KR20190071820A - 가스 터빈 제어 장치, 가스 터빈 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출한다. 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출한다. 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해서, 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출한다.

Description

가스 터빈 제어 장치, 가스 터빈 제어 방법
본 발명은, 가스 터빈 제어 장치, 가스 터빈 제어 방법에 관한 것이다.
본원은, 2016년 12월 15일에, 일본에 출원된 특원 2016－243359호에 근거해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈 입구 온도를 감시해서, 가스 터빈을 제어하는 장치가 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 개시되어 있다. 가스 터빈 입구 온도가 제한치를 넘으면 가스 터빈을 구성하는 연소기나 터빈 등의 구성 기기를 손상할 우려가 있다. 따라서 가스 터빈 입구 온도가 제한치를 넘지 않게 제어할 필요가 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2007－71144호 공보 특허문헌 2: 일본 특허공개 평8－135406호 공보
발전 플랜트의 발전기는 상술한 가스 터빈에 의해 구동된다. 발전기는 전력 계통에 접속되어 있지만, 당해 전력 계통에 있어서의 부하의 증가에 의해 급격하게 전력 계통에 있어서의 주파수가 저하하는 경우가 있다. 이러한 급격한 주파수 저하에 있어서는, 가스 터빈 출력에 대응하는 연료 유량의 비율이 급격하게 증가해서, 가스 터빈 입구 온도가 급격하게 상승해 버릴 염려가 있다.
그래서 이 발명은, 상술한 과제를 해결할 수 있는 가스 터빈 제어 장치, 가스 터빈 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 가스 터빈 제어 장치는, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하는 제 1 CSO 산출부와, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는 제 2 CSO 산출부를 구비하고, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상술한 가스 터빈 제어 장치에 있어서, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상인 경우에 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치의 상승을 억제한 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출해도 좋다.
상술한 가스 터빈 제어 장치에 있어서, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 현재 산출한 상한치로 고정해도 좋다.
　상술한 가스 터빈 제어 장치에 있어서, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 소정의 상한치로 고정해도 좋다.
상술한 가스 터빈 제어 장치에 있어서, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 상기 편차에 따른 값으로 고정해도 좋다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 가스 터빈 제어 장치는, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하는 제 1 CSO 산출부와, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 상기 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼어, 편차를 산출하고, 당해 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상이 아닌 경우에는, 상기 제 1 연료 유량 지령치를 포함한 복수의 연료 유량 지령치중 현재 선택되고 있는 선택 후 연료 유량 지령치에 소정의 값을 더한 제 2 연료 유량 지령치를 산출하고, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에는 상기 선택 후 연료 유량 지령치를 억제하는 제 2 연료 지령치를 산출하는 제 2 CSO 산출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 가스 터빈 제어 방법은, 제 1 CSO 산출부가, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하고, 제 2 CSO 산출부가, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하며, 상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 가스 터빈 제어 방법은, 제 1 CSO 산출부가, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하고, 제 2 CSO 산출부가, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 상기 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼어, 편차를 산출하고, 당해 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상이 아닌 경우에는, 상기 제 1 연료 유량 지령치를 포함한 복수의 연료 유량 지령치중 현재 선택되고 있는 선택 후 연료 유량 지령치에 소정의 값을 더한 제 2 연료 유량 지령치를 산출하고, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에는 상기 선택 후 연료 유량 지령치를 억제하는 제 2 연료 지령치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가스 터빈이 구동하는 발전기에 연결되는 전력 계통에 있어서 급격한 주파수 저하가 발생했을 경우에, 가스 터빈 출력에 대응하는 연료 유량의 비율이 급격하게 증가하는 것을 억제할 수가 있다. 이것에 의해 터빈 입구 온도가 제한치를 넘어 버릴 가능성을 저감할 수가 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 가스 터빈 플랜트의 계통도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 기능 블럭도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
도 4는 제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 기능 블럭도이다.
도 5는 제 2 실시 형태에 의한 가스 터빈 제어 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
＜제 1 실시 형태＞
이하, 제 1 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치를 포함한 가스 터빈 플랜트를, 도면을 참조해 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 가스 터빈 플랜트의 계통도이다.
본 실시 형태의 가스 터빈 플랜트는, 도 1에 나타내듯이, 가스 터빈(10), 가스 터빈(10)의 구동에 의해 발전하는 발전기(16), 가스 터빈(10)을 제어하는 가스 터빈 제어 장치(20), 가스 터빈(10)에 연료를 공급하는 공급 장치(40)를 구비하고 있다. 가스 터빈(10)과 발전기(16)는, 로터(15)에 의해 연결되어 있다.
가스 터빈(10)은, 공기를 압축해 압축 공기를 생성하는 압축기(11), 압축 공기와 연료 가스를 혼합해서 연소시켜 고온의 연소 가스를 생성하는 연소기(12), 연소 가스에 의해 구동하는 터빈(13) 등을 포함해 구성된다. 이하에 설명하는 터빈 입구 온도는, 연소기(12)로부터 분출되는 고온의 연소 가스가 터빈(13)에 들어가는 입구의 온도를 나타낸다.
압축기(11)에는, 인렛트 가이드 베인(IGV)(14)가 설치되어 있다. IGV(14)는 압축기(11)에 유입하는 공기의 양을 조절한다.
연소기(12)는, 연소기(12)에 연료 가스등의 연료를 공급하는 공급 장치(40)와 연료 공급 계통을 거쳐서 접속되어 있다. 연소기(12)에는 복수의 연료 공급 계통으로부터 연료가 공급된다. 공급 장치(40)와, 연소기(12)의 사이에는, 연료 공급 계통 마다 연료의 공급량을 조절하는 조절 밸브 (17)~(19)가 설치되어 있다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 기능 블럭도이다.
가스 터빈 제어 장치(20)는 컴퓨터이며, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 하드 디스크 드라이브(HDD) 등의 기억부, CPU(Central Processing Unit), 통신 인터페이스 등의 하드웨어에 의해 구성되어도 좋다.
가스 터빈 제어 장치(20)의 CPU는 유저 조작에 근거해, 기억하고 있는 제어 프로그램을 실행한다. 이것에 의해, 가스 터빈 제어 장치(20)에는, 터빈 입구 온도 추정부(21), 편차 산출부(22), LRCSO 산출부(23), LDCSO 산출부(24), 거버너(governor) 제어부(25), 지령치 선택부(26)의 기능이 구비된다. 가스 터빈 제어 장치(20)는, 제어 프로그램을 실행함으로써, 실제로는 도 2에 도시하는 기능부 이외의 기능도 가지지만, 설명의 편의상, 도 2에 도시하는 기능부만 설명하는 것으로 한다.
터빈 입구 온도 추정부(21)는 복수의 계측치 S1, S2, S3 등의 파라미터를 입력해, 그것들 파라미터를 이용해 터빈 입구 온도의 추정치를 산출한다.
편차 산출부(22)는 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 그 추정치가 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 편차를 산출한다. 제 1 제한치는, 터빈 입구 온도가 이 값 이상 증가했을 경우에 터빈(13)을 구성하는 구성 부품에 손상이 발생할 가능성이 있는 것을 나타내는 값이다. 제 2 제한치는 터빈 입구 온도가 제 1 제한치 이상이 되지 않게 마련된 값으로, 터빈 입구 온도의 추정치의 제한치이다.
LRCSO 산출부(23)(제 2 CSO 산출부)는 LDCSO 산출부(24)가 산출하는 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출한다. LRCSO 산출부(23)는, 터빈 입구 온도의 추정치로부터 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해, 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출한다.
구체적으로는 LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가, 터빈 입구 온도의 추정치가 제 1 제한치를 넘을 가능성이 있다고 판정되는 소정의 편차 이상인 경우에, LDCSO(제 1 연료 유량 지령치)의 상한치(LRCSO)의 상승을 억제하기 위한 LDSCO의 상한치(LRCSO)를 산출한다.
예를 들면, LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가 소정의 편차 이상인 경우에, LDCSO의 상한치(LRCSO)를 현재 산출한 상한치로 고정한다. LRCSO 산출부(23)가 산출하는 상한치(LRCSO)는 입력되는 가스 터빈(10)에 관한 각 파라미터에 의해 높아지고 낮아지는 값이며, 그 값을 고정한다.
또는 LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가 소정의 편차 이상인 경우에, 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 소정의 상한치로 고정하도록 해도 된다. 소정의 상한치는, 실제의 터빈 입구 온도가 제 1 제한치를 넘지 않게 하기 위한 연료 유량 지령치의 값이다.
또는 LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가 소정의 편차 이상인 경우에, 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 상기 편차에 따른 값으로 고정하도록 해도 좋다. 편차에 따른 값도, 실제의 터빈 입구 온도가 제 1 제한치를 넘지 않게 하기 위한 연료 유량 지령치의 값이다.
LDCSO 산출부(24)(제 1 CSO 산출부)는 가스 터빈(10)의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량을 제어하기 위한 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 LDCSO(제 1 연료 유량 지령치)를 산출한다. LDCSO 산출부(24)는, LRCSO 산출부(23)가 산출한 LDCSO의 상한치인 LRCSO의 값을 넘지 않는 CSO를 산출한다.
거버너(governor) 제어부(25)(제 3 CSO 산출부)는, 발전기(16)이 접속되어 있는 전력 계통의 주파수 F를 입력한다. 거버너 제어부(25)는 주파수 F에 근거해 주파수 저하시에 출력을 상승시키는 연료 유량 지령치(CSO)를 산출한다. 거버너 제어부(21)에 의해 산출되는 연료 유량 지령치를 GVSCO라고 부르는 것으로 한다.
지령치 선택부(26)는, 거버너 제어부(25)로부터 취득한 GVCSO와, LDCSO 산출부(24)로부터 취득한 LDCSO를 비교해 작은 값을 CSO로서 출력한다. 당해 CSO는 조절 밸브(17)~(19) 등에 출력되어, 연료 유량이 제어된다.
도 3은 제 1 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
다음에 제 1 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 처리에 대해 설명한다.
거버너 제어부(25)는 전력 계통의 주파수 F의 정보를 취득한다. 거버너 제어부(25)는 주파수 F의 값을 GVCSO 산출식에 입력해서, GVCSO를 산출한다(스텝 S101). 거버너 제어부(25)는 산출한 GVCSO를 지령치 선택부(26)에 출력한다. GVCSO 산출식은, 주파수 F에 근거해 주파수 저하시에 출력을 상승시키는 연료 유량 지령치(CSO)를 산출하는 식이다.
터빈 입구 온도 추정부(21)는, 각종 파라미터를 취득한다. 터빈 입구 온도 추정부(21)는 각종 파라미터를 터빈 입구 온도의 추정치 산출식에 입력해 추정치를 산출한다(스텝 S102). 터빈 입구 온도 추정부(21)는 추정치를 편차 산출부(22)에 출력한다. 편차 산출부(22)는, 추정치로부터 제 2 제한치를 빼서 편차를 산출한다(스텝 S103). 편차 산출부(22)는 추정치로부터 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차를 LRCSO 산출부(23)에 출력한다.
LRCSO 산출부(23)는 취득한 편차가 0 이상인지를 판정한다(스텝 S104). LRCSO 산출부(23)는 편차가 0 이상인 경우에는 LRCSO의 값의 상승을 억제하는 제어를 실시한다(스텝 S105). 또한, LRCSO 산출부(23)는 편차가 0 미만인 경우에는, 통상의 LRCSO의 값의 산출을 실시한다(스텝 S106). 통상의 LRCSO의 값의 산출은, 지령치 선택부(26)가 선택해 출력하고 있는 CSO에 소정의 바이어스치 등을 가산한 값이다. 예를 들면 통상은, LRCSO=CSO＋x%의 산출식에 의해 LRCSO를 산출할 수 있다. LRCSO 산출부(23)는 편차가 0 이상인 경우에는, LDCSO의 상한치를 현재 산출한 LRCSO로 고정한다.
또는 LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가 0 이상인 경우에, LRCSO를 소정의 값으로 고정하도록 해도 된다. 또는 LRCSO 산출부(23)는, 편차 산출부(22)가 산출한 편차가 0 이상인 경우에, LRCSO를 편차에 따른 값으로 고정하도록 해도 된다.
LDCSO 산출부(24)는 파라미터를 입력해서 LDCSO를 산출한다(스텝 S107). 입력하는 파라미터란, 로드 리밋트 설정치나 발전기 출력 등이다. LDCSO 산출부(24)는, 로드 리밋트 설정치(발전기 출력의 부하에 대해 설정한 상한치, 또는 목표치)와 발전기 출력을 비교해서, 그 값을 일치시키는 LDCSO를 산출하는 피드백 연산을 실시한다. 또 LDCSO 산출부(24)는 LRCSO를 취득한다. LDCSO 산출부(24)는, 산출한 LDCSO가 LRCSO 이상이 되고 있는지를 판정한다(스텝 S108). LDCSO 산출부(24)는 산출한 LDCSO가 LRCSO 이상인 경우에는, LRCSO를 LDCSO로 해서 지령치 선택부(26)에 출력한다(스텝 S109). LDCSO 산출부(24)는 산출한 LDCSO가 LRCSO 미만인 경우에는, 그 산출한 LDCSO를 지령치 선택부(26)에 출력한다(스텝 S110).
지령치 선택부(26)는, 거버너 제어부(25)로부터 취득한 GVCSO와, LDCSO 산출부(24)로부터 취득한 LDCSO를 비교한다. 지령치 선택부(26)는, GVCSO와 LDCSO 중, 작은 값을 CSO로서 출력한다(스텝 S111). 당해 CSO는 조절 밸브(17)~(19) 등에 출력되어, 연료 유량이 제어된다.
상술한 제 1 실시 형태의 처리에 의하면, 가스 터빈 제어 장치(20)는, LRCSO의 값을 추정 연산에 의해 얻어진 터빈 입구 온도의 추정치를 이용해 억제할지 어떨지의 판정을 실시할 수가 있다. 따라서, 발전기(16)에 연결되는 전력 계통에 있어서 급격한 주파수 저하가 발생하고, 이것에 의해 가스 터빈 출력에 대응하는 연료 유량의 비율이 급격하게 증가하는 경우에서도, 그 LDCSO의 상한치인 LRCSO의 상승을 억제한다. 이것에 의해 지령치 선택부(26)가 선택해 출력하는 CSO의 값도 억제할 수가 있게 된다.
＜제 2 실시 형태＞
다음에, 제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치를 설명한다.
제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치(30)를 포함한 가스 터빈 플랜트는, 도 1과 같다.
도 4는 제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 기능 블럭도이다.
가스 터빈 제어 장치(30)도 컴퓨터이며, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 하드 디스크 드라이브(HDD) 등의 기억부, CPU(Central Processing Unit), 통신 인터페이스 등의 하드웨어에 의해 구성되어도 좋다.
가스 터빈 제어 장치(30)의 CPU는 유저 조작에 근거해, 기억하고 있는 제어 프로그램을 실행한다. 이것에 의해, 가스 터빈 제어 장치(30)에는, 터빈 입구 온도 추정부(31), 편차 산출부(32), T1TCSO 산출부(33), LRCSO 산출부(34), LDCSO 산출부(35), 거버너 제어부(36), 지령치 선택부(37)의 기능이 구비된다. 가스 터빈 제어 장치(30)는, 제어 프로그램을 실행함으로써, 실제로는 도 4에 도시하는 기능부 이외의 기능도 가지지만, 설명의 편의상, 도 4에 도시하는 기능부만 설명하는 것으로 한다.
터빈 입구 온도 추정부(31)은 복수의 계측치 S1, S2, S3등의 파라미터를 입력해, 그것들 파라미터를 이용해 터빈 입구 온도의 추정치를 산출한다. 터빈 입구 온도의 추정은 공지의 산출식을 이용해도 좋다.
편차 산출부(32)는 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 그 추정치가 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 편차를 산출한다. 제 1 제한치는, 터빈 입구 온도가 이 값 이상 증가했을 경우에 가스 터빈(10)을 구성하는 구성 부품에 손상이 발생할 가능성이 있는 것을 나타내는 값이다. 제 2 제한치는 터빈 입구 온도가 제 1 제한치 이상이 되지 않게 마련된 값으로며, 터빈 입구 온도의 추정치의 제한치이다.
T1TCSO 산출부(33)(제 2 실시 형태에 있어서의 제 2 CSO 산출부)는, 편차가 소정의 편차 이상이 아닌 경우에는, 지령치 선택부(37)가 선택해서 출력하는 선택 후의 연료 유량 지령치에 소정의 값을 더한 T1TCSO(제 2 연료 유량 지령치)를 산출한다. T1TCSO 산출부(33)는, 편차가 소정의 편차 이상인 경우에는 선택 후의 연료 유량 지령치 CSO를 억제하는 T1TCSO(제 2 연료 지령치)를 산출한다.
LRCSO 산출부(34)는 LDCSO 산출부(35)가 산출하는 LDCSO(제 1 연료 유량 지령치)의 상한치를 산출한다.
LDCSO 산출부(35)(제 2 실시 형태에 있어서의 제 1 CSO 산출부)는 가스 터빈(10)의 출력이 목표 출력에 일치하는 연료 투입량을 제어하기 위한 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 LDCSO(제 1 연료 유량 지령치)를 산출한다. LDCSO 산출부(35)는, LRCSO 산출부(34)가 산출한 LDCSO의 상한치인 LRCSO의 값을 넘지 않는 CSO를 산출한다.
거버너 제어부(36)(제 3 CSO 산출부)는, 발전기(16)가 접속되어 있는 전력 계통의 주파수 F를 입력한다. 거버너 제어부(36)는 주파수 F에 근거해 주파수 저하 시에 출력을 상승시키는 연료 유량 지령치(CSO)를 산출한다. 거버너 제어부(36)에 의해 산출되는 연료 유량 지령치를 GVSCO 라고 부르는 것으로 한다.
　지령치 선택부(37)은, 거버너 제어부(36)으로부터 취득한 GVCSO와, LDCSO 산출부(35)로부터 취득한 LDCSO와, T1TCSO 산출부(33)으로부터 취득한 T1TCSO를 비교해 작은 값을 CSO로서 출력한다. 당해 CSO는 조절 밸브( 17)~(19) 등에 출력되어, 연료 유량이 제어된다.
도 5는 제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
다음에 제 2 실시 형태에 따른 가스 터빈 제어 장치(30)의 처리에 대해 설명한다.
거버너 제어부(36)는 전력 계통의 주파수 F의 정보를 취득한다. 거버너 제어부(36)는 주파수 F의 값을 GVCSO 산출식에 입력해서, GVCSO를 산출한다(스텝 S201). 거버너 제어부(36)는 산출한 GVCSO를 지령치 선택부(37)에 출력한다. GVCSO 산출식은, 주파수 F에 근거해 주파수 저하시에 출력을 상승시키는 연료 유량 지령치(CSO)를 산출하는 식이다.
터빈 입구 온도 추정부(31)는, 각종 파라미터를 취득한다. 터빈 입구 온도 추정부(31)은 각종 파라미터를 터빈 입구 온도 T1T의 추정치 산출식에 입력해 추정치를 산출한다(스텝 S202). 터빈 입구 온도 추정부(31)는 추정치를 편차 산출부(32)에 출력한다. 편차 산출부(32)는, 추정치로부터 제 2 제한치를 빼서 편차를 산출한다(스텝 S203). 즉, 편차 산출부(32)가 산출하는 당해 편차는, 터빈 입구 온도 T1T의 추정치로부터, 그 추정치가 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 뺀 값이다. 편차 산출부(32)는 산출한 편차를 T1TCSO 산출부(33)에 출력한다. 스텝 S202의 산출은 공지의 산출식을 이용해 추정치를 산출해도 좋다.
T1TCSO 산출부(33)는 취득한 편차가 0 이상인지를 판정한다(스텝 S204). T1TCSO 산출부(33)는 취득한 편차가 0 미만인 통상시에는, T1TCSO 산출식에 각종 파라미터나, 지령치 선택부(37)가 선택해 출력하고 있는 CSO를 취득해서, 당해 CSO보다 큰 값의 T1TCSO를 산출한다(스텝 S205). 또 T1TCSO 산출부(33)은, 취득한 편차가 0 이상인 경우에는, 지령치 선택부(37)이 선택해 출력하고 있는 CSO를 억제하는 T1TCSO를 산출한다(스텝 S206). T1TCSO 산출부(33)는, 산출한 T1TCSO를 지령치 선택부(37)에 출력한다. T1TCSO 산출부(33)는 스텝 S206의 처리에 있어서, 예를 들면, 편차가 0을 넘은 순간부터, CSO에 대해서 레이트 리미터(CSO의 변화율, 특히 상승률에 대한 제한)를 건 값을 T1TCSO로서 산출해 출력한다. 보다 구체적으로는, T1TCSO 산출부(33)는, 일례로서 CSO의 상승 변화율이 0이 되도록, 마지막에 입력한 CSO의 값을 고정치로 해서 그 값을 출력함으로써, T1TCSO의 값이 그 이상 증가하지 않게 설정한다.
LRCSO 산출부(34)는, 지령치 선택부(37)가 선택해서 출력하고 있는 CSO에 소정의 바이어스치 등을 가산한 값을 나타내는 LDCSO의 상한치(LRCSO)를 산출한다(스텝 S207). LRCSO 산출부(34)는 산출한 LDCSO의 상한치(LRCSO)를 LDCSO 산출부(35)에 출력한다.
LDCSO 산출부(35)는 각 파라미터를 입력해 LDCSO를 산출한다(스텝 S208). LDCSO의 산출의 구체예는 제 1 실시 형태와 같다. 또 LDCSO 산출부(35)는 LRCSO를 취득한다. LDCSO 산출부(35)는, 산출한 LDCSO가 LRCSO 이상이 되어 있는지를 판정한다. LDCSO 산출부(35)는 산출한 LDCSO가 LRCSO 미만인 경우에는, 그 산출한 LDCSO를 지령치 선택부(37)에 출력한다. LDCSO 산출부(35)는 산출한 LDCSO가 LRCSO 이상인 경우에는, LRCSO를 LDCSO로 해서 지령치 선택부(37)에 출력한다.
지령치 선택부(37)는, 거버너 제어부(36)으로부터 취득한 GVCSO와, LDCSO 산출부(35)로부터 취득한 LDCSO와, T1TCSO 산출부(33)으로부터 취득한 T1TCSO를 비교한다. 지령치 선택부(37)는, GVCSO와 LDCSO와 T1TCSO 중, 작은 값을 CSO로서 출력한다(스텝 S209). 당해 CSO는 조절 밸브(17)~(19) 등에 출력되어 연료 유량이 제어된다.
상술한 제 2 실시 형태의 처리에 의하면, 가스 터빈 제어 장치(30)는, 터빈 입구 온도 추정치 T1T의 제 2 제한치와의 편차가 소정의 값을 넘었을 경우에, 지령치 선택부(37)가 선택하는 CSO의 상승을 억제하기 위한 T1TCSO의 값을 산출해서 지령치 선택부(37)에 출력하고 있다. 따라서, 발전기(16)가 연결되는 전력 계통에 있어서 급격한 주파수 저하가 발생해, 이것에 의해 가스 터빈 출력에 대응하는 연료 유량의 비율이 급격하게 증가하는 경우에서도, 산출한 T1TCSO에 의해 지령치 선택부(37)가 선택하는 CSO의 상승을 억제할 수가 있게 된다.
상술한 가스 터빈 제어 장치는 내부에, 컴퓨터 시스템을 가져도 좋다. 그리고 가스 터빈 제어 장치에게 상술한 각 처리를 실시하게 하기 위한 프로그램은, 당해 가스 터빈 제어 장치의 컴퓨터 독취 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 가스 터빈 제어 장치의 컴퓨터가 독출해서 실행하는 것에 의해, 상기 처리를 한다. 여기서 컴퓨터 독취 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광학 자기 디스크, CD－ROM, DVD－ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또, 이 컴퓨터 프로그램을 통신회선에 의해 컴퓨터에 배신하고, 이 전달을 받은 컴퓨터가 당해 프로그램을 실행하도록 해도 좋다.
또, 상기 프로그램은, 상술한 각 처리부의 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다. 게다가 상술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현될 수 있는 것, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 좋다.
[산업상 이용가능성]
본 발명은, 가스 터빈 제어 장치, 가스 터빈 제어 방법에 관한 것이다.
20, 30: 가스 터빈 제어 장치
21, 31: 터빈 입구 온도 추정부
22, 32: 편차 산출부
23, 34: LRCSO 산출부
24, 35: LDCSO 산출부
25, 36: 거버너 제어부
26, 37: 지령치 선택부
33: T1TCSO 산출부
40: 공급 장치

Claims (8)

  1. 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하는 제 1 CSO 산출부와,
    상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는 제 2 CSO 산출부를 구비하고,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해서, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는
    　가스 터빈 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상인 경우에 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치의 상승을 억제한 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는
    가스 터빈 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 현재 산출한 상한치로 고정하는
    가스 터빈 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 소정의 상한치로 고정하는
    가스 터빈 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 상기 편차에 따른 값으로 고정하는
    가스 터빈 제어 장치.
  6. 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하는 제 1 CSO 산출부와,
    상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 상기 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼어, 편차를 산출하고, 당해 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상이 아닌 경우에는, 상기 제 1 연료 유량 지령치를 포함한 복수의 연료 유량 지령치중 현재 선택되고 있는 선택 후 연료 유량 지령치에 소정의 값을 더한 제 2 연료 유량 지령치를 산출하고, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에는 상기 선택 후 연료 유량 지령치를 억제하는 제 2 연료 지령치를 산출하는 제 2 CSO 산출부
    를 구비하는 가스 터빈 제어 장치.
  7. 제 1 CSO 산출부가, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하고,
    제 2 CSO 산출부가, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하며,
    상기 제 2 CSO 산출부는, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼서 얻어진 편차에 근거해서, 상기 제 1 연료 유량 지령치의 상한치를 산출하는
    가스 터빈 제어 방법.
  8. 제 1 CSO 산출부가, 가스 터빈의 출력이 목표 출력에 일치하도록 연료 투입량의 지령치 CSO(Control Signal Output)를 나타내는 제 1 연료 유량 지령치를 산출하고,
    제 2 CSO 산출부가, 상기 가스 터빈의 터빈 입구 온도의 추정치로부터, 당해 추정치가 상기 터빈 입구 온도의 제 1 제한치를 넘지 않게 설정된 상기 추정치에 관한 제 2 제한치를 빼어, 편차를 산출하고, 당해 편차가, 상기 터빈 입구 온도의 상기 추정치가 상기 제 1 제한치를 넘는다고 판정되는 소정의 편차 이상이 아닌 경우에는, 상기 제 1 연료 유량 지령치를 포함한 복수의 연료 유량 지령치중 현재 선택되고 있는 선택 후 연료 유량 지령치에 소정의 값을 더한 제 2 연료 유량 지령치를 산출하고, 상기 편차가 상기 소정의 편차 이상인 경우에는 상기 선택 후 연료 유량 지령치를 억제하는 제 2 연료 지령치를 산출하는
    것을 포함하는 가스 터빈 제어 방법.
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