JPS6123365B2 - - Google Patents

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JPS6123365B2
JPS6123365B2 JP53156446A JP15644678A JPS6123365B2 JP S6123365 B2 JPS6123365 B2 JP S6123365B2 JP 53156446 A JP53156446 A JP 53156446A JP 15644678 A JP15644678 A JP 15644678A JP S6123365 B2 JPS6123365 B2 JP S6123365B2
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JP
Japan
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turbine
deviation
load
power
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JP53156446A
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Toshihiko Azuma
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火力発電プラントの運転方式に係
り、特に電力系統に異常が生じた場合における運
転方法の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来の火力発電プラントにおける制御系統は、
第1図に示す如くなつていた。即ち、火力発電プ
ラントの制御系統は、ボイラ制御系BCとタービ
ン制御系TCとからなつており、予め設定された
負荷指令値LRが得られるように制御される。負
荷指令値LRは、電力系統が必要とする負荷に基
づき、図示しない中央給電指令所または発電所に
おいて設定され、電力系統の負荷変動に応じて補
正される。
電力系統の負荷変動は、電力系統の系統周波数
特性に基づき、系統周波数に変化が生じる。そこ
で、系統周波数検出値FDを系統周波数基準値fR
と比較し、その偏差を偏差検出器FDETに入力
し、偏差が許容値内にあるか否かを判定する。偏
差が許容値内にあれば、設定した負荷指令値LR
によりボイラとタービンとを制御する。偏差が許
容値を超えているときは、演算器MULAにおい
て偏差値にタービン速度調定率δの逆数を乗算
し、系統周波数の変動による負荷補正値を求め、
負荷指令値LRを補正する。
ボイラ制御系BCにおいては、補正後の負荷指
令値LRに基づき、圧力補正回路CPを介してボイ
ラの給水制御システムFW、空気制御システム
AIR、燃料制御システムFUELのそれぞれを制御
するための指令値BIDを、各制御システムに与え
る。この指令値BIDは、図示しない圧力センサに
より検出した主蒸気圧力検出値MSTDが主蒸気圧
力設定値MSTRと比較され、両者の偏差を圧力補
正回路CPに入力することにより、負荷指令値LR
から得られる値に、圧力変動分による補正を行つ
ている。
一方、タービン制御系TCにおいては、図示し
ない速度検出器により、タービンの速度検出値S
Dがタービン速度基準値SRと比較され、両者の偏
差が速度調定率演算器MULBによりタービン蒸気
加減弁の開度に変換される。このタービン蒸気加
減弁の開度は、速度負荷設定器GMBに入力され
た前記補正後の負荷指令値LRと図示しないセン
サによる出力電力検出値MWDとの偏差に基づき
求めた開度補正値によつて補正され、タービン蒸
気加減弁制御システムCVに入力される。
即ち、タービン制御系TCにおいては、電力系
統内の時々刻々の負荷変動に伴うタービン−発電
機の回転速度の変化に基づく、発生電力の周波数
(系統周波数)の変動をなくすべく、タービン蒸
気加減弁制御システムCVの制御を行つている。
例えば、電力系統内の負荷の減少によりタービン
の回転数が上昇し、電力系統周波数が上昇した場
合に、出力電力検出値MWDは系統周波数に比例
して増大するため、SD>SR、MWD>LRとな
る。そこで、速度調定率演算器MULBは、タービ
ン速度基準値SRと速度検出値SDとの差を1/δ
倍してタービン蒸気加減弁を閉鎖する方向の信号
を出力し、速度負荷設定器GMBは補正後の負荷
指令値LRと出力電力検出値MWDとの差を積分し
た。タービン蒸気加減弁を閉鎖する方向の信号を
出力し、SD=SR、MWD=LRとなるようにター
ビン蒸気加減弁を制御する。
また、系統周波数が上昇すると、負荷指令値L
Rは、前記した如く系統周波数基準値fRと系統周
波数検出値FDとの差に基づいて補正され、ボイ
ラ制御系BCに与える指令値BIDを減少して給水
量、空気量、燃料量を調節す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の如く従来の火力発電プラントの制御方法
は、系統周波数が変動するとそれに対応してター
ビン蒸気加減弁の開閉を行ない、系統周波数が一
定になるように制御している。従つて、例えば、
落雷や大地震等により、負荷の一部が遮断される
ような異常が電力系統に生じて、検出速度SD
急激に上昇すると、タービン蒸気加減弁は大幅に
閉操作される。このため、タービンの安全上は良
い制御が行われるが、ボイラは燃料による発熱、
蒸気発生といつた応答の遅いプロセスであるた
め、タービン蒸気加減弁を急閉すると、ボイラか
らの発生蒸気の逃げ場所がなく、主蒸気圧力が上
昇し、プラントを停止せざるをえない危険性があ
る。このことは、タービン速度が保安上危険な速
度となつていない場合にも生じ、健全な発電プラ
ントが停止してしまうことになる。
一方、電力系統は、数多くの発電機とこれらの
発電機の発電量に相当する負荷、及び発電機と負
荷とを接続する送電線、遮断器、変圧器とにより
構成させている。そして、例えば送電線のある点
において短絡事故が発生し、この短絡個所を遮断
した場合に、電力系統の構成が大きく変更され、
いくつかに分離された独立の電力網となることが
ある。その一つの小さな電力網において、発電量
と負荷量とが不平衡になり、発電量が負荷量より
大きい場合には、電力系統の周波数が上昇し、プ
ラントが保安上まだ十分安全サイドにあるにもか
かわらず、上記した理由により火力発電所の機器
が停止する危険がある。そして、停止した発電プ
ラントの発電容量が大きい場合には、この停止に
よつて今度は小さな電力網の発電量が負荷量に比
較して小さ過ぎて周波数が低下し、他の運転して
いる発電プラントにおいてタービンの振動、補機
の出力低下などにより、新たな発電プラントの停
止を招く。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消するため
になされたもので、保安上問題のない発電プラン
トの運転停止を避けることができる火力発電プラ
ントの運転方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、タービン速度の基準値に対する偏差
が、予め定めた偏差下限値より小さい通常運転時
には、予め設定した負荷が得られるように、ボイ
ラの主蒸気圧を検出してボイラの主蒸気圧を所定
の値に制御しするとともに、タービン速度を検出
してタービン速度を所定の値に制御する第1の運
転方式による運転を行い、タービン速度の基準値
に対する偏差が、前記偏差下限値以上、かつ予め
定めた偏差上限値以下の時には、電力系統の負荷
に相当した発電出力が得られるように、前記主蒸
気圧力の検出値に基づき、ボイラとタービン蒸気
加減弁を制御して、主蒸気圧力を所定の値に保つ
第2の運転方式による運転を行い、タービン速度
の基準値に対する偏差が、前記偏差上限値を超え
た時には、前記第1の運転方式による運転を行う
ことを特徴とする火力発電プラントの運転方法で
ある。
〔作用〕
上記の如く構成した本発明においては、タービ
ン速度の基準値に対する偏差が予め定めてある偏
差下限値と偏差上限値との間にある場合に、ター
ビン速度の制御をせずにボイラの主蒸気圧を、電
力系統の負荷に相当した発電出力が得られる圧力
に制御し、電力系統の負荷が一部遮断されたよう
な、電力系統の異常時においても、タービンに保
安上の問題が生じない限り、発電プラントの運転
を継続できるように構成したものである。
〔実施例〕
本発明に係る火力発電プラントの運転方法の好
ましい実施例を、添付図面に従つて詳説する。な
お、前記従来技術において説明した部分に対応す
る部分については、同一の符号を付し、その説明
を省略する。
第2図は、本発明に係る火力発電プラントの運
転方法を実施するための制御系統図である。
第2図において、系統周波数による補正した後
の負荷指令値LRは、スイツチSW1を介して圧力
補正回路CPに入力されるようになつている。ま
た、出力電力検出値MWDは、スイツチSW2を介
して圧力補正回路CPに入力される。さらに、速
度負荷設定器GMBには、スイツチSW3を介して
補正後の負荷指令値LRと出力電力検出値MWD
の差が入力され、スイツチSW4を介して主蒸気圧
の設定値に対する偏差が入力される。
速度調定率演算器MULBの出力側には、スイツ
チSW5が設けてある。そして、タービン速度の基
準値に対する偏差SR−SDは、速度調定率演算器
MULBと比較器COMPに入力される。比較器
COMPは、詳細を後述する如く、スイツチSW1
SW5の開閉信号を出力する。
上記の如く構成した実施例の作用は、次のとお
りである。
まず、通常の状態においては、スイツチSW1
SW3,SW5が閉成しており、スイツチSW2,SW4
が開成して、前記した従来と同様の運転方式(第
1の運転方式)により、火力発電プラントの運転
制御が行なわれる。
次に電力系統において落雷等により、負荷の一
部が遮断されたような異常が発生した場合、例え
ば定格出力が100万KWの発電プラントにおいて
出力70万KWの運転をしていたときに、落雷によ
り負荷の一部が遮断され、負荷が突然40万KWに
減少した場合、前記したようにタービン速度は急
速に上昇する。このため、タービン速度の速度検
出値SDとタービン速度基準値SRとの差が大きく
なる。この両者の差(偏差)は、比較器COMPに
入力される。比較器COMPは、入力された偏差S
R−SDが予め定めた偏差下限値と偏差上限値との
間にあると、閉成されているスイツチSW1
SW3,SW5を開成し、開成されているスイツチ
SW2,SW4を閉成する信号を発生する。このた
め、発電プラントは、第1の運転方式と異なる第
2の運転方式に移行する。
偏差下限値と偏差上限とは、発電プラントの規
模やタービンにより異なる。即ち、偏差下限値
は、前記した第1の運転方式によつても発電プラ
ントが停止しない上限の偏差であつて、一般にタ
ービン速度基準値SRに対して0.5〜1.0%であ
る。また、偏差上限値はタービンの保安上危険を
生じない上限値であり、一般にタービン基準値S
Rに対して5〜6%である。
上記の如く各スイツチが切り換えられると、電
力系統の異常発生直後の必要な地域負荷量は、出
力電力検出値MWDとして検出され、スイツチ
SW2を介して圧力補正回路CPに入力される。圧
力補正回路CPは、入力された出力電力検出値
MWDに基づき、主蒸気圧力の偏差による補正を
行つた後、給水制御システムFW、空気制御シス
テムAIR、燃料制御システムFUELを制御する指
令値BIDを出力し、必要負荷量に相当する電力を
発生するのに必要な蒸気圧と蒸気量とが得られる
ように、給水、燃料、空気量を急速に変化させる
操作を行う。また、主蒸気圧力の偏差は、スイツ
チSW4を介して速度負荷設定器GMBに入力さ
れ、タービン蒸気加減弁の開度に変換され、ター
ビン蒸気加減弁制御システムCVに入力される。
タービン蒸気加減弁制御システムテムは、入力さ
れた信号に基づき、主蒸気圧力が一定となるよう
にタービン蒸気加減弁を制御する。このとき、タ
ービン速度の速度検出値SDに基づく制御は、行
われない。
このような制御をすることにより、電力系統に
異常が生じて負荷が急激に減少した場合であつて
も、タービン蒸気加減弁の急閉操作がなくなり、
主蒸気圧力の過度の上昇を防ぐことができる。こ
の結果、電力系統の異常時に、タービンの保安上
問題がない場合であつても、従来あつた発電プラ
ント停止、という問題をなくすことができ、発電
プラントの連鎖的な停止を防止することができ
る。
なお、例えば70万KWの出力で運転しており、
負荷が完全に遮断され、タービン速度の偏差SR
−SDがタービンの保安上危険となる偏差上限値
を超えて変化した場合には、比較器COMPは、ス
イツチSW1,SW3,SW5を閉成し、スイツチ
SW2,SW4を開成して第1の運転方式による運転
を行う。従つて、タービン蒸気加減弁制御システ
ムには、(SR−SD)×1/δの値が直接与えられ、タ ービン蒸気加減弁を急激に絞り込み、タービン速
度を急速に低下させる。
〔発明の効果〕
以上に説明した如く、本発明によれば、電力系
統に異常を生じた場合において、タービン速度が
保安上問題を生じない範囲の変動であれば、主蒸
気圧を一定にする制御を行うことにより、火力発
電プラントの停止を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の火力発電プラントの制御系統
図、第2図は本発明に係る火力発電プラントの運
転方法を実施するための制御系統の一実施例を示
すプロツク図である。 FD……系統周波数検出値、fR……系統周波数
基準値、LR……負荷指令値、MSTD……主蒸気
圧力検出値、MSTR……主蒸気圧力設定値、
MWD……出力電力検出値、SD……速度検出値、
R……タービン速度基準値、COMP……比較
器、SW1〜SW5……スイツチ、BC……ボイラ制
御系、TC……タービン制御系。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 タービン速度の基準値に対する偏差が、予め
    定めた偏差下限値より小さい通常運転時には、予
    め設定した負荷が得られるように、ボイラの主蒸
    気圧を検出してボイラの主蒸気圧を所定の値に制
    御するとともに、タービン速度を検出してタービ
    ン速度を所定の値に制御する第1の運転方式によ
    る運転を行い; タービン速度の基準値に対する偏差が、前記偏
    差下限値以上、かつ予め定めた偏差上限値以下の
    時には、電力系統の負荷に相当した発電出力が得
    られるように、前記主蒸気圧力の検出値に基づ
    き、ボイラとタービン蒸気加減弁を制御して、主
    蒸気圧力を所定の値に保つ第2の運転方式による
    運転を行い; タービン速度の基準値に対する偏差が、前記偏
    差上限値を超えた時には、前記第1の運転方式に
    よる運転を行う; ことを特徴とする火力発電プラントの運転方法。
JP15644678A 1978-12-20 1978-12-20 System for operating thermoelectric power plant when its power supply system is disconnected Granted JPS5584806A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124331U (ja) * 1988-02-16 1989-08-24
JP2012500931A (ja) * 2008-08-25 2012-01-12 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 火力発電所を制御する方法及びデバイス

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JPS5799221A (en) * 1980-12-11 1982-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Emergency working device
JP6212281B2 (ja) * 2013-05-22 2017-10-11 株式会社日立製作所 タービン制御装置およびタービン制御方法

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