JP6763801B2

JP6763801B2 - 制御装置、気体圧縮システム、制御方法およびプログラム

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Publication number: JP6763801B2
Application number: JP2017027325A
Authority: JP
Inventors: 陽介中川; 直人米村; 和寛蛇蝮
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2037-02-16
Also published as: JP2018132019A; US20200056550A1; WO2018151213A1; US11261801B2

Description

本発明は、制御装置、気体圧縮システム、制御方法およびプログラムに関する。

燃料ガスを圧縮機で圧縮してガスタービン用のヘッダタンクに蓄えるガスタービン発電プラントなど、圧縮機で気体を圧縮して圧縮気体供給先へ供給するシステムがある。
このようなシステムで、圧縮気体供給先への供給量を調節する仕組みが複数ある場合がある。例えば、上記のガスタービン発電プラントが、圧縮機の入口にＩＧＶ（Inlet Guide Vane；入口案内翼）を備え、圧縮機よりも下流側とＩＧＶよりも上流側とを結ぶリサイクルラインにリサイクル弁を備える場合がある。
さらには、圧縮気体供給先への供給量を調節する仕組みのうち１つに対して、圧縮気体の流量をある程度以上確保するための制限値が可変に設定される場合がある。例えば、上記のシステムで、ＩＧＶがある程度以上開いているように、翼角度の制限値が可変に設定される場合がある。

この場合、圧縮気体供給先への供給量を調節する仕組みを制御する制御装置が想定している制限値の基準値と制限値の現在設定値とが異なると、制御の精度が低下してしまう。例えば、上記のシステムで、ＩＧＶの翼角度の制限値の基準値が６０度であり、制限値の現在設定値が４５度となっている場合について考える。この場合、制御装置がＩＧＶを基準値まで閉じるように制御しても、実際には現在設定値までしか閉じず、ヘッダタンクに目標値以上の圧縮気体が流入して圧力が上昇する。

これに対し、特許文献１には、ＩＧＶが最小開度まで到達した場合に、圧縮機から吐出される燃料ガスの一部を、リサイクル弁を介して燃料ガス供給ライン側に戻すことが記載されている。特許文献１に記載の制御装置は、ヘッダタンク内の圧力測定値に基づいてリサイクル弁に対する補正操作値を算出する。そして、この制御装置は、リサイクル弁に対する弁操作値に補正操作値を加算し、得られた弁操作補正値を用いてリサイクル弁を制御する。

特開２００６−１７０１９４号公報

このように、圧縮気体供給先への供給量を調節する複数の仕組みのうち１つに設定されている制限値の基準値と現在値との差分に対して、他の仕組みに対する制御量を補正して対応することが考えられる。この場合、フィードバック制御を行う必要無しに補正を行えれば、より速やかに目標状態に到達できる可能性がある。
例えば、特許文献１に示される燃料ガス圧縮供給ラインの構成で、リサイクル弁開度に対する補正をフィードバック制御の必要無しに行うことができれば、ヘッダタンク内の圧力が供給圧力設定値に保たれた状態に、より速やかに到達できる可能性がある。

本発明は、圧縮気体供給先への供給量を調節する複数の仕組みのうち１つに設定されている制限値の基準値と現在値との差分に対して、他の仕組みに対する制御量を補正して対応する場合に、フィードバック制御の必要無しに補正を行うことができる制御装置、気体圧縮システム、制御方法およびプログラムを提供する。

本発明の第一の態様によれば、制御装置は、圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御する制御装置であって、前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出部と、前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定する制限値算出部と、前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出部と、を備える。

本発明の第二の態様によれば、制御装置は、圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記圧縮機の入口側に設けられた入口案内翼の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記入口案内翼の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定する制限値算出部と、前記入口案内翼の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出部を備える。

前記補正値算出部は、前記入口案内翼への開度指令値に対する補正値を算出するようにしてもよい。

前記補正値算出部は、前記入口案内翼の開度が最低開度の現在設定値より大きく、かつ、前記入口案内翼の開度を最低開度の現在設定値にしても前記圧縮機からの圧縮気体の流出量が前記圧縮気体供給先への供給目標量よりも多い場合、前記入口案内翼への開度指令値及び前記リサイクル弁への開度指令値に対する補正値を算出するようにしてもよい。

本発明の第三の態様によれば、気体圧縮システムは、前記したいずれかの制御装置と、前記圧縮機と、前記入口案内翼と、前記リサイクルラインと、前記リサイクル弁とを備える。

本発明の第四の態様によれば、制御方法は、圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御する制御方法であって、前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出ステップと、前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定するステップと、前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出ステップと、を含む。

本発明の第五の態様によれば、プログラムは、圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御するコンピュータに、前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出ステップと、前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定するステップと、前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出ステップと、を実行させるためのプログラムである。

上記した制御装置、気体圧縮システム、制御方法およびプログラムによれば、圧縮気体供給先への供給量を調節する複数の仕組みのうち１つに設定されている制限値の基準値と現在値との差分に対して、他の仕組みに対する制御量を補正して対応する場合に、フィードバック制御の必要無しに補正を行うことができる。

本発明の第一実施形態に係る気体圧縮システムの機能構成を示す概略ブロック図である。本発明の第二実施形態に係る燃料ガス圧縮系統の概略構成図である。同実施形態に係る制御装置が燃料ガス圧縮系統を制御する処理の第一例を示す図である。同実施形態に係る指令値算出部が算出する開度指令値の第一例を示すグラフである。同実施形態に係る制御装置が燃料ガス圧縮系統を制御する処理の第二例を示す図である。同実施形態に係る指令値算出部が算出する開度指令値の第二例を示すグラフである。同実施形態に係る制御装置が燃料ガス圧縮系統を制御する処理の第三例を示す図である。同実施形態に係る指令値算出部が算出する開度指令値の第三例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る気体圧縮システムの機能構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、気体圧縮システム１は、制御装置１００と、気体圧縮システム本体２００とを備える。制御装置１００は、通信部１１０と、操作入力部１２０と、表示部１３０と、記憶部１８０と、制御部１９０とを備える。制御部１９０は、指令値算出部１９１を備える。指令値算出部１９１は、制限値算出部１９２と、補正値算出部１９３とを備える。気体圧縮システム本体２００は、流入調整部２１０と、圧縮機２２０と、弁２３０と、第一流路Ｗ１１と、第二流路Ｗ１２とを備える。
また、圧縮機２２０は、第一流路Ｗ１１を介して圧縮気体供給先３００に接続されている。第一流路Ｗ１１から第二流路Ｗ１２が分岐しており、第二流路Ｗ１２には弁２３０が設けられている。

気体圧縮システム１は、気体を圧縮して圧縮気体供給先３００へ供給する。気体圧縮システム１が圧縮する気体は、特定の気体に限定されない。例えば、気体圧縮システム１が圧縮する気体は、燃料ガスであってもよいし、空気であってもよいし、冷媒であってもよい。
圧縮気体供給先３００は、気体圧縮システム１が圧縮気体を供給する対象の設備である。気体圧縮システム１は、圧縮気体供給先３００への圧縮気体の供給量を調整する。例えば、圧縮気体供給先３００は、圧縮気体を一定の圧力で蓄えるヘッダタンク又は空気溜めであってもよい。この場合、気体圧縮システム１は、圧縮気体供給先３００内の圧力が一定となるように、圧縮気体供給先３００に供給する圧縮気体の量を調整する。

気体圧縮システム本体２００は、制御装置１００の制御に従って気体を圧縮し圧縮気体供給先３００へ供給する。
流入調整部２１０は、圧縮機２２０の入口側に設けられ、制御装置１００の制御に従って流入調整部２１０自らの開度を調整することで、圧縮機２２０への気体の流入を量的に調整する。ここでいう装置の入口側は、その装置へ気体が流入する上流側である。また、装置の出口側は、その装置から気体が流出する下流側である。流入調整部２１０は、入口案内翼であってもよいし、調整弁であってもよい。上記のように、入口案内翼はＩＧＶとも称される。流入調整部２１０が入口案内翼である場合、流入調整部２１０の開度は、具体的には翼角度よって調整される。一方、ここでいう調整弁は、開度を調整可能な弁である。

圧縮機２２０は、気体を圧縮する。この圧縮により、圧縮機２２０は、圧縮気体供給先３００へ供給される圧縮気体を生成する。
第一流路Ｗ１１は、圧縮機２２０から圧縮気体供給先３００への圧縮気体の流路である。
第二流路Ｗ１２は、上記のように第一流路Ｗ１１から分岐する流路である。第二流路Ｗ１２は、圧縮気体供給先３００へ供給される圧縮気体の量を調整するために設けられている。第一流路Ｗ１１を流れる圧縮気体の一部を第二流路Ｗ１２へ流す（抜き取る）ことで、圧縮気体供給先３００へ供給される圧縮気体の量を減少させることができる。第一流路Ｗ１１から第二流路Ｗ１２へ流れた圧縮気体は、圧縮機２２０の上流へ戻されてもよいし、大気中へ放出されてもよいし、圧縮気体供給先３００以外の設備に供給されてもよい。

弁２３０は、第二流路Ｗ１２を流れる圧縮気体の量を調整する調整弁である。弁２３０は、制御装置１００の制御に従って弁２３０自らの開度を調整することで、第二流路Ｗ１２を流れる圧縮気体の量を調整する。上述したように、第二流路Ｗ１２を流れる圧縮気体の量を調整することで、圧縮気体供給先３００へ供給される圧縮気体の量を調整することができる。

制御装置１００は、気体圧縮システム本体２００を制御して圧縮気体供給先３００へ圧縮気体を供給させる。特に、制御装置１００は、流入調整部２１０の開度及び弁２３０の開度を制御することで、圧縮気体供給先３００へ供給される圧縮気体の量を調整する。制御装置１００による制御は、特定の制御に限定されない。例えば、圧縮気体供給先３００がヘッダタンク又は空気溜めである場合、圧縮気体供給先３００内の圧力を一定にする圧力制御を行うようにしてもよい。あるいは、制御装置１００が、圧縮気体供給先３００への圧縮空気の流量を一定にする流量制御を行うようにしてもよい。
制御装置１００は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）又はワークステーション（Workstation；ＷＳ）などのコンピュータを用いて構成される。

通信部１１０は、他の装置と通信を行う。特に、通信部１１０は、気体圧縮システム本体２００が備えるセンサの測定値など気体圧縮システム本体２００の状態を示す情報を受信する。また、通信部１１０は、流入調整部２１０の開度に対する制御信号及び弁２３０の開度に対する制御信号など、気体圧縮システム本体２００の各部に対する制御信号を送信する。

操作入力部１２０は、例えば制御盤に配置されたスイッチ類、あるいは、キーボード及びマウス、あるいは、これらの組み合わせなどの入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。
表示部１３０は、制御盤に配置された計器類及びランプ類、あるいは、液晶パネル等の表示パネル、あるいは、これらの組み合わせなどの表示デバイスを備え、各種情報を表示する。

記憶部１８０は、制御装置１００が備える記憶デバイスを用いて構成され、各種情報を表示する。
制御部１９０は、制御装置１００の各部を制御して各種処理を実行する。制御部１９０は、例えば制御装置１００が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、記憶部１８０からプログラムを読み出して実行することで構成される。

指令値算出部１９１は、流入調整部２１０の開度及び弁２３０の開度に対する指令値を算出する。
制限値算出部１９２は、流入調整部２１０の状態量の制限値を決定する。
ここで、流入調整部２１０の開度には下限が設けられている。流入調整部２１０の開度に下限が設けられる要因としては、流入調整部２１０の開度がある程度以下になると流量制御の精度が低下すること、アンチサージのために圧縮機２２０へある程度以上の流量を確保する必要があること等が挙げられるが、これらに限らない。

制限値算出部１９２が決定する流入調整部２１０の状態量の制限値は、流入調整部２１０の開度の下限を示す値である。但し、ここでの流入調整部２１０の状態量は、流入調整部２１０の開度を示す値であればよく、流入調整部２１０の開度そのものに限定されない。例えば、流入調整部２１０が入口案内翼であり、翼角度が大きいほど流入調整部２１０の開度が小さくなる場合、状態量の制限値は翼角度の上限値であってもよい。
また、気体圧縮システム１の設計時に、流入調整部２１０の状態量の制限値の基準値が設定されている。これに対し、制限値算出部１９２は、流入調整部２１０の状態量の制限値を基準値とは異なる値に決定し得る。

補正値算出部１９３は、流入調整部２１０の状態量制限値の基準値と、状態量制限値の現在設定値との相違に基づいて、流入調整部２１０、及び、弁２３０のうち少なくともいずれか一方への指令値に対する補正値を算出する。
ここで、指令値算出部１９１は、流入調整部２１０の状態量の制限値の基準値に基づいて指令値を算出する。これにより、流入調整部２１０の状態量の制限値が変化しても、指令値算出部１９１が指令値を算出する計算式を変更する必要が無く、この点で指令値算出部１９１の処理が複雑になることを回避できる。一方で、流入調整部２１０の状態量の制限値が基準値と異なる場合、指令値算出部１９１が想定する流入調整部２１０の開度と流入調整部２１０の実際の開度とが異なる。この開度の相違は、指令値算出部１９１が想定する圧縮気体供給先３００への圧縮空気の供給量と、実際の供給量との相違が生じる要因となる。補正値算出部１９３は、この相違が生じることを防止又は低減するための補正値を算出する。
指令値算出部１９１は、補正値算出部１９３が算出した補正値に基づいて、流入調整部２１０の開度及び弁２３０の開度に対する指令値を補正する。

以上のように、補正値算出部１９３は、流入調整部２１０の状態量制限値の基準値と、この状態量制限値の現在設定値との相違に基づいて、流入調整部２１０、及び、弁２３０のうち少なくともいずれか一方への指令値に対する補正値を算出する。
補正値算出部１９３が、流入調整部２１０の状態量制限値の基準値と、状態量制限値の現在設定値との相違に基づいて補正値を算出することで、制御装置１００は、フィードフォワード制御にて補正を行うことができる。特に、制御装置１００は、補正値算出部１９３が算出した補正値に基づく補正に関してはフィードバック制御を行う必要がない。この点で、制御装置１００は、圧縮気体供給先３００へ供給する圧縮気体の量を、より速やかに目標量に近づけることができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態では、第一実施形態で説明した気体圧縮システム１について、流入調整部２１０が入口案内翼であり、弁２３０がリサイクル弁である場合を例に、さらに説明する。但し、第一実施形態における流入調整部２１０は入口案内翼に限らない。また、第一実施形態における弁２３０はリサイクル弁に限らない。

図２は、本発明の第二実施形態に係る燃料ガス圧縮系統の概略構成図である。図２に示すように、燃料ガス圧縮系統２０１は、入口案内翼２１１と、圧縮機２２０と、リサイクル弁２３１と、入口ガス圧力計４１１と、出口ガス流量計４１２と、圧縮機入口側ラインＷ２１と、圧縮機出口側ラインＷ２２と、リサイクルラインＷ２３とを備える。
圧縮機出口側ラインＷ２２は、圧縮機２２０の出口側とヘッダタンク３０１の入口側とを接続しており、ヘッダタンク３０１の下流には、ガスタービン３１１が設けられている。また、ヘッダタンク３０１にはヘッダタンク圧力計４１３が設けられている。
図２に示す燃料ガス圧縮系統２０１は、図１に示す気体圧縮システム１における気体圧縮システム本体２００の例に該当し、ヘッダタンク３０１は、圧縮気体供給先３００の例に該当する。一方、第二実施形態における制御装置１００の構成は、第一実施形態の場合と同様である。

圧縮機入口側ラインＷ２１は、圧縮機２２０へ流入する燃料ガスの流路であり、圧縮機２２０の入口側に接続されている。圧縮機入口側ラインＷ２１には、入口案内翼２１１が設けられ、さらに、圧縮機入口側ラインＷ２１の入口案内翼２１１と圧縮機２２０との間に入口ガス圧力計４１１が設けられている。
上記のように入口案内翼２１１は流入調整部２１０の例に該当し、制御装置１００の制御に従って入口案内翼２１１自らの開度を調整することで、圧縮機２２０への気体の流入を量的に調整する。上記のように、入口案内翼２１１の開度の調整は、翼角度の調整によって行われる。
入口ガス圧力計４１１は、圧縮機２２０の入口圧力を測定する。すなわち、入口ガス圧力計４１１は、圧縮機２２０の入口における燃料ガスの圧力を測定する。

圧縮機出口側ラインＷ２２は、圧縮機２２０からヘッダタンク３０１への圧縮気体の流路である。圧縮機出口側ラインＷ２２は、図１に示す第一流路Ｗ１１の例に該当する。
リサイクルラインＷ２３は、圧縮機出口側ラインＷ２２から分岐して圧縮機入口側ラインＷ２１へ戻っており、圧縮機出口側ラインＷ２２を流れる圧縮気体の一部を圧縮機入口側ラインＷ２１へ戻す流路である。リサイクルラインＷ２３は、図１に示す第二流路Ｗ１２の例に該当する。

リサイクルラインＷ２３にはリサイクル弁２３１が設けられている。リサイクル弁２３１は、制御装置１００の制御に従ってリサイクル弁２３１自らの開度を調整することで、リサイクルラインＷ２３を流れる圧縮気体の量を調整する。リサイクルラインＷ２３は、図１に示す弁２３０の例に該当する。
また、圧縮機出口側ラインＷ２２におけるリサイクルラインＷ２３との分岐よりも上流側（圧縮機２２０の出口に近い側）には、出口ガス流量計４１２が設けられている。出口ガス流量計４１２は、圧縮機２２０の出口流量を測定する。すなわち、出口ガス流量計４１２は、圧縮機２２０の出口における圧縮気体の流量を測定する。

ヘッダタンク３０１は、圧縮機２２０が圧縮した燃料ガスを蓄え、ガスタービン３１１へ供給する。気体圧縮システム１が、ヘッダタンク３０１内部の圧力が一定になるようにヘッダタンク３０１への燃料ガス供給量を調整することで、ヘッダタンク３０１は、燃料ガスを一定圧力でガスタービン３１１に供給することができる。
ヘッダタンク圧力計４１３は、ヘッダタンク３０１の内部の圧力（ヘッダタンク３０１の内部における燃料ガスの圧力）を測定する。
ガスタービン３１１は、ヘッダタンク３０１から供給される圧縮された燃料ガスを圧縮空気と混合させて燃焼させ、燃焼ガスの圧力によって回転力を生成させる。ガスタービン３１１の用途は特定のものに限定されない。例えば、ガスタービン３１１は発電用のガスタービンであってもよいが、これに限らない。

図３は、制御装置１００が燃料ガス圧縮系統２０１を制御する処理の第一例を示す図である。
図３に示す処理で、指令値算出部１９１の制限値算出部１９２は、第一関数発生器５１１として機能して、入口ガス圧力計４１１が測定した入口案内翼２１１の入口圧力測定に基づいて入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎを算出する。例えば、制限値算出部１９２は、入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合は、入口案内翼２１１の最低開度を第一開度（例えば、翼角度で６０度）に設定する。一方、制限値算出部１９２は、入口圧力測定値が、基準圧力より小さい場合は、入口案内翼２１１の最低開度を、第一開度よりも大きい開度を示す第二開度（例えば、翼角度で４５度）に設定する。

また、指令値算出部１９１は、第二関数発生器５２１として機能して、負荷指令値ＳＶ０に基づいて弁操作値ＭＶ２を算出する。
ここでいう負荷指令値ＳＶ０は、ガスタービン３１１に供給する必要がある燃料ガスの流量を示す。通信部１１０が、ガスタービン制御監視装置又は中央制御監視装置など他の装置から負荷指令値ＳＶ０を受信するようにしてもよい。あるいは、指令値算出部１９１が、ガスタービン３１１の状態に基づいて負荷指令値ＳＶ０を算出するようにしてもよい。
また、弁操作値ＭＶ２は、指令値算出部１９１が入口案内翼２１１に対する開度指令値及びリサイクル弁２３１に対する開度指令値を算出する過程で算出される計算値である。この弁操作値ＭＶ２は、入口案内翼２１１及びリサイクル弁２３１に対する補正前の開度指令値を示す指標値である。

また、指令値算出部１９１は、圧力調節器５２２として機能して、ヘッダタンク圧力計４１３が測定したヘッダタンク３０１内の圧力と、このヘッダタンク３０１内の圧力に対して設定されている圧力設定値との偏差に基づいて補正操作値ＭＶ３を算出する。補正操作値ＭＶ３は、弁操作値ＭＶ２を補正するために算出される計算値である。
指令値算出部１９１は、第一加算器５２３として機能して、弁操作値ＭＶ２に補正操作値ＭＶ３を加算することで、弁操作値ＭＶ２を補正する。この補正により、指令値算出部１９１は、補正後弁操作値ＭＶ４を算出する。

また、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して、補正後弁操作値ＭＶ４に基づいて入口案内翼開度指令値ＭＶ５を算出する。この入口案内翼開度指令値ＭＶ５を算出する際、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎに基づいて、この最低開度ＩＧＶｍｉｎ以上の入口案内翼開度指令値ＭＶ５を取得する。そして、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の開度を入口案内翼開度指令値ＭＶ５が示す開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介して入口案内翼２１１へ送信する。

また、指令値算出部１９１は、第四関数発生器５４１として機能して、補正後弁操作値ＭＶ４に基づいてリサイクル弁開度指令値ＭＶ６を算出する。
また、指令値算出部１９１は、第五関数発生器６１１として機能して、入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎに基づいてリサイクル弁開度指令値ＭＶ６に対する補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＲＣＶ）を算出する。
そして、指令値算出部１９１は、第二加算器６１２として機能して、リサイクル弁開度指令値ＭＶ６に補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＲＣＶ）を加算することで、リサイクル弁開度指令値ＭＶ６を補正する。この補正により、指令値算出部１９１は、補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１を算出する。

また、指令値算出部１９１は、流量調節器５５１として機能して、出口ガス流量計４１２が計測する圧縮機２２０の出口流量と、この出口流量に対して設定されている出口流量設定値との偏差に基づいて吐出流量操作値ＭＶ７を算出する。
さらに、指令値算出部１９１は、高位選択器５５２として機能して、吐出流量操作値ＭＶ７と補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１とを比較し、いずれか大きい方の値を、選択後開度指令値ＭＶ１２として選択する。そして、指令値算出部１９１は、リサイクル弁２３１の開度を選択後開度指令値ＭＶ１２が示す開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介してリサイクル弁２３１へ送信する。

図４は、指令値算出部１９１が算出する開度指令値の第一例を示すグラフである。図４に示すグラフの横軸は、補正後弁操作値を示す。縦軸は、入口案内翼開度指令値及びリサイクル弁開度指令値を示す。
線Ｌ１１１は、入口案内翼２１１の最低開度が基準値である第一開度ＩＧＶｍｉｎ１に設定されている場合の、補正後弁操作値ＭＶ４と入口案内翼開度指令値ＭＶ５との対応関係を示す。入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１に設定されている場合、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１の関数として線Ｌ１１１に示される関数を用いて、補正後弁操作値ＭＶ４を入口案内翼開度指令値ＭＶ５に変換する。

一方、線Ｌ１１２は、入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１よりも大きい開度を示す第二開度ＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合の、補正後弁操作値ＭＶ４と入口案内翼開度指令値ＭＶ５との対応関係を示す。入口案内翼２１１の最低開度が第二開度ＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１の関数として線Ｌ１１２に示される関数を用いて、補正後弁操作値ＭＶ４を入口案内翼開度指令値ＭＶ５に変換する。

線Ｌ１１１及びＬ１１２に示されるように、図４の例では、入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１の場合、第二開度ＩＧＶｍｉｎ２の場合のいずれも、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％以下のときに入口案内翼開度指令値ＭＶ５が最低開度と算出される。一方、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％よりも大きいときは、入口案内翼開度指令値ＭＶ５は直線的に増加し、補正後弁操作値ＭＶ４が１００％のときに入口案内翼開度指令値ＭＶ５が１００％と算出される。

また、線Ｌ１２１は、補正後弁操作値ＭＶ４とリサイクル弁開度指令値ＭＶ６との対応関係を示す。指令値算出部１９１は、第四関数発生器５４１の関数として線Ｌ１２１に示される関数を用いて、補正後弁操作値ＭＶ４をリサイクル弁開度指令値ＭＶ６に変換する。
線Ｌ１２１に示されるように、図４の例では、入口案内翼開度指令値ＭＶ５が最低開度と算出される場合である補正後弁操作値ＭＶ４が５０％以下の場合にリサイクル弁２３１が開く。ある補正後弁操作値ＭＶ４が５０％以下の場合、リサイクル弁開度指令値ＭＶ６は、補正後弁操作値ＭＶ４の減少に伴って直線的に増加し、補正後弁操作値ＭＶ４が０％のときにリサイクル弁開度指令値ＭＶ６が１００％と算出される。一方、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％よりも大きい場合、リサイクル弁開度指令値ＭＶ６は０％と算出される。

点Ｐ１１１及び、Ｐ１１２は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定する運転点の例を示している。
具体的には、点Ｐ１１１は、指令値算出部１９１が想定する補正後弁操作値ＭＶ４及び入口案内翼開度指令値ＭＶ５の例を示す。図４の例では、指令値算出部１９１は、補正後弁操作値ＭＶ４をＭＶ４＿１１（例えば４０％）と算出している。また、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１である場合の補正後弁操作値ＭＶ４を算出する。点Ｐ１１１は、指令値算出部１９１が算出した補正後弁操作値ＭＶ４であるＭＶ４＿１１と、線Ｌ１１１によって補正後弁操作値ＭＶ４のＭＶ４＿１１に対応付けられる入口案内翼開度指令値ＭＶ５であるＩＧＶｍｉｎ１とを示している。
また、点Ｐ１２１は、指令値算出部１９１が想定する補正後弁操作値ＭＶ４及びリサイクル弁開度指令値ＭＶ６の例を示す。点Ｐ１２１は、指令値算出部１９１が算出した補正後弁操作値ＭＶ４であるＭＶ４＿１１と、線Ｌ１２１にてこの補正後弁操作値ＭＶ４に対応付けられるリサイクル弁開度指令値ＭＶ６とを示している。

点Ｐ１１２は、入口案内翼２１１の最低開度が第二開度ＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合の、補正後弁操作値ＭＶ４及び入口案内翼開度指令値ＭＶ５の例を示す。
上記のように指令値算出部１９１は、第一開度ＩＧＶｍｉｎ１に基づいて補正後弁操作値ＭＶ４を算出する。これに対し、入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１よりも大きい第二開度ＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合、指令値算出部１９１が想定する入口案内翼開度指令値ＭＶ５と、実際に設定される入口案内翼開度指令値ＭＶ５とに相違が生じる。図４の例の場合、指令値算出部１９１が、入口案内翼２１１の開度について、点Ｐ１１１に示される第一開度ＩＧＶｍｉｎ１を運転点として補正後弁操作値ＭＶ４をＭＶ４＿１１と算出している。これに対し、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して、この補正後弁操作値ＭＶ４に基づいて、入口案内翼開度指令値ＭＶ５を点Ｐ１１２に示される第二開度ＩＧＶｍｉｎ２と算出する。

この相違により、圧縮機２２０による圧縮された燃料ガスの吐出量は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定した吐出量よりも多くなり、ヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給量が要求量よりも多くなる。このような供給量の過剰を回避又は低減するために、補正値算出部１９３が、リサイクル弁２３１の開度を大きくするための補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＲＣＶ）を算出する。補正値算出部１９３は、例えば式（１）に基づいて補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＲＣＶ）を算出する。

ここで、Ｇａｉｎは定数値に定められている係数である。ＩＧＶｍｉｎは、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値である。図４の例では、第二開度ＩＧＶｍｉｎ２がＩＧＶｍｉｎの例に該当する。ＩＧＶｍｉｎ（ｄ）は、入口案内翼２１１の最低開度の基準値である。図４の例では、第一開度ＩＧＶｍｉｎ１がＩＧＶｍｉｎ（ｄ）の例に該当する。
そして、指令値算出部１９１が、第二加算器６１２として機能して、式（２）に示される加算を行うことでリサイクル弁開度指令値ＭＶ６に対する補正を行う。

図３を参照して説明したように、ＭＶ１１は補正後リサイクル弁開度指令値を示す。
点Ｐ１２３は、補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１の例を示す。
図４の例では指令値算出部１９１が、補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１をＲＣＶ１１と算出しており、点Ｐ１２３は、線Ｌ１２１上で補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１がＲＣＶ１１となっている点である。この点Ｐ１２３は、補正後弁操作値についてはＭＶ４＿１２となっている。

点Ｐ１１３は、補正後のリサイクル弁２３１の運転点に対応する入口案内翼２１１の運転点の例を示す。具体的には、点Ｐ１１３は、点Ｐ１２３と同じく補正後弁操作値がＭＶ４＿１２となっている線Ｌ１１２上の点である。点Ｐ１１３が示す入口案内翼開度指令値ＭＶ５は、点Ｐ１１２の場合と同じく第二開度ＩＧＶｍｉｎ２となっている。このように、補正値算出部１９３が算出する補正値に基づく補正は、補正後弁操作値ＭＶ４を小さくする補正と見做すことができる。

なお、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％より大きい場合、補正値算出部１９３が、その補正後弁操作値ＭＶ４に応じて線Ｌ１１１とＬ１１２とから算出される入口案内翼開度指令値ＭＶ５の差に基づいて補正値を算出するようにしてもよい。あるいは、以下に説明するように、補正値算出部１９３が、リサイクル弁開度指令値に対する補正値に加えて、あるいは代えて、入口案内翼開度指令値ＭＶ５に対する補正値を算出するようにしてもよい。

以上のように、補正値算出部１９３は、入口案内翼２１１の最低開度の基準値と、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値との相違に基づいて、入口案内翼２１１及びリサイクル弁２３１のうち少なくともいずれか一方への開度指令値に対する補正値を算出する。例えば、補正値算出部１９３は、リサイクル弁２３１への開度指令値に対する補正値を算出する。
補正値算出部１９３が、入口案内翼２１１の最低開度の基準値と、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値との相違に基づいて補正値を算出することで、制御装置１００は、フィードフォワード制御にて補正を行うことができる。特に、制御装置１００は、補正値算出部１９３が算出した補正値に基づく補正に関してはフィードバック制御を行う必要がない。この点で、制御装置１００は、ヘッダタンク３０１へ供給する圧縮気体の量を、より速やかに目標量に近づけることができる。

図５は、制御装置１００が燃料ガス圧縮系統２０１を制御する処理の第二例を示す図である。
図５に示す処理で、第一関数発生器５１１、第二関数発生器５２１、圧力調節器５２２、第一加算器５２３、第四関数発生器５４１、及び、流量調節器５５１については、図３の例の場合と同様である。入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎ、負荷指令値ＳＶ０、弁操作値ＭＶ２、補正操作値ＭＶ３、補正後弁操作値ＭＶ４、リサイクル弁開度指令値ＭＶ６、及び、吐出流量操作値ＭＶ７についても、図３の例の場合と同様である。

一方、図５の例では、補正値算出部１９３がリサイクル弁開度指令値に対する補正値に代えて入口案内翼開度指令値に対する補正値を算出する点で、図３の場合と異なる。
具体的には、補正値算出部１９３は、第六関数発生器６２１として機能して、入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎと、補正後弁操作値ＭＶ４とに基づいて、補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）を算出する。ここでは、補正後弁操作値ＭＶ４が入口案内翼２１１に対する開度指令値を示す指標値として用いられており、補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）は、入口案内翼開度指令値に対する補正値の例に該当する。
そして、指令値算出部１９１は、第三加算器６２２として機能して、補正後弁操作値ＭＶ４に補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）を加算することで、補正後弁操作値ＭＶ４を補正する。この補正により、指令値算出部１９１は、補正後入口案内翼開度指令値ＭＶ２１を算出する。

さらに、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して、補正後入口案内翼開度指令値ＭＶ２１に基づいて入口案内翼開度指令値ＭＶ５を算出する。第三関数発生器５３１に関して、指令値算出部１９１が、補正後弁操作値ＭＶ４に代えて、補正後入口案内翼開度指令値ＭＶ２１に基づく点以外は、図３の例の場合と同様である。また、図３の例の場合と同様、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の開度を入口案内翼開度指令値ＭＶ５に示される開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介して入口案内翼２１１へ送信する。

また、指令値算出部１９１は、高位選択器５５２として機能して、吐出流量操作値ＭＶ７とリサイクル弁開度指令値ＭＶ６とを比較し、いずれか大きい方の値を、選択後開度指令値ＭＶ１２として選択する。高位選択器５５２に関して、指令値算出部１９１が、補正後リサイクル弁開度指令値ＭＶ１１に代えてリサイクル弁開度指令値ＭＶ６と吐出流量操作値ＭＶ７とを比較する点以外は、図３の例の場合と同様である。また、図３の例の場合と同様、指令値算出部１９１は、リサイクル弁２３１の開度を選択後開度指令値ＭＶ１２が示す開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介してリサイクル弁２３１へ送信する。

図６は、指令値算出部１９１が算出する開度指令値の第二例を示すグラフである。図４の例の場合と同様、図６に示すグラフの横軸は、補正後弁操作値を示す。縦軸は、入口案内翼開度指令値及びリサイクル弁開度指令値を示す。
線Ｌ１１１、Ｌ１１２及びＬ１２１についても図４の例の場合と同様である。
一方、図４の例の場合と異なり図６の例では、指令値算出部１９１は、補正後弁操作値ＭＶ４をＭＶ４＿２１と算出している。点Ｐ２１１は、線Ｌ１１１上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿２１となっている点である。また、点Ｐ２２１は、線Ｌ１２１上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿２１となっている点である。このように、点Ｐ２１１及びＰ２２１は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定する運転点の例を示している。
このＭＶ４＿２１は、５０％よりも大きい値であり、線Ｌ１１１、線Ｌ１１２のいずれに基づいても、入口案内翼開度指令値ＭＶ５は最低開度よりも大きく算出される。一方、点Ｐ２２１に示されるように、リサイクル弁開度指令値は０％と算出されている。

また、点Ｐ２１２は、補正後弁操作値ＭＶ４のＭＶ４＿２１に基づいて指令値算出部１９１が算出する入口案内翼開度指令値ＭＶ５の例を示している。点Ｐ２２２は、補正後弁操作値ＭＶ４のＭＶ４＿２１に基づいて指令値算出部１９１が算出するリサイクル弁開度指令値ＭＶ６の例を示している。
図６の例でも指令値算出部１９１は、第一開度ＩＧＶｍｉｎ１に基づいて補正後弁操作値ＭＶ４を算出する。これに対し、入口案内翼２１１の最低開度が第一開度ＩＧＶｍｉｎ１よりも大きい第二開度ＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合、仮に補正値算出部１９３が補正を行わないとすると、指令値算出部１９１が想定する入口案内翼開度指令値ＭＶ５と、実際に設定される入口案内翼開度指令値ＭＶ５とに相違が生じる。具体的には、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の開度について、点Ｐ２１１に示される開度ＩＧＶ２１を運転点として補正後弁操作値ＭＶ４をＭＶ４＿２１と算出している。これに対し、補正値算出部１９３が補正を行わない場合、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して、補正後弁操作値ＭＶ４のＭＶ４＿２１に基づいて、入口案内翼開度指令値を点Ｐ２１２に示される開度ＩＧＶ２２と算出する。

この相違により、圧縮機２２０による圧縮された燃料ガスの吐出量は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定した吐出量よりも多くなり、ヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給量が要求量よりも多くなる。このような供給量の過剰を回避又は低減するために、補正値算出部１９３が、入口案内翼２１１の開度を小さくするための補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）を算出する。補正値算出部１９３は、例えば式（３）に基づいて補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）を算出する。

図３を参照して説明したように、ＭＶ４は補正後弁操作値を示す。また、ＩＧＶｍｉｎ［％］は、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値のパーセント表記である。図６の例では、第二開度ＩＧＶｍｉｎ２のパーセント表記がＩＧＶｍｉｎ［％］の例に該当する。ＩＧＶｍｉｎ（ｄ）［％］は、入口案内翼２１１の最低開度の基準値のパーセント表記である。図６の例では、第一開度ＩＧＶｍｉｎ１のパーセント表記がＩＧＶｍｉｎ（ｄ）［％］の例に該当する。
そして、指令値算出部１９１が、第三加算器６２２として機能して、式（４）に示される加算を行うことで、補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正を行う。

図５を参照して説明したように、ＭＶ２１は、補正後入口案内翼開度指令値を示す。また、上述したように、ここでの補正後弁操作値ＭＶ４は、入口案内翼２１１に対する開度指令値を示す指標値として用いられている。
図６の例では指令値算出部１９１が、補正後入口案内翼開度指令値ＭＶ２１を、ＩＧＶ２１と算出しており、点Ｐ２１３は、線Ｌ１１２上で補正後入口案内翼開度指令値ＭＶ２１がＩＧＶ２１となっている点である。この点Ｐ２１３は、補正後弁操作値についてはＭＶ４＿２２となっている。

点Ｐ２１３は、補正後の入口案内翼２１１の運転点に対応するリサイクル弁２３１の運転点の例を示す。具体的には、点Ｐ２２３は、点Ｐ２１３と同じく補正後弁操作値がＭＶ４＿２２となっている線Ｌ１２１上の点である。点Ｐ２２３が示すリサイクル弁開度指令値は、点Ｐ２２１の場合及び点Ｐ２２２の場合と同じく０％となっている。このように、補正値算出部１９３が算出する補正値に基づく補正は、補正後弁操作値ＭＶ４を小さくする補正と見做すことができる。

また、図６の例で、点Ｐ２１３の入口案内翼開度指令値ＭＶ５は、点Ｐ２１１の場合と同じくＩＧＶ２１となっている。このように、補正値算出部１９３は、入口案内翼開度指令値を、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定した値と同じ値にするための補正値を算出する。これにより、実際に設定される入口案内翼開度指令値を、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定した入口案内翼開度指令値に一致させることができ、ヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給過剰を回避することができる。

なお、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％以下である場合、図３及び図４を参照して説明したように、補正値算出部１９３が、リサイクル弁開度指令値に対する補正値を算出するようにしてもよい。また、入口案内翼開度指令値に対する補正のみではヘッダタンク３０１への燃料ガス供給量を十分に低減できない場合、以下に説明するように、補正値算出部１９３が、入口案内翼開度指令値に対する補正値に加えてリサイクル弁開度指令値に対する補正値を算出するようにしてもよい。

以上のように、補正値算出部１９３は、入口案内翼２１１の最低開度の基準値と、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値との相違に基づいて、入口案内翼２１１及びリサイクル弁２３１のうち少なくともいずれか一方への開度指令値に対する補正値を算出する。例えば、補正値算出部１９３は、入口案内翼２１１への開度指令値に対する補正値を算出する。
補正値算出部１９３が、入口案内翼２１１の最低開度の基準値と、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値との相違に基づいて補正値を算出することで、制御装置１００は、フィードフォワード制御にて補正を行うことができる。特に、制御装置１００は、補正値算出部１９３が算出した補正値に基づく補正に関してはフィードバック制御を行う必要がない。この点で、制御装置１００は、ヘッダタンク３０１へ供給する圧縮気体の量を、より速やかに目標量に近づけることができる。

図７は、制御装置１００が燃料ガス圧縮系統２０１を制御する処理の第三例を示す図である。
図７に示す処理で、第一関数発生器５１１、第二関数発生器５２１、圧力調節器５２２、第一加算器５２３、及び、流量調節器５５１については、図３の例の場合と同様である。入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎ、負荷指令値ＳＶ０、弁操作値ＭＶ２、補正操作値ＭＶ３、補正後弁操作値ＭＶ４、及び、吐出流量操作値ＭＶ７についても、図３の例の場合と同様である。

一方、図７の例では、補正値算出部１９３がリサイクル弁開度指令値及び入口案内翼開度指令値に共通の補正値を算出する点で、図３の場合と異なる。
具体的には、補正値算出部１９３は、第七関数発生器６３１として機能して、入口案内翼２１１の最低開度ＩＧＶｍｉｎと、補正後弁操作値ＭＶ４とに基づいて、補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＭＶ４）を算出する。ここでは、補正後弁操作値ＭＶ４が入口案内翼２１１に対する開度指令値及びリサイクル弁２３１に対する開度指令値を示す指標値として用いられており、補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＭＶ４）は、入口案内翼開度指令値及びリサイクル弁開度指令値に対する補正値の例に該当する。
そして、指令値算出部１９１は、第四加算器６３２として機能して、補正後弁操作値ＭＶ４に補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＭＶ４）を加算することで、補正後弁操作値ＭＶ４を補正する。この補正により、指令値算出部１９１は、再補正後弁操作値ＭＶ３１を算出する。

さらに、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して、再補正後弁操作値ＭＶ３１に基づいて入口案内翼開度指令値ＭＶ５を算出する。第三関数発生器５３１に関して、指令値算出部１９１が、補正後弁操作値ＭＶ４に代えて、再補正後弁操作値ＭＶ３１に基づく点以外は、図３の例の場合と同様である。また、図３の例の場合と同様、指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の開度を入口案内翼開度指令値ＭＶ５に示される開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介して入口案内翼２１１へ送信する。

また、指令値算出部１９１は、第四関数発生器５４１として機能して、再補正後弁操作値ＭＶ３１に基づいてリサイクル弁開度指令値ＭＶ６を算出する。第四関数発生器５４１に関して、指令値算出部１９１が、補正後弁操作値ＭＶ４に代えて、再補正後弁操作値ＭＶ３１に基づく点以外は、図３の例の場合と同様である。
また、図５の例の場合と同様、指令値算出部１９１は高位選択器５５２として機能して、吐出流量操作値ＭＶ７とリサイクル弁開度指令値ＭＶ６とを比較し、いずれか大きい方の値を、選択後開度指令値ＭＶ１２として選択する。また、図３の例の場合と同様、指令値算出部１９１は、リサイクル弁２３１の開度を選択後開度指令値ＭＶ１２が示す開度にするための制御信号を生成し、通信部１１０を介してリサイクル弁２３１へ送信する。

図８は、指令値算出部１９１が算出する開度指令値の第三例を示すグラフである。図８の例では、グラフの横軸は、補正後弁操作値及び再補正後弁操作値を示す。縦軸は、入口案内翼開度指令値及びリサイクル弁開度指令値を示す。
線Ｌ１１１、Ｌ１１２及びＬ１２１は、図４の例の場合と同様である。
一方、図４の例の場合と異なり図８の例では、指令値算出部１９１は、補正後弁操作値ＭＶ４をＭＶ４＿３１と算出している。

点Ｐ３１１は、線Ｌ１１１上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿３１となっている点である。点Ｐ３２１は、線Ｌ１２１上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿３１となっている点である。これら点Ｐ３１１及びＰ３２１は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定する運転点の例を示している。指令値算出部１９１は、入口案内翼２１１の開度を点Ｐ３１１に示されるＩＧＶ３１と想定している。また、指令値算出部１９１は、リサイクル弁２３１の開度を点Ｐ３２１に示される０％と想定している。

また、点Ｐ３１２は、線Ｌ１１２上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿３１となっている点である。点Ｐ３１２の入口案内翼開度指令値はＩＧＶ３２になっている。点Ｐ３２２は、線Ｌ１２１上で補正後弁操作値ＭＶ４がＭＶ４＿３１となっている点であり、点Ｐ３２１と同じ点となっている。
入口案内翼２１１の最低開度がＩＧＶｍｉｎ２に設定されている場合、仮に、補正値算出部１９３が補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正を行わないとすると、指令値算出部１９１は、第三関数発生器５３１として機能して入口案内翼開度指令値ＭＶ５を、点Ｐ３１２が示すＩＧＶ３２と算出する。

この場合、指令値算出部１９１が再補正後弁操作値ＭＶ３１を算出する際に想定した入口案内翼開度指令値のＩＧＶ３１に対し、指令値算出部１９１が第三関数発生器５３１として機能して算出する入口案内翼開度指令値はＩＧＶ３２と相違する。この相違により、圧縮機２２０による圧縮された燃料ガスの吐出量は、指令値算出部１９１が補正後弁操作値ＭＶ４を算出する際に想定した吐出量よりも多くなり、ヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給量が要求量よりも多くなる。このような供給量の過剰を回避又は低減するために、補正値算出部１９３が補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＭＶ４）を算出する。

ここで、ＭＶ４＿３１は、５０％よりも大きい値であり、入口案内翼２１１の開度を小さくする補正が可能である。具体的には、点Ｐ３１２が示す入口案内翼開度指令値のＩＧＶ３２は、入口案内翼２１１の最低開度であるＩＧＶｍｉｎ２よりも大きいので、入口案内翼２１１の開度をＩＧＶｍｉｎ２まで小さくすることができる。図８では、再補正後弁操作値ＭＶ３１の５０％をＳＬで示している。

また、ＭＶ４＿３１は、ＳＨよりも小さい値である。ＳＨは、線Ｌ１１１上で入口案内翼開度指令値が第二開度ＩＧＶｍｉｎ２となる点Ｐ３３１の補正後弁操作値である。
補正後弁操作値ＭＶ４がＳＬよりも大きく、かつ、ＳＨよりも小さい場合、入口案内翼２１１の開度を小さくする補正を行うことができるが、入口案内翼２１１の開度を第二開度ＩＧＶｍｉｎ２まで小さくしても、指令値算出部１９１が想定したＩＧＶ３１よりも大きい。従って、ヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給の減少が十分でない。

そこで、補正値算出部１９３は、入口案内翼２１１の開度を小さくし、かつ、リサイクル弁２３１の開度を大きくするための補正値を算出する。具体的には、補正値算出部１９３は、補正後弁操作値ＭＶ４のＭＶ４＿３１を、再補正後弁操作値ＭＶ３１のＭＶ３１＿３２に補正するための補正値を算出する。
ここで、点Ｐ３１３は、線Ｌ１１２上で再補正後弁操作値ＭＶ３１がＭＶ３１＿３２となる点である。この点Ｐ３１３の入口案内翼開度指令値はＩＧＶｍｉｎ２であり、点Ｐ３１２の場合のＩＧＶ３２よりも小さくなっている。また、点Ｐ３２３は、線Ｌ１２１上で再補正後弁操作値ＭＶ３１がＭＶ３１＿３２となっている点である。この点Ｐ３２３のリサイクル弁開度指令値はＲＧＶ３１であり、点Ｐ３２１の場合の０％（全閉）よりも大きい開度になっている。
補正値算出部１９３は、式（５）に基づいて、補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正値Ｆａｃｔｏｒ（ＭＶ４）を算出する。

ここで、Ｆａｃｔｏｒ（α）は、式（６）のように示される。

ここで、ｍｉｎは、引数の値のうち最小値を選択する関数を示す。ｍａｘは、引数の値のうち最大値を選択する関数を示す。また、ＭＶ４はパーセント表示とする。
ＭＶ４が５０％以下の場合、Ｆａｃｔｏｒ（α）の値は０になる。この値は、ＭＶ４が５０％以下の場合は、入口案内翼２１１の開度が最低開度となっているため入口案内翼２１１の開度に対する補正を行わないことを示している。
一方、ＭＶ４が５０％より大きい場合、Ｆａｃｔｏｒ（α）の値は、式（３）で算出されるＦａｃｔｏｒ（ＩＧＶ）と、ＭＶ４−５０％とのいずれか小さい方となる。この場合のＦａｃｔｏｒ（α）は、入口案内翼２１１の開度が最低開度となるまで補正後弁操作値ＭＶ４を減少させるための補正値を示す。

また、Ｆａｃｔｏｒ（β）は、式（７）のように示される。

Ｆａｃｔｏｒ（β）は、式（６）に基づいて入口案内翼２１１の開度を最低開度にした場合の補正の不足分を補うようにリサイクル弁２３１の開度を大きくするための補正後弁操作値ＭＶ４に対する補正値を示す。
そして、指令値算出部１９１が、第四加算器６３２として機能して、式（８）に示される加算を行うことで補正後弁操作値に対する補正を行う。

なお、式（４）〜式（８）によれば、補正後弁操作値ＭＶ４の値が５０％以下の場合は、図３及び図４を参照して説明した例と同様に、リサイクル弁２３１の開度を大きくする補正を行うことができる。
また、式（４）〜式（８）によれば、補正後弁操作値ＭＶ４の値がＳＨより大きい場合は、図５及び図６を参照して説明した例と同様に、入口案内翼２１１の開度を小さくする補正を行うことができる。

以上のように、補正値算出部１９３は、入口案内翼２１１の開度が最低開度の現在設定値より大きく、かつ、入口案内翼２１１の開度を最低開度の現在設定値にしても圧縮機２２０からの圧縮気体の流出量がヘッダタンク３０１の供給目標量よりも多い場合、入口案内翼２１１への開度指令値及びリサイクル弁２３１への開度指令値に対する補正値を算出する。
これにより、制御装置１００は、リサイクル弁２３１の動作領域と非動作領域との境界付近でも、圧縮機２２０からヘッダタンク３０１への燃料ガスの供給量を要求量に合わせる補正を行うことができる。ここでいうリサイクル弁２３１の動作領域は、リサイクル弁２３１の開度が０％より大きくなる領域である。リサイクル弁２３１の非動作領域は、リサイクル弁２３１の開度が０％となる領域である。図８の例では、補正後弁操作値ＭＶ４が５０％で、リサイクル弁２３１の動作領域と非動作領域との境界となる。

また、補正値算出部１９３が、入口案内翼２１１の最低開度の基準値と、入口案内翼２１１の最低開度の現在設定値との相違に基づいて補正値を算出することで、制御装置１００は、フィードフォワード制御にて補正を行うことができる。特に、制御装置１００は、補正値算出部１９３が算出した補正値に基づく補正に関してはフィードバック制御を行う必要がない。この点で、制御装置１００は、ヘッダタンク３０１へ供給する圧縮気体の量を、より速やかに目標量に近づけることができる。

なお、制御部１９０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、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く、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であっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１気体圧縮システム
１００制御装置
１１０通信部
１２０操作入力部
１３０表示部
１８０記憶部
１９０制御部
１９１指令値算出部
１９２制限値算出部
１９３補正値算出部
２００気体圧縮システム本体
２１０流入調整部
２２０圧縮機
２３０弁
３００圧縮気体供給先
２０１燃料ガス圧縮系統
２１１入口案内翼
２３１リサイクル弁
３０１ヘッダタンク
３１１ガスタービン
４１１入口ガス圧力計
４１２出口ガス流量計
４１３ヘッダタンク圧力計
Ｗ１１第一流路
Ｗ１２第二流路
Ｗ２１圧縮機入口側ライン
Ｗ２２圧縮機出口側ライン
Ｗ２３リサイクルライン

Claims

圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御する制御装置であって、
前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出部と、
前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定する制限値算出部と、
前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出部と、
を備える制御装置。
圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記圧縮機の入口側に設けられた入口案内翼の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記入口案内翼の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定する制限値算出部と、
前記入口案内翼の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出部と、
を備える制御装置。
前記補正値算出部は、前記入口案内翼への開度指令値に対する補正値を算出する、請求項２に記載の制御装置。
前記補正値算出部は、前記入口案内翼の開度が最低開度の現在設定値より大きく、かつ、前記入口案内翼の開度を最低開度の現在設定値にしても前記圧縮機からの圧縮気体の流出量が前記圧縮気体の供給先への供給目標量よりも多い場合、前記入口案内翼への開度指令値及び前記リサイクル弁への開度指令値に対する補正値を算出する、請求項２に記載の制御装置。
請求項２から４のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記圧縮機と、
前記入口案内翼と、
前記リサイクルラインと、
前記リサイクル弁と
を備える気体圧縮システム。
圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御する制御方法であって、
前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出ステップと、
前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定するステップと、
前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出ステップと、
を含む制御方法。
圧縮機への気体の流入を量的に調整する入口案内翼または調整弁である流入調整部と、前記圧縮機から圧縮気体供給先への第一流路から分岐する第二流路に設けられた弁とを制御するコンピュータに、
前記圧縮気体供給先への前記圧縮気体の要求量を示す負荷指令値に基づいて、前記流入調整部、及び、前記弁のうち少なくともいずれか一方への指令値を算出する指令算出ステップと、
前記圧縮機の入口圧力測定値が、予め設定された基準圧力以上である場合、前記流入調整部の最低開度を基準値に設定し、前記入口圧力測定値が前記基準圧力より小さい場合、前記流入調整部の最低開度を前記基準値よりも大きい所定の開度に設定するステップと、
前記流入調整部の最低開度の現在設定値から基準値を減算した差に定数値を乗算して、前記圧縮機の出口側と入口側とを接続するリサイクルラインに設けられたリサイクル弁の開度を大きくするための補正値を算出する補正値算出ステップと、
を実行させるためのプログラム。