JP6906934B2

JP6906934B2 - 出力−排出物パラメータに関するガスタービンの調節における確率的制御、関連の制御システム、コンピュータプログラム製品、及び方法

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Publication number: JP6906934B2
Application number: JP2016235530A
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Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2021-07-21
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Description

本明細書において開示される主題は、調整及び制御システムに関する。より詳しくは、本明細書において開示される主題は、ガスタービンのための調整及び制御システムに関する。

少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、それらの動作を監視及び制御するコントローラを備えている。公知のコントローラは、ガスタービンエンジンの燃焼システム及びガスタービンエンジンの他の動作の態様を、エンジンの動作パラメータを使用して管理する。少なくともいくつかの公知のコントローラは、ガスタービンエンジンの現在の動作状態を表す動作パラメータを受信し、物理学にもとづくモデル又は伝達関数によって動作境界を定め、動作パラメータを動作境界モデルへと適用する。更に、少なくともいくつかの公知のコントローラは、動作パラメータをスケジューリングアルゴリズムへと適用し、誤差項を決定し、１つ以上のガスタービンエンジン制御エフェクタを調節することによって境界を制御する。しかしながら、少なくともいくつかの動作パラメータは、センサを用いて測定することが非現実的であり得るパラメータなど、測定されないパラメータであり得る。そのようなパラメータのいくつかとして、入口温度（ｆｉｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（例えば、第１段タービンベーン出口温度）、燃焼器出口温度、及び／又はタービン第１段ノズル入口温度が挙げられる。

少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジン制御システムは、圧縮機入口圧力及び温度、圧縮機出口圧力及び温度、タービン排気圧力及び温度、燃料流量及び温度、周囲条件、並びに／或いは発電機出力などといった測定されるパラメータを使用して、測定されない動作パラメータを間接的に制御又は監視する。しかしながら、間接的なパラメータの値には不確かさが存在し、該当のガスタービンエンジンは、燃焼のダイナミクス及び排出物を減らすために調整を必要とする可能性がある。測定されないパラメータの不確かさゆえに、そのような公知の制御システムを備えるガスタービンエンジンについて、設計マージンが使用される。そのような設計マージンの使用は、最悪の場合の動作境界に対する保護及び対処のための努力において、多くの運転条件においてガスタービンエンジンの性能を低下させかねない。更に、そのような公知の制御システムの多くは、ガスタービンエンジンの入口温度又は排気温度を正確に見積もることができず、エンジンの効率の低下及び２つ以上のガスタービンエンジンを有する施設における装置ごとの変動につながる可能性がある。

産業用のガスタービンにおいて、装置ごとの入口温度の変動を小さくすることは、困難であることが分かっている。例えば、入口温度は、ガスタービンの構成要素及びそれらの組み立てにおける変動など、多数の異なる変数の関数である。これらの変動は、ガスタービンの部品の製造、設置、及び組み立てにおいて必要な公差に起因する。加えて、ガスタービンの動作パラメータの測定に用いられる制御部及びセンサは、それらの測定値に特定の量の不確かさを含んでいる。測定される動作パラメータの値を検出するために使用される測定システムにおける不確かさ、及び装置の構成要素の変動が、入口温度などのガスタービンエンジンの測定されない動作パラメータについて、変動を必然的に引き起こす。これらの内在する不正確さの組合せが、既知の１組の周囲条件においてガスタービンエンジンの設計入口温度を実現することを困難にし、装置ごとの入口温度の変動を引き起こす。

英国特許出願公開第２５２０９８５号明細書

種々の実施形態は、１組のガスタービン（ＧＴ）の各々のＧＴを、各々のＧＴについて測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、１組のＧＴの各々のＧＴに、それぞれの出力（メガワット（ＭＷ）出力）を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴの実際の排出物値を測定することと、それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴの各々のＧＴの運転条件を調節することと、各々のＧＴの目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することとを含む動作を実行することによって１組のＧＴを調整するように構成された１以上の演算装置を有しているシステムを含む。

第１の態様は、１組のガスタービン（ＧＴ）の各々のＧＴを、各々のＧＴについて測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、１組のＧＴの各々のＧＴに、それぞれの出力（ＭＷ出力）を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴの実際の排出物値を測定することと、それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴの各々のＧＴの運転条件を調節することと、各々のＧＴの目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することとを含む動作を実行することによって１組のＧＴを調整するように構成された１以上の演算装置を有しているシステムを含む。

第２の態様は、プログラムコードを有しているコンピュータプログラム製品であって、プログラムコードは、１以上の演算装置によって実行されたときに、１組のガスタービン（ＧＴ）の各々のＧＴを、各々のＧＴについて測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、１組のＧＴの各々のＧＴに、それぞれの出力（ＭＷ出力）を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴの実際の排出物値を測定することと、それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴの各々のＧＴの運転条件を調節することと、各々のＧＴの目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することとを含む動作を実行することによる１組のＧＴの調整を、１以上の演算装置に実行させる、コンピュータプログラム製品を含む。

第３の態様は、１以上の演算装置を用いて実行される１組のガスタービン（ＧＴ）のコンピュータによって実現される調整の方法であって、１組のＧＴの各々のＧＴを、各々のＧＴについて測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、１組のＧＴの各々のＧＴに、それぞれの出力（ＭＷ出力）を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴの実際の排出物値を測定することと、それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴの各々のＧＴの運転条件を調節することと、各々のＧＴの目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することとを含む方法を含む。

本発明のこれらの特徴及び他の特徴が、本発明の種々の態様の以下の詳細な説明を、本発明の種々の実施形態を示している添付の図面と併せて検討することによって、更に容易に理解されるであろう。

本発明の種々の実施形態による制御システムを備えるガスタービンエンジン（ＧＴ）の概略図を示している。ＧＴの動作を制御するために図１の制御システムにおいて使用することができる本発明の種々の実施形態による制御アーキテクチャの概略図を示している。図１の制御システムによって用いられるＧＴのモデルを使用した統計的に有意な数の図１のＧＴエンジンの動作状態の確率論的シミュレーションの図解を示している。本発明の種々の実施形態による方法を説明するフロー図を示している。二次元の出力（ＭＷ）−排出物（ＮＯ_x）のグラフにて図４のフロー図に示したプロセスの図解を示している。二次元の出力（ＭＷ）−排出物（ＮＯ_x）のグラフにて図４のフロー図に示したプロセスの図解を示している。三次元の出力（ＭＷ）−排出物（ＮＯ_x）−入口温度（Ｔ４）のグラフにて図４のフロー図に示したプロセスの図解を示している。本発明の種々の実施形態による制御システムを備える例示の環境を示している。

本発明の図面が、必ずしも比例尺ではないことに注意すべきである。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すように意図されており、したがって本発明の技術的範囲を限定するものとして解釈されてはならない。図面において、図の間で、類似した番号は類似した構成要素を表している。

上述したように、本明細書において開示される主題は、調整及び制御システムに関する。より詳しくは、本明細書において開示される主題は、ガスタービンのための調整及び制御システムに関する。

確率的制御は、測定される出力（単位は、メガワット（ＭＷ））並びにまとめてＮＯ_x排出物と称されるモノチッ素酸化物ＮＯ及びＮＯ₂（一酸化チッ素及び二酸化チッ素）にもとづいてガスタービン（ＧＴ）の動作状態を設定するための方法である。本明細書において説明されるとおり、種々の実施形態は、測定値に誤差が存在するＧＴの調整及び制御を提供する。測定誤差が存在する制御機構を計算及び調整するための従来からの手法が存在するが、従来からの手法はいずれも、とりわけ出力及びＮＯ_xの測定値に照らしてＧＴ制御機能を補償及び調整するようには設計されていない。

本明細書において使用されるとき、用語Ｐ５０ＧＴ又はＰ５０装置は、集団のうちの中間（又は、公称）のガスタービンを指す。このＰ５０の尺度に関するパラメータは、想像上のものであると考えられ、実際のガスタービンにおいて得られることは、あったとしてもまれである。本明細書において使用される用語として、ａ）タービン（例えば、ＧＴ）における第１段のノズルの下流且つ最初の回転バケットの上流の平均温度である入口温度（Ｔ４）、及びｂ）ガスタービンにおける燃焼温度であり、入口温度よりも高いＴ３．９を挙げることができる。入口温度は、技術的に知られているとおり、測定が不可能であるが、他の測定値及び既知のパラメータから推測される。本明細書において使用されるとき、用語「示された（ｉｎｄｉｃａｔｅｄ）入口温度」は、例えばＧＴの構成要素を監視及び／又は制御する制御システムなど、制御設備の１つ以上の構成要素によって示されるとおりの入口温度を指す。「示された」入口温度は、ＧＴ制御システムに接続された従来からの検出／試験設備からの入口温度の最良の見積もりを表す。

更に、本明細書において説明されるとおり、特定のガスタービンの「ベース負荷」という用語は、定格の入口温度におけるガスタービンの最大出力を指すことができる。更に、本明細書において説明され、技術的に知られているとおり、所与のガスタービンのベース負荷は、周囲の運転条件の変化にもとづいて変化する。ベース負荷は、この技術において、「定格負荷定格速度」と呼ばれることがある。更に、ＮＯ_xは燃料組成に左右されやすく、したがってガスタービンにおいて実行される任意の調整プロセス（本明細書に記載の調整プロセスを含む）において補償されることを、理解すべきである。

更に、本明細書において説明されるとおり、用語「排気エネルギ」は、ＧＴから出る排気ガスに含まれるエネルギを指し、ＧＴの排気部（出口）における排気ガスの温度測定値及び圧力測定値にもとづいて割り出すことができる。この排気エネルギは、ＧＴを通って流れる燃焼ガスの量に直接関係し、例えば出力などの他の動作パラメータに相関付けることができる。

本明細書において説明される種々の実施形態は、ＧＴ（例えば、２つ以上のＧＴからなる集団）の出力及び排出物パラメータを使用するＧＴの確率的制御を可能にする。種々の実施形態によれば、一手法は、以下のプロセスを含むことができる。

１）測定された周囲条件にもとづき、（例えば、集団の中の）１つ以上のガスタービンを設計によるベース負荷（ＭＷ値、ＮＯ_x値、燃料流量値、排気エネルギ値）へと指令する。本明細書において説明されるとおり、理想的な状況において、ＧＴは、理想的な筋書きにおいて、Ｐ５０出力（公称出力）値及びＰ５０ＮＯ_x（排出物）値を含むＰ５０（公称）動作パラメータへと収束するはずである。しかしながら、本明細書において示されるとおり、これは現実世界の動作においては生じない。

２）１つ以上のＧＴに自身の出力（ＭＷ）を公称出力（Ｐ５０出力）に一致させるべく調節するように指令し、実際のＮＯ_x値を測定する。本明細書において述べられるとおり、このプロセスは、各々のＧＴの実際のＮＯ_x値をＰ５０ＮＯ_x値に近付ける役に立つ可能性が高いが、その目標を完全に成就させるわけではない。更に、この出力の調節は、所望のレベルと比べて高い入口温度という別の懸念には対処していない。

３）各々のＧＴの運転条件を、そのＧＴの測定された実際のＮＯ_x値（プロセス２）と周囲条件において予想されるＰ５０ＮＯ_x値との間の差（ＤｅｌｔａＮＯ_x値）にもとづいて調節する。ＤｅｌｔａＮＯ_x値を、従来からの手法を使用して各々のＧＴについてのＤｅｌｔａ出力（ＭＷ）値（ＧＴの実際の出力とＰ５０出力レベルにおける出力との間の差を表す）へと変換することができる。このプロセスにおいて、Ｐ５０出力値から逸脱している各々のＧＴは、そのＧＴについてのＤｅｌｔａ出力（ＭＷ）に近付き、次いで到達するように、その運転条件が（ＤｅｌｔａＮＯ_x値から変換されたとおりの）Ｄｅｌｔａ出力値の所定の割合によって調節される。この調節は、各々のＧＴを、そのＧＴのＰ５０出力／Ｐ５０ＮＯ_x特性に直交する出力／ＮＯ_x空間における線へと移動させる。上述の全体的なプロセスは、本明細書において更に詳しく説明される。

４）各々のＧＴの目標運転条件を、（（３）において決定された）調節された運転条件に一致するように設定する。このプロセスは、運転条件を、各々のＧＴに関連付けられたコントローラに、関連付けられたコントローラがその同様の条件のもとでの運転条件を既定値とするように埋め込み、或いはいくつかの場合にはベースライン（ベース負荷）条件として埋め込むことを含むことができる。

以下の説明においては、以下の説明の一部を形成する添付の図面が参照され、添付の図面には、あくまでも例として、本教示を実行することができる特定の典型的な実施形態が示されている。これらの実施形態は、本教示の実行を当業者にとって可能にするように充分に詳しく説明されるが、本教示の範囲から外れることなく、他の実施形態を利用することが可能であり、変更を行うことが可能であることを、理解すべきである。したがって、以下の説明は、あくまでも例示にすぎない。

図１は、種々の実施形態による制御システム１８を備えるガスタービンエンジン（ＧＴ）１０の概略図を示している。種々の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１２と、燃焼器１４と、圧縮機１２に駆動可能に結合したタービン１６と、コンピュータ制御システム又はコントローラ１８とを備える。圧縮機１２への入口ダクト２０が、圧縮機１２へと周囲空気を導き、いくつかの場合には噴射された水を導く。ダクト２０は、入口ダクト２０を通って圧縮機１２の入口案内ベーン（ＩＧＶ）２１へと流れる周囲空気の圧力損失に寄与するダクト、フィルタ、スクリーン、又は音吸収装置を含み得る。ガスタービンエンジン１０からの燃焼ガスは、排気ダクト２２を通って導かれる。排気ダクト２２は、ガスタービンエンジン１０に背圧を生じさせる音吸収材料及び排出物制御装置を含み得る。入口の圧力損失及び背圧の大きさは、入口ダクト２０及び排気ダクト２２への構成要素の追加に起因し、更には／或いは入口ダクト２０及び排気ダクト２２のそれぞれを詰まらせる塵埃及び土の結果として、時間につれて変化し得る。種々の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、電力を生み出す発電機２４を駆動する。

１つ以上のガスタービンエンジン（ＧＴ）を例えば集団にて含むことができる１組のＧＴを測定、分析、及び／又は制御する種々の実施形態が説明される。これらの手法は、単一のＧＴへと２つ以上のＧＴと同様に適用されると理解される。更に、本明細書において使用されるとき、用語「１組」は、１つ又はそれ以上を意味することができる。

種々の実施形態では、複数の制御センサ２６が、ガスタービンエンジン１０の動作の最中に、ガスタービンエンジン１０、発電機２４、及び／又は周囲環境の種々の運転条件を検出する。多くの場合、複数の冗長な制御センサ２６が、同じ運転条件を測定することができる。例えば、冗長な温度制御センサ２６の群が、周囲温度、圧縮機吐出温度、タービン排気ガス温度、及び／又はガスタービンエンジン１０を通過するガスの流れ（図示せず）の他の動作温度を監視することができる。同様に、他の冗長な圧力制御センサ２６の群が、周囲圧力、圧縮機１２及び／又はタービン１６の排気における静的及び動的な圧力レベル、並びに／或いはガスタービンエンジン１０における他のパラメータを監視することができる。制御センサ２６として、これらに限られるわけではないが、流量センサ、圧力センサ、速度センサ、火炎検出器センサ、案内ベーン角度センサ、及び／又はガスタービンエンジン１０の動作の最中の種々の動作パラメータを検出するために使用することができる任意の他の装置を挙げることができる。

本明細書において使用されるとき、用語「パラメータ」は、ガスタービンエンジン１０内の所定の場所における温度、圧力、及び／又はガス流量など、ガスタービンエンジン１０の運転条件を定めるために使用することができる特性を指す。いくつかのパラメータは、測定され、すなわち検出され、直接的に知られる一方で、他のパラメータは、モデルによって計算され、すなわち推定され、間接的に知られる。いくつかのパラメータは、初めにユーザによってコントローラ１８へと入力され得る。測定され、推定され、或いはユーザによって入力されたパラメータは、ガスタービンエンジン１０の所与の動作状態を表す。

燃料制御システム２８が、燃料供給源（図示せず）から燃焼器１４への燃料の流量、一次及び二次燃料ノズル（図示せず）の間の分配量、及び燃焼器１４へと流入する二次空気との混合量を調節する。また、燃料制御システム２８は、燃焼器１４において使用される燃料の種類も選択することができる。燃料制御システム２８は、別のユニットであっても、コントローラ１８の構成要素であってもよい。

コントローラ（制御システム）１８は、制御センサ２６の入力及び人間の操作者からの指示に少なくとも部分的にもとづいてガスタービンエンジン１０の動作を制御するための動作を実行する１以上のプロセッサ（図示せず）と１以上のメモリ装置（図示せず）を備えるコンピュータシステムであってよい。コントローラは、例えば、ガスタービンエンジン１０のモデルを含むことができる。コントローラ１８によって実行される動作は、動作パラメータの検出又はモデル化、動作境界のモデル化、動作境界モデルの適用、或いは例えば燃焼器１４への燃料の流量を調節することによってガスタービンエンジン１０の動作を制御するスケジューリングアルゴリズムの適用を含むことができる。コントローラ１８は、ガスタービンエンジン１０の動作パラメータを動作境界モデル又はガスタービンエンジン１０によって使用されるスケジューリングアルゴリズムと比較し、これに限られるわけではないが入口温度などの制御出力を生成する。コントローラ１８によって生成される指令は、ガスタービンエンジン１０の燃料アクチュエータ２７による燃料の流量、燃料の分配、及び／又は燃料供給源と燃焼器１４との間を導かれる燃料の種類の選択的な調節を生じさせることができる。他の指令を、アクチュエータ２９によるＩＧＶ２１の相対位置の調節を生じさせ、入口抽気温熱を調節し、或いはガスタービンエンジン１０における他の制御設定を有効にするために生成することができる。

動作パラメータは、一般に、ガスタービンエンジン１０内の所定の場所及び所与の動作状態における温度、圧力、及びガス流量などのガスタービンエンジン１０の運転条件を示す。いくつかの動作パラメータは、測定され、すなわち検出され、直接的に知られる一方で、他の動作パラメータは、モデルによって推定され、間接的に知られる。推定又はモデル化される動作パラメータは、推定による動作パラメータと称されることもあり、例えば、これらに限られるわけではないが、入口温度及び／又は排気温度を含むことができる。動作境界モデルが、ガスタービンエンジン１０の１つ以上の物理的境界によって定められてよく、したがって各々の境界におけるガスタービンエンジン１０の最適条件を表すことができる。更に、動作境界モデルは、あらゆる他の境界又は運転条件から独立であってよい。スケジューリングアルゴリズムを、ガスタービンエンジン１０を所定の限界内で動作させるようにタービン制御アクチュエータ２７、２９のための設定を決定するために使用することができる。典型的には、スケジューリングアルゴリズムは、最悪の場合の筋書きに対する保護を提供し、特定の動作状態にもとづく組み込まれた仮定を有する。境界制御は、コントローラ１８などのコントローラがガスタービンエンジン１０を好ましい状態で動作させるようにタービン制御アクチュエータ２７、２９を調節することができるプロセスである。

図２が、ガスタービンエンジン１０（図１に示されている）の動作を制御するためにコントローラ１８（図１に示されている）において使用することができる典型的な制御アーキテクチャ２００の概略図を示している。より具体的には、種々の実施形態では、制御アーキテクチャ２００は、コントローラ１８において実現され、モデルベース制御（ＭＢＣ）モジュール５６を含む。ＭＢＣモジュール５６は、ガスタービンエンジン１０のロバストで忠実度の高い物理学ベースのモデルである。ＭＢＣモジュール５６は、測定された条件を、入力動作パラメータ４８として受信する。そのようなパラメータ４８として、これらに限られるわけではないが、周囲圧力及び温度、燃料流量及び温度、入口抽気温熱、並びに／或いは発電機パワーロスを挙げることができる。ＭＢＣモジュール５６は、入力動作パラメータ４８をガスタービンモデルへと適用し、公称入口温度５０（又は、公称動作状態４２８）を決定する。ＭＢＣモジュール５６を、本明細書に記載のとおりの制御アーキテクチャ２００及びガスタービンエンジン１０の動作を可能にする任意のプラットフォームにおいて実現することができる。

更に、種々の実施形態では、制御アーキテクチャ２００は、ガスタービンエンジン１０の特定の動作パラメータを推定する適応リアルタイムエンジンシミュレーション（ＡＲＥＳ）モジュール５８を含む。例えば、一実施形態では、ＡＲＥＳモジュール５８は、制御アルゴリズムにおける使用のために制御センサ２６によって生成される動作パラメータなどの直接的には検知されない動作パラメータを推定する。更に、ＡＲＥＳモジュール５８は、推定及び測定された条件を比較することができるように、測定された動作パラメータを推定する。比較は、ガスタービンエンジン１０の動作を乱すことなくＡＲＥＳモジュール５８を自動的に調整するために使用される。

ＡＲＥＳモジュール５８は、これらに限られるわけではないが、周囲圧力及び温度、圧縮機入口案内ベーンの位置、燃料流量、入口抽気温熱の流量、発電機パワーロス、入口及び排気ダクト圧力損失、並びに／或いは圧縮機入口温度など、入力動作パラメータ４８を受信する。次いで、ＡＲＥＳモジュール５８は、これらに限られるわけではないが、排気ガス温度６２、圧縮機吐出圧力、及び／又は圧縮機吐出温度など、推定による動作パラメータ６０を生成する。種々の実施形態では、ＡＲＥＳモジュール５８は、推定による動作パラメータ６０を入力された動作パラメータ４８と組合せてガスタービンモデルへの入力として使用し、例えば計算による入口温度６４などの出力を生成する。

種々の実施形態では、コントローラ１８は、入力として、計算による入口温度５２を受信する。コントローラ１８は、比較器７０を使用して計算による入口温度５２を公称入口温度５０と比較し、補正係数５４を生成する。補正係数５４は、補正された入口温度６６を生成するためにＭＢＣモジュール５６において公称入口温度５０を調節するために使用される。コントローラ１８は、ＡＲＥＳモジュール５８からの制御出力とＭＢＣモジュール５６からの制御出力とを比較して差分値を生成するために、比較器７４を使用する。次いで、この差分値が、ＡＲＥＳモジュール５８の制御モデルを継続的に調整することによるガスタービンエンジン１０の制御の改善の促進において使用すべくコントローラ１８へと供給される正規化補正係数を生成するためにカルマンフィルタ利得マトリクス（図示されていない）へと入力される。別の実施形態では、コントローラ１８は、排気温度補正係数６８を入力として受信する。排気温度補正係数６８を、ＡＲＥＳモジュール５８において排気温度６２を調節するために使用することができる。

図３は、コントローラ１８によって用いられるガスタービンエンジンのモデルを使用した統計的に有意な数の図１のガスタービンエンジン１０の動作状態の確率論的シミュレーションを示すグラフである。グラフは、出力をガスタービンエンジン１０の入口温度に対して示している。線３００が、複数のデータ点３０８についての線形回帰モデルである。線３０２は、データ点３０８に対応する９９％予測区間を表している。更に、線３０４は、ガスタービンエンジン１０の公称又は設計入口温度５０を表しており、線３０６は、ガスタービンエンジン１０の公称又は設計出力を表している。種々の実施形態では、図３に示した確率論的シミュレーションは、８０ユニットの入口温度のおおよその分散を示している。この分散は、ガスタービンエンジン１０の構成要素の公差並びにコントローラ１８及び制御センサ２６の測定の不確かさに起因している可能性がある。

例えば入口温度及び／又は排気温度などの実際のガスタービンエンジン１０の動作状態の変動の軽減を促進し、ガスタービンエンジン１０の出力、排出物、及び寿命の変動の軽減を促進するガスタービンエンジン１０の調整のための手法が、本明細書において説明される。本明細書において説明される確率的制御の手法は、設置時及び種々の期間においてガスタービンエンジン１０を調整するための不連続なプロセスとして実行されてよく、或いは所定の間隔で定期的及び／又はガスタービンエンジン１０の動作の最中に継続的に動作するようにコントローラ１８において実行されてよい。これらの手法は、入口温度がすでに述べたように推定によるパラメータであるため、ガスタービンの入口温度を直接的に測定するわけではない。しかしながら、これらの確率的制御の手法は、ガスタービンエンジン１０の入口温度の強力な指標である直接的に測定されるパラメータをもたらすことができ、ガスタービンエンジン１０における入口温度について制御の改善を可能にすることができる。

図４が、種々の実施形態に従って実行される方法を説明するフロー図を示している。本明細書において説明されるとおり、本方法は、１以上の演算装置を使用して行われる（例えば、実行される）ことができ、コンピュータプログラム製品（例えば、非一時的なコンピュータプログラム製品）として実現されることができ、或いは他のやり方で以下のプロセスを含むことができる。

プロセスＰ１：各々のＧＴ１０について測定された周囲条件にもとづき、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０をベース負荷レベル（例えば、目標の示された入口温度）へと指令する。本明細書において述べられるとおり、ベース負荷（目標の示された入口温度による）は、測定された周囲条件における出力（ＭＷ）値及び排出物値に関連付けられている。本明細書において更に述べられるとおり、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０のベース負荷レベルへの指令に応答して、各々のＧＴ１０は、公称出力値（Ｐ５０出力）又は公称排出物値（Ｐ５０ＮＯ_x）の少なくとも一方は達成しない。種々の実施形態によれば、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０に対してそれぞれの出力を公称出力値に一致させるための調節を指令するプロセスが、各々のＧＴ１０の実際の排出物値を、公称排出物値に一致させることなく公称排出物値に近付ける。

プロセスＰ２：ＧＴ１組の各々のＧＴ１０に対してそれぞれの出力を公称出力値に一致させるための調節を指令し、その後に各々のＧＴ１０の実際の排出物値を測定する。種々の実施形態では、プロセスＰ２は、それぞれの測定された実際の排出物値と各々のＧＴ１０の公称排出物値との間の差を、各々のＧＴ１０の周囲条件値におけるそれぞれの出力値と公称出力値との間の差へと変換することを、更に含むことができる。

プロセスＰ３：それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづき、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０の運転条件を調節する。種々の実施形態によれば、各々のＧＴ１０の運転条件を調節するプロセスは、各々のＧＴ１０の出力がそれぞれの公称出力値に近付き、次いで到達するように、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０の運転条件を、それぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって調節することを含む。種々の実施形態によれば、ＧＴ１組の各々のＧＴ１０の運転条件を、それぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって調節することは、各々のＧＴ１０を、出力を排出物に対してプロットするグラフ空間において、各々のＧＴ１０の公称出力／公称排出物の特性に直交する線に整列させる。

プロセスＰ４：各々のＧＴ１０の目標運転条件（１以上）を、（プロセスＰ３における）運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定する。このプロセスは、運転条件を、（例えば複数のコントローラ１８が複数のＧＴ１０を制御する場合に）各々のＧＴ１０に関連付けられたコントローラ１８に、関連付けられたコントローラ１８がその同様の条件のもとでの運転条件を既定値とするように埋め込み、或いはいくつかの場合にはベースライン（ベース負荷）条件として埋め込むことを含むことができる。種々の実施形態ではは、コントローラ１８に埋め込まれたＡＲＥＳモデルが、その既定値の運転条件が（プロセスＰ３からの）調節された条件に一致するように変更（設定）される。この場合に、ＡＲＥＳモデルは、各々のＧＴの運転条件の周囲に集中される。

図５〜７は、１組（複数）の（ＧＴ１０と同様の）ＧＴを表す典型的なデータセットに関して図４に示したプロセスの出力−排出物（ＮＯ_x）のグラフによる図解を示している。図５及び６に示されるすべてのデータ点は、示された入口温度における出力−排出物（ＮＯ_x）を表しており、ここで「示された」入口温度は、ＧＴ１０のコントローラによって表示され、或いは他のやり方で出力されたとおりの入口温度である。すなわち、「示された」入口温度は、必ずしも実際の入口温度（本明細書において説明されるとおり、正確に測定することができない）ではなく、むしろＧＴ１０のコントローラ（及び、関連の設備）によって推定された入口温度である。

この例に示されるとおり、例えば図５において、線ＧＬの中心点は、１組のＧＴの平均入口温度（Ｔ４）の関数である。平均燃焼温度（Ｔ３．９）は、平均入口温度の関数であり、平均入口温度よりも高い。本明細書において述べられるとおり、平均入口温度が高くなるにつれて、平均燃焼温度も高くなり、すなわち線ＧＬが、より大きい出力／ＮＯ_x値へと移動するが、依然としてベース負荷における１組のＧＴのうちの平均ＧＴの出力／ＮＯ_x特性を定める線ＲＬに直交している。ＢＬと標記された２本の線が、線ＧＬに隣接しており、平均線ＲＬから２シグマ（Σ）までの１組のＧＴの間での統計的変動を定めている。本発明の発明者は、実験的な試験によって、ＢＬが、線ＲＬに直交する所与の線に沿って測定される線ＲＬからの実際の入口温度（Ｔ４）における＋／−１０度の広がりを呈することを発見した。図６は、図５のグラフによる図解を、ＲＬ（出力／ＮＯ_x特性）及び線ＢＬに直交する線に沿ったＧＴの集団についての別個の典型的な出力／ＮＯ_x値における平均Ｔ４（入口温度）についての表示を追加して示している。この例における平均Ｔ４（Ｂ）及び平均Ｔ４（Ｐ）は、それぞれＴ４＝華氏２，４１０度及びＴ４＝華氏２，４３０度における典型的な集団を示している。図６は、出力／ＮＯ_x特性の線に直交する入口温度（Ｔ４）の「スイープ」又は変動に沿った単一のＧＴの例である線ＰＬも示している。ＰＬは、入口温度（Ｔ４）の変化によって出力／ＮＯ_xがどのように変化するのかを示している。

図７は、プロセスＰ３（図４）、すなわちそれぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづくＧＴ１組の各々のＧＴの運転条件の調節について、三次元のグラフによる図解を示している。すなわち、図７に示されるとおり、入口温度（Ｔ４）空間を横切るＧＬ（図５及び６）の平面によって定められるＧＬ平面が、１組のＧＴが入口温度（Ｔ４）空間のどこで動作するのかについてのモデルを示している。すなわち、実際の入口温度（Ｔ４）を１組のＧＴの各々のＧＴについて直接的に測定することはできないが、ＧＬ平面が、１組のＧＴに含まれるＧＴの入口温度の最も正確なモデルを表す。種々の実施形態によれば、プロセスＰ３は、それぞれのＧＴについてのそれぞれの測定された実際の排出物値（ＮＯ_x値）と公称（平均）排出物値（ＮＯ_x値）との間の差にもとづいて各々のＧＴの運転条件を調節することを含む。すなわち、種々の実施形態によれば、各々のＧＴの運転条件が、その出力／ＮＯ_x値が二次元空間（図５及び６）におけるＧＬ及び三次元空間（図７）におけるＧＬ平面に交わるように調節される。公称（Ｐ５０）出力／ＮＯ_x線とＧＬ平面との交差は、所望される平均の実際の入口温度（Ｐ４）の最も正確なモデルを表し、各々のＧＴ１０をそのＧＬ平面に近付くように調整することによって、集団における入口温度の変動が小さくなり、集団の寿命が延在する。

ＧＬ（及び、ＧＬ平面）は、どのようにガスタービンが設計及び製作されるかの特性であり、出力／ＮＯ_x空間において、その中心は、集団内のＧＴ１０の特定の種類についてのＰ５０出力とＰ５０ＮＯ_xとの交点に位置する。二次元空間（例えば、ＢＬの間の空間、図５及び６）におけるＧＬの長さは、ＧＴの所与の種類についてのＧＴごとのハードウェアの変動（例えば、同じ仕様に対する２つの装置の製造における物理的な変動）によって定められる。ＧＴ１０の運転条件を、そのＧＴ１０の出力／ＮＯ_x値をＧＬ（及び、ＧＬ平面）に整列させるように変えることによって、実際の入口温度（Ｔ４）における変動が最小化される。

図８が、１以上の演算装置８１４を介してＧＴ１０に結合したコントローラ（制御システム１８）を示す例示の環境８０２を示している。本明細書において説明されるとおり、制御システム１８は、ガスタービンエンジン（ＧＴ）の制御に使用される任意の従来からの制御システム構成要素を含むことができる。例えば、制御システム１８は、ＧＴ１０の１つ以上の構成要素を動かすための電気式及び／又は電気機械式の構成要素を含むことができる。制御システム１８は、プロセッサ、メモリ、入力／出力、バス、などの従来からのコンピュータ化された下位構成要素を含むことができる。制御システム１８は、外部の供給源（例えば、１以上の演算装置８１４）からの動作条件にもとづく機能を実行するように構成（例えば、プログラム）されることができ、更には／或いはＧＴ１０のパラメータにもとづくあらかじめプログラム（エンコード）されたインストラクションを含むことができる。

システム８０２は、制御システム１８及びＧＴ１０に（例えば、有線及び／又は無線で）接続された１以上の演算装置８１４も備えることができる。種々の実施形態では、演算装置８１４は、本明細書において説明されるとおり、例えば流量計、温度センサ、などの複数の従来からのセンサを介し、ＧＴ１０に動作可能に接続される。演算装置８１４を、例えば従来からの有線及び／又は無線の手段を介して、制御システム１８に通信可能に接続することができる。制御システム１８は、種々の実施形態に従って動作の際にＧＴ１０を監視するように構成される。

更に、演算装置８１４は、ユーザ８３６と通信するものとして示されている。ユーザ８３６は、例えば、プログラマ又はオペレータであってよい。これらの構成要素及び演算装置８１４の間の相互作用は、本出願のどこかで論じられる。

本明細書において述べられるとおり、本明細書に記載のプロセスのうちの１つ以上を、本明細書において説明されるとおり、例えば演算装置８１４などの１以上の演算装置によって実行することができる。他の場合、これらのプロセスのうちの１つ以上を、コンピュータによって実現される方法によって実行することができる。更に他の実施形態ではは、これらのプロセスのうちの１つ以上を、１以上の演算装置（例えば、演算装置８１４）においてコンピュータプログラムコード（例えば、制御システム１８）を実行することで、１以上の演算装置に例えば本明細書に記載の手法による１以上のＧＴ１０の調節などのプロセスを実行させることによって、実行することができる。

更に詳しくは、演算装置８１４は、処理部１２２（例えば、１つ以上のプロセッサ）と、ストレージ部１２４（例えば、記憶階層）と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）部１２６（例えば、１つ以上のＩ／Ｏインターフェイス及び／又は装置）と、通信経路１２８とを備えて示されている。一実施形態では、処理部１２２は、ストレージ部１２４に少なくとも部分的に具現化された制御システム１８などのプログラムコードを実行する。プログラムコードの実行時に、処理部１２２は、更なる処理のためのストレージ部１２４及び／又はＩ／Ｏ部１２６におけるデータの読み出し及び／又は書き込みをもたらすことができるデータを処理することができる。経路１２８が、演算装置８１４の各々の構成要素の間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏ部１２６は、ユーザ１３６及び／又はＣＳ１３８が任意の種類の通信リンクを使用して演算装置８１４と通信できるように、演算装置８１４及び／又は１つ以上の通信装置とのやり取りをユーザ８３６にとって可能にする１つ以上の対人Ｉ／Ｏ装置又はストレージ装置を備えることができる。この限りにおいて、制御システム１８は、人間及び／又はシステムが制御システム１８とやり取りすることを可能にするインターフェイス１組（例えば、グラフィカルユーザインターフェイス及び／又はアプリケーションプログラムインターフェイスなど）を管理することができる。

いずれにせよ、演算装置８１４は、そこにインストールされたプログラムコードを実行することができる１つ以上の汎用のコンピュータ製造物（例えば、演算装置）を備えることができる。本明細書において使用されるとき、「プログラムコード」は、任意の言語、符号、又は表記法でのインストラクションの任意の集まりであって、情報処理能力を有する演算装置に特定の機能を直接的に実行させ、或いは（ａ）別の言語、符号、又は表記法への変換、（ｂ）異なる物質的形態での再現、及び／又は（ｃ）解凍の任意の組合せの後に実行させるインストラクションの集まりを意味すると理解される。この限りにおいて、制御システム１８を、システムソフトウェア及び／又はアプリケーションソフトウェアの任意の組合せとして具現化することができる。いずれにせよ、演算装置８１４の技術的効果は、本明細書における種々の実施形態に従って１以上のＧＴ１０を調整することである。

更に、制御システムを、モジュール１３２の組を使用して実現することができる。この場合、モジュール１３２は、制御システム１８によって使用される一連のタスクの演算装置８１４による実行を可能にすることができ、制御システム１８の他の部分から離れて別に開発及び／又は実現されてよい。制御システム１８は、特定用途の装置／ハードウェア及び／又はソフトウェアを備えるモジュール１３２を含むことができる。しかしながら、２つ以上のモジュール、及び／又はシステムが、それらのそれぞれのハードウェア及び／又はソフトウェアの一部／すべてを共有できることを、理解すべきである。更に、本明細書において述べられる機能の一部が実現されなくてもよく、或いは更なる機能が演算装置８１４の一部として含まれてもよいことを、理解すべきである。

演算装置８１４が複数の演算装置を備える場合、各々の演算装置は、そこに具現化される制御システム１８の一部だけ（例えば、１つ以上のモジュール１３２）を有してもよい。しかしながら、演算装置８１４及び制御システム１８が、本明細書に記載のプロセスを実行することができる種々の考えられる同等のコンピュータシステムの代表にすぎないことを、理解すべきである。この限りにおいて、他の実施の形態においては、演算装置８１４及び制御システム１８によってもたらされる機能を、汎用及び／又は特定の目的のハードウェア（プログラムコードを有しても、有さなくてもよい）の任意の組合せを含む１つ以上の演算装置によって少なくとも部分的に実現することができる。各々の実施の形態において、ハードウェア及びプログラムコード（含まれる場合）を、標準的な工学及びプログラミングの技術をそれぞれ用いて生成することができる。

それにもかかわらず、演算装置８１４が複数の演算装置を含む場合、演算装置は、任意の種類の通信リンクを介して通信することができる。更に、本明細書に記載のプロセスを実行するとき、演算装置８１４は、任意の種類の通信リンクを使用して１つ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、種々の種類の有線及び／又は無線リンクの任意の組合せを備えることができ、１種類以上のネットワークの任意の組合せを備えることができ、更には／或いは種々の種類の伝送技術及びプロトコルの任意の組合せを利用することができる。

本明細書において論じられるとおり、制御システム１８は、演算装置８１４による１以上のＧＴ１０の制御及び／又は調整を可能にする。制御システム１８は、本明細書に記載の１つ以上の動作を実行するための論理を含むことができる。一実施形態では、制御システム１８は、上述の機能を実行するための論理を含むことができる。構造的には、論理は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は本明細書に記載の機能を実行することができる任意の他の特定用途機械構造などの種々の形態のいずれかをとることができる。論理は、ソフトウェア及び／又はハードウェアなどの種々の形態のいずれかをとることができる。しかしながら、例示の目的において、制御システム１８及び制御システム１８に含まれる論理は、本明細書において、特定用途機械として説明される。本明細書から理解されるとおり、論理が上述の機能の各々を含むものとして説明されるが、添付の特許請求の範囲に記載されるとおり、必ずしも機能のすべてが本発明の教示に従う必要はない。

種々の実施形態では、制御システム１８を、本明細書に記載のように１つ以上のＧＴ１０の動作パラメータを監視するように構成することができる。更に、制御システム１８は、本明細書に記載の制御及び／又は調整機能を達成するために１つ以上のＧＴ１０に対してそれらの動作パラメータの変更を指令するように構成される。

図示及び本明細書において説明されたフロー図において、他のプロセスが、図示されることなく実行されてよく、プロセスの順序が、種々の実施形態に従って並べ替えられてよいことを、理解すべきである。加えて、１つ以上の上述されたプロセスの間において中間のプロセスが実行されてよい。図示及び本明細書において説明されたプロセスの流れを、種々の実施形態の限定として解釈すべきではない。

いずれにせよ、例えば制御システム１８を含む本発明の種々の実施形態の技術的効果は、本明細書に記載のように１つ以上のＧＴ１０を制御及び／又は調整することである。

種々の実施形態では、互いに「結合」しているとして説明される構成要素は、１つ以上の界面に沿って結び付けられてよい。いくつかの実施形態では、これらの界面は、別個の構成要素の間の接合部を含むことができ、他の場合には、これらの界面は、堅固及び／又は一体的に形成された相互接続を含むことができる。すなわち、いくつかの場合において、互いに「結合」した構成要素は、単一の連続的な部材を定めるように同時に形成されることができる。しかしながら、他の実施形態では、これらの結合した構成要素は、別々の部材として形成された後に公知のプロセス（例えば、締め付け、超音波溶接、接着）によって結び付けられてよい。

或る要素又は層が、他の要素又は層に対して「上に位置し」、「係合し」、「接続され」、或いは「結合し」ていると称される場合、他の要素又は層に対して直接的に上に位置し、係合し、接続され、或いは係合しても、介在の要素又は層が存在してもよい。対照的に、或る要素が、他の要素又は層に対して「直接的に上に位置し」、「直接的に係合し」、「直接的に接続され」、或いは「直接的に結合し」ていると称される場合、いかなる介在の要素又は層も存在できないかもしれない。要素間の関係を説明するために使用される他の用語も、同様な方法で解釈されなければならない（例えば、「の間に」に対する「の間に直接的に」、「に隣接」に対する「に直接的に隣接」、など）。本明細書において使用されるとき、用語「及び／又は」は、そこに挙げられた項目のうちの１つ以上からなる任意且つすべての組合せを含む。

本明細書において使用される用語は、あくまでも特定の実施形態を説明する目的のためのものにすぎず、本発明を限定しようとするものではない。本明細書において使用されるとき、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「（ｔｈｅ）」は、文脈からそのようでないことが明らかでない限り、複数形も含むように意図されている。更に、用語「を備える」及び／又は「を含む」が、本明細書において使用されるときに、そこで述べられている特徴、完全体、工程、動作、構成要素、及び／又はコンポーネントの存在を指定しているが、１つ以上の他の特徴、完全体、工程、動作、構成要素、コンポーネント、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことを、理解すべきである。

本明細書においては、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置又はシステムの製作及び使用並びにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な技術的範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者にとって想到される他の実施例も含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、或いは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
１組のガスタービン（ＧＴ）（１０）の各々のＧＴ（１０）を、各々のＧＴ（１０）について測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）に、それぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を測定することと、
それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することと、
各々のＧＴ（１０）の目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することと、
を含む動作を実行することによって１組のＧＴ（１０）を調整するように構成された１以上の演算装置（８１４）を備えているシステム（８０２）。
［実施態様２］
ベース負荷レベルは、測定された周囲条件における出力値及び排出物値に関する、実施態様１に記載のシステム（８０２）。
［実施態様３］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）のベース負荷レベルへの指令に応答して、各々のＧＴ（１０）は、公称出力値又は公称排出物値の少なくとも一方を達成しない、実施態様１に記載のシステム（８０２）。
［実施態様４］
１以上の演算装置（８１４）は、各々のＧＴ（１０）についてのそれぞれの測定された実際の排出物値と公称排出物値との間の差を、各々のＧＴ（１０）についての周囲条件値におけるそれぞれの出力値と公称出力値との間の差へと変換するように更に構成されている、実施態様１に記載のシステム（８０２）。
［実施態様５］
各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することは、各々のＧＴ（１０）の出力がそれぞれの公称出力値に近付き、次いで到達するように、それぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することを含む、実施態様４に記載のシステム（８０２）。
［実施態様６］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件をそれぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって調節することは、各々のＧＴ（１０）を、出力を排出物に対してプロットするグラフ空間において、各々のＧＴ（１０）の公称出力／公称排出物特性に直交する線（３００、３０２、３０４、３０６）上に整列させる、実施態様５に記載のシステム（８０２）。
［実施態様７］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）にそれぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令することは、各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を、公称排出物値に一致することなく公称排出物値に近付くように移動させる、実施態様１に記載のシステム（８０２）。
［実施態様８］
プログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム製品であって、
プログラムコードは、１以上の演算装置（８１４）によって実行されたときに、
１組のガスタービン（ＧＴ）（１０）の各々のＧＴ（１０）を、各々のＧＴ（１０）について測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）に、それぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を測定することと、
それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することと、
各々のＧＴ（１０）の目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することと、
を含む動作を実行することによる１組のＧＴ（１０）の調整を、１以上の演算装置（８１４）に実行させる、コンピュータプログラム製品。
［実施態様９］
ベース負荷レベルは、測定された周囲条件における出力値及び排出物値に関する、実施態様８に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１０］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）のベース負荷レベルへの指令に応答して、各々のＧＴ（１０）は、公称出力値又は公称排出物値の少なくとも一方を達成しない、実施態様８に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１１］
実行されたときに、各々のＧＴ（１０）についてのそれぞれの測定された実際の排出物値と公称排出物値との間の差を各々のＧＴ（１０）についての周囲条件値におけるそれぞれの出力値と公称出力値との間の差へと変換することを、１以上の演算装置（８１４）に実行させる、実施態様８に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１２］
各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することは、各々のＧＴ（１０）の出力がそれぞれの公称出力値に近付き、次いで到達するように、それぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することを含む、実施態様１１に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１３］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件をそれぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって調節することは、各々のＧＴ（１０）を、出力を排出物に対してプロットするグラフ空間において、各々のＧＴ（１０）の公称出力／公称排出物特性に直交する線（３００、３０２、３０４、３０６）上に整列させる、実施態様１２に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１４］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）にそれぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令することは、各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を、公称排出物値に一致することなく公称排出物値に近付くように移動させる、実施態様８に記載のコンピュータプログラム製品。
［実施態様１５］
１以上の演算装置（８１４）を用いて実行される１組のガスタービン（ＧＴ）（１０）のコンピュータによって実現される調整の方法であって、
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）を、各々のＧＴ（１０）について測定された周囲条件にもとづいて、ベース負荷レベルへと指令することと、
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）に、それぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令し、その後に各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を測定することと、
それぞれの測定された実際の排出物値と周囲条件における公称排出物値との間の差にもとづいて、１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することと、
各々のＧＴ（１０）の目標運転条件を、運転条件の調節の後の調節された運転条件に一致するように設定することと、
を含む方法。
［実施態様１６］
ベース負荷レベルは、測定された周囲条件における出力値及び排出物値に関する、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）のベース負荷レベルへの指令に応答して、各々のＧＴ（１０）は、公称出力値又は公称排出物値の少なくとも一方を達成しない、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
各々のＧＴ（１０）についてのそれぞれの測定された実際の排出物値と公称排出物値との間の差を、各々のＧＴ（１０）についての周囲条件値におけるそれぞれの出力値と公称出力値との間の差へと変換すること、
を更に含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することは、各々のＧＴ（１０）の出力がそれぞれの公称出力値に近付き、次いで到達するように、それぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件を調節することを含み、
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）の運転条件をそれぞれの出力値と公称出力値との間の差の所定の割合によって調節することは、各々のＧＴ（１０）を、出力を排出物に対してプロットするグラフ空間において、各々のＧＴ（１０）の公称出力／公称排出物特性に直交する線（３００、３０２、３０４、３０６）上に整列させる、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
１組のＧＴ（１０）の各々のＧＴ（１０）にそれぞれの出力を公称出力値に一致させるべく調節するように指令することは、各々のＧＴ（１０）の実際の排出物値を、公称排出物値に一致することなく公称排出物値に近付くように移動させる、実施態様１５に記載の方法。

１０ガスタービンエンジン
１２圧縮機
１４燃焼器
１６タービン
１８コントローラ、制御システム
２０入口ダクト
２１入口案内ベーン（ＩＧＶ）
２２排気ダクト
２４発電機
２６温度制御センサ、圧力制御センサ
２７燃料アクチュエータ、タービン制御アクチュエータ
２８燃料制御システム
２９タービン制御アクチュエータ
４８入力動作パラメータ
５０公称入口温度、設計入口温度
５２計算による入口温度
５４補正係数
５６モデルベース制御（ＭＢＣ）モジュール
５８適応リアルタイムエンジンシミュレーション（ＡＲＥＳ）モジュール
６０動作パラメータ
６２排気ガス温度
６４計算による入口温度
６６補正された入口温度
６８排気温度補正係数
７０比較器
７４比較器
１２２処理部
１２４ストレージ部
１２６入力／出力（Ｉ／Ｏ）部
１２８通信経路
１３２モジュール
１３６ユーザ
１３８ＣＳ
２００制御アーキテクチャ
３００線
３０２線
３０４線
３０６線
３０８データ点
４２８公称動作状態
８０２システム、環境
８１４演算装置
８３６ユーザ

Claims

１以上のコントローラ（１８）を有する１以上の演算装置（８１４）であって、出力パラメータ及びＮＯｘに関する排出パラメータに基づいて複数のガスタービン（１０）からなる組の各々のガスタービンを調整するように構成された１以上の演算装置（８１４）を備えている演算システム（８０２）であって、
１以上の演算装置（８１４）が、
前記組の各々のガスタービン（１０）を、それぞれの測定された周囲条件に基づいて、それぞれのベース負荷レベルへと指令し、
前記組の各々のガスタービン（１０）に対して、前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの出力パラメータの実際の値を前記組の出力パラメータの公称値に一致させるべく調節するように指令し、次いで前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの排出パラメータの実際の値を測定し、
前記組の各々のガスタービン（１０）に関するそれぞれの排出パラメータの実際の値とそれぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値との差に基づいて、前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの運転パラメータを調節し、かつ
前記組の各々のガスタービン（１０）に対する目標運転パラメータを、それぞれの運転パラメータを調節した後の調節されたそれぞれの運転パラメータに一致するように設定する
ように構成されており、
前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの運転パラメータの調節が、排出パラメータに対して出力パラメータをプロットしたグラフ空間内の第１の直線上に前記組の各々のガスタービン（１０）を整列させ、前記第１の直線が前記グラフ空間の特性直線に直交し、前記特性直線が、前記組の各々のガスタービンのベース負荷レベルにおける、前記組を構成する複数のガスタービン全体について排出パラメータに対して出力パラメータをプロットしたときの平均特性直線である、演算システム（８０２）。
それぞれのベース負荷レベルが、それぞれの測定された周囲条件における出力パラメータのベース負荷値及び排出パラメータのベース負荷値に関する、請求項１に記載の演算システム（８０２）。
前記組の各々のガスタービン（１０）をそれぞれのベース負荷レベルへ指令することに応答して、前記組の各々のガスタービン（１０）が、前記組の出力パラメータの公称値又はそれぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値の少なくとも一方を達成しない、請求項１に記載の演算システム（８０２）。
１以上の演算装置（８１４）が、前記組の各々のガスタービン（１０）についてのそれぞれの測定された排出パラメータの実際の値とそれぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値との差を、前記組の各々のガスタービン（１０）について前記第１の直線に沿ったそれぞれの出力パラメータの値と前記組の出力パラメータの公称値との差に変換するように更に構成されている、請求項１に記載の演算システム（８０２）。
前記組の各々のガスタービン（１０）の運転パラメータを調節することが、各々のガスタービン（１０）の出力がそれぞれの出力パラメータの公称値に近付いて到達するように、前記第１の直線に沿ったそれぞれの出力パラメータの値と前記組の出力パラメータの公称値との差の所定の割合によって前記組の各々のガスタービン（１０）の運転パラメータを調節することを含む、請求項４に記載の演算システム（８０２）。
前記組の各々のガスタービン（１０）に対して、前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの出力パラメータの実際の値を前記組の出力パラメータの公称値に一致させるべく調節するように指令することによって、各々のガスタービン（１０）の排出パラメータを、それぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値に一致させることなく、それぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値に近付くように移動させる、請求項１に記載の演算システム（８０２）。
１以上のコントローラ（１８）を有する１以上の演算装置（８１４）を用いて実行される、出力パラメータ及びＮＯｘに関する排出パラメータに基づいて複数のガスタービン（１０）からなる組の各々のガスタービンを調整するための、コンピュータによって実現される方法であって、当該方法が、
前記組の各々のガスタービン（１０）を、それぞれの測定された周囲条件に基づいて、それぞれのベース負荷レベルへと指令するステップと、
前記組の各々のガスタービン（１０）に対して、前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの出力パラメータの実際の値を前記組の出力パラメータの公称値に一致させるべく調節するように指令し、次いで前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの排出パラメータの実際の値を測定するステップと、
前記組の各々のガスタービン（１０）に関するそれぞれの排出パラメータの実際の値とそれぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値との差に基づいて、前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの運転パラメータを調節するステップと、
前記組の各々のガスタービン（１０）に対する目標運転パラメータを、それぞれの運転パラメータを調節した後の調節されたそれぞれの運転パラメータに一致するように設定するステップと
を含んでおり、
前記組の各々のガスタービン（１０）のそれぞれの運転パラメータの調節が、排出パラメータに対して出力パラメータをプロットしたグラフ空間内の第１の直線上に前記組の各々のガスタービン（１０）を整列させ、前記第１の直線が前記グラフ空間の特性直線に直交し、前記特性直線が、前記組の各々のガスタービンのベース負荷レベルにおける、前記組を構成する複数のガスタービン全体について排出パラメータに対して出力パラメータをプロットしたときの平均特性直線である、方法。
それぞれのベース負荷レベルが、それぞれの測定された周囲条件における出力パラメータのベース負荷値及び排出パラメータのベース負荷値に関する、請求項７に記載の方法。
前記組の各々のガスタービン（１０）をそれぞれのベース負荷レベルへ指令することに応答して、前記組の各々のガスタービン（１０）が、前記組の出力パラメータの公称値又はそれぞれの測定された周囲条件における排出パラメータの公称値の少なくとも一方を達成しない、請求項８に記載の方法。