JPS61157233A - 発電系列自動運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は複数台の発電設備（以下、発電軸という）で構
成される発電ユニット（以下、発電系列という）の自動
運転設備に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 最近、発電効率の向１−を目的として新しい複合サイク
ルの発電軸が開発された。これは、ガスタービンと蒸気
タービンとを結合し、ガスタービンを駆動し終えた排ガ
スを利用して発生させた蒸気で蒸気タービンを駆動する
ことにより、熱エネルギーの有効利用を図るようにした
ものである。この発電軸は開発されて間もないため、未
だその運用方法は確立されていないが、ｊｐ−機容量が
小さいため、系統運用上は複数台で１発電系列を構成す
ると共に、運転員数は多くても１発電系列同等程度に抑
える必要がある。

一方、最近は原子力発電所の増加に伴ない、原子力発電
所がベースロードをとるため、それ以外の発電系列は中
間負荷をとらざるを得す、頻繁な深夜停止起動や週末停
止起動運用を余儀なくされる。従って、」二記複数軸か
ら成る発電系列についても、これを少人数で各軸をそれ
ぞれそ頻繁に起動停止しなければならない。このとき、
発電系列を構成する全ての発電軸が常時負荷運用可能で
あるとは限らず、定期点検に入る軸もあれば突発事故に
より運用できなくなる軸もある。これらのことを考慮し
た上で、なおかつ、複数軸から成る発電系列を自動的に
効率良く運用することは容易なことではなかった。

［発明の目的］ 本発明は１−記の点に鑑み、複数の発電軸から成る発電
系列の効率的な運転スケジュールを算出し、それに従っ
て各軸の起動停止を行なっていくための自動運転装置を
提供することを目的とする。

［発明の概要］ このため、本発明においては、複数の発電軸の信号入力
手段、状態判定手段と制御手段との間に発電系列起動停
止演算手段を設け、系列に対する負荷指令値や、予定負
荷パタンデータ、予定軸数パタンデータ等をもとに、系
列として最も効率的な運転ができるように各軸の起動停
止スケジュールを算出し、結果として算出された各機器
の操作時刻に対し、時刻管理手段によって時刻の監視を
行ない、操作時刻到達で各機器の操作を行なうことによ
り、発電系列を統合制御できるようにしたこと髪特徴と
する。

＝４− ［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る自動運転装置の全体構
成図を示したものである。

発電所に対する負荷運用は、大きく分けて、中央給電所
からの出力指令によるもの（中給指令モードという）と
、発電所内の運転員の設定した出力指令によるもの（所
内指令モードという）の２つに分けられる。所内指令モ
ードの場合も、運転員の１日の負荷パタンに従って、所
定の時刻に出力指令値を設定する手動設定モードと、予
め、制御装置に１日分の負荷パタンを与えておくことに
より、所定の時刻に制御装置が自動的に出力指令を設定
する予定負荷モードに分類できる。

第１図において、１１は中央給電所、１２は運転員が出
力指令の設定を行なうための所内負荷設定装置を示す。

１３は系列統括制御装置１４に対して外部からデータ設
定を行なうための入力装置であり、予定負荷モードの場
合には、この入力装置１３より運転員が予定負荷パタン
を設定することにより、系列統括制御装置１４にて自動
的に出力指令が設定される。

系列統括制御装置１４は、本発明に係る発電系列自動運
転手段を内蔵し、入力装置１３を通じて設定されたデー
タをもとに各軸の起動停止スケジュールを決定し、決定
されたスケジュールに対し、時刻管理を行なうことで、
各軸の起動・停止を実施すると共に、必要に応じて警報
装置１５、記録装置１６に対する出力を行なう。

負荷運用モード選択装置１７は先に述べたどの運用モー
ドで発電所の運転を行なうかを選択する装置であり、選
択された負荷運用モードに従った出力指令値が次に述べ
る系列負荷制御装置１８に送られる。

系列負荷制御装置１８は、系列に対する出力指令値を各
軸に配分して各軸に対する出力指令値を演算し、各軸の
制御装置に対して出力すると共に、各軸の負荷の合計が
系列としての出力指令値に一致するように制御する。

ガスタービン制御装置１９、スチームタービン制御装置
２０、補機制御装置２１はそれぞれ各軸ごとに設置され
ている制御装置であり、系列統括制御装置１４、系列負
荷制御装置１８からの指令をうけて直接各発電軸２２を
制御する。

第２図はその発電軸２２の構成図を示したもので、図に
おいて、コンプレッサ（ＣＰ）　２２１、ガスタービン
（ＧＴ）２２２）発電機（Ｇ）　２２３、および蒸気タ
ービン（ＳＴ）２２４は共通の軸２２５を介して互いに
連結されている。燃料調整弁２２６の開度調節により流
量制御された燃料がコンプレッサ２２１からの圧縮空気
と共に燃料器２２７に供給され、ここで混合して高圧燃
焼され、高温・高圧の燃焼ガスが生成される。

この燃焼ガスによってガスタービン２２２が駆動される
。ガスタービン２２２の排ガスは排熱回収ボイラ２２８
に導かれて蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ２２８で
熱を回収され、低温となったガスは排ガスとして大気中
に排出される。排熱回収ボイラ２２８で発生された蒸気
は蒸気加減弁２２９を介して蒸気タービン２２４に導か
れ、これを駆動する。蒸気銀 タービン２２４を通った蒸気は復水器２３０に導かれ、
　　　　　　３ここで復水される。この複合サイクル発
電系列は、−７＝ 人力として燃焼器２２７に燃料を供給し、最終出力とし
て発電機２２３から電気出力を得る。

第３図は、複数軸から成る発電系列の熱効率特性カーブ
βを示したものである。ここで、横軸りは負荷、縦軸Ｎ
は効率を示す。従来方式の発電プラントの熱効率αと比
較して全体的に効率は高いが、その中でも特に軸出力が
最大になるところで最も効率がよくなる。つまり、系列
の出力指令に対し、各軸の最大出力をもとに必要となる
最小の軸数を算出し、その最小軸数で運転するようにス
ケジュールをたてることが、効率面からみると好ましい
運転方法といえる。

第４図は第１図に示した系列統括制御装置１４の機能ブ
ロック図を示したものである。

発電系列２２Ｔからの温度、圧力、流量等のアナログ信
号や弁の″開″、″閉″等の接点信号が信号入力手段３
０によって入力される、状態判断手段３１は、軸を構成
するガスタービン、スチームタービン等の各機器がどう
いうタイミングで操作されるのかというロジックをもち
、信号入力手段３０で入力された信号をもとに、各軸の
プラント状態を判定し、その軸において次に何をすべき
かを決定する。制御手段３２は、状態判定手段３１にお
いて決定された操作項目に対し、信号入力手段３０で入
力された信号をもとに操作量を定め、所定のプラント状
態になるまで発電ユニット２２Ｔに対し制御信号を出力
する。

発電系列起動停止演算手段３３は運用形態に応じた次の
３つの手段４０〜４２より構成されている。予定負荷ス
ケジュール算出手段４０は、入力装置１３より入力され
た系列に対する負荷指令パタンをもとに、そのパタンを
満足するように各軸の起動停止スケジュールを決定する
。予定軸数スケジュール算出手段４１は入力装置１３よ
り入力された系列に対する軸数運用パタンをもとにその
パタンを満足するように各軸の起動停止スケジュールを
決定する。

最適軸数スケジュール算出手段４２は、信号入力手段３
０によってとりこまれた系列に対する現在の負荷指令値
をもとに、負荷指令値の変化の有無を監視し変化を検出
したならば軸数の追加削除の必要性を判定し、必要があ
れば該当軸の起動停止スケジュールを決定する。

時刻管理手段３４は、発電系列起動停止演算手段３３に
て決定された各機器の起動停止時刻を入力し、一定周期
で時間管理を行なうことにより、各機器の起動停止時刻
到達をとらえて、状態判定手段３１に対し、各機器の操
作許可信号を出力する。状態判定手段３１では、信号入
力手段３０によって入力された信号をもとに、プラント
状態から次に何をすべきかを決定するが、実際には、プ
ラント状態では、ある機器の操作タイミングが成立して
いても、時刻管理手段３４より該当機器の操作許可信号
が入力されなければ、制御手段３２に対する操作指示は
行なわない。

次に第４図で述べた発電系列起動停止演算手段３３を構
成する各手段４０〜４２について順次詳述する。

先ず、系列の予定負荷パタンか設定された場合の各軸の
起動停止スケジュールを決定する予定負荷スケジュール
算出手段４０について、第５図に示す機能構成図と、第
６図の具体的演算例を基に説明する。

運転員は、１日の系列としての予定運転負荷パタンや、
系列運用からはずして個別に起動停止を行なう軸の起動
停止目標時刻や、起動目標負荷、停止モード等を入力装
置１３を通して入力する。個別運用軸データ入力手段１
０１は入力された個別運用軸のデータをとりこんで、各
軸スケジュール算出手段１０２へ渡すデータのセツティ
ングを行なう。

ここで、個別運用軸は、その運転形態から２種類の運用
が行なえる。１つは、目標負荷を指定して運転を行なう
場合である。この場合該当軸は、所定の目標負荷をとっ
た後その負荷のまま軸単独にて運転を継続する。今１つ
は、目標負荷を指定せずに運転を行なう場合である。こ
の場合、該当軸は系列負荷制御装置１８が制御可能な状
態になったところで同装置の自動制御に切り替えられる
。

例えば、入力装置１３から第４軸について起動停止目標
時刻と、そのときの目標負が入力される一方、第５軸に
ついては起動停止目標時刻のみ入力された場合、個別運
用軸データ入力手段１０１では第６図に示す如く第４軸
と第５軸についてのこれらのデータのセツティングを行
なう。

各軸スケジュール算出手段１０２では、この指定された
時刻に指定された操作が実行できるように、個別運用軸
データ入力手段１０１から第４軸と第５軸に関するデー
タをもらう。

個別軸優先分担負荷算出手段１０３は、個別運用軸のう
ち、目標負荷指定のある軸について目標負荷到達時刻と
解列時刻の間の状態を運転中と定義し、その間に出力さ
れる負荷を時間の関数として算出する。つまり、第６図
の例では、第４軸についての目標負荷を時間の関数ｆ１
ｏ３（ｔ）として算出する。

一方、予定負荷設定入力手段１０４は入力装置１３より
設定された予定運転負荷パタンを時間の関数ｆ１ｎ４（
ｔ）に変換する。

系列スケジュール担当分負荷算出手段１０５は予定負荷
設定入力手段１０４にて決定された予定運転負荷パタン
ｆ１ｏ４（ｔ）と、個別軸優先分担負荷算出手段１０３
にて決定された負荷パタンｆ１ａ３（ｔ）より、系列運
用軸が負担すべき負荷関数ｆｚｏｓ（ｔ）を次式にて決
定する。

ｆｘｎｓ（ｔ）＝ｆｔｏ４（ｔ）−ｆｉｏ３（ｔｌ−・
・（１）各軸最大最小出力算出手段１０６は、入力され
た予定負荷パタンの月日をもとに軸の最大出力を算出す
る。

ガスタービンは大気温度によってその最大出力が変化す
る。そのため、厳密には、大気温度の関数として最大出
力を決定する必要があるが、本発明の目的は、１日車位
での予定運転スケジュールを決定することにあり、日夜
の温度変化による最大出力の変動は無視し、１年をいく
つかのブロックに分け（例えば季節単位）その間の平均
気温をもとに最大出力ＬＩＪＡＸ　（１５３ＭＶ）を決
定する。最小出力は、特に外部要因からは制約されない
が、最大出力にある定数ｋ（ｏ＜ｋ＜１）を乗じたもの
を最小出力ＬＩＪＩＮ（７７Ｍｌｌ＋）　トｔ　ル。

負荷／軸数変換手段１０７は系列スケジュール担当分負
荷算出手段１０５にて決定された系列担当分負荷関数ｆ
１ｏｓ（ｔ）と、各軸最大最小負荷算出手段１０６にて
決定された軸最大出力ＬＩＪＡ×により、所定の出力を
得るのに必要な最小の軸数を次式により、時間の関数ｆ
ｘｏ７（ｔ）として算出する。

ｆｘｏ７（ｔ）＝ｆｔｏｓ（ｔ）／ＬｕＡｘ　（小数点
以下切上げ）・・・・・・（２） これは前述のように、軸の効率は出力が高いほどよくな
るため、軸数を最小にして、軸当りの出力をできるだけ
高くするためである。

個別軸優先運用軸数算出手段１０８は、各軸スケジュー
ル算出手段１０２で決定された個別運用軸スケジュール
の中で、目標負荷指定のない軸（第６図の場合は第５軸
）について系列負荷制御装置自動投入負荷到達時刻と解
列時刻の間を運転中と定義し、運転中軸数パタンを時間
の関数ｆ１．ｏｎ（ｔ）として算出する。

系列スケジュール担当分軸数算出手段１（ＨＪは負荷／
軸数変換手段１０７にて決定された軸数関数ｆ１ｎ７（
ｔ）と、個別軸優先運用軸数算出手段１０８にて決定さ
れた軸数関数ｆｚｏａ（ｔ）より、系列スケジュール担
当分の軸数関数ｆ１ｏ９（ｔ）を次式により算出する。

ｆｚｏｓ（ｔ）＝ｆｔｏ７（ｔ）−ｆｔｏｅ（ｔ）−＝
　−−−（３）系列軸数上下限チェック手段４３は、設
定された予定負荷パタンｆ１ｏ４（ｔ）と、各軸最大最
小出力ＬｕＡｘ、ＬＩＪＩＮより求まる軸数上下限制限
値と実運用軸数を比較し矛盾がないことを判定する手段
であるが、その詳細は後述する。

各軸起動停止割当て手段１１０は、系列スケジュール担
当分軸数算出手段１０９で決定された軸数関数ｆｉｏ９
（ｔ）に対し、入力装置１３によって指定された起動停
止優先順位定に基すいて、系列運用軸のうち優先指定の
高いものから起動・停止の目標時刻を決定する。ここで
決定された各軸起動停止目標をもとに各軸スケジュール
算出手段１０２で指定軸の各機器の操作時刻が決定され
る。即ち、第６図の例では第１軸は既に運転中であり、
第２軸の停止時刻、第３軸の起動、停止時刻が決定され
る。

次に、系列の予定軸数が設定された場合の各軸へ の起動停止スケジュールを決定する予定軸数スケジュー
ル算出手段４１について第７図に示す機能構＝１５− 成因と第８図に示す具体的演算例を基に説明する。

これらの図において運転員は、１日の系列としての予定
運転軸数パタンや系列運用からはずして個別に起動停止
を行なう軸の起動・停止目標時刻や起動目標負荷、停止
モード及び系列運用を行なう軸の起動停止優先順位等を
入力装置１３を通して入力する。

前述した個別運用軸データ入力手段１０１と、各軸スケ
ジュール算出手段１０２によって、個別運用軸の各機器
の操作時刻が決定される。

個別軸運用軸数算出手段１１１は、各軸スケジュール算
出手段１０２で決定された個別運用軸スケジュールをも
とに、目標負荷（あるいは、系列負荷制御装置自動投入
負荷）到達時刻と解列時刻の間を運転中と定義し、個別
運用軸数を時間の関数ｆｚｔｔ（ｔ）として決定する。

予定軸数設定入力手段１１２は、入力装置１３より設定
された予定軸数パタンを時間の関数ｆ１ｚｚ（ｔ）とし
て決定する。

系列スケジュール担当分軸数算出手段１１３は、予定軸
数設定入力手段１１２で決定された軸数関数ｆ１１ｚ（
ｔ）と、個別軸優先運用軸数算出手段１１１で決定され
た軸数関数ｆｘｔｚ（ｔ）より、系列運用軸が分担する
軸数を時間の関数ｆｚｔ３（ｔ）として次式を用いて算
出する。

ｆｘｔ３（ｔ）　＝ｆｔｘｚ（ｔ）−ｆｔｔｔ（ｔ）　
＝°−（４）系列負荷上下限チェック手段４４は、設定
された予定軸数パタンｆｘｔｚ（ｔ）と各軸最大、最小
出力ＬＩＪＡＸ、　ＬｏｔＮより求めま軸数上下限制限
値と予定負荷パタンｆｘｏａ（ｔ）を比較し、矛盾がな
いことを判定する手段であるが、その詳細は後述する。

系列スケジュール担当分軸数関数ｆ１１３（ｔ）は、予
定負荷スケジュール算出手段４０における同関数ｆ１ｎ
９（ｔ）と同じ位置づけをもつデータであり、ｆ１１３
（ｔ）が決定されると、各軸起動停止割当て手段１１０
と各軸スケジュール算出手段１０２を用いて系列運用軸
の各機器の操作時刻が決定される。

最後に、最適軸数スケジュール算出手段４２について第
９図を参照して説明する。最適スケジュール算出手段４
２は、前述の予定負荷スケジュール算小手段４０、予定
軸数スケジュール算出手段４１と異なり、現在の系列に
対する出力指令より必要な軸数を算出するものである。

負荷指令入力手段１２１は、外部から系列に対する出力
指令（中央給電所からの出力指令、所内での運転員の設
定になる出力指令等）を周期的に走査し、データを保存
する。

負荷変化検出手段１２２は、負荷指令入力手段１２１に
て走査したデータを周期的に読みこんで、前回走査値と
今回走査値との偏差を計算し、出力指令値の変化の有無
を検出する手段である。

第１０図に、出力指令値の動作例を示す。通常、負荷指
令値は、はぼ瞬時に、新たな目標値に設定され、ある一
定の変化率で、ゆっくり目標値に設定されることはない
。故に負荷変化検出手段１２１では、前回走査値と今回
走査値の間にある一定値（△ＭＷＡ）以上認められても
、負荷変化有とは判定せず、次回の周期において前回値
との偏差がある一定値（八ＭＷＢ）以下になった（つま
り、出力指令値の変化が終了した）時点で負荷変化有と
する。第１０図において時刻ｔ２における出力指令値は
Ｍｌ＋ｈであり、時刻ｔ３における出力指令値はＭＷｚ
であるため、時刻ｔ３における計算において偏差（ＤＥ
ＶＭｌｉｌ）は、ＤＥＶＭＷ　＝　Ｍｌｌｚ−Ｍｌｈ　
−−（５）として算出される。次の計算周期（時刻ｔ４
）においては、前回との偏差は０であるため、時刻ｔ４
において負荷変化検出手段１２２は、出力指令値に変化
ありと判定する。故に負荷変化有無の判断条件は下記（
６）式と（７）式のＡＮＤ条件式（８）で与えられる。

ＩＭＷｎ−ｚ−ＭｌｌＩｎ−ｔｌ　≧ΔＭＩＪＡ−・・
・−（６）ＩＭＷｎ−ｔ−ＭＷｎ　　ｌ　≦△ＭｌｄＢ
　−−−−−−（７）（６）　＊　（７）・・・・・・
（８）最適軸数算出手段１２３は、現在の負荷指令値を
もとに、必要な最小軸数を算出する手段であり、負荷変
化検出手段１２２で負荷変化有と判定された時に実行さ
れる。各軸の最大出力ＬＭＡＸは、各軸最大最小出力算
出手段１０６によって算出されている。

現在の出力指令値をＭＷｎとすると、現時点で必要な軸
数Ｎｎは、下式で求められる。

Ｎｎ　＝　ＭＶｎ　／　ＬＩＪＡＸ　　（小数点以下切
上げ）・・・・・・（９）又、現時点で運転中の軸数を
Ｎｏｐとすると起動停止が必要な軸数Ｎｓは、 Ｎ５＝Ｎｎ−Ｎａｐ　　−・−・（１０）で求められる
。

各軸起動停止割当て手段１１０は、最適軸数算出手段１
２３で求められた起動停止必要軸Ｎｓに対し、予め入力
装置１３より設定されている起動停止優先順をもとに、
起動停止を行なうべき軸を決定する。

各軸スケジュール算出手段１０２は、各軸起動停止割当
て手段１１０によって決定された軸に対し、現時点から
すぐ起動した場合の各機器の操作時刻を算出する。

第１１図は、先に予定負荷スケジュール算出手段４０の
中の１手段として説明した系列軸数上下限チェック４３
の機能構成を示したものである。また第１２図は、第１
１図に示した各手段における演算例を図示したものであ
る。

この手段は、予定負荷スケジュール算出手段４０によっ
て、設定された予定運転負荷パタンｆｔｏ４（ｔ）より
運用可能な最大最小軸数を算出し、運転員に通知すると
共に、予定軸数スケジュール算出手段４１において、予
定軸数パタンｆｔｔｚ（ｔ）が設定されている場合、上
記最大最小軸数との間にデータの矛盾がないかチェック
することを目的とする。

系列スケジュール担当最大最小軸数算出手段１３１は、
系列スケジュール担当分負荷算出手段１０５で決定され
た負荷関数ｆ１ｏｓ（ｔ）と、各軸最大最小出力算出手
段１０６にて決定された軸最大出力ＬＩＪＡＸ、軸最小
出力ＬＩＪＩＮより、系列スケジュール担当最大最小軸
数関数を次の如く算出する。

ｆｔ３ｔｕＡｘ（ｔ）＝ｆｔｏｓ（ｔ）／Ｌｕ＋Ｎ（小
数点以下切捨て）・・・・・・（１１） ｆｔ３ｚｕ＋Ｎ（ｔ）　＝ｆｔ口５（ｔ）／ＬＭＡ×（
小数点以下切上げ）・・・・・・（１２） 負荷基準最大最小軸数算出手段１３２は、１３１にて決
定された系列スケジュール担当最大・最小軸数関数ｆｘ
３ｔｕＡｘ（ｔ）、ｆｔ３ｚｕ＋Ｎ（ｔ）と、個別軸優
先運用軸数算出手段１１１で決定された個別運用軸の軸
数関数ｆ１ｔｔ（ｔ）より負荷を基準にして決まる最大
・最小軸数を次式にて算出する。

：ｈ３２ＭＡｘ（ｔ）　＝ｆｔ３ｔｕＡｘ（ｔ）　＋ｆ
ｔｔ１（ｔ）・・・・・・（１３）ｆｔ３ｚｕ＋Ｎ（ｔ
）　＝ｆ１３ｔＭ＋Ｎ（ｔ）−１−ｆｌｌｚ（ｔ）・・
・・・・（１４）即ち、系列スケジュール担当最大最小
軸数算出手段１３１では予定運転負荷パターンｆｘｏ４
（ｔ）から目標負荷指定された軸の負荷パターンｆｘｏ
３（ｔ）を差引いた負荷関数ｆ１０５（ｔ）の最大、最
小軸数を算出している。従って、取り得る最大、最小軸
数は系列スケジュール担当最大最小軸数算出手段１３１
で算出された軸数に個別軸運用軸数算出手段１１１で決
定される軸数は無条件に必要となるためこれを足し込ん
だ軸数が負荷基準最大最小軸数算出手段１３２で算出す
べき最大、最小軸数となる。

個別軸基準最大最小軸数算出手段１３３は、個別運用軸
数に着目した時の最大最小軸数を決定するものである。

個別運用軸がある場合、系列運用軸数はそれによって拘
束されることになるため、系列運用可能な軸数は個別運
用軸数によって決定される。個別運用軸数関数ｆ１＋−
１（１）は、個別運用軸数算出手段１１１にて決定され
ている。今、ｎ台のうちｍ台の軸が目標負荷指定の有無
には無関係に個別運用軸指定が行なわれているとすると
個別軸基準最大最小軸数関数ｆ１３３ｕＡｘ（ｔ）、ｆ
ｔ３３ｕ＋Ｎ（ｔ）は次式で決定される。

ｆ１３３ＭＡ×（ｔ）＝ド−ｍ　＋　ｆｌｔｔ　（ｔ）
・・・・・・（１５）ｆ１３３μＩＮ（ｔ）　＝ｆｚｉ
１（ｔ）　　　　０ゝ−（１６）即ち、これを更に具体
的に説明するならば、系列における全軸数が７台とし、
そのうち第１２図に示す如く個別軸運用軸数算出手段１
１１で２軸分が図示の時間帯、個別運用軸指定されると
すると、そのときの最大、最小運転軸数は個別軸基準最
大最小軸数算出手段１３３で上記演算式（１５）　、　
（１６）で演算されるように、２軸分の運転時間を除い
て運転軸数は５軸となり、２軸分の運転時間中はその台
数台が最大、最小運転軸数に加算される。

系列最大最小軸数算出手段１３４は、負荷基準最大最小
軸数算出手段１３２で決定された最大最小軸数関数ｆ１
３ｚｕＡｘ（ｔ）、ｆｔ３ｚｕ＋Ｎ（ｔ）と個別軸基準
最大軸数範囲を決定するもので下記式によって算出さ＝
２３− れる。

ｆｌ：＋４ｕＡｘ（ｔ）　＝ＭＩＮ（ｆｔ３ｚｕ＋Ｎ（
ｔ）、ｆｘ３３ＭＡｘ（ｔ））・・・・・・（１７） ｆ１３４ｕｎ＋（ｔ）　＝ＭＡＸ（ｆｔ３２ｕ＋Ｎ（ｔ
）、ｆｔ３３ｕ＋Ｎ（ｔ））・・・・・・（１８） 実運用軸数算出手段１３５は、今回運用される系列の運
用軸数関数ｆｉ３５（ｔ）を算出するもので、系列スケ
ジュール担当分軸数関数ｆｘｔ３（ｔ）と個別運用軸数
関数ｆ１１１（ｔ）の和即ち実際の運用軸数としてあら
れされる。

ｆ１３ｓ（ｔ）＝ｆ＋ｔ１（ｔ）＋ｆｔｔ３（ｔ）・・
・・・・（１９）軸数」二下限チェック手段１４６は実
運用軸数算出手段１３５で決定された系列の運用軸数関
数ｆ１３ｓ（ｔ）が、系列最大最小軸数算出手段１３４
で決定された運転軸数範囲内におさまっているかどうか
チェックする手段であり、すべての先における下記条件
のチェックを行なう。

：ｈ３４Ｍ＋ｎ（ｔ）≦ｆ１３ｓ（ｔ）≦ｆ１３ｒｕＡ
ｘ（ｔ）・・・・・・（２０）上記条件が満たされない
場合には、スケジュール計算の演算を停止し、警報装置
１５、記録装置１６にその旨の出力を行なう。

第１３図は、先に予定軸数スケジュール算出手段４１の
中の１手段として説明した系列負荷上下限チェック手段
４４の機能構成を示したものである。又、第１４図は第
１３図に示した各手段における演算例を図示したもので
ある。

この手段は、予定軸数スケジュール算出手段４１によっ
て設定された予定軸数パタンｆ１ｔｚ（ｔ）より運転可
能な最大最小負荷を算出し、運転員に通知すると共に、
予定負荷スケジュール算出手段４０において予定負荷パ
タンｆｚｏ４（ｔ）が設定されている場合、上記最大最
小負荷との間にデータの矛盾がないかチェックすること
を目的とする。

個別軸基準最大最小負荷算出手段１４１は、個別軸運用
軸数算出手段１１１で決定された個別運用軸数関数ｆ１
ｚｔ（ｔ）と、各軸最大最小出力算出手段１０６で決定
された軸最大最小出力をもとに、個別軸のみを考慮した
場合の系列の出力可能な最大最小負荷を算出する。今、
ｎ台のうちｍ台の軸が個別運用軸として指定されている
とすると個別軸以外の軸分の最大最小負荷は時間にかか
わらず一定値となり下記のように示される。

ＧＩＪＡＸ　＝　（ｎ　−ｍ）　　・　ＬＩＪＡＸ　−
−（２１）ＧＭＩＮ：Ｏ・・・・・・（２２） これに個別軸分の最大最小負荷を加えることにより、個
別軸基準最大最小負荷が算出される。

ｆ１４ｚｕＡｘ（ｔ）　＝ＬｕＡｘ・ｆｔｘｔ（ｔ）・
・・・・・（２３）ｆｚ４ｚｕ＋Ｎ（ｔ）　＝Ｌ旧Ｎ−
ｆ１１１（ｔ）・・・・・・（２４）従って、上式（２
１）〜（２４）より、次式（２５）　、　（２６）が得
られる。

ｆ＋４１．ｕＡｘ（ｔ）＝Ｇｕ八ｘへｆｔ＜２ｕＡｘ（
ｔ）＝　（ｎ−ｍ＋ｆ１ｔｔ（ｔ））＋Ｌｕ八×へｆｚ
３３ｕ八×（ｔ）・Ｌ　ｙ　Ａ　Ｘ　　　　　・・・・
・・（２５）ｆ１４１ＭＩＮ（ｔ）＝Ｇ旧Ｎ＋ｆｔ４ｚ
ｕ＋Ｎ（ｔ）＝ｆ１１１（ｔ）＋ＬＭＩＮ ＝ｆ１３３ｕ＋Ｎ（ｔ）・Ｌｕ＋Ｎ−−（２６）即ち、
これらは前記個別軸基準最大最小軸数算出手段１３３で
算出された軸数の負荷換算値に相当する。

予定軸数パタンの設定がある場合の最大最小負荷は以下
のようにして算出される。即ち、個別軸分最大最小負荷
算出手段１４２は、個別運用軸数算出手段１１１で決定
した、個別運用軸数関数ｆ１１＋（ｔ）と各軸最大最小
出力算出手段１０６にて決定された軸最大出力ＬＩＪＡ
Ｘ及び軸最小出力ＬＩＪＩＮより、個別軸分の最大最小
負荷関数を算出するもので前述のｆ１４２ｕｘｘ（ｔ）
、ｆ１４２旧Ｎ（ｔ）がそれにあたる〇系列スケジュー
ル担当最大最小負荷算出手段１４３は、系列運用軸につ
いての最大最小負荷関数を求めるもので系列スケジュー
ル担当分軸数算出手段１１３にて決定された軸数関数ｆ
ｚ１３（ｔ）と、各軸最大最小出力算出手段１０６にて
決定された軸最大出力ＬＭＡＸ及び軸最小出力１．旧Ｎ
より下式のように求められる。

ｆｚ４３Ｍｅｘ（ｔ）　：ＬＩＪＡＸ・：ｈｔ３（ｔ）
・旧・・（２７）ｆ１４３ＭＩＮ（ｔ）＝ＬＭＩＮ＋ｆ
１１３（ｔ）・旧・・（２８）予定軸数基準系列最大最
小負荷算出手段１４４は、１４２．１４３で求まった最
大最小負荷関数より、予定軸数設定がある場合の系列の
最大最小負荷関数を下式の如く算出する。

ｆ１４４ｕＡｘ（ｔ）　＝：ｈ４ｚｕＡｘ（ｔ）　＋ｆ
ｔ４：ｎ１Ａｘ（ｔ）・・・・・・（２９）ｆ１４４旧
Ｎ（ｔ）＝ｆｔ４ｚ何＋Ｎ（ｔ）　＋ｆ１４３ｕ＋Ｎ（
ｔ）１°−（３０）切替手段１４５は、比較の基準とし
て個別軸基準最大最小負荷関数（ｆ１４ｔｕＡｘ（ｔ）
、ｆｔ５ｔｕ＋ｈ（ｔ））を選択するか、予定軸数基準
系列最大最小負荷関数（’ｆｚ４ａｕＡｘ（ｔ）、ｆ１
４４旧Ｎ（ｔ））を選択するかの信号切替手段であり、
予定軸数パタン設定有で１４４側、無で１４１側となる
。

負荷上下限チェック手段１４６は、予定負荷設定入力手
段１０４にて入力された予定運転負荷パタンｆ１ｏ４（
ｔ）と、軸数より算出された最大最小負荷関数との比較
チェックを行ない、すべてのｔにおいて下式が成立する
ことをチェックする。

ｆ１４１ＭＩＮ（ｔ）≦ｆｔｏ４（ｔ）≦ｆｔ４１ｕＡ
ｘ（ｔ）・・・・・・（３１） および　ｆ１４ａｕ＋Ｎ（ｔ）≦ｆｔｏ４（ｔ）≦ｆ１
４４ｕＡｘ（ｔ）・・・・・・（３２） 上記条件が満たされない場合には、スケジュール計算の
演算を停止し、警報装置１５、記録装置１６にその旨の
出力を行なう。

以上、複合サイクル発電系列の例をとって、本発明の実
施例について説明したが、本発明は複合サイクル発電系
列のみならず、通常の汽力発電プラントが複数台で構成
されている場合にも適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば複数の発電軸で構成される
発電系列を１つの制御装置で制御するような場合におい
て、系列に対する負荷指令に対して、種々の条件を加味
した上で最も効率的な運転が可能なように各軸の起動・
停止スケジュールが決定されるため、運転員は、系列に
対する負荷指令を満たすために種々考えられる運転パタ
ンのうちどれを選ぶべきかという複雑な判断をしなくて
も高効率運転が可能となる。

又、個別運用軸指定による軸単独の起動停止も可能であ
るが、この場合でも他軸については系列運用軸として個
別運用軸を考慮したスケジュールをたてることができる
ため、運転員の負担を著しく低減できると共に汎用性の
ある運転装置を確立することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る発電系列自動運転装置
のブロック構成図、第２図は第１図の発電軸の機器構成
図、第３図はｎ台の発電軸より成る発電系列の効率曲線
図、第４図は、第１図の系列統括制御装置の機能ブロッ
ク図、第５図は第４図における予定負荷スケジュール算
出手段の機能構成図、第６図は第５図における予定負荷
スケジュール算出手段の演算例を示す具体的説明図、第
７図は第４図における予定軸数スケジュール算出手段の
機能構成図、第８図は第７図における予定軸数スケジュ
ール算出手段の演算例を示す具体的説明図、第９図は第
４図における最適軸数スケジュール算出手段の機能構成
図、第１０図は負荷指令値の変化検出動作説明図、第１
１図は第５図における系列負荷上下限チェック手段の機
能構成図、第１２図は第１１図における系列負荷上下限
チェック手段の演算例を示す具体的説明図、第１３図は
第５図における系列軸数」二下限チェック手段の機能構
成図、第１４図は第１３図における系列軸数上下限チェ
ック手段の演算例を示す具体的説明図である。 １３・・・入力装置、２２Ｔ・・・発電ユニット、３０
・・・信号入力手段、３１・・・状態判定手段、３２・
・・制御手段、３３・・・発電系列起動停止演算手段、
３４・・・時刻管理手段、４０・・・予定負荷スケジュ
ール算出手段、４１・・・予定軸数スケジュール算出手
段、４２・・・最適軸数スケジュール算出手段、４３・
・・系列軸数上下限チェック手段、４４・・・系列負荷
上下限チェック手段、１０１・・・個別運用軸データ入
力手段、１０２・・・各軸スケジュール算出手段、１０
３・・・個別軸優先分担負荷算出手段、１０４・・・予
定負荷設定入力手段、１０５・・・系列スケジュール担
当分負荷算出手段、１０６・・・各軸最大最小出力算出
手段、１０７・・・負荷→軸数変換手段、１０８・・・
個別軸優先運用軸数算出手段、１０９・・・系列スケジ
ュール担当分軸数算出手段、１１０・・・各軸起動停止
割当て手段、１１１・・・個別軸運用軸数算出手段、”
２−ｆ　！　＄１１１１１ｆｆ　！　！　、ｔ”１“”
°”°°６”″″°１−ル担当分軸数算出手段、１２１
・・・負荷指令入力手段、１２２・・・負荷変化検出手
段、１２３・・・最適軸数算出３１一 手段、１３１・・・系列スケジュール担当最大最小軸数
算出手段、１３２・・・負荷基準最大最小軸数算出手段
、１３３・・・個別軸基準最大最小軸数算出手段、１３
４・・・最大最小軸数算出手段、１３５・・・実運用軸
数算出手段、１３６・・・軸数上下限度チェック手段、
１４１・・・個別軸基準最大最小負荷算出手段、１４２
・・・個別軸分最大最小負荷算出手段、１４３・・・系
列スケジュール担当最大最小負荷算出手段、１４４・・
・予定軸数基準系列最大最小負荷算出手段、１４５・・
・切替手段、１４６・・・負荷上下限チェック手段。 第７図 第８図 第１０図 ｔ＋　　ｂ　　ｂ　　ｔ４ｔｓ　　ｔ６ｂ　　ｔａ第１
１１％１ｉ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発電設備から発電ユニットを自動運転する
   装置において、入力装置より入力された発電ユニット全
   体の負荷運転パタンを基に、そのパタンを満足する各軸
   の起動、停止スケジュールを決定する予定負荷スケジュ
   ール算出手段を備えていることを特徴とする発電ユニッ
   ト自動運転装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載において、前記予定負
   荷スケジュール算出手段は、前記負荷運転パタンから個
   別に設定された発電設備の目標負荷を除外し、発電設備
   運転台数パタンに変換する手段と、その発電設備運転台
   数パタンから個別に設定された発電設備運転台数を除外
   して妥当性をチェックし、個別に設定されていない分の
   最終的発電設備運転台数パタンを作成する手段と、この
   最終的発電設備運転台数パタンに基づいて各発電設備の
   起動、停止目標時刻を決定する手段とから成ることを特
   徴とする発電ユニット自動運転装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載において
   、前記入力装置より入力された発電設備運転台数パタン
   を基に、そのパタンを満足する各発電設備の起動停止ス
   ケジュールを決定する予定発電設備運転台数スケジュー
   ル算出手段を備えていることを特徴とする発電ユニット
   自動運転装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載において、前記予定発
   電設備運転台数スケジュール算出手段は、前記発電設備
   運転台数パタンから個別に設定された運転台数を除外し
   た運転台数パタンを作成する手段と、この運転台数パタ
   ンの妥当性をチェックしたのち最終的発電設備運転台数
   パタンを作成する手段と、この最終的発電設備運転台数
   パタンに基づいて各発電設備の起動、停止目標時刻を決
   定する手段とから成ることを特徴とする発電ユニット自
   動運転装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかの記載
   において、前記発電ユニットに与えられる負荷指令値を
   基にその負荷指令値を満足するに必要な発電設備運転台
   数と、現在運転中の発電設備に対して追加、削除する発
   電設備の起動停止スケジュールを決定する最適運転台数
   スケジュール算出手段を備えていることを特徴とする発
   電ユニット自動運転装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載において、前記最適運
   転台数スケジュール算出手段は、負荷指令値の変化の有
   無を検出する手段と、前記負荷指令値の変化を検出した
   ときに必要とする発電設備運転台数を算出する手段と、
   算出された運転台数と現在運転中の台数とを比較し、そ
   の過不足に応じて起動、停止すべき発電設備を決定する
   手段とから成ることを特徴とする発電ユニット自動運転
   装置。