JP6934835B2 - ガスタービンの制御装置及びガスタービン並びにガスタービンの制御方法 - Google Patents

ガスタービンの制御装置及びガスタービン並びにガスタービンの制御方法 Download PDF

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Description

本開示は、ガスタービンの制御装置及びガスタービン並びにガスタービンの制御方法に関する。
ガスタービンは、要求負荷の変動に応じて、出力を変化させるように運転制御することが要求される場合がある。
このような運転制御を行うための装置として、例えば特許文献1には、負荷要求設定値から算出される目標出力と、実際の発電機出力との偏差に基づくフィードバック制御により、ガスタービンの負荷を制御する制御装置が開示されている。
この制御装置において、フィードバック制御の目標出力は、負荷要求設定値に応じて求まる負荷設定値(LDSET)に基づいて決定されるようになっている。より具体的には、例えば、負荷要求設定値がステップ状に増加するとき、負荷設定値(LDSET)は変更前の負荷要求設定値から変更後の負荷要求設定値まで徐々に増加するようになっている。
そして、この制御装置では、要求負荷設定値の変化に対して発電機出力の追従を早くするために、負荷設定値(LDSET)が上述のように徐々に増加している間は、負荷設定値(LDSET)に所定のバイアス値を加算して得られる目標出力に基づいて、フィードバック制御が行われるようになっている。
特開2007−177626号公報
ところで、ガスタービンは、プラント起動時等に、出力を急速に増加させる運転が求められることがある。
一方、ガスタービンの出力を急速に上昇させるためには、燃焼器に供給する燃料の流量を急速に増大させる必要があるが、この場合、燃焼器内での燃料が空気に対して過多となりやすく、このためタービン入口温度が高くなりやすい。しかし、タービン入口温度が設計上限値を超過すると、ガスタービンを構成する機器の損傷につながる場合がある。そこで、ガスタービンの急速な出力上昇を実現しながら、タービン入口温度の超過を抑制することが望まれる。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止との両立が可能なガスタービンの制御装置及びガスタービン並びにガスタービンの制御方法を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの制御装置は、
ガスタービンの出力の目標値である制御目標値を算出するように構成された目標値算出部と、
前記制御目標値と、前記ガスタービンの実出力値との偏差に基づき燃料指令値を算出するように構成された指令値算出部と、
を備え、
前記目標値算出部は、
前記ガスタービンの出力要求値の前記実出力値に対する差分が閾値以下になる直前において、前記制御目標値を前記出力要求値よりも大きな値に設定し、
前記差分が前記閾値以下になった後、前記制御目標値を前記値から減少させる
ように構成される。
上記(1)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になる直前において、出力要求値よりも大きな値として設定された制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御目標値が出力要求値に達した後も、実出力値が出力要求値にさらに近づくまで(即ち、出力要求値と実出力値との差分が閾値になるまで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上記(1)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になったら、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、上記(1)の構成によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記目標値算出部は、
前記差分が前記閾値よりも大きいことを含むバイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値とバイアス値との和を上限として前記制御目標値を算出し、
前記バイアス加算条件を充足しない場合、前記制御目標値を前記出力要求値と前記バイアス値との前記和よりも小さな値として算出する
ように構成される。
上記(2)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値よりも大きいとき(即ち、前記差分が閾値になる直前まで)、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御目標値が出力要求値に達した後も、実出力値が出力要求値にさらに近づくまで(即ち、出力要求値と実出力値との差分が閾値になるまで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上記(2)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下となったら、制御目標値の算出時におけるバイアス値の加算を解除して、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、上記(2)の構成によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
前記目標値算出部は、
前記バイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値と前記バイアス値との前記和に向けて前記制御目標値を一定レートで増大させ、
前記バイアス加算条件を満たさない場合、前記出力要求値に前記制御目標値が到達するまで一定レートで前記制御目標値を減少させる
ように構成される。
上記(3)の構成によれば、制御目標値を一定レートで増大又は減少させるようにしたので、例えば、制御目標値をステップ状に増大又は減少させる場合に比べて、ガスタービン出力の急激な変化を抑制して、ガスタービンの損傷を抑制することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)の構成において、
前記バイアス加算条件は、
前記差分が前記閾値よりも大きい第1条件を含み、
前記ガスタービンのタービン入口温度の指標が該指標の閾値未満である第2条件、
前記ガスタービンの圧縮器の入口案内翼の開度が全開未満である第3条件、及び、
前記ガスタービンの燃料流量を調整するための流量調整弁の開度が上限値未満である第4条件のうち少なくともいずれかの条件を含む。
上記(4)の構成によれば、第1条件、又は、第2条件乃至第4条件の少なくともいずれか、の少なくとも一方が満たされる場合に、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御が行われる。
すなわち、出力要求値と実出力値との差分が閾値よりも大きいとき、あるいは、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)よりも低いか、上述の入口案内翼の開度が全開未満であるか、上述の流量調整弁の開度が上限値未満であるときには、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御偏差を大きく確保して、制御の応答性を向上させることができる。
また、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下となったとき、あるいは、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)に達するか、上述の入口案内翼の開度が全開になるか、上述の流量調整弁の開度が上限値に達したら、制御目標値の算出時におけるバイアス値の加算を解除して、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させる。よって、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
よって、上記(4)の構成によれば、ガスタービンの急速な出力上昇を可能としながら、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れかの構成において、
前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている間、一定値である。
上記(5)の構成によれば、バイアス加算条件が満たされている間のバイアス値を一定としたので、バイアス値を容易に管理することができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れかの構成において、
前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている期間のうち、前記制御目標値が前記出力要求値よりも小さいときはゼロであり、前記制御目標値が前記出力要求値以上であるときは正の値である。
上記(6)の構成によれば、前記バイアス加算条件が満たされている期間のうち、出力要求値の前記実出力値に対する差分が比較的小さく、バイアス値の加算による制御偏差の拡大の必要性が大きい期間にのみ、出力要求値にバイアス値を加算するようにしたので、それよりも前の期間において、指令値算出部で算出される燃料指令値が過大となることをより確実に抑制することができる。よって、ガスタービンに供給される燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れかの構成において、
前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている間、時間とともに徐々に増加するように設定される。
上記(7)の構成によれば、バイアス加算条件が満たされている間、出力要求値に加算するバイアス値を徐々に増加させることで、指令値算出部で算出される燃料指令値が急激に大きくなることを抑制することができる。よって、ガスタービンに供給される燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、
前記指令値算出部は、
前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するように構成されたフィードバック制御器と、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記フィードバック指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するように構成された第1上限設定部と、を含む。
上記(8)の構成によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときのフィードバック指令値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、
前記フィードバック制御器は、
前記偏差から求まる比例項及び積分項に基づいて前記フィードバック指令値を算出するとともに、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記積分項の増加を制限して前記フィードバック指令値を算出するように構成される。
上記(9)の構成によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときのフィードバック指令値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するとともに、積分項の増加を制限してフィードバック指令値を算出するようにしたので、積分計算が飽和することで制御の応答性が低下する現象(ワインドアップ)を防止することができる。
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、
前記指令値算出部は、
前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を出力するように構成されたフィードバック制御器と、
前記フィードバック指令値と、前記フィードバック指令値とは別に算出された少なくとも一つの他の指令値とのうち最小の指令値を算出するように構成された低値選択器と、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記低値選択器の出力値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するように構成された第2上限設定部と、を含む。
上記(10)の構成によれば、フィードバック制御器からのフィードバック指令値と、該フィードバック指令値とは別に算出された指令値のうち、最小の指令値に基づいて燃料指令値を決定するとともに、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときの低値選択器の出力値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの構成において、
前記指令値算出部は、
前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を出力するように構成されたフィードバック制御器と、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記フィードバック制御器の前記入力信号をゼロに制限するように構成された偏差上限設定部と、を含む。
上記(11)の構成によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、フィードバック制御器の入力信号をゼロに制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(12)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
上記(1)乃至(11)の何れかに記載の制御装置と、
空気を圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機からの圧縮空気と燃料との燃焼反応により燃焼ガスを生成するための燃焼器と、
前記燃焼器からの前記燃焼ガスにより駆動されるタービンと、を備え、
前記制御装置は、前記タービンの出力を制御するように構成される。
上記(12)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になる直前において、出力要求値よりも大きな値として設定された制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御目標値が出力要求値に達した後も、実出力値が出力要求値にさらに近づくまで(即ち、出力要求値と実出力値との差分が閾値になるまで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上記(12)の構成では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になったら、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、上記(12)の構成によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
(13)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの制御方法は、
ガスタービンの出力の目標値である制御目標値を算出するステップと、
前記制御目標値と、前記ガスタービンの実出力値との偏差に基づき燃料指令値を算出するステップと、
を備え、
前記制御目標値を算出するステップでは、
前記ガスタービンの出力要求値の前記実出力値に対する差分が閾値以下になる直前において、前記制御目標値を前記出力要求値よりも大きな値に設定し、
前記差分が前記閾値以下になった後、前記制御目標値を前記値から減少させる。
上記(13)の方法では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になる直前において、出力要求値よりも大きな値として設定された制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御目標値が出力要求値に達した後も、実出力値が出力要求値にさらに近づくまで(即ち、出力要求値と実出力値との差分が閾値になるまで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上記(13)の方法では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下になったら、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、上記(13)の方法によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
(14)幾つかの実施形態では、上記(13)の方法において、
前記制御目標値を算出するステップでは、
前記差分が前記閾値よりも大きいことを含むバイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値とバイアス値との和を上限として前記制御目標値を算出し、
前記バイアス加算条件を充足しない場合、前記制御目標値を前記出力要求値と前記バイアス値との前記和よりも小さな値として算出する。
上記(14)の方法では、出力要求値と実出力値との差分が閾値よりも大きいとき(即ち、前記差分が閾値になる直前まで)、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御目標値が出力要求値に達した後も、実出力値が出力要求値にさらに近づくまで(即ち、出力要求値と実出力値との差分が閾値になるまで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上記(14)の方法では、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下となったら、制御目標値の算出時におけるバイアス値の加算を解除して、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、上記(14)の方法によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
(15)幾つかの実施形態では、上記(14)の方法において、
前記制御目標値を算出するステップでは、
前記バイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値と前記バイアス値との前記和に向けて前記制御目標値を一定レートで増大させ、
前記バイアス加算条件を満たさない場合、前記出力要求値に前記制御目標値が到達するまで一定レートで前記制御目標値を減少させる。
上記(15)の方法によれば、制御目標値を一定レートで増大又は減少させるようにしたので、例えば、制御目標値をステップ状に増大又は減少させる場合に比べて、ガスタービン出力の急激な変化を抑制して、ガスタービンの損傷を抑制することができる。
(16)幾つかの実施形態では、上記(14)又は(15)の方法において、
前記バイアス加算条件は、
前記差分が前記閾値よりも大きい第1条件を含み、
前記ガスタービンのタービン入口温度の指標が該指標の閾値未満である第2条件、
前記ガスタービンの圧縮器の入口案内翼の開度が全開未満である第3条件、及び、
前記ガスタービンの燃料流量を調整するための流量調整弁の開度が上限値未満である第4条件のうち少なくともいずれかの条件を含む。
上記(16)の方法によれば、第1条件、又は、第2条件乃至第4条件の少なくともいずれか、の少なくとも一方が満たされる場合に、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御が行われる。
すなわち、出力要求値と実出力値との差分が閾値よりも大きいとき、あるいは、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)よりも低いか、上述の入口案内翼の開度が全開未満であるか、上述の流量調整弁の開度が上限値未満であるときには、出力要求値にバイアス値を加算して得られる制御目標値に基づく制御を行うようにしたので、制御偏差を大きく確保して、制御の応答性を向上させることができる。
また、出力要求値と実出力値との差分が閾値以下となったとき、あるいは、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)に達するか、上述の入口案内翼の開度が全開になるか、上述の流量調整弁の開度が上限値に達したら、制御目標値の算出時におけるバイアス値の加算を解除して、制御目標値を減少させて制御偏差を減少させる。よって、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
よって、上記(16)の方法によれば、ガスタービンの急速な出力上昇を可能としながら、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(17)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(16)の何れかの方法において、
前記燃料指令値を算出するステップは、
前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記フィードバック指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するステップと、を含む。
上記(17)の方法によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときのフィードバック指令値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(18)幾つかの実施形態では、上記(17)の方法において、
前記フィードバック指令値を算出するステップでは、
前記偏差から求まる比例項及び積分項に基づいて前記フィードバック指令値を算出するとともに、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記積分項の増加を制限して前記フィードバック指令値を算出する。
上記(18)の方法によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときのフィードバック指令値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するとともに、積分項の増加を制限してフィードバック指令値を算出するようにしたので、積分計算が飽和することで制御の応答性が低下する現象(ワインドアップ)を防止することができる。
(19)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(16)の何れかの方法において、
前記燃料指令値を算出するステップは、
前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
前記フィードバック指令値と、前記フィードバック指令値とは別に算出された少なくとも一つの他の指令値とのうち最小の指令値を算出するステップと、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記低値選択ステップで算出された前記最小の指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するステップと、を含む。
上記(19)の方法によれば、フィードバック制御器からのフィードバック指令値と、該フィードバック指令値とは別に算出された指令値のうち、最小の指令値に基づいて燃料指令値を決定するとともに、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、前記差分が閾値に達したときの低値選択器の出力値である上限指令値以下に燃料指令値を制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
(20)幾つかの実施形態では、上記(13)乃至(19)の何れかの方法において、
前記燃料指令値を算出するステップは、
前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
前記出力要求値の前記実出力値に対する前記差分が前記閾値以下になったとき、前記フィードバック指令値を算出するステップでの前記入力値をゼロに制限するステップと、を含む。
上記(20)の方法によれば、出力要求値の実出力値に対する差分が閾値以下になったとき、フィードバック制御器の入力信号をゼロに制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ガスタービンの急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止との両立が可能なガスタービンの制御装置及びガスタービン並びにガスタービンの制御方法が提供される。
幾つかの実施形態に係る制御装置を含むガスタービンの概略図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る制御装置の目標値算出部の構成を示すブロック図である。 ガスタービンの出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。 ガスタービンの出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。 ガスタービンの出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 ガスタービンの出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図1は、幾つかの実施形態に係る制御装置を含むガスタービンの概略図である。同図に示すように、ガスタービン1は、空気を圧縮するための圧縮機3と、燃料(例えば天然ガス等)を燃焼させて燃焼ガスを発生させるための燃焼器4と、燃焼ガスにより回転駆動されるように構成されたタービン5と、ガスタービン1の出力を制御するための制御装置10と、を備える。
燃焼器4には、燃料(天然ガス等)が供給されるとともに圧縮機3からの圧縮空気が送り込まれるようになっており、この圧縮空気を酸化剤として燃料が燃焼され、燃焼ガスが発生するようになっている。燃焼器4に供給される燃料の流量は、流量調節手段としての流量調整弁7によって調整可能になっている。
タービン5には回転軸6を介して発電機8が連結されており、タービン5の回転エネルギーによって発電機8が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン5で仕事を終えた燃焼ガスは、排ガスとしてタービン5から排出されるようになっている。
発電機8で生成された電力は、図示しない遮断機又は変圧器等を介して電力系統へと送電されるようになっていてもよい。
発電機8での発電電力(有効電力;発電機又はガスタービンの実出力値)の値が図示しない計測器で計測され、制御装置10にフィードバックされるようになっている。
制御装置10は、図示しないCPU及びメモリを有しており、受け取ったガスタービン1の実出力値P等に基づいて、燃焼器4に供給すべき燃料の流量に係る指令値(燃料指令値F)を算出する。そして、燃焼器4に供給される燃料の流量が、算出した燃料指令値Fに合致するように、流量調整弁7の開度を調節するように構成されている。
このようにして、制御装置10によってガスタービン1の出力の制御(すなわち、発電機出力の制御)が行われるようになっている。
以下、図2〜図12を参照して、幾つかの実施形態に係るガスタービン1の制御装置10及び制御方法について説明する。
図2は、一実施形態に係る制御装置10の構成を示すブロック図である。図3は、一実施形態に係る制御装置10の目標値算出部の構成を示すブロック図である。図4〜図6は、それぞれ、ガスタービン1の起動時における、ガスタービン1の出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。
図2に示すように、一実施形態に係る制御装置10は、ガスタービン1の出力の目標値である制御目標値Pを算出するための目標値算出部20と、ガスタービン1の燃焼器4に供給する燃料の流量に係る燃料指令値Fを算出するための指令値算出部30と、を備えている。
目標値算出部20は、ガスタービン1の出力要求値P、ガスタービン1の実出力値P、及び、後述するバイアス値bに基づいて、制御目標値Pを算出するように構成される。
指令値算出部30は、目標値算出部20によって算出された制御目標値Pと、ガスタービン1の実出力値Pとの偏差に基づき燃料指令値Fを算出するように構成される。
なお、出力要求値Pは、外部(上位の制御装置等)から制御装置10に与えられるようになっていてもよい。
図2に示すように、目標値算出部20へは、出力要求値P及びバイアス値bに基づいて決まる補正要求値P*が入力される。補正要求値P*は以下のようにして決定される。
まず、減算器12により、出力要求値Pと実出力値Pとの差分X(差分X=出力要求値P−実出力値P)が計算される。
次に、比較器(ハイ/ロウモニタ)14により、差分Xと閾値Xthとが比較される。閾値Xthは、例えば出力要求値Pの0%以上10%以下の範囲の値であってもよい。
上述の差分Xが閾値Xthよりも大きい(X>Xth)とのバイアス加算条件を満たす場合、比較器14は、「ON」を示す信号を出力し、この信号を受け取った切替器18は、メモリ16からバイアス値bを読み出し、加算器19に出力する。そして、加算器19は、比較器14からの出力であるバイアス値bと、出力要求値Pとの和を補正要求値P*として目標値算出部20に出力する。
一方、上述の差分Xが閾値Xth以下であるとき(X≦Xth)(すなわち、上述のバイアス加算条件を充足しない場合)、比較器14は、「OFF」を示す信号を出力し、この信号を受け取った切替器18は、メモリ17からゼロ値を読み出し、加算器19に出力する。そして、加算器19は、比較器14からの出力であるゼロ値と、出力要求値Pとの和(すなわち出力要求値P)を補正要求値P*として目標値算出部20に出力する。
目標値算出部20は、加算器19からの入力である補正要求値P*に基づいて、制御目標値Pを算出する。図3に示すように、目標値算出部20は、減算器21、比較器(ハイ/ロウモニタ)22,24、アナログメモリ26を含む。
減算器21は、加算器19(図2参照)から受け取った補正要求値P*と、アナログメモリ26の出力である制御目標値Pとの偏差である負荷設定偏差(負荷設定偏差=補正要求値P*−制御目標値P)を演算する。
比較器22では、前記負荷設定偏差が所定値(例えば0.1MW)以上であるか否かを判定し、所定値(例えば0.1MW)以上であると判定した場合にはアナログメモリ26に対して制御目標値増指令IINCを出力する。即ち、制御目標値増指令IINCは、負荷設定偏差が所定値(例えば0.1MW)以上となったときにONとなり、負荷設定偏差が所定値(例えば0.1MW)よりも小さくなったときにOFFとなる。
また、比較器24では、前記負荷設定偏差が所定値(例えば−0.1MW)以下であるか否かを判定し、所定値(例えば−0.1MW)以下であると判定した場合にはアナログメモリ26に対して制御目標値減指令IDECを出力する。即ち、制御目標値減指令IDECは、負荷設定偏差が所定値(例えば−0.1MW)以下となったときにONとなり、負荷設定偏差が所定値(例えば−0.1MW)よりも大きくなったときにOFFとなる。
アナログメモリ26では、比較器22から制御目標値増指令IINCが入力されると(制御目標値増指令IINCがONになると)、制御目標値Pの増加を開始し、制御目標値増指令IINCが入力され続けている間(制御目標値増指令IINCがONの間)は制御目標値Pを所定の増加率(例えば10MW/分)で徐々に増加させ、比較器22から制御目標値増指令IINCが入力されなくなると(制御目標値増指令IINCがOFFになると)、制御目標値Pの増加を停止する。
なお、制御目標値増指令IINCが入力され続けている間(制御目標値増指令IINCがONの間)の制御目標値Pの増加率は一定であってもよい(すなわち、制御目標値Pは一定レートで増加するようになっていてもよい)。
また、アナログメモリ26では比較器24から制御目標値減指令IDECが入力されると(制御目標値減指令IDECがONになると)、制御目標値Pの減少を開始し、制御目標値減指令IDECが入力され続けている間(制御目標値減指令IDECがONの間)は制御目標値Pを所定の減少率(例えば−10MW/分)で徐々に減少させ、比較器24からL制御目標値減指令IDECが入力されなくなると(制御目標値減指令IDECがOFFになると)、制御目標値Pの減少を停止する。
なお、制御目標値減指令IDECが入力され続けている間(制御目標値減指令IDECがONの間)は制御目標値Pを所定の減少率は一定であってもよい(すなわち、制御目標値Pは一定レートで減少するようになっていてもよい)。
すなわち、目標値算出部20は、補正要求値P*を上限として、制御目標値Pを算出する。
そして、この制御目標値Pがアナログメモリ26から減算器21及び減算器28(図2参照)へ出力される。
そして、図2に示すように、減算器28では、目標値算出部20によって算出された制御目標値Pと、ガスタービン1の実出力値Pとの偏差E(偏差E=制御目標値P−実出力値P)が算出され、算出された偏差Eは、指令値算出部30に入力される。
図2に示す例示的な実施形態では、指令値算出部30は、フィードバック制御器32である。フィードバック制御器32は、例えば、減算器28から受け取った偏差Eに基づいて比例・積分演算を行うことにより、燃料指令値Fを算出し出力するPI制御器であってもよい。あるいは、フィードバック制御器32は、減算器28から受け取った偏差Eに基づいて比例・積分・微分演算を行うことにより、燃料指令値Fを算出し出力するPID制御器であってもよい。
以上のように構成された制御装置10(図2参照)では、ガスタービン1の起動時、出力制御に係るパラメータの時間変化は、例えば図4に示すようになる。なお、以下に説明する例では、比較器14(図12参照)で、差分Xと比較される閾値Xthはゼロとする。
図4に示すように、例えば、時刻t0までは、出力要求値P、実出力値P及び制御目標値Pはゼロである。
時刻t0において、出力要求値Pが0からP0にステップ状に増加すると、時刻t0以降時刻t2まで、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xth(ゼロ)よりも大きくなる。すなわち、この期間、上述の差分Xが閾値Xthよりも大きいというバイアス加算条件が満たされ、加算器19により、出力要求値P(=P0)にバイアス値bが加算された補正要求値P*(P*=P+b)が算出される。
また、時刻t0からt2までの間、目標値算出部20は、加算器19により算出された補正要求値P*を上限値として、制御目標値を規定レートで増加させていく。すなわち、制御目標値Pは、時刻t0よりも後、かつ、時刻t2よりも前の時刻t1で出力要求値P(=P0)に到達するが、この出力要求値P(=P0)を超えても、出力要求値Pとバイアス値bとの和である補正要求値P*に向けて増加され続ける。
なお、図4に示す実施形態では、時刻t0からt2までの間、目標値算出部20は、制御目標値を一定レートで増加させている。
そして、時刻t2において、出力要求値Pと実出力値との差分Xが閾値(ゼロ)に到達し、該閾値(ゼロ)以下になり、すなわち、上述のバイアス加算条件が充足されなくなる。したがって、時刻t2以降、切替器18によりバイアス値bの加算が解除され、加算器19は、出力要求値P(=P0)を補正要求値P*として算出する。
また、時刻t2以降、目標値算出部20は、出力要求値Pに到達するまで(すなわち時刻t3まで)、制御目標値Pを規定レートで減少させていく。すなわち、目標値算出部20は、制御目標値Pは、出力要求値Pとバイアス値bとの和よりも小さな値として算出する。
なお、図4に示す実施形態では、時刻t2からt3までの間、目標値算出部20は、制御目標値を一定レートで減少させている。
このように、上述した実施形態では、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xthよりも大きいとき(時刻t0〜t2)、なかでも特に、差分Xが閾値Xth以下になる直前(例えば、制御目標値Pが出力要求値Pに到達時刻t1から、実出力値Pが出力要求値Pに到達する時刻t2まで)において、制御目標値Pが出力要求値Pよりも大きな値に設定される。よって、制御目標値Pが出力要求値Pに達した時刻t2の後も、実出力値Pが出力要求値Pにさらに近づくまで(即ち、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthになる時刻t2まで)、制御偏差を大きく確保することができる。これにより、制御の応答性を向上させることができる。
また、上述した実施形態では、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になった後(時刻t2以後)、制御目標値Pを減少させるようにしたので、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値Fを算出し、ガスタービン1に供給する燃料流量が過剰となるのを抑制することができる。
よって、ガスタービン1の急速な出力上昇と、タービン入口温度の超過防止とを両立することができる。
なお、上述の実施形態では、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xに着目して、この差分Xに基づいて、出力要求値Pへのバイアス値bの加算及びその解除のタイミングを決定しているので、ガスタービン1の出力制御の応答性を従来の方法に比べてより向上させることができるとともに、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
図4を参照して説明した上述の例では、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthよりも大きい時刻t0から時刻t2mまでの期間、加算器19において出力要求値Pに加算するバイアス値はbで一定であったが、バイアス値の設定の仕方はこれに限定されず、例えば、図5や図6に示すようになっていてもよい。
図5に示す例では、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthよりも大きい時刻t0から時刻t2までの期間のうち、差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間のみ、すなわち、例えば制御目標値Pが出力要求値Pに到達する時刻t1から、実出力値Pが出力要求値Pに到達する時刻t2までの期間のみ、加算器19において出力要求値Pにバイアス値bを加算するように設定される。
これは以下の理由による。すなわち、差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間(例えば時刻t1からt2までの期間)は、出力要求値Pと実出力値Pとの差分が、時刻t1までの期間に比べて非常に小さくなる。このため、この期間において、バイアス値の加算により制御目標値Pを大きく設定することは、これにより指令値算出部30に与える制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eを大きくすることができるため、制御の応答性を高めるうえで重要だからである。
また、差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間(例えば時刻t1からt2まで)よりも前の期間(例えば時刻t0以降かつt1よりも前まで)は、出力要求値Pと実出力値Pとの差が比較的大きいため、指令値算出部30に与える偏差が比較的大きくなることから、バイアス値の加算により制御目標値Pをより大きくすることの必要性が比較的小さい。そこで、図5に示すように、上述の差分Xが閾値Xthよりも大きい時刻t0から時刻t2までの期間のうち、バイアス値の加算による制御偏差の拡大の必要性が大きい期間、すなわち、差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間(例えば時刻t1からt2まで)のみ出力要求値Pにバイアス値bを加算することで、それよりも前の期間において、指令値算出部30で算出される燃料指令値が過大となることをより確実に抑制することができ、ガスタービン1に供給される燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
また、図6に示す例では、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthよりも大きい時刻t0から時刻t2mまでの期間、加算器19において出力要求値Pに加算するバイアス値は、0からbまで徐々に増加するように設定される。
この場合も、差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間(例えば時刻t1からt2までの期間)において、バイアス値が大きくなるように設定されているので、この期間において、バイアス値の加算により制御目標値Pを大きく設定することができ、これにより指令値算出部30に与える制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eを大きくすることができる。
また、このように、出力要求値Pに加算するバイアス値を徐々に増加させることで、指令値算出部30で算出される燃料指令値が急激に大きくなることを抑制することができる。よって、ガスタービン1に供給される燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
なお、図4〜図6に示すそれぞれの例では、バイアス値の設定の仕方が異なるが、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xth以下になる直前の期間(例えば時刻t1からt2までの期間)において加算されるバイアス値がある程度大きければ、何れの例の場合であっても、制御装置10によって得られる燃料指令値は、ほぼ同じとなると考えられる。
上述の実施形態において、バイアス加算条件が満たされるときには、加算器19で出力要求値に対してバイアス値を加算し、こうして得られる補正要求値P*を上限として、目標値算出部20で制御目標値Pを算出するとともに、バイアス加算条件が満たされなくなったときには、加算器19でのバイアス値の加算を解除して、目標値算出部で算出する制御目標値を減少するようになっている。
そして、上述の実施形態では、バイアス加算条件は、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xthよりも大きい、という第1条件である。
幾つかの実施形態では、バイアス加算条件は、上述の第1条件と、ガスタービン1のタービン入口温度が閾値未満である第2条件と、を含んでいてもよい。
すなわち、バイアス加算条件が満たされる、とは、上述の第1条件又は第2条件の少なくとも一方が満たされるときであってもよい。
また、バイアス加算条件が充足されない、とは、上述の第1条件又は第2条件の少なくとも一方が満たされないときであってもよい。
このように、第1条件又は第2条件の少なくとも一方が満たされる場合に、出力要求値Pにバイアス値bを加算して得られる制御目標値Pに基づく制御が行われる。
すなわち、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthよりも大きいとき、あるいは、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)よりも低いときには、出力要求値Pにバイアス値bを加算して得られる制御目標値Pに基づく制御を行うようにしたので、制御偏差を大きく確保して、制御の応答性を向上させることができる。
また、第1条件又は第2条件の少なくとも一方が満たされない場合に、出力要求値Pへのバイアス値の加算をせずに得られる制御目標値Pに基づく制御が行われる。
すなわち、仮に、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xth以下となっていなくても、タービン入口温度が閾値(例えば上限値)に達したら、制御目標値Pの算出時におけるバイアス値bの加算を解除して、制御目標値Pを減少させて制御偏差を減少させる。よって、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
なお、第2条件として、ガスタービン1のタービン入口温度の指標(タービン入口温度自体も含む)が閾値未満であること、を採用してもよい。すなわち、タービン入口の温度を直接計測することは困難であることも考えられるため、タービン入口温度と関連する計測値に基づく指標を評価基準としてもよい。
また、上述のバイアス加算条件は、ガスタービン21のタービン入口温度の指標が閾値未満である、との第2条件に替えて、あるいは、第1条件及び第2条件に加えて、以下の第3条件又は第4条件を含んでいてもよい。
第3条件は、ガスタービン1の圧縮機3の入口案内翼(IGV)の開度が全開未満である、との条件である。
第4条件は、燃焼器4への燃料の流量を調節するための流量調整弁7の開度が上限値未満である、との条件である。
このように、バイアス加算条件が複数の条件を含むことにより、例えば、仮に、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xthよりも大きい、という第1条件が満たされない場合であっても、第2条件〜第4条件の何れかが満たされない場合には、制御目標値Pの算出時におけるバイアス値bの加算を解除して、制御目標値Pを減少させて制御偏差を減少させることができる。よって、オーバーシュートが抑制されるように燃料指令値を算出し、ガスタービンに供給する燃料流量が過剰となるのをより確実に抑制することができる。
図7及び図9〜図11は、それぞれ、一実施形態に係る制御装置10の構成を示すブロック図である。図8は、図7及び図9〜図11に示す制御装置10を用いたときの、ガスタービン1の起動時における、ガスタービン1の出力制御に係る各パラメータの時間変化の一例を示す図である。
図7及び図9〜図11に示すブロック図において、実出力値P、出力要求値P、及びバイアス値b等に基づいて、目標値算出部20で制御目標値Pを算出し、減算器28において制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eを算出して指令値算出部30に入力するところまでは、図2に示すブロック図と同じである。
また、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xthよりも大きいとき(X>Xth)(すなわち、バイアス加算条件を満たす場合)、図7及び図9〜図11に示す制御装置10による燃料指令値Fの算出結果は、図2に示す制御装置10と同じである(すなわち、図3のグラフと、図8のグラフとでは、時刻t0から時刻t2の期間は、同じ挙動となる)。
そこで、以下においては、図7及び図9〜図11に示す実施形態について、主に指令値算出部30について説明する。
図7及び図9に示す例示的な実施形態では、指令値算出部30は、フィードバック制御器32と、第1上限設定部40と、を含む。
フィードバック制御器32は、制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eに基づく入力信号を受け取って、燃料指令値Fを算出するためのフィードバック指令値FBを出力するように構成されている。
一実施形態では、フィードバック制御器32は、減算器28から受け取った偏差Eに基づいて比例・積分演算を行うことにより、フィードバック指令値FBを算出し出力するPI制御器であってもよい。あるいは、一実施形態では、フィードバック制御器32は、減算器28から受け取った偏差Eに基づいて比例・積分・微分演算を行うことにより、フィードバック指令値FBを算出し出力するPID制御器であってもよい。
第1上限設定部40は、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき(すなわち、バイアス加算条件を充足しなくなったとき)、差分Xが閾値Xthに達したときの前記フィードバック指令値FBである上限指令値以下に燃料指令値Fを制限するように構成される。
図7に示す例示的な実施形態では、第1上限設定部40は、切替器42と、低値選択器46と、を含んでおり、フィードバック制御器32で算出されたフィードバック指令値FBは、低値選択器46に入力されるようになっている。
比較器14での差分Xと閾値Xthとの比較の結果、差分Xが閾値Xthよりも大きい(X>Xth)とき(すなわち、バイアス加算条件を満たす場合)、比較器14は、「ON」を示す信号を切替器42に出力する。この信号を受け取った切替器42は、フィードバック制御器32から受け取ったフィードバック指令値FBをメモリ44に格納するとともに、低値選択器46にフィードバック指令値FBを出力する。
低値選択器46は、フィードバック制御器32及び切替器42の両方から同じ値(フィードバック指令値FB)を受け取るので、このフィードバック指令値FBを、燃料指令値Fとして出力する。
なお、フィードバック制御器32によりフィードバック指令値FBが繰り返し算出されryこととなるが、差分Xが閾値Xthよりも大きいとの条件が満たされている間は、基本的には、図3等に示すように、算出されるフィードバック指令値FB(燃料指令値F)は徐々に増加する。
一方、比較器14での差分Xと閾値Xthとの比較の結果、差分Xが閾値Xth以下であるとき(X≦Xth)(すなわち、バイアス加算条件を充足しない場合)、比較器14は、「OFF」を示す信号を切替器42に出力する。この信号を受け取った切替器42は、メモリ44に格納されているフィードバック指令値z−1(フィードバック制御器32による前回の算出結果)を低値選択器46に出力する。
低値選択器46は、フィードバック制御器32からの出力であるフィードバック指令値FB(今回の算出結果)と、切替器42からの出力である前回のフィードバック指令値z−1のうち小さいほうを、燃料指令値Fとして出力する。
すなわち、図8に示すように、実出力値Pが出力要求値Pに到達した時刻t2から時刻t4までの期間は、出力要求値Pと実出力値Pとの差分Xが閾値Xth以下となるが、この間、実出力値Pよりも制御目標値Pのほうが大きい。したがって、この期間中、メモリ44(図7参照)には、実出力値Pが出力要求値Pに到達した時刻t2におけるフィードバック指令値F2が格納されている。そして、このフィードバック指令値F2は、上述の期間中(t2〜t4)にフィードバック制御器32で新しく算出されるフィードバック指令値FBよりも値が小さいため、この期間中は、低値選択器46でフィードバック指令値F2が選択され、燃料指令値Fとして出力される。
すなわち、差分Xが閾値Xth以下となる時刻t2以降しばらくの期間は、燃料指令値Fが、時刻t2において算出されたフィードバック指令値F2にホールドされる。
上述の実施形態によれば、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、前記差分Xが閾値Xthに達したときのフィードバック指令値FBである上限指令値(上述の例では時刻t2で算出されるフィードバック指令値F2)以下に燃料指令値Fが制限される。よって、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
図9に示す例示的な実施形態では、フィードバック制御器32は、制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eから求まる比例項及び積分項に基づいてフィードバック指令値FBを算出するPI制御器である。そして、このPI制御器は、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、積分項の増加を制限して、フィードバック指令値FBを算出するように構成される。
より具体的には、図9に示す実施形態では、第1上限設定部40は、切替器42を含む。切替器42は、比較器14での差分Xと閾値Xthとの比較の結果に応じて、PI制御器によって出力される燃料指令値Fに上限値を与える。
例えば、比較器14での差分Xと閾値Xthとの比較の結果、差分Xが閾値Xthよりも大きいとき(X>Xth)(すなわち、バイアス加算条件を満たす場合)、予め設定された通常の上限値Flimを、上限値としてPI制御器に与える。また、比較器14での差分Xと閾値Xthとの比較の結果、差分Xが閾値Xth以下であるとき(X≦Xth)(すなわち、バイアス加算条件が充足されない場合)、PI制御器により前回算出されたフィードバック指令値z−1を、上限値としてPI制御器に与える。
そして、PI制御器32は、算出したフィードバック指令値FBに対して、切替器42から与えられた上限値で制限をかけて、燃料指令値Fとして出力するようになっている。
すなわち、図9に示す実施形態の場合にも、図7に示す実施形態と同じように、実出力値Pが出力要求値Pに到達した時刻t2から時刻t4までの期間中は、メモリ44(図9参照)には、実出力値Pが出力要求値Pに到達した時刻t2におけるフィードバック指令値F2(燃料指令値F)が格納される。そして、このフィードバック指令値F2(燃料指令値F)は、上述の期間中(t2〜t4)にフィードバック制御器32で新しく算出されるフィードバック指令値FB(燃料指令値F)よりも値が小さいため、この期間中は、PI制御器32で算出されたフィードバック指令値FBは、切替器42からの上限値、すなわち、フィードバック指令値F2(時刻t2における燃料指令値F)で制限され、このフィードバック指令値F2が、PI制御器32から出力される。
そして、PI制御器32は、上述の期間中(t2〜t4;すなわち、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき)、積分項の増加を制限して、フィードバック指令値FBを算出するように構成される。
仮に、PI制御器32から出力される燃料指令値Fを、上述のように上限指令値(フィードバック指令値F2)以下に制限する場合(燃料指令値Fがホールドされる場合)、PI制御器32において積分項の計算を停止せずに積分項を積算していくと、燃料指令値Fのホールド解除されたときに(図8の時刻t4参照)、積分の蓄積が膨大となり、燃料指令値Fが過剰に大きくなってしまい、制御の応答性が低下する場合がある。
この点、上述の実施形態によれば、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、前記差分Xが閾値Xthに達したときのフィードバック指令値FBである上限指令値F2以下に燃料指令値Fを制限するとともに、積分項の増加を制限してフィードバック指令値を算出するようにしたので、積分計算が飽和することで制御の応答性が低下する現象(ワインドアップ)を防止することができる。
なお、上述のように積分項の増加を制限する処理は、上述の差分Xが閾値Xth以下になったとき(即ち、燃料指令値Fのホールドが開始されたとき)、かつ、制御目標値Pと実出力値Pとの偏差がゼロより大きいときに行うようにしてもよい。すなわち、増加方向への積分計算のみ、停止するようにしてもよい。これにより、積分計算が飽和することをより確実に防止することができる。
図10に示す例示的な実施形態では、指令値算出部30は、フィードバック制御器32と、低値選択器34と、第2上限設定部50と、を含む。
フィードバック制御器32は、減算器28から偏差Eに基づく入力信号を受け取って、燃料指令値Fを算出するためのフィードバック指令値FBを出力するように構成される。フィードバック制御器32は、例えば、PI制御器又はPID制御器であってもよい。
低値選択器34は、フィードバック制御器32からのフィードバック指令値FBと、該フィードバック指令値FBとは別に算出された少なくとも一つの他の指令値(図10における指令値A〜C)のうち最小の指令値Iminを算出して出力する。
ここで、フィードバック指令値FBとは別に算出される他の指令値(指令値A〜C)は、他の制御ロジックからの出力であってもよく、例えば、ガバナ制御指令値又は温度制御指令値であってもよい。
第2上限設定部50は、切替器52及びメモリ54を含んでおり、例えば図7に示す低値選択器46と同様に機能し、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、差分Xが閾値Xthに達したときの低値選択器34の出力値である上限指令値Imin以下に燃料指令値Fを制限するように構成される。なお、燃料指令値Fの時間変化は、図8のグラフに示すようになる。
上述の実施形態によれば、フィードバック制御器32からのフィードバック指令値FBと、該フィードバック指令値FBとは別に算出された指令値(図10の指令値A〜C)のうち、最小の指令値Iminに基づいて燃料指令値Fを決定するとともに、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、前記差分Xが閾値Xthに達したときの低値選択器34の出力値である上限指令値Imin以下に燃料指令値Fを制限するようにしたので、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
図11に示す例示的な実施形態では、指令値算出部30は、フィードバック制御器32と、偏差上限設定部60と、を含む。
フィードバック制御器32は、減算器28から偏差Eに基づく入力信号を受け取って、燃料指令値Fを算出するためのフィードバック指令値FBを出力するように構成される。フィードバック制御器32は、例えば、PI制御器又はPID制御器であってもよい。
偏差上限設定部60は、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、フィードバック制御器32の入力信号をゼロに制限するように構成される。
すなわち、偏差上限設定部60は、切替器62と、低値選択器66を含んでいる。
そして、上述の差分Xが閾値Xthより大きいときには、減算器29から低値選択器66への入力、及び、切替器62から低値選択器66への入力は、何れも、制御目標値Pと実出力値Pとの偏差Eである。よって、この偏差Eが低値選択器66からフィードバック制御器32に入力され、該偏差Eに基づいてフィードバック指令値FBが算出され、該フィードバック指令値FBが燃料指令値Fとして出力される。
一方、上述の差分Xが閾値Xth以下となったときには、減算器29から低値選択器66へは上述の偏差Eが入力され、切替器62から低値選択器66へは、メモリ64に格納されたゼロ値が入力される。そして、低値選択器66からは、これらの入力(偏差Eとゼロ値)のうち小さいほうであるゼロ値が、フィードバック制御器に出力される。すなわち、フィードバック制御器の入力信号がゼロに制限される。
この場合、フィードバック制御器32でフィードバック指令値FBの算出に用いられる偏差がゼロとなるので、燃料指令値Fは、差分Xが閾値に到達したとき(すなわち、実出力値Pが出力要求値Pに到達したとき;図8の時刻t2参照)のフィードバック指令値F2を上限としてそれ以下の値に変化する。なお、燃料指令値Fの時間変化は、図8のグラフに示すようになる。
このように、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、フィードバック制御器32の入力信号をゼロに制限することにより、タービン入口温度の超過をより確実に抑制することができる。
図12は、一実施形態に係る制御装置10の構成を示すブロック図である。
一実施形態に係るガスタービン1の制御装置10は、ガスタービン1の出力の目標値である制御目標値Pを算出するための目標値算出部20と、制御目標値Pと、ガスタービン1の実出力値Pとの偏差Eに基づき燃料指令値Fを算出するための指令値算出部30と、を備える。
指令値算出部30は、前記偏差Eに基づく入力信号を受け取って、燃料指令値Fを算出するためのフィードバック指令値FBを出力するように構成されたフィードバック制御器32と、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、前記差分Xが前記閾値Xthに達したときのフィードバック指令値FBである上限指令値以下に燃料指令値Fを制限するための第1上限設定部40と、を含む。
図12に示すように、上述の実施形態に係る制御装置10は、ガスタービン1の出力の目標値である制御目標値Pを算出するための目標値算出部20と、ガスタービン1の燃焼器4に供給する燃料の流量に係る燃料指令値Fを算出するための指令値算出部30と、を備えている。
目標値算出部20は、ガスタービン1の出力要求値P、及び、ガスタービン1の実出力値Pに基づいて、制御目標値Pを算出するように構成される。
指令値算出部30は、目標値算出部20によって算出された制御目標値Pと、ガスタービン1の実出力値Pとの偏差に基づき燃料指令値Fを算出するように構成される。
なお、出力要求値Pは、外部(上位の制御装置等)から制御装置10に与えられるようになっていてもよい。
図12に示すように、目標値算出部20(図3参照)へは、補正要求値P*として、出力要求値Pが入力される。目標値算出部20は、図3を参照してすでに説明したように、出力要求値P(補正要求値P*)を上限として、制御目標値Pを算出し、算出した制御目標値を減算器28に出力する。
指令値算出部30は、上述のフィードバック制御器32と、第1上限設定部40と、を含み、図7を用いて説明したものと同様の構成を有している。
上述の実施形態によれば、出力要求値Pの実出力値Pに対する差分Xが閾値Xth以下になったとき、前記差分Xが閾値Xthに達したときのフィードバック指令値FBである上限指令値以下に燃料指令値Fを制限するようにしたので、タービン入口温度の超過を確実に抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
1 ガスタービン
3 圧縮機
4 燃焼器
5 タービン
6 回転シャフト
7 流量調整弁
8 発電機
10 制御装置
12 減算器
14 比較器
16 メモリ
17 メモリ
18 切替器
19 加算器
20 目標値算出部
21 減算器
22 比較器
24 比較器
26 アナログメモリ
28 減算器
29 減算器
30 指令値算出部
32 フィードバック制御器
34 低値選択器
40 第1上限設定部
42 切替器
44 メモリ
46 低値選択器
50 第2上限設定部
52 切替器
54 メモリ
60 偏差上限設定部
62 切替器
64 メモリ
66 低値選択器
104 燃焼器
105 タービン

Claims (20)

  1. ガスタービンの出力の目標値である制御目標値を算出するように構成された目標値算出部と、
    前記制御目標値と、前記ガスタービンの実出力値との偏差に基づき燃料指令値を算出するように構成された指令値算出部と、
    を備え、
    前記目標値算出部は、
    前記ガスタービンの出力要求値の前記実出力値に対する差分が閾値以下になる直前において、前記制御目標値を前記出力要求値よりも大きな値に設定し、
    前記差分が前記閾値以下になった後、前記制御目標値を前記値から減少させる
    ように構成された
    ガスタービンの制御装置。
  2. 前記目標値算出部は、
    前記差分が前記閾値よりも大きいことを含むバイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値とバイアス値との和を上限として前記制御目標値を算出し、
    前記制御目標値を前記出力要求値と前記バイアス値との前記和よりも小さな値として算出する
    ように構成された
    請求項1に記載のガスタービンの制御装置。
  3. 前記目標値算出部は、
    前記バイアス加算条件を満たす場合、前記和に向けて前記制御目標値を一定レートで増大させ、
    前記バイアス加算条件を満たさない場合、前記出力要求値に前記制御目標値が到達するまで一定レートで前記制御目標値を減少させる
    ように構成された
    請求項2に記載のガスタービンの制御装置。
  4. 前記バイアス加算条件は、
    前記差分が前記閾値よりも大きい第1条件を含み、
    前記ガスタービンのタービン入口温度の指標が該指標の閾値未満である第2条件、
    前記ガスタービンの圧縮器の入口案内翼の開度が全開未満である第3条件、及び、
    前記ガスタービンの燃料流量を調整するための流量調整弁の開度が上限値未満である第4条件のうち少なくともいずれかの条件を含む
    請求項2又は3に記載のガスタービンの制御装置。
  5. 前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている間、一定値である
    ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  6. 前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている期間のうち、前記制御目標値が前記出力要求値よりも小さいときはゼロであり、前記制御目標値が前記出力要求値以上であるときは正の値である
    ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  7. 前記バイアス値は、前記バイアス加算条件が満たされている間、時間とともに徐々に増加するように設定される
    ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  8. 前記指令値算出部は、
    前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するように構成されたフィードバック制御器と、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記フィードバック指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するように構成された第1上限設定部と、を含む
    請求項1乃至7の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  9. 前記フィードバック制御器は、
    前記偏差から求まる比例項及び積分項に基づいて前記フィードバック指令値を算出するとともに、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記積分項の増加を制限して前記フィードバック指令値を算出するように構成された
    ことを特徴とする請求項8に記載のガスタービンの制御装置。
  10. 前記指令値算出部は、
    前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を出力するように構成されたフィードバック制御器と、
    前記フィードバック指令値と、前記フィードバック指令値とは別に算出された少なくとも一つの他の指令値とのうち最小の指令値を出力するように構成された低値選択器と、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記低値選択器の出力値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するように構成された第2上限設定部と、を含む
    請求項1乃至7の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  11. 前記指令値算出部は、
    前記偏差に基づく入力信号を受け取って、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を出力するように構成されたフィードバック制御器と、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記フィードバック制御器の前記入力信号をゼロに制限するように構成された偏差上限設定部と、を含む
    請求項1乃至10の何れか一項に記載のガスタービンの制御装置。
  12. 請求項1乃至11の何れか一項に記載の制御装置と、
    空気を圧縮するための圧縮機と、
    前記圧縮機からの圧縮空気と燃料との燃焼反応により燃焼ガスを生成するための燃焼器と、
    前記燃焼器からの前記燃焼ガスにより駆動されるタービンと、を備え、
    前記制御装置は、前記タービンの出力を制御するように構成された
    ことを特徴とするガスタービン。
  13. ガスタービンの出力の目標値である制御目標値を算出するステップと、
    前記制御目標値と、前記ガスタービンの実出力値との偏差に基づき燃料指令値を算出するステップと、
    を備え、
    前記制御目標値を算出するステップでは、
    前記ガスタービンの出力要求値の前記実出力値に対する差分が閾値以下になる直前において、前記制御目標値を前記出力要求値よりも大きな値に設定し、
    前記差分が前記閾値以下になった後、前記制御目標値を前記値から減少させる
    ガスタービンの制御方法。
  14. 前記制御目標値を算出するステップでは、
    前記差分が前記閾値よりも大きいことを含むバイアス加算条件を満たす場合、前記出力要求値とバイアス値との和を上限として前記制御目標値を算出し、
    前記バイアス加算条件を充足しない場合、前記制御目標値を前記出力要求値と前記バイアス値との前記和よりも小さな値として算出する
    請求項13に記載のガスタービンの制御方法。
  15. 前記制御目標値を算出するステップでは、
    前記バイアス加算条件を満たす場合、前記和に向けて前記制御目標値を一定レートで増大させ、
    前記バイアス加算条件を満たさない場合、前記出力要求値に前記制御目標値が到達するまで一定レートで前記制御目標値を減少させる
    請求項14に記載のガスタービンの制御方法。
  16. 前記バイアス加算条件は、
    前記差分が前記閾値よりも大きい第1条件を含み、
    前記ガスタービンのタービン入口温度の指標が該指標の閾値未満である第2条件、
    前記ガスタービンの圧縮器の入口案内翼の開度が全開未満である第3条件、及び、
    前記ガスタービンの燃料流量を調整するための流量調整弁の開度が上限値未満である第4条件のうち少なくともいずれかの条件を含む
    請求項14又は15に記載のガスタービンの制御方法。
  17. 前記燃料指令値を算出するステップは、
    前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記フィードバック指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するステップと、を含む
    請求項14乃至16の何れか一項に記載のガスタービンの制御方法。
  18. 前記フィードバック指令値を算出するステップでは、
    前記偏差から求まる比例項及び積分項に基づいて前記フィードバック指令値を算出するとともに、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記積分項の増加を制限して前記フィードバック指令値を算出する
    ことを特徴とする請求項17に記載のガスタービンの制御方法。
  19. 前記燃料指令値を算出するステップは、
    前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
    前記フィードバック指令値と、前記フィードバック指令値とは別に算出された少なくとも一つの他の指令値とのうち最小の指令値を算出するステップと、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記差分が前記閾値に達したときの前記最小の指令値である上限指令値以下に前記燃料指令値を制限するステップと、を含む
    請求項13乃至16の何れか一項に記載のガスタービンの制御方法。
  20. 前記燃料指令値を算出するステップは、
    前記偏差に基づく入力値に基づいて、前記燃料指令値を算出するためのフィードバック指令値を算出するステップと、
    前記差分が前記閾値以下になったとき、前記フィードバック指令値を算出するステップでの前記入力値をゼロに制限するステップと、を含む
    請求項13乃至19の何れか一項に記載のガスタービンの制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60524B2 (ja) * 1975-01-22 1985-01-08 株式会社日立製作所 複合サイクルプラントの出力制御装置
JPH05272361A (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 Toshiba Corp 複合サイクル発電プラントの負荷制御装置
JP2001207807A (ja) * 2000-01-21 2001-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 多軸型複合サイクル発電プラントの出力制限装置
JP3902022B2 (ja) 2002-02-15 2007-04-04 株式会社荏原製作所 ガスタービン装置及びその制御方法
JP3692340B2 (ja) * 2002-07-30 2005-09-07 三菱重工業株式会社 コンバインドプラントの燃料制御方法、それに供する制御装置
JP2004116384A (ja) 2002-09-26 2004-04-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼制御装置
JP2007177626A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン負荷制御装置
US8720206B2 (en) * 2009-05-14 2014-05-13 General Electric Company Methods and systems for inducing combustion dynamics
EP2469041A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Method of detecting a predetermined condition in a gas turbine and failure detection system for a gas turbine
JP5922538B2 (ja) * 2012-09-12 2016-05-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンの制御装置、ガスタービン、及びガスタービンの制御方法
US9255525B2 (en) * 2012-11-30 2016-02-09 General Electric Company System and method for gas turbine operation
JP6223847B2 (ja) * 2014-02-05 2017-11-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンの制御装置、ガスタービン、及びガスタービンの制御方法

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