JPH11229903A - ガスタービン制御装置 - Google Patents

ガスタービン制御装置

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JPH11229903A
JPH11229903A JP3108898A JP3108898A JPH11229903A JP H11229903 A JPH11229903 A JP H11229903A JP 3108898 A JP3108898 A JP 3108898A JP 3108898 A JP3108898 A JP 3108898A JP H11229903 A JPH11229903 A JP H11229903A
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JP
Japan
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signal
output
gas turbine
circuit
generator
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Withdrawn
Application number
JP3108898A
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English (en)
Inventor
Riyoushi Tanaka
良思 田中
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11229903A publication Critical patent/JPH11229903A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン制御装置に関し、ガスタービン
発電設備と外部電力系統とを並行運転し、出力一定制御
中に、外部の系統に事故が発生した場合にも、ガスター
ビンの燃料を絞ることなく安定した運転を継続する。 【解決手段】 ガバナ21とロードリミット設定器22
の制限値とが記憶装置14から制御装置10の減算器1
1に入力する。一方発電機20からの出力信号は変換器
15、記憶装置14より減算器11に入り、ガバナ21
からの信号との差を求め、PI制御12、出力部13を
介して演算し、適正な負荷制御信号30を出力する。発
電機20の出力は出力変化率検出回路1でdp/dtを
求め、高出力検出回路2はdp/dt値が所定の値以上
だと信号を出力し、タイマ3、NOT回路4、AND回
路5とにより信号保持出力回路6に「ON」信号を入力
する。信号保持回路6は入力(Y)「O」の時は入力信
号Xを、「ON」の時には前の信号を所定時間出力し、
燃料供給量を下げることなく一時的に保持するので安定
した運転が継続できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン制御装
置に関し、外部の電力系統とガスタービン装置とを並行
運転している場合に、外部発電機系統に事故が発生した
時のガスタービンの運転を適正になるように制御するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、規制緩和等により工場設備等の自
家発電設備を増設する傾向にあるが、この自家発電設備
としてガスタービン装置が用いられる。この自家発電設
備を設置する目的は、電力会社等の系統の事故時に、工
場設備と電力系統を切り離し、工場設備内で自家発電を
運転し、電力会社の事故が復旧したら再並列する等自分
の工場を全停電から守るために増設することが主なねら
いである。この場合のガスタービン発電設備は、電力系
統と並列しているとき出力一定制御の許可条件となり、
出力一定で運転する。この出力一定制御は、ガスタービ
ンの出力と発電機の出力が同じであると言う条件で制御
が組まれている。
【0003】しかしながら、ガスタービンの出力一定制
御時に外部系統等の発電機外で事故が発生すると、系統
と並列遮断器が閉じている間は、発電機から事故点に向
かって事故電流が流れ、見かけ上発電機の出力が多くな
ったように制御装置が判断し、ガスタービン制御装置
は、出力一定モードのため、燃料を下げるように働く。
【0004】ここで、系統並列遮断器が開放されると、
事故点はガスタービンからみて切り離されるが、制御装
置より燃料を下げるように働いているためガスタービン
出力は下げるように働き、工場所内負荷分を供給するこ
とができず、ガスタービンはトリップしてしまい、工場
に被害を与えてしまう。
【0005】図3は上記に説明した従来の出力一定モー
ドを行うガスタービン制御系統図である。図において、
10は制御装置であり、その内部は、減算器11、PI
制御器12、出力部13からなっている。14は記憶回
路であり、アメログメモリからなっている。15は変換
器であり、発電機20の出力信号を記憶回路14へ記憶
させるために変換するものである。20は前述の発電機
で、ガスタービンにより駆動される。21はガバナ、2
2はロードリミット設定器であり、負荷の上限を設定す
るものである。
【0006】上記構成の制御系統において、ロードリミ
ット設定器22でガバナ出力よりも少し上に上限を設定
しておき、大きな出力を制限するようにし、ガバナ21
の出力をトラッキングする。一方、発電機20の出力は
変換器15で出力信号に変換されて記憶装置14へ入力
されると共に、制御装置10に入力される。
【0007】制御装置10内の減算器11では、ガバナ
21からの出力信号と発電機20からの出力信号とを減
算し、その偏差を減少させるようにPI制御器12で演
算して出力部13を介して負荷制御信号30を出力し、
この信号で燃料を制御して出力一定制御を行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ガスタービン制御装置では、ガスタービン発電設備を外
部の電力会社等の電力系統と並行運転を行って、出力一
定制御を行って運転しているが、外部の電力系統で事故
が発生すると発電機から事故点に向って大きな事故電流
が流れ、見かけ上発電機の出力が多くなったように制御
装置が判断し、ガスタービン制御装置は燃料を下げるよ
うに作動する。この状態で事故点がガスタービンから切
り離されると、ガスタービンの燃料が下げられているの
で、出力が下がり、工場所内負荷分を供給することがで
きずにトリップすることになり、工場設備の運転がスト
ップしてしまう。
【0009】そこで本発明は、ガスタービン制御装置に
おいて、ガスタービン発電設備を外部に電力系統と並行
運転を行い、ガスタービンの出力一定制御を行っている
時に、外部系統で事故が起き、これにより発電機が事故
点に向って事故電流を流すような際には、一定時間前の
状態の信号を保持しておき、これにより所定時間この状
態の信号で制御を行い、事故点切離し時にはガスタービ
ンの燃料低下がないようにすることのできる制御装置を
提供することを課題としてなされたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、次の手段を提供する。
【0011】ガスタービン発電設備を外部電力系統と並
列運転すると共に、ガバナの信号と発電機の出力信号と
を入力し、ガスタービン発電設備の出力が一定となるよ
うに燃料制御信号を出力するガスタービン制御装置にお
いて、前記発電機の出力変化率を検出する回路と、同検
出回路で検出した変化率を入力し、同変化率が所定値以
上となると制御信号を出力する高出力検出回路と、同高
出力検出回路からの制御信号により前記発電機から前記
制御装置へ入力される出力信号を所定時間前記制御信号
が入力される前の状態の発電機出力信号に保持する信号
保持出力手段とを備えたことを特徴とするガスタービン
制御装置。
【0012】本発明の制御装置では、ガスタービン発電
設備以外の点で事故が起きると、事故点に向かって発電
機から大電流がながれるが、この場合には出力変化率検
出回路が、発電機出力の変化率、即ちdp/dt(pは
発電機出力)を検出し、高出力検出回路へ入力し、高出
力検出回路では、このdp/dt値が所定値以上となる
と制御信号を出力する。この制御信号は外部の系統で事
故が起きた時に出力され、信号保持出力手段に入力され
る。
【0013】信号保持出力手段では、外部の系統で事故
が起きて事故点に向って事故電流が流れた時には高出力
検出回路からの制御信号により、発電機から制御装置に
入力される発電機出力信号の前の状態の信号を所定の間
出力するように作動するので、ガスタービンの燃料供給
量を絞る(下げる)こと無く、一時的に燃料供給量保持
する。
【0014】従来ではガスタービン発電設備以外の系統
で事故が起きると、事故点に向って大電流が流れ、ガス
タービン制御装置では出力一定制御を行うために、見か
け上発電機出力が多くなったと判断し、燃料を下げるよ
うに制御した。従って事故が瞬時に復旧した場合には、
ガスタービンの出力は下っており、工場内の負荷をまか
なうことができず、トリップして工場に被害を与えてい
た。
【0015】本発明の制御装置では外部系統の事故が瞬
時に復旧した際、燃料供給弁が動くこと無く事故発生前
の発電機出力のままとなり安定した運転が可能となる。
また、事故点が即座に回復せず系統並列遮断器が開放さ
れた場合でも、ガスタービンは燃料を下げる動作をロッ
クしているので所定内負荷は出力一定制御時の出力で対
応するのでトリップする可能性は、現状制御方法よりも
低くなる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン制御装置の系統図であ
る。図において符号10乃至15、20乃至22、30
は従来の図2に示す系統と同一の機能であるので詳しい
説明は省略し、そのまま引用して説明するが、本発明の
特徴部分は符号1乃至6で示す部分であり、以下に詳し
く説明する。
【0017】図において、1は出力変化率検出回路であ
り、発電機20の出力をpとするとdp/dtの値を算
出する回路である。2は高出力検出回路であり、出力変
化率検出回路1で検出したdp/dt値を入力し、この
値が所定の値以上の変化率となると、「ON」信号を出
力する回路である。
【0018】3はタイマであり、入力信号を所定の時間
遅らせて出力するものである。4はNOT回路であり、
5はAND回路である。6は信号保持出力回路であっ
て、高出力検出回路2が高出力を検出すると制御を一時
前の状態に保持して制御装置10に入力するものであ
る。その他の構成は図1の従来の構成と同じであるので
説明は省略する。
【0019】上記構成のガスタービン制御装置におい
て、発電機20内の事故は発電機20の比率作動継電器
で瞬時に働くので、発電機20内部の事故はこれで保護
することができる。
【0020】ガスタービンの出力一定制御時、ガスター
ビン発電設備以外の点で事故が起きると、この事故点に
向かって発電機20から大電流がながれるが、その時に
は出力変化率検出回路1が、dp/dt(pは発電機の
出力、tは時間)を算出する。このdp/dtは事故時
には通常運転時の値よりもはるかに大きい値となり、こ
の値が所定の値よりも大きいと高出力検出回路2から
「ON」状態の信号が出力され、この信号はAND回路
5へ入力される。
【0021】一方、高出力検出回路2の信号はタイマ3
にも入力し、NOT回路4で反転されてAND回路5に
入力されるが、図2に示すように、高出力検出回路2か
らS 1 の信号が出力されると、タイマ3では一定時間t
o だけ遅れて信号S1 を出力する。NOT回路4ではこ
の信号を反転し、S2 の「O」信号とS3 の「ON」状
態の信号とし、AND回路5では高出力検出回路2の信
号S1 とNOT回路4のS3 との信号により、時間to
の間だけ信号S4 を出力する。
【0022】又、出力変化率検出回路1は、外部系統に
事故がなく、発電機20が通常運転していると、dp/
dtは小さな値であり、高出力検出回路2は信号を出力
せず、信号は「O」となるのでAND回路5の出力も
「O」となる。
【0023】上記のようにAND回路5は、系外に事故
が発生し、発電機1から事故点に向って大きな事故電流
が流れると、信号が「ON」となり、通常運転時には
「O」出力となり、これら「ON」,「O」のいずれか
の信号(Y)が信号保持出力回路6へ入力される。
【0024】信号保持出力回路6では入力信号(Y)が
「O」の時には、変換器15からの入力信号Xを出力
し、入力信号(Y)が「ON」となると前の信号Tを保
持して、この信号を所定時間、例えば0.3〜0.4秒
間出力する。この出力信号は制御装置10内の減算器1
1に入力され、記憶装置14からのガバナ21の信号と
減算され、従来例と同様に演算され、負荷制御信号30
を出力する。なお、外部系統の事故としては落雷事故が
あり、実例としては約0.4秒ほどの地絡の継続時間が
発生している。
【0025】上記に説明のように、出力一定制御時に、
出力変化率検出回路1で、dp/dtを検出し、dp/
dt値がある設定以上の値が検出されると、高出力検出
回路2が「ON」の信号を出力し、この信号により所定
の時間AND回路5から「ON」信号が出力され、信号
保持出力回路6を作動させ、ガスタービンの燃料供給量
を下げることなく、一時的に保持する。従って、外部系
統の事故が復旧した際に、燃料供給弁が動くことなく事
故発生前の発電機20の出力のままで安定した運転を継
続できる。
【0026】又、事故点が即座に回復せず系統並列遮断
器が開放された場合でも、ガスタービンは燃料を下げる
動作をロックしているので所内負荷は出力一定制御時の
出力で対応し、トリップする可能性は、現状制御方法よ
りも低くなる。又、この制御方式では既に発電機出力信
号を取り込んでいるので新たに検出点の追加は不要であ
る。
【0027】
【発明の効果】本発明のガスタービン制御装置は、ガス
タービン発電設備を外部電力系統と並列運転すると共
に、ガバナの信号と発電機の出力信号とを入力し、ガス
タービン発電設備の出力が一定となるように燃料制御信
号を出力するガスタービン制御装置において、前記発電
機の出力変化率を検出する回路と、同検出回路で検出し
た変化率を入力し、同変化率が所定値以上となると制御
信号を出力する高出力検出回路と、同高出力検出回路か
らの制御信号により前記発電機から前記制御装置へ入力
される出力信号を所定時間前記制御信号が入力される前
の状態の発電機出力信号に保持する信号保持出力手段と
を備えたことを特徴としている。従来の制御装置ではガ
スタービン発電設備以外の系統で事故が起きると、事故
点に向って大電流が流れ、ガスタービン制御装置では見
かけ上発電機出力が多くなったと判断し、燃料を下げる
ように制御し、事故が回復した場合にはガスタービンの
出力は下っており、工場内の負荷をまかなうことができ
なかったが、本発明は上記の構成により、外部系統の事
故が瞬時に復旧した際、燃料供給弁が動くこと無く事故
発生前の発電機出力のままとなり安定した運転が可能と
なる。
【0028】また、事故点が即座に回復せず系統並列遮
断器が開放された場合でも、ガスタービンは燃料を下げ
る動作をロックしているので所内負荷は出力一定制御時
の出力で対応するのでトリップする可能性は、現状制御
方法よりも低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービン制御
装置の系統図である。
【図2】図1における高出力検出時の信号のタイミング
チャートである。
【図3】従来のガスタービン制御装置の系統図である。
【符号の説明】
1 出力変化率検出回路 2 高出力検出回路 3 タイマ 4 NOT回路 5 AND回路 6 信号保持出力回路 10 制御装置 11 減算器 12 PI制御器 13 出力部 14 発電機 15 変換器 20 発電機 21 ガバナ 22 ロードリミット設定器 30 負荷制御信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービン発電設備を外部電力系統と
    並列運転すると共に、ガバナの信号と発電機の出力信号
    とを入力し、ガスタービン発電設備の出力が一定となる
    ように燃料制御信号を出力するガスタービン制御装置に
    おいて、前記発電機の出力変化率を検出する回路と、同
    検出回路で検出した変化率を入力し、同変化率が所定値
    以上となると制御信号を信号する高出力検出回路と、同
    高出力検出回路からの制御信号により前記発電機から前
    記制御装置へ入力される出力信号を所定時間前記制御信
    号が入力される前の状態の発電機出力信号に保持する信
    号保持出力手段とを備えたことを特徴とするガスタービ
    ン制御装置。
JP3108898A 1998-02-13 1998-02-13 ガスタービン制御装置 Withdrawn JPH11229903A (ja)

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JP3108898A JPH11229903A (ja) 1998-02-13 1998-02-13 ガスタービン制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7610746B2 (en) 2005-09-14 2009-11-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combustion control device for gas turbine
JP2010156308A (ja) * 2009-01-05 2010-07-15 Hitachi Ltd ガスタービン・エンジンの制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7610746B2 (en) 2005-09-14 2009-11-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combustion control device for gas turbine
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