温度上限値を超えない制御に用いる前記インレットガイドベーンの開度の増加値を、前記選択した前記大きい値の開度に加算して補正しその補正後の開度を前記インレットガイドベーンへ出力するＩＧＶ開度補正手段、
   として機能させるプログラム。

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