JPH08128305A - 火力発電プラント起動制御システム及び起動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラントの機器寿命に影響する発生熱応力など
の運転制限条件と排出ＮＯｘなどの環境規制値を同時に
満足しながら、最短時間での起動を可能とする最適起動
スケジュールの自動作成とその実行を可能する火力発電
プラントの起動制御システムを提供するにある。 【構成】ボイラ及び蒸気タービンに発生する熱応力とボ
イラからのＮＯｘ排出量を予測するためのプラント動特
性モデル、これらの予測値を制限値と比較評価するため
の起動特性評価手段，評価結果に基づいて、より良好な
起動特性を得るために上記仮定スケジュールをファジィ
推論により修正する手段，これらの手段を繰り返す最適
値探索過程で起動スケジュールの最適値収束を判定する
手段，得られた最適起動スケジュールを実行する手段を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火力発電プラントの起動
制御システム及び起動制御方法に係り、特にボイラと蒸
気タービンに発生する熱応力やボイラから排出されるＮ
Ｏｘなどに対する運転制限条件や環境規制値を満足しつ
つ、最短時間でプラント起動を行うための最適起動スケ
ジュールを自動作成するのに好適な火力発電プラントの
起動制御システム及び起動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電プラントの起動に関する従来の
方法は、起動前の停止時間や機器の温度状態に応じて、
ボイラへの初期投入燃料量，主蒸気の昇温及び昇圧の時
間関数，タービンの昇速及び負荷上昇の時間関数を起動
スケジュールとして決定し、この起動スケジュールをプ
ラントの各系統に設けられた機器単位あるいは系統単位
の制御システムで実行するという方法が採られていた。

【０００３】この最も代表的な方法は、Electrical Wor
ld, Vol.165, No.6 の論文“Thermal Stress Influence
Starting, Loading of Boilers and Turbines”で述
べられている。この方法は、プラントの限られた部分の
初期状態によって一義的に起動スケジュールを決定する
方法である。即ち、ボイラ蒸気圧，ボイラ出口蒸気温
度，蒸気タービンケーシング温度の初期値に応じて、蒸
気タービンの昇速率，初期負荷，速度保持並びに負荷保
持による蒸気タービンの暖機時間及び負荷変化率を決定
する方法である。この方法によると、運転制限要因であ
る蒸気タービンの熱応力を管理する上で重要なボイラ発
生蒸気の昇温特性を起動前に予測できないため、その不
確定性を起動スケジュールに余裕をもたせることにより
吸収している。そのため、作成される起動スケジュール
は必要以上に長くなりがちであった。以上のことは、ガ
スタービンと蒸気タービンを組み合せた複合サイクル発
電プラントにおいても同様である。この場合は、ボイラ
への投入燃料量の代わりにガスタービンへの投入燃料
量、即ち、ガスタービン昇速率及び負荷上昇率を決定す
ることによりプラントへの入力エネルギーを規定してい
る。

【０００４】また、別の従来方法としては、USP3,446,2
24 及びUSP4,228,359 が知られている。これらは、蒸気
タービンに発生する熱応力をオンラインリアルタイムで
監視しながら蒸気タービンの急速起動を図るものであ
る。

【０００５】ボイラの起動時間の短縮を目的とした従来
方法としては、特開昭59−157402号が知られている。こ
の方法はボイラに発生する熱応力をオンラインでリアル
タイムに監視しながらボイラ発生蒸気の急速昇温を図る
ものである。

【０００６】更に、オフライン動特性予測による起動ス
ケジュールを最適化するものとしては、特開昭63−9400
8 号公報が知られている。この方法は、制御システムに
プラント動特性モデルを内蔵させ、実際のプラント起動
前に、これを用いた起動シミュレーションを反復し、予
測した蒸気タービン熱応力の発生パターンに着目したフ
ァジィ推論により起動スケジュールを修正することによ
り起動時間の短縮を図るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術は、ボイラから排出されるＮＯｘ及び蒸気タ
ービンに発生する熱応力の両方を考慮しておらず、それ
らのいずれか一方のみを考慮しているものであるから、
プラント起動を行っている途中に熱応力及びＮＯｘ排出
量のいずれか一方が制限値を超える可能性がある。ま
た、熱応力及びＮＯｘ排出量の両方を制限値以下に抑え
ようとするならば、人為的な操作を介入せざるを得な
く、起動時間が必要以上に長くなる可能性もある。

【０００８】プラント全体の起動時間は、ボイラと蒸気
タービンの協調により短縮が可能であるが、以上述べた
従来の方法は、何れもボイラもしくは蒸気タービンの片
方のみに着目した急速起動方法であり、このような個別
の方法を組み合せたとしてもプラント全体の起動時間が
最短となる保証は何も無い。何故ならば、ボイラと蒸気
タービンは相互干渉が極めて強く、個々の最適化が必ず
しも全体の最適化にならないからである。ガスタービン
と排熱回収ボイラ及び蒸気タービンからなる複合サイク
ル発電プラントにおいても同様であり、個々の運転は機
器の相互干渉により、ＮＯｘ排出量，排熱回収ボイラ及
び蒸気タービンの出力と発生熱応力に影響する。

【０００９】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、ボイラもしくは排熱回収
ボイラ及び蒸気タービンに発生する熱応力や、ボイラも
しくは排熱回収ボイラから排出されるＮＯｘ排出量を、
運転制限条件や環境規制値等の制約条件を満たしつつ起
動を行うための起動スケジュールを自動的に作成してそ
れを実行する火力発電プラントの起動制御システムを提
供することにある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、ボイラもし
くは排熱回収ボイラと蒸気タービンに発生する熱応力
や、ボイラもしくは排熱回収ボイラから排出されるＮＯ
ｘ排出量を、運転制限条件や環境規制値等の制約条件を
満たしつつ起動時間を最短化する最適起動スケジュール
を自動的に作成してそれを実行する火力発電プラントの
起動制御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記本発明の第１の目的
を達成するための本発明に係る火力発電プラントの起動
制御システムは、蒸気を発生させるボイラ及び該ボイラ
により発生された蒸気により駆動される蒸気タービンを
有する火力発電プラントを起動させるための起動スケジ
ュールを作成し、この起動スケジュールに従って前記プ
ラントを構成する機器を動作させて起動を行う火力発電
プラントの起動制御システムにおいて、前記起動スケジ
ュールに従って前記プラントを起動したと仮定したとき
の、前記ボイラ及び前記蒸気タービンに発生する熱応力
と、前記ボイラから排出されるＮＯｘ排出量との起動特
性を求める動特性モデルと、該動特性モデルにより求め
られた前記起動特性の所定の制約条件に対する余裕値を
求める起動特性評価手段と、該起動特性評価手段により
求められた余裕値と、該余裕値と前記起動スケジュール
の修正量との関係を定めた所定のファジィルールとを用
いて、前記余裕値の大きさに応じて前記起動スケジュー
ルの修正量をファジィ推論により演算する起動スケジュ
ール修正量決定手段と、該起動スケジュール修正量決定
手段により得られた起動スケジュールの修正量に基づい
て、前記起動スケジュールを修正する起動スケジュール
修正手段と、該起動スケジュール修正手段により得られ
た起動スケジュールを、前記機器を動作させるための起
動スケジュールとして設定する起動スケジュール設定手
段と、を設けたことを特徴とする。

【００１２】ガスタービン及び排熱回収ボイラを有する
コンバインドサイクルプラントに適用する場合は、上記
動特性モデルを、排熱回収ボイラ及び前記蒸気タービン
に発生する熱応力と、前記排熱回収ボイラから排出され
るＮＯｘ排出量との起動特性を求めるように構成すれば
よい。

【００１３】また、上記本発明の第２の目的を達成する
ための本発明に係る火力発電プラントの起動制御方法
は、蒸気を発生させるボイラ及び該ボイラにより発生さ
れた蒸気により駆動される蒸気タービンを有する火力発
電プラントを起動させるための起動スケジュールを作成
し、この起動スケジュールに従って前記プラントを構成
する機器を動作させて起動を行う火力発電プラントの起
動制御方法において、（ａ）前記起動スケジュールに従
って前記プラントを起動したと仮定したときの、前記ボ
イラ及び前記蒸気タービンに発生する熱応力と、前記ボ
イラから排出されるＮＯｘ排出量との起動特性を求める
ステップと、（ｂ）該起動特性の所定の制約条件に対す
る余裕値を求めるステップと、（ｃ）前記起動特性が前
記所定の制約条件を満足するような前記起動スケジュー
ルの修正量を、前記余裕値と、該余裕値と前記スケジュ
ールの修正量との関係を定めた所定のファジィルールと
を用いてファジィ推論により演算するステップと、
（ｄ）前記起動スケジュールの修正量に基づいて前記起
動スケジュールを修正するステップとを有し、前記
（ａ）乃至（ｄ）のステップを所定回数繰り返して実行
し、この繰り返して実行する過程で修正された所定数の
起動スケジュールの中から、前記起動特性が前記所定の
制約条件を満足し、かつその起動スケジュールを実行し
た場合の起動時間が最短となるような最適起動スケジュ
ールを選択し、この最適起動スケジュールに従って前記
機器を動作させて起動を行うことを特徴とする。

【００１４】ガスタービン及び排熱回収ボイラを有する
コンバインドサイクルプラントに適用する場合は、上記
（ａ）のステップを、排熱回収ボイラ及び前記蒸気ター
ビンに発生する熱応力と、前記排熱回収ボイラから排出
されるＮＯｘ排出量との起動特性を求めるようにすれば
よい。

【００１５】また、前記起動スケジュールは、前記ガス
タービンの昇速率，定格速度保持時間，初負荷，初負荷
保持時間，負荷上昇率，負荷保持時間、及び前記蒸気タ
ービンの高圧タービンバイパス弁の操作速度，中圧ター
ビンバイパス弁の操作速度，低圧タービンバイパス弁の
操作速度，高圧加減弁操作速度，中圧加減弁操作速度，
低圧加減弁操作速度のうち、少なくとも１つ以上のパラ
メータにより規定され、更に前記スケジュール修正量決
定手段は、該パラメータに対する修正量を演算するよう
にする。

【００１６】更に、前記所定のファジィルールは、前記
排熱回収ボイラに発生する熱応力の起動特性の、前記所
定の制約条件に対する余裕値と前記パラメータの修正量
との関係に基づいて定めたボイラ応力調整ルールと、前
記蒸気タービンに発生する熱応力の起動特性の、前記所
定の制約条件に対する余裕値と前記パラメータ修正量と
の関係に基づいて定めたタービン応力調整ルールと、前
記排熱回収ボイラから排出されるＮＯｘ排出量の起動特
性の、前記所定の制約条件に対する余裕値と前記パラメ
ータ修正量との関係に基づいて定めた排出ＮＯｘ調整ル
ールとを有するものであってもよい。

【００１７】更にまた、前記所定のファジィルールは、
前記ガスタービンに関するパラメータを修正の対象と
し、前記排熱回収ボイラから排出されるＮＯｘ排出量の
起動特性の、前記所定の制約条件に対する余裕値と、前
記ガスタービンに関するパラメータの修正量との関係を
定めた第１の調整ルールと、前記第１の調整ルールより
も少ない前記ガスタービンに関するパラメータを修正の
対象とし、前記熱応力の起動特性の、前記所定の制約条
件に対する余裕値と、前記ガスタービンに関するパラメ
ータの修正量との関係を定めた第２の調整ルールと、前
記蒸気タービンに関するパラメータを修正の対象とし、
前記熱応力の起動特性の、前記所定の制約条件に対する
余裕値と、前記蒸気タービンに関するパラメータの修正
量との関係を定めた第３の調整ルールと、前記第３の調
整ルールよりも少ない前記蒸気タービンに関するパラメ
ータを修正の対象とし、前記排熱回収ボイラから排出さ
れるＮＯｘ排出量の起動特性の、前記所定の制約条件に
対する余裕値と、前記蒸気タービンに関するパラメータ
の修正量との関係を定めた第４の調整ルールとを有する
ものであってもよい。

【００１８】

【作用】本発明によれば、おいて上記手段は下記のよう
に作用する。起動スケジュール修正手段は、専門家の思
考方法と似た方法で起動スケジュールを改善するため
に、上記起動特性評価手段で得られる起動特性を重み付
き定性的評価結果に変換し、ファジィ推論を適用して起
動スケジュールを修正する。このとき用いるファジィル
ールは、起動特性と起動スケジュール修正量との関係に
ついて専門家が知識としてもつ定性的因果関係情報に基
づいて作成したものである。

【００１９】また、この起動スケジュールの最適性を判
定する際に、上記の起動スケジュール仮定，プラント動
特性予測，起動特性評価，起動スケジュール修正を繰り
返す過程（これを最適値探索過程と呼ぶ）で起動スケジ
ュールが最適値に収束したか否かを判定するため、収束
結果として、起動時間が短く、プラント運用上の安全性
が高く、環境に優しい最適起動スケジュールが得られ
る。このように、専門家の思考方法に似た最適起動スケ
ジュールの探索は、最適値求解の収束性が極めて良好と
なるため、詳細な計算式を用いた大規模な動特性モデル
を用いることが可能で、起動特性を高精度で予測するこ
とができる。また、起動スケジュール設定手段は、機器
制御システムに上記最適起動スケジュールを規定するス
ケジュールパラメータを設定することにより、最適起動
シケジュールに沿って実際のプラントを起動するため制
御を任せることになる。

【００２０】以上述べた本発明における各手段の作用に
より、プラントを構成する機器間で相互干渉結果として
現れる起動特性である熱応力やＮＯｘ排出量などの運転
制限条件を満足し、かつ起動所要時間を最小にし、中央
給電指令所から指定される時刻どおりに起動を完了でき
る最適起動スケジュールを作成することが可能となる。
また、プラント起動中に運転制限値が変更される場合
も、以上述べた各手段は同様に作用し、変更後の新たな
運転制限値に適合する最適な起動スケジュールを自動生
成し、これを実行することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例として、ガスタービ
ン，排熱回収ボイラ及び蒸気タービンから成る複合サイ
クル発電プラントを対象とした起動制御システムについ
て説明する。

【００２２】図１は複合サイクル発電プラント３００と
本発明を適用した起動制御システム１０００の基本構成
を示すものである。

【００２３】起動制御システム１０００は大きく分けて
最適起動スケジュール探索手段100と機器制御システム
２００から成る。最適起動スケジュール探索手段１００
は、更に起動スケジュール仮定手段１１０，動特性モデ
ル１３０，起動特性評価手段１２０，最適性評価手段１
４０，起動スケジュール修正量決定手段１５０，ファジ
ィルール１６０，起動スケジュール設定手段１７０，起
動スケジュール表示手段１８０及びＣＲＴ表示装置２０
から構成されている。機器制御システム２００は、更に
ガスタービン制御システム２１０と蒸気タービン制御シ
ステム２２０から成る。また、複合サイクル発電プラン
ト３００は大きく分けてガスタービン設備３２０，排熱
回収ボイラ設備３１０，蒸気タービン設備３３０から成
る。

【００２４】本発明の起動制御システム１０００につい
て説明する前に、複合サイクル発電プラント３００の起
動時を中心とした動作原理を説明する。

【００２５】ガスタービン設備３２０では、燃料３２２
を燃焼器３２３に供給し、燃焼用空気３２４をコンプレ
ッサ３２０により圧入することにより燃焼で発生するエ
ネルギーは、ガスタービン３２６で機械エネルギーに変
換され、これにより、共通軸３２８に接続された発電機
３３５を駆動し電気エネルギーに変換するとともに一部
はコンプレッサ３２０の駆動力となる。起動時にはガス
タービン制御システム２１０からの燃料調節弁開度指令
２１１により燃料調節弁３２１を操作し、燃料流量を調
節することでガスタービン設備３２０及び共通軸３２８
に接続された蒸気タービン設備３３０と発電機３３５が
昇速される。

【００２６】また、ガスタービン３２６からの排ガス３
２７は排熱回収ボイラ設備３１０に導かれ、排ガス３２
７のもつ熱エネルギーが回収される。このとき、排ガス
327により排熱回収ボイラ設備３１０の煙洞３１４に配
置された各種熱交換器内の流体が熱を受け蒸発し、過熱
される。本実施例の排熱回収ボイラ設備３１０では３つ
の圧力レベルをもつ蒸気系統から成り、それぞれから発
生する蒸気が高圧蒸気２４１，中圧蒸気２４２，低圧蒸
気２４３である。

【００２７】これらの蒸気がもつ熱エネルギーにより蒸
気タービン設備３３０において、それぞれ高圧タービン
３３１，中圧タービン３３２，低圧タービン３３３が駆
動され、共通軸３２８に接続された発電機３３５による
発電の一翼を担う。起動時には、排熱回収ボイラ設備３
１０から発生する上記の高圧主蒸気２４１，中圧主蒸気
２４２，低圧主蒸気２４３をそれぞれ高圧バイパス弁２
３４，中圧バイパス弁２３５，低圧バイパス弁２３６を
介してバイパスさせることにより個々の圧力を所定値に
制御するとともに、高圧加減弁２３１，中圧加減弁２３
２，低圧加減弁２３３を開操作することにより高圧ター
ビン３３１，中圧タービン３３２，低圧タービン３３３
の出力上昇がなされる。従って、高圧バイパス蒸気２４
４，中圧バイパス蒸気２４５，低圧バイパス蒸気２４６
の流量は、それぞれバイパス弁２３４，２３５，２３６
の開度を大きくすれば増加し、加減弁２３１，２３２，
２３３の開度を大きくすると蒸気タービンへの蒸気流入
量が増加し、その分減少する。これらのバイパス弁への
開度指令２２４，２２５，２２６及び加減弁への開度指
令２２１，２２２，２２３はいずれも蒸気タービン制御
システム２２０より出力される。

【００２８】また、プラントの起動中に中圧過熱蒸気３
０１と高圧タービン排気３０２の温度偏差が所定値内に
入ったとき中圧止弁２３７を開操作する。このときの、
操作信号２２７も蒸気タービン制御システム２２０より
指令される。また、復水器３３４からの復水３３７は、
低圧給水ポンプ３１６，中圧給水ポンプ３１７，高圧給
水ポンプ３１８により、それぞれ低圧ドラム３０６，中
圧ドラム３０７，高圧ドラム３０８の水位を所定値内に
保つように、それぞれ低圧給水３０３，中圧給水３０
４，高圧給水３０５として流量制御される。

【００２９】ここで、運転制限要因となるのは、高圧タ
ービン３３１と中圧タービン３３２のロータに発生する
熱応力と、高圧過熱器３１１及び中圧過熱器３１２の出
口にあるヘッダに発生する熱応力と、排熱回収ボイラ設
備３１０の煙洞出口３１５から大気へのＮＯｘ排出量で
ある。上記の各熱応力は、ガスタタービン排ガス326か
ら熱交換器のメタルへの伝熱，メタルから内部流体への
伝熱，内部流体から着目部メタルへの伝熱という大きな
時間遅れを伴う動的過程の結果として現れる。また、ボ
イラからのＮＯｘ排出量もガスタービン自体のＮＯｘ排
出特性と煙洞中に設置された脱硝装置３１３の温度特性
に大きく依存する。そのため、これらの運転制限要因を
精度良く管理するには、上記各制御操作の協調性と整合
性が必要となる。よって、既に述べたように、本発明の
起動制御システム１０００では、実際にプラントを起動
する前に、これらの動的挙動の予見に基づいた最適な起
動スケジュールを探索する手段を設けた。

【００３０】以下に、図１を用いて上記の複合サイクル
発電プラント３００の起動制御システム１０００の動作
原理を概説する。

【００３１】中央給電指令所１０はプラントに対する起
動要求１１として、目標起動完了時間と目標負荷を起動
制御システム１０００に指令する。起動制御システム10
00の起動スケジュール仮定手段１１０は、これを受けて
プラントの停止時間に対応して仮の起動スケジュール１
１１を作成し、これを動特性モデル１３０に送る。動特
性モデル１３０では、機器制御システムモデル１３２に
よりこの仮の起動スケジュール１１１に沿ってガスター
ビンモデル１３３，ボイラモデル１３４，蒸気タービン
モデル１３５を起動制御する。このときの機器制御は実
機における上記説明と等価な方式でなされ、あたかも実
際のプラントが起動された如くプラント動特性１３１が
得られ、次の起動特性評価手段１２０に送られる。

【００３２】起動特性評価手段１２０は、さらに、前記
高中圧蒸気タービンのロータに発生する熱応力を評価す
るためのタービン熱応力特性評価手段１２２，前記ボイ
ラ高中圧過熱器出口部のヘッダに発生する熱応力を評価
するためのボイラ熱応力特性評価手段１２３，排熱回収
ボイラ３１０からの排出されるＮＯｘを評価するための
排出ＮＯｘ特性評価手段１２４，起動所要時間評価手段
１２５から成る。この評価手段のうち前３者は、起動特
性評価手段１２０から得られた値と、それぞれに対する
運転制限条件とを比較し、それらに対する余裕値を評価
するためのもので、起動所要時間評価手段１２５は、ガ
スタービン起動から目標負荷到達までに要する時間を算
出するためのものである。これらの評価が終ると、次の
最適性評価手段１４０に処理が移る。

【００３３】ここでは、前記仮定された起動スケジュー
ルの最適性を判定するためのもので、前記起動特性の各
種評価結果が運転制約条件を満足する中で起動時間が最
短となる最適起動スケジュールを判定する。従って、初
回目は最適起動スケジュールは決らず、前記起動特性評
価結果１２１に基づき起動スケジュールの改善を図るた
めに、起動特性評価結果１２１とともに次の起動スケジ
ュール修正量決定手段１５０に処理が渡される。起動ス
ケジュール修正量決定手段１５０では、上記起動特性評
価手段１２０で得られる評価結果に基づいてファジィ推
論を適用して起動スケジュールを修正する。ここで決定
される起動スケジュール修正量１５１は前述の起動スケ
ジュール仮定手段１１０に転送され、再度起動スケジュ
ールが仮定もしくは起動スケジュールが修正される。本
実施例では、起動スケジュールを修正するための機能を
起動スケジュール仮定手段１１０と兼ねているが、この
機能は必ずしも起動スケジュール仮定手段１１０に兼ね
る必要はなく、それとは別に設けてもよい。

【００３４】ここで用いるファジィルール１６０は、タ
ービン熱応力調整ルール１６２，ボイラ熱応力調整ルー
ル１６３，排出ＮＯｘ調整ルール１６４から成り、起動
特性と起動スケジュール修正量との関係について専門家
が知識としてもつ定性的因果関係情報に基づいて作成し
たものである。前記の最適性判定手段１４０は上記の起
動スケジュール仮定，プラント動特性予測，起動特性評
価，起動スケジュール修正を繰り返す過程（これを最適
値探索過程と呼ぶ）で起動スケジュールが最適値に収束
したか否かを判定するため、収束結果として、起動時間
が短く、運転制限条件を満たすことによりプラント運用
上の安全性が高く、環境に優しい最適起動スケジュール
が得られる。

【００３５】最適性判定手段１４０により最適起動スケ
ジュールが決定されると、この最適起動スケジュールを
規定するスケジュールパラメータ１７１が起動スケジュ
ール設定手段１７０を介して機器制御システム２００に
設定される。また、最適起動スケジュールの探索過程は
起動スケジュール表示手段１８０を介してＣＲＴ表示装
置２０に表示され、運転員に探索状況及び収束結果であ
る最適起動スケジュールを提示することができる。この
場合の表示内容は、仮定した起動スケジュール，動特性
予測結果及び運転制限値に対するマンマシン特性，起動
所要時間等である。

【００３６】以上、本発明の火力プラント起動制御シス
テムを複合サイクル発電プラントに適用した実施例の概
要を示した。以下、本実施例を更に具体的に説明してゆ
く。図２は、前記最適起動スケジュール探索手段１００
における起動スケジュール最適化の基本的考え方を示す
ものである。動特性モデル１３０から得られるプラント
動特性予測値より、ボイラ及び蒸気タービンの熱応力と
排出ＮＯｘの特性に基づいてガスタービン起動計画と蒸
気タービン起動計画を実施する。このとき、ガスタービ
ン起動計画では、排出ＮＯｘを考慮したガスタービン主
計画（GTPS：Gass Turbine Primal Schedulingの略）と
熱応力を考慮したガスタービン広域調整（ＧＴＧＴ：Ga
ss Turbine Global Tuning）を行い、蒸気タービン起動
計画では、熱応力を考慮した蒸気タービン主計画（ＳＴ
ＰＳ：Steam Turbine PrimalSchedulingの略）と排出Ｎ
Ｏｘを考慮した蒸気タービン局部調整（ＳＴＬＴ：Stea
m Turbine Local Tuning）を行う。ガスタービンの起動
方法は排出ＮＯｘ特性に直接的に大きな影響を与えるた
め、ＧＴＰＳでは排出ＮＯｘ特性の予測値に応じてガス
タービンの起動スケジュールを全体的にきめ細かく作成
する働きを持たせる。また、蒸気タービンの起動方法は
熱応力特性に直接的に大きな影響を与えるため、ＳＴＰ
Ｓでは熱応力特性の予測値に応じて蒸気タービンの起動
スケジュールを全体的にきめ細かく作成する働きを持た
せる。一方、熱応力は排熱回収ボイラの伝熱を介して間
接的にガスタービンの起動方法の影響を受けるため、Ｇ
ＴＧＴでは熱応力特性の予測値に応じてガスタービンの
起動スケジュールを広域的に微調整する働きを持たせ
る。また、蒸気タービンの起動方法により排熱回収ボイ
ラの熱吸収特性変化の結果として間接的により脱硝装置
の特性が変化するため、ＳＴＬＴでは排出ＮＯｘ特性の
予測値に応じて蒸気タービンの起動スケジュールを部分
的に微調整する働きを持たせる。

【００３７】次に、図３により、プラントの起動スケジ
ュールを規定するパラメータ（以下、スケジュールパラ
メータと呼ぶ）の一例をプラントの起動過程との関係に
おいて説明する。

【００３８】図３に示すように、ガスタービン関係のス
ケジュールパラメータとしては、昇速率（ＤＮ），定格
速度保持時間（ＤＴＮＬ），初負荷（ＬＩ），初負荷保
持時間（ＤＴＬＩ），第１負荷上昇率（ＤＬ１），負荷
保持時間（ＤＴＨＬ），第２負荷上昇率（ＤＬ２），第
３負荷上昇率（ＤＬ３）である。これらにより規定され
る起動スケジュールを制御目標として、操作端である燃
料調節弁３２１の開度を調整することによりガスタービ
ンが起動される。また、蒸気タービン関係の操作端とし
ては既に述べたように、高圧バイパス弁（ＨＰＢＶ），
中圧バイパス弁（ＩＰＢＶ），低圧バイパス弁（ＬＰＢ
Ｖ），高圧加減弁（ＨＰＣＶ），中圧加減弁（ＩＰＣ
Ｖ），低圧加減弁（ＬＰＣＶ），中圧止弁(ＩＳＨＶ)が
あり、次のスケジュールパラメータに従って制御する。
スケジュールパラメータとしては、高圧バイパス弁操作
速度（ＤＡＨＢＶ），中圧バイパス弁操作速度(ＤＡＩ
ＢＶ)，低圧バイパス弁操作速度（ＤＡＬＢＶ），低圧
バイパス弁操作待期時間（ＤＴＬＢＶ），高圧加減弁第
１操作速度（DAHCV1），高圧加減弁第２操作速度（DAHC
V2），低圧加減弁操作速度（ＤＡＬＣＶ）である。これ
らのスケジュールパラメータ以外の制御目標および操作
タイミングは図３に示す通りである。

【００３９】ここで、蒸気条件としてのＴＭＳは高圧主
蒸気温度、ＰＭＳは高圧主蒸気圧力、ＰＣＲＰは高圧タ
ービン排気圧力，ＰＩＳは中圧主蒸気圧力，ＰＬＳは低
圧主蒸気圧力，ΔＴは中圧過熱蒸気温度と高圧タービン
排気温度との偏差である。また、図中、各弁の％表示は
開度を示す。

【００４０】次に、蒸気タービン及びボイラの熱応力と
排出ＮＯｘを予測するための動特性モデル１３０につい
て説明する。まず、蒸気タービンの熱応力は前記ＵＳＰ
4,228,359に詳しく記載されている方法でモデル化し
た。即ち、蒸気タービンの入口蒸気条件と速度および負
荷から蒸気タービン内部の蒸気条件(温度，圧力)及びロ
ータ表面の熱伝達率を推定し、ロータメタル内部の非定
常温度分布を求め、ロータの表面とボアの熱応力を算出
する方式である。これを、プラント起動時に制限条件と
して管理すべき高圧タービン３３１と中圧タービン３３
２の熱応力計算に適用した。ボイラの熱応力について
は、前記の特開昭59−157402号公報に詳しく記載されて
いる方法でモデル化した。

【００４１】即ち、制限条件として着目すべき高圧過熱
器出口ヘッダと中圧過熱器出口ヘッダの内部熱伝達率を
蒸気条件（温度，圧力）と流量より推定し、上記蒸気タ
ービンの場合と同様にメタル内部の非定常温度分布を求
めて、ヘッダメタルの内面及び外面の熱応力を算出する
方法とした。排出ＮＯｘについては、図４に示す動特性
モデルを用いて予測する。ここで、本モデルの動作原理
を説明する。本モデルは脱硝装置モデル３４と脱硝制御
システムモデル４０で構成され、脱硝装置モデル３４は
入口ガス温度ＴＧ，ガス流量ＧＧ，入口ガスＮＯｘ濃度
Ｐ１及び脱硝制御システムモデル４０からのアンモニア
注入量ＧＮＨ３により大気への排出NOx瞬時値ＰＳ及び
排出ＮＯｘ平均値ＰＡを求める。脱硝制御システムモデ
ル４０では、ガス流量ＧＧ，入口ガスＮＯｘ濃度Ｐ１，
排出ＮＯｘ瞬時値ＰＳ，排出NOx濃度設定値ＰＳＲ等を
用いてアンモニア注入量ＧＮＨ３を求める。具体的に
は、まず、減算手段４１で排出ＮＯｘ瞬時値ＰＳと排出
ＮＯｘ濃度設定値ＰＳＲとの偏差を求め、この偏差をＰ
Ｉ調節系４２でフィードバック制御としてのアンモニア
注入量ＧＮＨ３Ｂに変換する。また、ガス流量ＧＧ，入
口ガスＮＯｘ濃度Ｐ１を乗算手段４３で掛け合わせて、
入口ガスＮＯｘ量Ｘを求めて、これに対応して脱硝に必
要となるアンモニア注入量ＧＮＨ３Ａをフィードフォワ
ード制御量として関数ｆ（Ｘ）４４を用いて求める。そ
して、加算手段４５によるＧＮＨ３ＡとＧＮＨ３Ｂの加
算値ＧＮＨ３Ｃに脱硝能率Ｋが乗算手段４６で掛けられ
て最終的なアンモニア注入量ＧＮＨ３が決定される。脱
硝装置モデル３４では、脱硝能率Ｋに影響を与える触媒
温度ＴＣが入口ガス温度ＴＧの一次遅れ特性３６で表わ
され、このときの遅れ時定数Ｔ１はガス流量ＧＧの関数
ｆ（ＧＧ）３５となる。前記脱硝能率Ｋは、触媒温度Ｔ
Ｃの関数ｆ（ＴＣ）３７として与えられるが、アンモニ
アが注入されると一次遅れ特性３８をもって脱硝率αが
決る。このようにして求められた脱硝率αと入口ガスＮ
Ｏｘ濃度Ｐ１とから、排出ＮＯｘ算出手段３９よりその
瞬時値ＰＳが定まり、この値が、移動平均手段４９によ
り、例えば１時間当たりの移動平均値ＰＡとして変換さ
れる。

【００４２】次に、上記動特性モデル１３０から得られ
たタービン熱応力特性，ボイラ熱応力特性及び排出ＮＯ
ｘ特性を評価するための起動特性評価手段１２０につい
て説明する。

【００４３】図５は、タービン熱応力特性評価手段１２
２におけるタービン熱応力特性の評価方式を示すもの
で、まず、タービン起動開始から起動完了後の所定時間
経過するまでの時間帯（ｔ１〜ｔ６）を複数区間に分割
(本例では５分割の場合を示す)し、第ｉ区間における最
小熱応力マージンｍ（ｉ）を求める。ここで、熱応力マ
ージンｍは、制限値をＳＬ、動特性モデルによる計算値
をＳとすると、次式で定義する。

【００４４】

【数１】 ｍ＝ＳＬ−Ｓ …（１） 既に述べたように、実際には熱応力着目箇所が高圧ター
ビンの表面とボア及び中圧タービンの表面とボアの４箇
所であるので、求めるべき最小熱応力マージンは区間毎
に４つあり、これらをそれぞれ下記とする。

【００４５】ｍＨＳ（ｉ）：区間ｉにおける高圧タービ
ン表面最小熱応力マージン ｍＨＢ（ｉ）：区間ｉにおける高圧タービンボア最小熱
応力マージン ｍＩＳ（ｉ）：区間ｉにおける中圧タービン表面最小熱
応力マージン ｍＩＢ（ｉ）：区間ｉにおける中圧タービンボア最小熱
応力マージン ボイラ熱応力特性評価手段１２３における評価方式も、
基本的には上記タービン熱応力特性評価手段１２２の場
合と同様である。但し、着目すべき熱応力箇所は高圧過
熱器と中圧過熱器のヘッダ内面の２箇所である。これ
は、ヘッダの場合、外面に発生する熱応力が内面のそれ
と比較して小さいため、内面のみに着目すれば十分であ
るためである。従って、求めるべき最小熱応力マージン
は区間毎に２つあり、それぞれ下記とする。

【００４６】ｍＨＨＤ（ｉ）：区間ｉにおける高圧過熱
器ヘッダ内面最小熱応力マージン ｍＩＨＤ（ｉ）：区間ｉにおける中圧過熱器ヘッダ内面
最小熱応力マージン 次に、排出ＮＯｘ特性の評価方式について説明する。図
６は、排出ＮＯｘ特性評価手段１２４における排出ＮＯ
ｘ特性の評価方式を示すものである。本方式もタービン
熱応力特性評価手段１２２と同様に、まず、ガスタービ
ン起動開始からプラント起動完了後の所定時間経過する
までの時間帯（ｔ１〜ｔ７）を複数区間に分割（本例で
は６分割の場合を示す）し、第ｉ区間における最小排出
ＮＯｘ瞬時値マージンｍＰＳ（ｉ）と最小排出ＮＯｘ平
均値マージンｍＰＡ（ｉ）を求める。ここで、排出ＮＯ
ｘ瞬時値マージンｍＰＳ及び排出ＮＯｘ平均値マージン
ｍＰＡは、それぞれの制限値をＰＳＬ，ＰＡＬ，動特性
モデルによる計算値をＰＳ，ＰＡとすると、次式で定義
する。

【００４７】

【数２】 ｍＰＳ＝ＰＳＬ−ＰＳ …（２）

【００４８】

【数３】 ｍＰＡ＝ＰＡＬ−ＰＡ …（３） 図７は、上記動特性の評価結果を用いて起動スケジュー
ルを修正するためのファジィルール１６０と修正用スケ
ジュールパラメータの関係を示すものである。本図に示
す実施例においては、修正用スケジュールパラメータと
して、蒸気タービン関係では特に効果的と考えられる４
つのパラメータ（DAHBV，DAIBV，DAHCV1，DAHCV2)を対
象とし、ガスタービン関係では８つのパラメータ(Ｄ
Ｎ，ＤＴＮＬ，ＬＩ，ＤＴＬＩ，ＤＬ１，ＤＴＨＬ，Ｄ
Ｌ２，ＤＬ３）を対象としている。タービン熱応力調整
ルール１６２及びボイラ応力調整ルール１６３は蒸気タ
ービン主計画（ＳＴＰＳ）とガスタービン広域調整（Ｇ
ＴＧＴ）の両者にて使用され、排出ＮＯｘ調整ルール１
６４は蒸気タービン局部調整（ＳＴＬＴ）とガスタービ
ン主計画（ＧＴＰＳ）に使用される。また、ＳＴＰＳ，
ＧＴＧＴ，ＳＴＬＴ，ＧＴＰＳにより修正の対象となる
パラメータを○印で示した。

【００４９】図８は、前記の動特性評価手段１２０で得
られたプラント動特性に基づき、ファジィルール１６０
で使用するメンバーシップ関数を示す。図８（１）は、
STPS用メンバーシップ関数を示すもので、（ａ）はファ
ジィルールの条件部で用いる熱応力マージン評価用メン
バーシップ関数であり４つ関数（ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，Ｐ
Ｂ）より成り、（ｂ）は結論部で用いる蒸気タービン関
係スケジュールパラメータ修正用メンバーシップ関数で
あり、５つの関数（ＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ）よ
り成る。ここで、各メンバーシップ関数の意味付けは、
ＮＢ：NegativeBig，ＮＳ：Negative Small，ＺＯ：Zer
o，ＰＳ：Positive Small，ＰＢ： Positive Bigで
ある。図８（２）は、ＧＴＧＴ用メンバーシップ関数を
示すもので、(ａ)はファジィルールの条件部で用いる熱
応力マージン評価用メンバーシップ関数であり４つ関数
（ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ）より成り、（ｂ）は結論部
で用いるガスタービン関係スケジュールパラメータ修正
用メンバーシップ関数であり、３つの関数(ＮＳ，Ｚ
Ｏ，ＰＳ)より成る。上記（１)(２）における熱応力マ
ージン評価用メンバーシップ関数は、タービン熱応力と
ボイラ熱応力の両者に対して共通に適用される。図８
（３）は、ＧＴＰＳ用メンバーシップ関数を示すもの
で、(ａ）及び(ｂ）は、それぞれファジィルールの条件
部で用いる排出ＮＯｘ瞬時値マージン評価用メンバーシ
ップ関数及び排出ＮＯｘ平均値マージン評価用メンバー
シップ関数であり、それぞれ４つ関数（ＮＢ，ＮＳ，Ｚ
Ｏ，ＰＳ）及び（ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ）より成り成
る。また、（ｃ）は結論部で用いるガスタービン関係ス
ケジュールパラメータ修正用メンバーシップ関数であ
り、５つの関数（ＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ）より
成る。図８（４）は、ＳＴＬＴ用メンバーシップ関数を
示すもので、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれファジィル
ールの条件部で用いる排出ＮＯｘ瞬時値マージン評価用
メンバーシップ関数及び排出ＮＯｘ平均値マージン評価
用メンバーシップ関数であり、それぞれ４つ関数（Ｎ
Ｂ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ）及び（ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，Ｐ
Ｂ）より成り成る。また、（ｃ）は結論部で用いる蒸気
タービン関係スケジュールパラメータ修正用メンバーシ
ップ関数であり、５つの関数（ＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，Ｐ
Ｓ，ＰＢ）より成る。

【００５０】次に、上記メンバーシップ関数を用いたフ
ァジィルールについて説明する。図９は、ファジィルー
ル１６０の全体構成を示すもので、既に述べたように、
大きく分けてタービン熱応力調整用ルール１６２，ボイ
ラ熱応力調整用ルール１６３，排出ＮＯｘ調整用ルール
１６４から成る。

【００５１】タービン熱応力調整用ルール１６２はＳＴ
ＰＳ用とＧＴＧＴ用に分けられ、ＳＴＰＳ用について
は、タービン熱応力の調整を目的として蒸気タービンの
起動スケジュールパラメータを修正するためのもので、
ＧＴＧＴ用については、タービン熱応力の調整を目的と
してガスタービンの起動スケジュールパラメータを修正
するためのものである。両者は更にＨＳルールテーブ
ル，ＨＢルールテーブル，ＩＳルールテーブル，ＩＢル
ールテーブルで構成されている。ＨＳルールテーブルは
高圧タービンロータ表面熱応力の調整を目的とするもの
で、具体的には、それぞれ４つのルールテーブル（ＳＴ
ＰＳ−ＨＳ１２，ＳＴＰＳ−ＨＳ２３，ＳＴＰＳ−ＨＳ
３４，ＳＴＰＳ−ＨＳ４５）と（ＧＴＧＴ−ＨＳ１２，
ＧＴＧＴ−ＨＳ２３，ＧＴＧＴ−ＨＳ３４，ＧＴＧＴ−
ＨＳ４５）から成る。ＨＢルールテーブルは高圧タービ
ンロータボア熱応力の調整を目的とするもので、具体的
には、それぞれ４つのルールテーブル（ＳＴＰＳ−ＨＢ
１２，ＳＴＰＳ−ＨＢ２３，ＳＴＰＳ−ＨＢ３４，ＳＴ
ＰＳ−ＨＢ４５)と(ＧＴＧＴ−ＨＢ１２，ＧＴＧＴ−Ｈ
Ｂ２３，ＧＴＧＴ−ＨＢ３４，ＧＴＧＴ−ＨＢ４５）か
ら成る。ＩＳルールテーブルは中圧タービンロータ表面
熱応力の調整を目的とするもので、具体的には、それぞ
れ４つのルールテーブル（ＳＴＰＳ−ＩＳ１２，ＳＴＰ
Ｓ−ＩＳ２３，ＳＴＰＳ−ＩＳ３４，ＳＴＰＳ−ＩＳ４
５)と(ＧＴＧＴ−ＩＳ１２，ＧＴＧＴ−ＩＳ２３，ＧＴ
ＧＴ−ＩＳ３４，ＧＴＧＴ−ＩＳ４５）から成る。ＩＢ
ルールテーブルは中圧タービンロータボア熱応力の調整
を目的とするもので、具体的には、それぞれ４つのルー
ルテーブル（ＳＴＰＳ−ＩＢ１２，ＳＴＰＳ−ＩＢ２
３，ＳＴＰＳ−ＩＢ３４，ＳＴＰＳ−ＩＢ４５)と(ＧＴ
ＧＴ−ＩＢ１２，ＧＴＧＴ−ＩＢ２３，ＧＴＧＴ−ＩＢ
３４，ＧＴＧＴ−ＩＢ４５）から成る。

【００５２】ボイラ熱応力調整用ルール１６３はＳＴＰ
Ｓ用とＧＴＧＴ用に分けられ、STPS用については、ボイ
ラ熱応力の調整を目的として蒸気タービンの起動スケジ
ュールパラメータを修正するためのもので、ＧＴＧＴ用
については、ボイラ熱応力の調整を目的としてガスター
ビンの起動スケジュールパラメータを修正するためのも
のである。両者は更にＨＨＤルールテーブル，ＩＨＤル
ールテーブルで構成されている。ＨＨＤルールテーブル
は高圧ヘッダ熱応力の調整を目的とするもので、具体的
には、それぞれ４つのルールテーブル（ＳＴＰＳ−ＨＨ
Ｄ１２，STPS−ＨＨＤ２３，ＳＴＰＳ−ＨＨＤ３４，Ｓ
ＴＰＳ−ＨＨＤ４５）と（ＧＴＧＴ−ＨＨＤ１２，ＧＴ
ＧＴ−ＨＨＤ２３，ＧＴＧＴ−ＨＨＤ３４，ＧＴＧＴ−
ＨＨＤ４５）から成る。ＩＨＤルールテーブルは中圧ヘ
ッダ熱応力の調整を目的とするもので、具体的には、そ
れぞれ４つのルールテーブル（ＳＴＰＳ−ＩＨＤ１２，
ＳＴＰＳ−ＩＨＤ２３，ＳＴＰＳ−ＩＨＤ３４，ＳＴＰ
Ｓ−ＩＨＤ４５）と(ＧＴＧＴ−ＩＨＤ１２,ＧＴＧＴ−
ＩＨＤ２３,ＧＴＧＴ−ＩＨＤ３４,ＧＴＧＴ−ＩＨＤ４
５）から成る。

【００５３】排出ＮＯｘ調整用ルール１６４はＧＴＰＳ
用とＳＴＬＴ用に分けられ、GTPS用については、排出Ｎ
Ｏｘの調整を目的としてガスタービンの起動スケジュー
ルパラメータを修正するためのもので、ＳＴＬＴ用につ
いては、排出ＮＯｘの調整を目的として蒸気タービンの
起動スケジュールパラメータを修正するためのものであ
る。両者は更にＰＳルールテーブル，ＰＡルールテーブ
ルで構成されている。ＰＳルールテーブルは排出ＮＯｘ
瞬時値の調整を目的とするもので、具体的には、それぞ
れ５つのルールテーブル（ＧＴＰＳ−ＰＳ１２，ＧＴＰ
Ｓ−ＰＳ２３，ＧＴＰＳ−ＰＳ３４，ＧＴＰＳ−ＰＳ４
５，ＧＴＰＳ−ＰＳ５６）と２つのルールテーブル（Ｓ
ＴＬＴ−ＰＳ１２，ＳＴＬＴ−ＰＳ２３）から成る。Ｐ
Ａルールテーブルは排出ＮＯｘ平均値の調整を目的とす
るもので、具体的には、それぞれ５つのルールテーブル
（ＧＴＰＳ−ＰＡ１２，ＧＴＰＳ−ＰＡ２３，ＧＴＰＳ
−ＰＡ３４，ＧＴＰＳ−ＰＡ４５，ＧＴＰＳ−ＰＡ５
６）と２つのルールテーブル（ＳＴＬＴ−ＰＡ１２，Ｓ
ＴＬＴ−ＰＡ２３）から成る。

【００５４】次に、前記ルールテーブルの内容を具体的
に説明する。図１０，図１１，図１２，図１３は、それ
ぞれＳＴＰＳ用，ＧＴＧＴ用，ＧＴＰＳ用，ＳＴＬＴ用
のルールテーブルの具体例を示すもので、前記図９のＳ
ＴＰＳ−ＨＳルールテーブル、ＧＴＧＴ−ＨＳルールテ
ーブル，ＧＴＰＳ−ＰＳルールテーブル，ＳＴＬＴ−Ｐ
Ｓルールテーブル及びＳＴＬＴ−ＰＡルールテーブルを
代表例として示す。図１０は、蒸気タービン主計画（Ｓ
ＴＰＳ）で用いるタービン熱応力調整ルールの一部分と
して、高圧タービンロータ表面最小熱応力マージンを調
整するためのＳＴＰＳ−ＨＳルールテーブルを例示した
ものである。ここでは、４つの修正用スケジュールパラ
メータとしての高圧バイパス弁操作速度(ＤＡＨＢＶ)，
中圧バイパス弁操作速度（ＤＡＩＢＶ），高圧加減弁第
１操作速度(DAHCV1)，高圧加減弁第２操作速度(DAHCV2)
を、図５で示した５つの着目区間における高圧タービン
ロータ表面最小熱応力マージンとの関係において修正す
るためのファジィルールを示す。即ち、ＳＴＰＳ−ＨＳ
１２ルールテーブルでは、第１区間及び第２区間におけ
る高圧タービンロータ表面最小熱応力マージンｍＨＳ
(１)，ｍＨＳ(２)との定性的関係の組み合せよりＤＡＨ
ＢＶとＤＡＨＣＶ１の修正量を定義している。ＳＴＰＳ
−ＨＳ２３ルールテーブルでは、第２区間及び第３区間
におけるマージンｍＨＳ（２），ｍＨＳ（３）との定性
的関係の組み合せより、同じくＤＡＨＢＶとＤＡＨＣＶ
１の修正量を定義している。ＳＴＰＳ−ＨＳ３４ルール
テーブルでは、第３区間及び第４区間におけるマージン
ｍＨＳ(３),ｍＨＳ(４)との定性的関係の組み合せよ
り、ＤＡＨＢＶ，ＤＡＨＣＶ１、ＤＡＨＣＶ２の修正量
を定義している。ＳＴＰＳ−ＨＳ４５ルールテーブルで
は、第４区間及び第５区間におけるマージンｍＨＳ
（４），ｍＨＳ（５）との定性的関係の組み合せより、
ＤＡＨＣＶ２の修正量を定義している。但し、ルールテ
ーブルの空白部は、上記各熱応力マージンとスケジュー
ルパラメータの因果関係が小さいか殆ど無いことを意味
する。

【００５５】図１１は、ガスタービン広域調整（ＧＴＧ
Ｔ）で用いるタービン熱応力調整ルールの一部分とし
て、高圧タービンロータ表面最小熱応力マージンを調整
するためのＧＴＧＴ−ＨＳルールテーブルを例示したも
のである。ここでは、６つの修正用スケジュールパラメ
ータとしての昇速率(ＤＮ)，初負荷保持時間(ＤＴＬ
Ｉ)，第１負荷上昇率（ＤＬ１），負荷保持時間（ＤＴ
ＨＬ），第２負荷上昇率（ＤＬ２），第３負荷上昇率
（ＤＬ３）を、図５で示した５つの着目区間における高
圧タービンロータ表面最小熱応力マージンとの関係にお
いて修正するためのファジィルールを示す。即ち、ＧＴ
ＧＴ−ＨＳ１２ルールテーブルでは、第１区間及び第２
区間における高圧タービンロータ表面最小熱応力マージ
ンｍＨＳ(１)，ｍＨＳ（２）との定性的関係の組み合せ
よりＤＮ，ＤＴＬＩ，ＤＬ１の修正量を定義している。
ＧＴＧＴ−ＨＳ２３ルールテーブルでは、第２区間及び
第３区間におけるマージンｍＨＳ(２)，ｍＨＳ(３)との
定性的関係の組み合せより、ＤＴＬＩ,ＤＬ１,ＤＴＨＬ
の修正量を定義している。ＧＴＧＴ−ＨＳ３４ルールテ
ーブルでは、第３区間及び第４区間におけるマージンｍ
ＨＳ(３)，ｍＨＳ(４)との定性的関係の組み合せより、
ＤＬ１，ＤＴＨＬ，ＤＬ２の修正量を定義している。Ｇ
ＴＧＴ−ＨＳ４５ルールテーブルでは、第４区間及び第
５区間におけるマージンｍＨＳ（４），ｍＨＳ（５）と
の定性的関係の組み合せより、ＤＴＨＬ，ＤＬ２，ＤＬ
３の修正量を定義している。この場合も、ルールテーブ
ルの空白部は、上記各熱応力マージンとスケジュールパ
ラメータの因果関係が小さいか殆ど無いことを意味す
る。

【００５６】図１２は、ガスタービン主計画(ＧＴＰＳ)
で用いる排出ＮＯｘ調整ルールの一部分として、最小排
出ＮＯｘ瞬時値マージンを調整するためのＧＴＰＳ−Ｐ
Ｓルールテーブルを例示したものである。ここでは、８
つの修正用スケジュールパラメータとしての昇速率(Ｄ
Ｎ)，定格速度保持時間(ＤＴＮＬ)，初負荷（ＬＩ），
初負荷保持時間(ＤＴＬＩ)，第１負荷上昇率(ＤＬ１),
負荷保持時間(ＤＴＨＬ),第２負荷上昇率(ＤＬ２)，第
３負荷上昇率(ＤＬ３)を、図６で示した６つの着目区間
における最小排出ＮＯｘ瞬時値マージンとの関係におい
て修正するためのファジィルールを示す。即ち、ＧＴＰ
Ｓ−ＰＳ１２ルールテーブルでは、第１区間及び第２区
間における最小排出ＮＯｘ瞬時値マージンｍＰＳ
(１），ｍＰＳ(２）との定性的関係の組み合せよりＤ
Ｎ,ＤＴＮＬ,ＬＩ,ＤＴＬＩ,ＤＬ１,ＤＴＨＬ,ＤＬ２，
ＤＬ３の修正量を定義している。GTPS−ＰＳ２３ルール
テーブルでは、第２区間及び第３区間におけるマージン
mPS(2)，ｍＰＳ(３)との定性的関係の組み合せより、Ｄ
ＴＮＬ，ＬＩ，ＤＴＬＩ，ＤＬ１，ＤＴＨＬ,ＤＬ２,Ｄ
Ｌ３の修正量を定義している。ＧＴＰＳ−ＰＳ３４ルー
ルテーブルでは、第３区間及び第４区間におけるマージ
ンｍＰＳ(３)，ｍＰＳ(４)との定性的関係の組み合せよ
り、ＬＩ，ＤＴＬＩ，ＤＬ１，ＤＴＨＬ，ＤＬ２，ＤＬ
３の修正量を定義している。ＧＴＰＳ−ＰＳ４５ルール
テーブルでは、第４区間及び第５区間におけるマージン
ｍＰＳ（４），ｍＰＳ（５）との定性的関係の組み合せ
より、ＤＴＨＬ，ＤＬ２，ＤＬ３の修正量を定義してい
る。ＧＴＰＳ−ＰＳ５６ルールテーブルでは、第５区間
及び第６区間におけるマージンｍＰＳ(５），ｍＰＳ
(６）との定性的関係の組み合せより、ＤＴＨＬ，ＤＬ
２，ＤＬ３の修正量を定義している。この場合も、ルー
ルテーブルの空白部は、上記各排出ＮＯｘマージンとス
ケジュールパラメータの因果関係が小さいか殆ど無いこ
とを意味する。

【００５７】図１３は、蒸気タービン局部調整（ＳＴＬ
Ｔ）で用いる排出ＮＯｘ調整ルールの一部分として、最
小排出ＮＯｘ瞬時値マージンを調整するためのＳＴＬＴ
−ＰＳルールテーブルと最小排出ＮＯｘ平均値マージン
を調整するためのＳＴＬＴ−ＰＡルールテーブルを示し
たものである。ここでは、３つの修正用スケジュールパ
ラメータとしての高圧バイパス弁操作速度（ＤＡＨＢ
Ｖ），中圧バイパス弁操作速度(ＤＡＩＢＶ)，高圧加減
弁第１操作速度(DAHCV1)を、図６で示した３つの着目区
間における最小排出ＮＯｘ瞬時値マージン及び最小排出
ＮＯｘ平均値マージンとの関係において修正するための
ファジィルールを示す。即ち、ＳＴＬＴ−ＰＳ１２ルー
ルテーブルでは、第１区間及び第２区間における最小排
出ＮＯｘ瞬時値マージンｍＰＳ（１），ｍＰＳ（２）と
の定性的関係の組み合せよりＤＡＨＢＶ，ＤＡＩＢＶ，
ＤＡＨＣＶ１の修正量を定義している。ＳＴＬＴ−ＰＳ
２３ルールテーブルでは、第２区間及び第３区間におけ
るマージンｍＰＳ(２），ｍＰＳ(３）との定性的関係の
組み合せより、ＤＡＨＢＶ，ＤＡＩＢＶ，ＤＡＨＣＶ１
の修正量を定義している。ＳＴＬＴ−ＰＡ１２ルールテ
ーブルでは、第１区間及び第２区間における最小排出Ｎ
Ｏｘ平均値マージンｍＰＡ（１），ｍＰＡ(２)との定性
的関係の組み合せよりＤＡＨＢＶ,ＤＡＩＢＶ,ＤＡＨＣ
Ｖ１の修正量を定義している。ＳＴＬＴ−ＰＡ２３ルー
ルテーブルでは、第２区間及び第３区間におけるマージ
ンｍＰＡ（２）、ｍＰＡ（３）との定性的関係の組み合
せより、ＤＡＨＢＶ，ＤＡＩＢＶ，ＤＡＨＣＶ１の修正
量を定義している。

【００５８】次に、起動スケジュール修正量決定手段１
５０について説明する。本手段は、前記ファジィルール
１６０より得られたルール別結論１６１（該当するメン
バーシップ関数およびメンバーシップ値の全て）を修正
用スケジュールパラメータ毎に総合評価することによ
り、スケジュールパラメータの修正量１５１を決定す
る。一例として、図１４に蒸気タービン関係スケジュー
ルパラメータの修正量ＫＳの総合評価方法を示す。本図
の例では、或スケジュールパラメータについて、４つの
ルールからの結論としてメンバーシップ関数とメンバー
シップ値がそれぞれ（ＮＳ，０.６），（ＺＯ，０.
８），（ＰＳ，０.４），（ＰＢ，０.２）が得られた場
合を示す。総合評価は、それぞれのメンバーシップ値で
定まる台形部の重さＷ（ｉ）と位置ＫＳ（ｉ）の重心位
置ＫＳＧで定義する。即ち、Ｗ（１）＝０.１２６，Ｗ
（２）＝０.０９６，Ｗ（３）＝０.０９６，Ｗ（４）＝
０.０９であり、ＫＳ(１）＝−０.１５，ＫＳ(２）＝
０，ＫＳ(３）＝０.１５，ＫＳ(４）＝０.３５ である
から、ＫＳＧは次のように算出される。

【００５９】

【数４】

【００６０】従って、この起動ケジュールパラメータに
対する修正量ＫＳＧは０.０６６２である。この値は次
の起動スケジュール仮定手段１１０に渡され、次式に従
って元のスケジュールパラメータを修正することにより
新たな起動スケジュールを作成する。

【００６１】

【数５】 Ｘ_i+1＝Ｘ_i＋ＫＳＧ Ｘ_i（５） …（５） ここで、スケジュールパラメータＸ_iは前回値、Ｘ_i+1は
修正後の値であり、ｉ＝０は初期値を意味し、予め定め
た値を用いる。

【００６２】上記方法で作成された新たな起動スケジュ
ール１１１は、再び動特性モデル１３０に設定される。
このような手順を繰り返す過程で、最適性判定手段１４
０において起動スケジュールの最適性をその都度判定す
る。ここでは、次の判定条件を満足ものを最適起動スケ
ジュールとして採用する。

【００６３】

【数６】 （ｎ＞ｎＳ）．ＡＮＤ．（Ｍ_in（t ＳＣＰ（ｎ）) …（６） ここで、ｎは起動過程で全ての運転制限条件を満足する
と予測された起動回数であり、ｎＳは予め設定しておく
所定回数(例えばｎＳ＝１０)であり、tSCP(n)は上記ｎ
回の起動ケースにおける起動所要時間であり、その中か
ら起動時間が最短となるものが最適起動スケジュールと
して最終的に採用される。

【００６４】以上説明した本発明のプラント起動制御シ
ステムを動作させたときのプラント動特性の予測結果と
本発明の効果を図１５に示す。本図では、起動スケジュ
ールとして、最適化前の２ケースと最適化後の１ケース
を示す。尚、図中の排出NOxは移動平均値を示し、熱応
力は高圧タービンのロータ表面応力を代表して示した
が、その他の着目応力も同様な傾向を示す。ケース１で
は、ガスタービンの立ち上げが速過ぎたため、排出ＮＯ
ｘが制限値を超過し、一方、負荷上昇の後半が遅いため
熱応力は制限値を満足しているが蒸気タービン負荷の定
格到達が遅れ、結果的に起動時間が長くなっている。ケ
ース２では、ケース１と逆に、ガスタービンの立ち上げ
が遅いたため、排出ＮＯｘは制限値を満足しているが、
一方、負荷上昇の後半が急激なため熱応力が制限値を超
過し、かつ、蒸気タービン負荷の定格到達が遅れ、結果
的に起動時間が長くなっている。両ケースとも、排出Ｎ
Ｏｘもしくは熱応力が制限値を超過しているにもかかわ
らず、片方には大きなマージンを残すというアンバラン
スで無駄のある起動スケジュールとなっている。ケース
３は、本発明を適用して起動スケジュールの最適化を図
った結果であり、排出ＮＯｘと熱応力の両者とも制限値
を満足し、かつケース１，２よりも短時間で起動を完了
できることを示している。

【００６５】以上述べた本発明の実施例では、複合サイ
クル発電プラントを対象として具体的に説明したが、本
発明はその他のプラント、例えば、ボイラ，蒸気タービ
ン，発電機から成る通常の発電プラントや、石炭ガス化
発電プラント、常圧あるいは加圧流動層ボイラ発電プラ
ントにも適用可能なことは勿論である。また、使用燃料
としても、石炭，石油，ＬＮＧなどを限定しないことも
明らかである。

【００６６】また、本発明の実施例では、蒸気タービン
及び排熱回収ボイラヘッダの熱応力と排出ＮＯｘを運転
制限要因として扱ったが、適用プラントの特質に応じ
て、他の要因、例えば、蒸気タービンのロータとケーシ
ングの延び差、排熱回収ボイラのドラム等他部所の熱応
力、排出ＳＯｘやＣＯなどを考慮した方式とすることも
可能である。また、熱応力を必ずしも予測しなくても、
蒸気温度やメタル温度の変化率や変化幅など間接的な制
限値管理とすることも本発明の本質を変えることなく実
施できることは明らかである。

【００６７】さらに、本発明の実施例では、最適化の過
程で修正対象とする起動スケジュールパラメータをガス
タービン関係で８個，蒸気タービン関係で４個とした
が、必ずしもこれらに限定する必要はなく、図３に示し
た他のパラメータ、例えば、加減弁の開操作タイミング
条件や蒸気圧力制御用設定値など、プラントの起動パタ
ーンを規定するパラメータであれば本発明は基本原理を
変えることなく実施できることは明らかである。

【００６８】また、本発明の実施例では、起動スケジュ
ールの最適性を判断するに当たり、熱応力や排出ＮＯｘ
を制限条件とした起動所要時間のみで評価したが、起動
に伴うエネルギー損失や機器寿命消費量も起動所要時間
と共に加重評価する方式とし、季節や時間帯など電力需
要や環境条件からくる必要性に応じて加重値を変更する
ことにより、柔軟に起動スケジュールを作成することも
本発明を適用すれば容易に実現できる。

【００６９】また、本発明の実施例では、中央給電指令
所から指令される起動完了時刻を正確にまもり、かつ最
短時間の起動スケジュールを作成できるが、中央給電指
令所から指令される起動完了時刻の代りに、ガスタービ
ン点火時刻，負荷併入時刻，目標負荷到達時刻などであ
っても、基準時刻をシフトするのみで本発明の原理を変
えることなく実施できることは明らかである。さらに、
実際にプラントが起動開始後、中央給電指令所からの指
令により起動完了時刻が変更される場合や、起動中のプ
ラント異常によりガスタービンの速度保持や負荷保持が
発生し、その後、異常復旧して起動を続行する場合の再
スケジューリングによる最適化も本発明によると、動特
性モデルを用いて容易に実施することができる。

【００７０】本発明の主要部をなす最適起動スケジュー
ル探索手段１００は、本実施例で説明したように、実プ
ラントの起動制御システム用として利用するのみでな
く、その他、種々の活用が可能である。例えば、運転訓
練用シミュレータ，マイナ制御系設計及びチューニング
用などである。運転訓練用として利用すると、起動スケ
ジュールとプラント動特性の関連性を理解しながら異常
時や緊急時における迅速かつ適切な操作方法についてシ
ミュレータを用いて習得することができる。マイナ制御
系設計及びチューニング用として利用すると、最適起動
スケジュールを実行するときに、ドラムレベル制御系や
蒸気温度制御系などのマイナ制御系を適切に設計し、そ
れらの制御パラメータを事前にチューニングすることが
可能となり、現地での調整作業工数を大幅に削減でき
る。

【００７１】また、本発明の実施例では、火力発電プラ
ント起動制御システムを、主に、ボイラと蒸気タービン
から成る通常の火力発電プラントとガスタービンと排熱
回収ボイラと蒸気タービンから成る複合サイクル発電プ
ラントへの適用について説明したが、ガスタービン用燃
料を生成するための石炭ガス化炉を有するガス化複合サ
イクル発電プラントや、通常のバーナの代りに流動層の
中で石炭を燃焼させるボイラを用いた常圧あるいは加圧
流動層ボイラ発電プラントにおいても、本発明の基本原
理を変えることなく容易に実施できる。

【００７２】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、火力発電プラン
トの起動制御システムにおいて前記従来方式では不可能
であった機器寿命や排出ＮＯｘなど運転制限条件や環境
規制値を同時に満しながら起動時間を最短化する最適起
動スケジュールの自動作成と実行を可能とすることにあ
る。これにより、運転員の負担が大幅に軽減されるとと
もに、起動時間の短縮に伴うエネルギー損失も低減でき
るため発電プラントの運用コストを大幅に低減できる。

【００７３】本発明の第２の効果は、火力発電プラント
の起動制御システムにおいて、機器寿命や排出ＮＯｘな
ど運転制限条件や環境規制値を同時に満しながら、中央
給電指令所から指定される時刻通りに起動を完了できる
ことにある。これにより、電力需要の変動に伴い発電プ
ラントの頻繁な起動停止が必要となる電力系統への安定
かつ正確な電力供給が可能となる。

【００７４】本発明の第３の効果は、火力発電プラント
の起動制御システムにおいて、プラント起動中に運転制
限値が変更されたり、中央給電指令所より起動完了指定
時刻が変更されたり、異常復旧後や緊急時に再スケジュ
ーリングが必要となる場合でも、最適な起動スケジュー
ルを自動生成し、これを実行することが可能なことであ
る。これにより、柔軟かつ安全なプラント運用及び電力
系統の運用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である複合サイクル発電プラン
トの起動制御システムの基本構成と機器構成を示す。

【図２】本発明の主要部である起動スケジュール最適化
手段の基本的考え方を示す。

【図３】プラント起動過程と起動スケジュールパラメー
タの関係を示す。

【図４】排出ＮＯｘ予測モデルを示す。

【図５】タービン熱応力特性評価方式を示す。

【図６】排出ＮＯｘ特性評価方式を示す。

【図７】起動スケジュール最適化のためのファジィルー
ルと修正用スケジュールパラメータの関係を示す。

【図８】ファジィルールで使用するメンバーシップ関数
を示す。

【図９】ファジィルールの全体構成を示す。

【図１０】蒸気タービン主計画（ＳＴＰＳ）で用いるタ
ービン熱応力調整ルールの一部を示す。

【図１１】ガスタービン広域調整（ＧＴＧＴ）で用いる
タービン熱応力調整ルールの一部を示す。

【図１２】ガスタービン主計画（ＧＴＰＳ）で用いる排
出ＮＯｘ調整ルールの一部を示す。

【図１３】蒸気タービン局部調整（ＳＴＬＴ）で用いる
排出ＮＯｘ調整ルールの一部を示す。

【図１４】起動スケジュール修正量の決定方法を示す。

【図１５】本発明を適用した複合サイクル発電プラント
起動制御システムの動作結果とその効果を示す。

【符号の説明】

１００…最適起動スケジュール探索手段、１１０…起動
スケジュール仮定手段、１２０…起動特性評価手段、１
３０…動特性モデル、１４０…最適性評価手段、１５０
…起動スケジュール修正量決定手段、１６０…ファジィ
ルール、１７０…起動スケジュール設定手段、１８０…
起動スケジュール表示手段、２００…機器制御システ
ム、１０００…起動制御システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正衛 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 秋山 孝生 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気を発生させるボイラ及び該ボイラによ
   り発生された蒸気により駆動される蒸気タービンを有す
   る火力発電プラントを起動させるための起動スケジュー
   ルを作成し、この起動スケジュールに従って前記プラン
   トを構成する機器を動作させて起動を行う火力発電プラ
   ントの起動制御システムにおいて、 前記起動スケジュールに従って前記プラントを起動した
   と仮定したときの、前記ボイラ及び前記蒸気タービンに
   発生する熱応力と、前記ボイラから排出されるＮＯｘ排
   出量との起動特性を求める動特性モデルと、 該動特性モデルにより求められた前記起動特性の所定の
   制約条件に対する余裕値を求める起動特性評価手段と、 該起動特性評価手段により求められた余裕値と、該余裕
   値と前記起動スケジュールの修正量との関係を定めた所
   定のファジィルールとを用いて、前記余裕値の大きさに
   応じて前記起動スケジュールの修正量をファジィ推論に
   より演算する起動スケジュール修正量決定手段と、 該起動スケジュール修正量決定手段により得られた起動
   スケジュールの修正量に基づいて、前記起動スケジュー
   ルを修正する起動スケジュール修正手段と、 該起動スケジュール修正手段により得られた起動スケジ
   ュールを、前記機器を動作させるための起動スケジュー
   ルとして設定する起動スケジュール設定手段と、を設け
   たことを特徴とする火力発電プラントの起動制御システ
   ム。
2. 【請求項２】蒸気を発生させるボイラ及び該ボイラによ
   り発生された蒸気により駆動される蒸気タービンを有す
   る火力発電プラントを起動させるための起動スケジュー
   ルを作成し、この起動スケジュールに従って前記プラン
   トを構成する機器を動作させて起動を行う火力発電プラ
   ントの起動制御方法において、（ａ）前記起動スケジュ
   ールに従って前記プラントを起動したと仮定したとき
   の、前記ボイラ及び前記蒸気タービンに発生する熱応力
   と、前記ボイラから排出されるＮＯｘ排出量との起動特
   性を求めるステップと、（ｂ）該起動特性の所定の制約
   条件に対する余裕値を求めるステップと、（ｃ）前記起
   動特性が前記所定の制約条件を満足するような前記起動
   スケジュールの修正量を、前記余裕値と、該余裕値と前
   記スケジュールの修正量との関係を定めた所定のファジ
   ィルールとを用いてファジィ推論により演算するステッ
   プと、（ｄ）前記起動スケジュールの修正量に基づいて
   前記起動スケジュールを修正するステップとを有し、 前記（ａ）乃至（ｄ）のステップを所定回数繰り返して
   実行し、この繰り返して実行する過程で修正された所定
   数の起動スケジュールの中から、前記起動特性が前記所
   定の制約条件を満足し、かつその起動スケジュールを実
   行した場合の起動時間が最短となるような最適起動スケ
   ジュールを選択し、この最適起動スケジュールに従って
   前記機器を動作させて起動を行うことを特徴とする火力
   発電プラントの起動制御方法。
3. 【請求項３】ガスタービンと、該ガスタービンの排ガス
   を用いて蒸気を発生する排熱回収ボイラと、該排熱回収
   ボイラにより発生された蒸気により駆動される蒸気ター
   ビンとを有する火力発電プラントを起動させるための起
   動スケジュールを作成し、この起動スケジュールに従っ
   て前記プラントを構成する機器を動作させて起動を行う
   火力発電プラントの起動制御システムにおいて、 前記起動スケジュールに従って前記プラントを起動した
   と仮定したときの、前記排熱回収ボイラ及び前記蒸気タ
   ービンに発生する熱応力と、前記排熱回収ボイラから排
   出されるＮＯｘ排出量の起動特性を求める動特性モデル
   と、 該動特性モデルにより求められた起動特性の所定の制約
   条件に対する余裕値を求める起動特性評価手段と、 該起動特性評価手段により求められた余裕値と、該余裕
   値と前記起動スケジュールの修正量との関係を定めた所
   定のファジィルールとを用いて、前記余裕値の大きさに
   応じて前記起動スケジュールの修正量をファジィ推論に
   より演算する起動スケジュール修正量決定手段と、 該起動スケジュール修正量決定手段により得られた起動
   スケジュールの修正量に基づいて、前記起動スケジュー
   ルを修正する起動スケジュール修正手段と、 該起動スケジュール修正手段により得られた起動スケジ
   ュールを、前記機器を動作させるための起動スケジュー
   ルとして設定する起動スケジュール設定手段と、を設け
   たことを特徴とする火力発電プラントの起動制御システ
   ム。
4. 【請求項４】ガスタービンと、該ガスタービンの排ガス
   を用いて蒸気を発生する排熱回収ボイラと、該排熱回収
   ボイラにより発生された蒸気により駆動される蒸気ター
   ビンとを有する火力発電プラントを起動させるための起
   動スケジュールを作成し、この起動スケジュールに従っ
   て前記プラントを構成する機器を動作させて起動を行う
   火力発電プラントの起動制御方法において、（ａ）前記
   起動スケジュールに従って前記プラントを起動したと仮
   定したときの、前記排熱回収ボイラ及び前記蒸気タービ
   ンに発生する熱応力と、前記排熱回収ボイラから排出さ
   れるＮＯｘ排出量の起動特性を求めるステップと、
   （ｂ）該起動特性の所定の制約条件に対する余裕値を求
   めるステップと、（ｃ）前記起動特性が前記所定の制約
   条件を満足するような前記起動スケジュールの修正量
   を、該余裕値と、前記余裕値と前記スケジュールの修正
   量との関係を定めた所定ファジィルールとを用いてファ
   ジィ推論により演算するステップと、（ｄ）前記起動ス
   ケジュールの修正量に基づいて前記起動スケジュールを
   修正するステップとを有し、 前記（ａ）乃至（ｄ）のステップを所定回数繰り返して
   実行し、この繰り返して実行する過程で修正された所定
   数の起動スケジュールの中から、前記熱応力及びＮＯｘ
   排出量が前記所定の制約条件を満足し、かつその起動ス
   ケジュールを実行した場合の起動時間が最短となるよう
   な最適起動スケジュールを選択し、この最適起動スケジ
   ュールに従って前記機器を動作させて起動を行うことを
   特徴とする火力発電プラントの起動制御方法。
5. 【請求項５】請求項３に記載の火力発電プラントの起動
   制御システムにおいて、前記起動スケジュールは、前記
   ガスタービンの昇速率，定格速度保持時間，初負荷，初
   負荷保持時間，負荷上昇率，負荷保持時間、及び前記蒸
   気タービンの高圧タービンバイパス弁の操作速度，中圧
   タービンバイパス弁の操作速度，低圧タービンバイパス
   弁の操作速度，高圧加減弁操作速度，中圧加減弁操作速
   度，低圧加減弁操作速度のうち、少なくとも１つ以上の
   パラメータにより規定され、更に前記スケジュール修正
   量決定手段は、該パラメータに対する修正量を演算する
   ことを特徴とする火力発電プラント起動制御システム。
6. 【請求項６】請求項５に記載の火力発電プラントの起動
   制御システムにおいて、前記所定のファジィルールは、 前記排熱回収ボイラに発生する熱応力の起動特性の、前
   記所定の制約条件に対する余裕値と前記パラメータの修
   正量との関係に基づいて定めたボイラ応力調整ルール
   と、 前記蒸気タービンに発生する熱応力の起動特性の、前記
   所定の制約条件に対する余裕値と前記パラメータ修正量
   との関係に基づいて定めたタービン応力調整ルールと、 前記排熱回収ボイラから排出されるＮＯｘ排出量の起動
   特性の、前記所定の制約条件に対する余裕値と前記パラ
   メータ修正量との関係に基づいて定めた排出ＮＯｘ調整
   ルールと、を有することを特徴とする火力発電プラント
   の起動制御システム。
7. 【請求項７】請求項５に記載の火力発電プラント起動制
   御システムにおいて、前記所定のファジィルールは、 前記ガスタービンに関するパラメータを修正の対象と
   し、前記排熱回収ボイラから排出されるＮＯｘ排出量の
   起動特性の、前記所定の制約条件に対する余裕値と、前
   記ガスタービンに関するパラメータの修正量との関係を
   定めた第１の調整ルールと、 前記第１の調整ルールよりも少ない前記ガスタービンに
   関するパラメータを修正の対象とし、前記熱応力の起動
   特性の、前記所定の制約条件に対する余裕値と、前記ガ
   スタービンに関するパラメータの修正量との関係を定め
   た第２の調整ルールと、 前記蒸気タービンに関するパラメータを修正の対象と
   し、前記熱応力の起動特性の、前記所定の制約条件に対
   する余裕値と、前記蒸気タービンに関するパラメータの
   修正量との関係を定めた第３の調整ルールと、 前記第３の調整ルールよりも少ない前記蒸気タービンに
   関するパラメータを修正の対象とし、前記排熱回収ボイ
   ラから排出されるＮＯｘ排出量の起動特性の、前記所定
   の制約条件に対する余裕値と、前記蒸気タービンに関す
   るパラメータの修正量との関係を定めた第４の調整ルー
   ルと、を有することを特徴とする火力発電プラント起動
   制御システム。
8. 【請求項８】請求項３に記載の火力発電プラント起動制
   御システムにおいて、前記動特性モデルは、前記排熱回
   収ボイラの熱応力として高圧過熱器出口ヘッダ及び中圧
   過熱器出口ヘッダに発生するの熱応力を予測し、かつ蒸
   気タービンの熱応力として高圧及び中圧タービンのロー
   タに発生する熱応力を予測するものであって、前記起動
   特性評価手段は、前記熱応力予測値に対してはプラント
   起動過程を複数区間に分割した各区間毎に前記所定の制
   約条件である運転制限値に対する余裕値を求め、前記排
   出ＮＯｘ予測値に対しては、該排出ＮＯｘの瞬時値と時
   間平均値を求め、前記プラント起動過程を複数区間に分
   割した各区間毎に前記所定の制約条件である環境規制値
   に対する余裕値を求めることを特徴とする火力発電プラ
   ント起動制御システム。
9. 【請求項９】請求項７に記載の火力発電プラント起動制
   御システムにおいて、前記各ファジィルールは、前記起
   動特性評価により予測された起動特性のうち、連続する
   複数区間の評価結果を条件部に入力し、結論部からは修
   正対象となる前記パラメータとその修正量を出力するも
   のであって、前記スケジュール修正量決定手段に用いら
   れるファジィ推論は、該各ファジィルールを用いて前記
   パラメータの修正量を演算することを特徴とする火力発
   電プラント起動制御システム。
10. 【請求項１０】前記選択された最適起動スケジュール
    に、排出ＮＯｘ，起動所要時間，起動に伴うエネルギー
    損失，機器寿命消費量に対して加重値を掛けることによ
    って、その起動スケジュールの最適性を総合的に評価判
    定するとともに、季節あるいは一日の時間帯など電力需
    要や環境保護条件からくる必要性に応じて該加重値の変
    更を可能としたことを特徴とする請求項２及び４のいず
    れかに記載の火力発電プラント起動制御方法。
11. 【請求項１１】実際に前記プラントが起動開始後、中央
    給電指令所からの指令により起動時刻、前記所定の制約
    条件である運転制限値及び環境規制値が変更されたとき
    に、再度起動起動スケジュールを作成可能にしたことを
    特徴とする請求項１及び３のいずれかに記載の火力発電
    プラント起動制御システム。
12. 【請求項１２】実際に前記プラントが起動開始後、該プ
    ラントが異常により当初の起動スケジュールから実際の
    起動がずれたとき、その異常復旧後に再度前記起動スケ
    ジュールを作成可能にしたことを特徴とする請求項１及
    び３のいずれかに記載の火力発電プラント起動制御シス
    テム。
13. 【請求項１３】請求項１及び３のいずれかに記載の火力
    発電プラント起動制御システムにおいて、前記起動スケ
    ジュールの開始基準時刻を、ボイラあるいはガスタービ
    ン点火時刻，負荷併入時刻，目標負荷到達時刻，定格負
    荷到達時刻の何れかにしたことを特徴とする火力発電プ
    ラント起動制御システム。
14. 【請求項１４】請求項１，３，５，６及び７項のいずれ
    かに記載の火力発電プラント起動制御システムを、ガス
    化複合サイクル発電プラント、常圧および加圧流動層ボ
    イラ発電プラントに用いて起動を行うことを特徴とする
    火力発電プラント起動制御システム。
15. 【請求項１５】請求項１及び３に記載の火力発電プラン
    ト起動制御システムを、プラント運転訓練用シミュレー
    タにおける起動スケジュール作成手段として用いること
    を特徴とする火力発電プラント起動制御システム。