KR20200098705A

KR20200098705A - 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치, 및 디스크 캐비티 온도 제어 장치

Info

Publication number: KR20200098705A
Application number: KR1020207022534A
Authority: KR
Inventors: 고키 다테이시; 신이치 요시오카; 히로나오 나가이; 류지 다케나카; 고시로 후쿠모토
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: US11536197B2; WO2019198793A1; KR102395354B1; DE112019000966T5; JP2019183783A; CN111684145B; US20210040889A1; CN111684145A; JP7129810B2

Abstract

밸브 개방도 결정 장치는, 디스크 캐비티의 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정 장치로서, 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득부와, 대상 운전 상태에 기초해서, 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출부를 구비하고, 밸브 개방도 산출부는, 과거에 취득된 운전 상태, 디스크 캐비티 온도, 및 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델에 기초해서, 대상 운전 상태에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값이 목표 온도 이하가 되는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도의 입력값을 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도로 한다.

Description

냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치, 및 디스크 캐비티 온도 제어 장치

본 개시는, 가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 조정하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 제어에 관한 것이다.

일반적으로, 가스 터빈은, 압축기와 연소기와 터빈에 의해 구성되어 있다. 압축기는, 공기 도입구로부터 취입된 공기(흡기)를 압축하여, 고온·고압의 압축 공기를 생성한다. 연소기는, 이 압축 공기에 대해서 연료를 공급해서 연소시킴으로써 고온·고압의 연소 가스를 생성한다. 터빈은, 이 연소 가스에 의해서 구동하고, 동축 상에 연결된 발전기를 구동한다. 구체적으로는, 터빈 차실 내에 있어서 터빈 로터를 구성하는 복수의 동익(動翼), 및 터빈 차실에 마련된 복수의 정익(靜翼)이 연소 가스의 유동 방향을 따라 교대로 배열되어서 단을 이루고 있고, 연소기에서 생성된 연소 가스가 복수의 정익 및 동익의 각 단을 통과하면서 흐르는 것에 의해서, 터빈 로터가 회전 구동된다. 그리고, 터빈 로터의 회전에 수반해서, 터빈 로터에 연결된 발전기가 구동되는 것에 의해, 발전이 행해진다.

그런데, 가스 터빈에 있어서는, 압축기에서 생성된 압축 공기는, 그 일부가 추기(抽氣)되어서, 터빈의 정익이나, 동익, 터빈 디스크를 냉각하는 냉각 공기로서 이용된다. 이 냉각 공기는, 상기의 유동 방향으로 인접하는 터빈 디스크간의 각각에 마련된, 연소 가스의 주류가 흐르는 가스 유로로부터의 연소 가스의 유입을 막기 위한 시일 부재의 끝에 있는 디스크 캐비티(공간)를 향해서도 도입된다. 그리고, 디스크 캐비티에 도입하는 냉각 공기를 밸브(냉각 공기 조정 밸브)의 개방도로 조정하는 것에 의해서, 디스크 캐비티의 온도를 제한 온도 이하로 유지한다.

구체적으로는, 디스크 캐비티의 온도의 계측값에 기초해서 밸브를 제어하는 것에 의해 냉각 공기의 공급량을 조정하거나(특허문헌 1∼2 참조), 압축부에 흡입되는 공기의 온도나 발전기의 출력에 기초해서 밸브를 제어하는 것에 의해서 냉각 공기의 온도를 조정하거나 하는 것에 의해(특허문헌 3 참조), 디스크 캐비티의 온도가 제한 온도 이하로 유지된다. 한편, 터빈 디스크는, 터빈 로터의 일부 등에 고정된 동익을 끼워 넣기 위한 원판 형상의 부재이다. 또, 상기의 제한 온도는, 각 부위의 손상 등이 생기는 경우가 없는 온도로 된다.

일본 특허공개 2015-145644호 공보 일본 특허공개 평5-171958호 공보 일본 특허공개 2013-57278호 공보

전술한 디스크 캐비티의 냉각은, 연소 가스의 온도보다도 냉각 공기가 저온인 것에 의한 냉각 효과에 더하여, 주로, 연소기에서 생긴 연소 가스(고온 가스)가 디스크 캐비티에 유입되는 것을 냉각 공기의 압력에 의해 막는 것에 의해 행해진다. 즉, 냉각 공기는 시일 공기로서 이용되고 있고, 고온 가스의 유입을 막으면서 가스 유로에 배출된 후, 고온 가스의 주류에 섞여지게 된다. 따라서, 디스크 캐비티를 향해 도입하는 냉각 공기를 가능한 한 적게 하는 것에 의해, 터빈에 일을 시키기 위한 고온 가스에 시일의 결과 섞여지는 냉각 공기를 적게 할 수 있으므로, 고온 가스의 온도의 냉각 공기에 의한 저하를 억제할 수 있어, 가스 터빈의 성능의 개선이 기대된다.

그러나, 냉각 공기의 압력은, 압축기로부터 추기한 공기를 이용하기 때문에, 가스 터빈의 운전 상태에 따라서 비선형적으로 변화한다. 이 때문에, 터빈에 있어서, 시일 부재를 사이에 두고 서로 반대측에 위치하는 가스 유로측의 고온 가스와 냉각 통로측의 냉각 공기의 압력 밸런스가 무너져, 고온 가스의 압력이 냉각 공기의 압력보다도 높아지면, 고온 가스가 디스크 캐비티를 향해 역류한다. 그리고, 디스크 캐비티까지 고온 가스가 유입되는 경우에는, 디스크 캐비티의 온도의 급상승을 초래하는 결과가 된다. 또, 이와 같은 압력 밸런스는, 냉각 공기에 의해 시일되는 시일 부재의 극간의 변화 등 경년 변화에 의한 영향도 받는다. 따라서, 고온 가스의 역류에 의한 디스크 캐비티의 온도의 급상승 등의 회피를 보다 확실한 것으로 하기 위해서는 디스크 캐비티에 대해서 냉각 공기를 과잉으로 도입하는 것이 생각되지만, 그 냉각 공기의 과잉된 분만큼 고온 가스가 저온화되므로, 가스 터빈의 성능을 낮추게 된다.

전술의 사정을 감안하여, 본 발명의 적어도 일 실시형태는, 디스크 캐비티를 적절히 냉각하면서, 가스 터빈의 성능의 향상을 도모하는 것이 가능한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치는,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치로서,

상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득부와,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출부를 구비하고,

상기 밸브 개방도 산출부는, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실(實) 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 한다.

상기 (1)의 구성에 의하면, 가스 터빈의 임의의 운전 상태에 있어서의 디스크 캐비티 온도 및 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 축적하고, 이 축적한 과거 데이터에 기초해서, 임의의 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값을 산출하는 예측 모델을 미리 작성한다. 그리고, 냉각 공기 조정 밸브의 새로운 밸브 개방도(이하, 결정 개방도)를 결정할 때의 운전 상태(대상 운전 상태)에 기초해서, 예측 모델로부터 얻어진 디스크 캐비티 온도의 예측값이 목표 온도가 되는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정한다.

이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드(feedforward)적으로, 그 운전 상태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 결정할 수 있다. 따라서, 냉각 공기를 적절히 디스크 캐비티에 도입할 수 있고, 디스크 캐비티를 적절히 냉각하면서, 가스 터빈의 성능의 향상을 도모할 수 있다.

(2) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (1)의 구성에 있어서,

상기 밸브 개방도 산출부는,

상기 예측 모델에 기초해서 작성된, 상기 운전 상태마다 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 상기 목표 온도 이하로 하는 것이 가능한 상기 밸브 개방도를 정의한 개방도 맵을 유지하는 개방도 맵 유지부와,

상기 대상 운전 상태 및 상기 개방도 맵에 기초해서 상기 밸브 개방도를 얻는 산출부를 갖는다.

상기 (2)의 구성에 의하면, 예측 모델을 이용해서, 상정되는 복수의 운전 상태 및 목표 온도에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 각각 미리 산출하는 것에 의해, 대상 운전 상태로부터 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 구하는 개방도 맵을 미리 작성해 둔다. 그리고, 이 개방도 맵을 이용해서, 대상 운전 상태 및 목표 온도에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 결정한다. 이에 의해, 대상 운전 상태 및 목표 온도에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 개방도 맵으로부터 직접 구할 수 있어, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 대상 운전 상태가 얻어진 때로부터 보다 단시간에 결정할 수 있다. 즉, 대상 운전 상태를 취득했을 때에, 예측 모델을 이용하는 것에 의해 대상 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도로부터 구해지는 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 이하인지를, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 변수로서 예를 들면 일 방향 등으로 탐색하는 것을 하지 않더라도, 최적인 개방도 맵으로부터 직접적으로 구할 수 있다.

(3) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (2)의 구성에 있어서,

상기 개방도 맵 유지부는,

기준시에 작성된 상기 개방도 맵인 제 1 개방도 맵을 유지하는 제 1 개방도 맵 유지부와,

상기 기준시보다도 후에 작성된 상기 개방도 맵인 제 2 개방도 맵과 상기 제 1 개방도 맵의 차분인 개방도 보정 맵을 유지하는 개방도 보정 맵 유지부를 갖고,

상기 밸브 개방도 산출부의 상기 산출부는, 상기 제 1 개방도 맵 및 상기 개방도 보정 맵에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 산출한다.

상기 (3)의 구성에 의하면, 제 2 개방도 맵과 동등해지는 제 1 개방도 맵 및 개방도 보정 맵을 이용해서 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 결정한다. 이에 의해, 개방도 보정 맵으로 정의된 값(보정량)이 상정보다도 큰 경우에는, 예를 들면 예측 모델의 재학습을 행하도록 하면, 예측 모델의 예측 정밀도의 유지를 도모할 수 있음과 더불어, 제 1 개방도 맵(기준시)으로의 초기화도 용이해져, 예측에 기초해서 행하는 가스 터빈의 제어의 신뢰성의 유지를 도모할 수 있다. 또, 제 1 개방도 맵의 일부에 제 2 개방도 맵의 차분이 생긴 경우에, 그 차분이 생긴 부분만의 개방도 보정 맵을 적절히 작성해서 제어에 이용할 수도 있고, 이와 같이 하면, 결정 개방도의 산출 정밀도의 향상을 적절히 도모할 수 있다.

(4) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (1)∼(3)의 구성에 있어서,

상기 예측 모델은, 상기 복수의 과거 데이터를 학습하는 것에 의해서 작성된다.

상기 (4)의 구성에 의하면, 교사(敎師) 데이터가 되는 복수의 과거 데이터를 기계 학습, 심층 학습 등을 하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(5) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (1)∼(4)의 구성에 있어서,

상기 예측 모델은, 확률 분포에 기초해서 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하는 확률 분포 모델이며, 상기 확률 분포에 기초하는 상기 예측값이 상기 디스크 캐비티 온도의 상기 목표 온도 이상이 되는 확률이, 소정의 확률을 초과하지 않는다.

상기 (5)의 구성에 의하면, 디스크 캐비티 온도의 예측값을 적절히 구할 수 있다.

(6) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (1)∼(5)의 구성에 있어서,

상기 복수의 과거 데이터를 생성하는 과거 데이터 생성부와,

상기 과거 데이터 생성부에 의해서 생성된 상기 복수의 과거 데이터를 기억하는 과거 데이터 기억부를 더 구비하고,

상기 과거 데이터 기억부는,

상기 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터로서, 상기 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하고 있는 상기 디스크 캐비티 온도의 데이터를 갖는 중점 관리 데이터를 기억하는 중점 관리 이력 기억부와,

상기 중점 관리 데이터를 제외한 상기 운전 이력 데이터인 통상 관리 데이터를 기억하는 통상 관리 이력 기억부를 갖는다.

상기 (6)의 구성에 의하면, 중점 관리 데이터 및 통상 관리 데이터를 따로따로 나누어서 기억하는 것에 의해, 각각 상이한 방침으로 관리하는 등, 데이터의 종류에 따른 유연한 관리를 행할 수 있다. 따라서, 예측 모델의 정밀도의 향상을 효과적으로 행하는 것이 과거 데이터의 생성 등도 행하는 것을 가능하게 할 수 있다.

(7) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (6)의 구성에 있어서,

상기 과거 데이터 생성부는,

상기 운전 이력 데이터를 취득하는 운전 이력 데이터 취득부와,

상기 중점 관리 데이터를 상기 중점 관리 이력 기억부에 기억하는 중점 관리 이력 처리부와,

상기 통상 관리 데이터를 상기 통상 관리 이력 기억부에 기억하는 통상 관리 이력 처리부와,

적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽에 포함되는 상기 디스크 캐비티 온도 또는 상기 운전 상태에 포함되는 데이터 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 중점 관리 데이터를 저장해야 할 상기 중점 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역 또는 상기 통상 관리 데이터를 저장해야 할 상기 통상 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역을 특정하는 관리 영역 특정부와,

상기 관리 영역마다의 적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽의 수가 최신의 것으로부터 소정수 이하가 되도록 관리하는 데이터수 관리부를 갖는다.

상기 (7)의 구성에 의하면, 예를 들면, 중점 관리 데이터는 무조건 기억하는 한편으로, 통상 관리 데이터는 그 내용에 따른 관리 영역에 저장됨과 더불어, 각 관리 영역에는, 최신의 것으로부터 소정수 이하의 운전 이력 데이터가 저장된다. 따라서, 중점 관리 데이터를 중요시하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 상황의 확실한 방지를 도모하면서, 최신의 운전 이력 데이터에 기초해서 예측 모델을 작성하는 것에 의해, 가스 터빈의 경년 변화가 고려된 예측 모델을 작성할 수 있다. 또, 관리 영역마다 운전 이력 데이터의 수를 제한하는 것에 의해, 지나치게 오래된 데이터에 의한 영향을 방지하여, 예측 모델의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 한편, 중점 관리 데이터에 대해서도, 통상 관리 데이터에 대한 상기와 마찬가지의 관리를 행해도 된다.

(8) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (7)의 구성에 있어서,

상기 중점 관리 이력 처리부 또는 상기 통상 관리 이력 처리부 중 적어도 한쪽은, 상기 관리 영역 특정부에 의해서 상기 관리 영역이 특정된 상기 중점 관리 데이터 또는 상기 통상 관리 데이터인 상기 운전 이력 데이터가 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 경우에 상기 과거 데이터 기억부에 기억하도록 구성되어 있고,

상기 데이터 추가 조건은, 제 1 상기 운전 이력 데이터가 저장된 상기 관리 영역과, 상기 운전 이력 데이터 취득부에 의해서 취득된 제 2 운전 이력 데이터로서, 상기 제 1 운전 이력 데이터가 취득되고 나서 n번째(n은 정수) 또는 소정 시간의 경과까지 취득된 제 2 운전 이력 데이터의 상기 관리 영역이 상이한 경우를 포함한다.

상기 (8)의 구성에 의하면, 중점 관리 데이터 또는 통상 관리 데이터 중 적어도 한쪽에 대해서는, 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 통상 관리 데이터를 기억하는 것에 의해, 예를 들면 동일한 관리 영역에는 연속해서 데이터를 저장하지 않는 등의 취사선택이 이루어진다. 이에 의해, 동일한 관리 영역의 저장되는 운전 이력 데이터의 다양화를 도모할 수 있고, 예측 모델의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(9) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (7)∼(8)의 구성에 있어서,

상기 디스크 캐비티 온도의 계측값과 상기 목표 온도의 편차에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 조정하기 위한 조정 개방도를 결정하는 피드백 제어를 행하는 피드백 제어부를, 더 구비하고,

상기 과거 데이터 생성부는,

상기 목표 온도가 정정(setting; 整定)되고, 또한, 상기 피드백 제어가 정정되어 있을 때에 취득된 상기 운전 이력 데이터만을 통과시키는 정정 필터를, 더 갖고,

상기 운전 이력 데이터 취득부는, 상기 정정 필터를 통과한 상기 운전 이력 데이터를 취득한다.

상기 (9)의 구성에 의하면, 예측 모델의 작성에 이용하는 데이터로서 유효한 운전 이력 데이터를 취득할 수 있어, 예측 모델에 의한 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(10) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (1)∼(9)의 구성에 있어서,

상기 운전 상태는, 입구 안내익(案內翼)의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 (10)의 구성에 의하면, 입구 안내익의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 적절히 결정할 수 있다.

(11) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치는,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치로서,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출부를 구비하고,

상기 목표 온도 산출부는,

과거에 취득된 상기 운전 상태 및 상기 디스크 캐비티 온도에 대한 상기 가스 터빈의 제어 가능 여부의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 분류 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 상기 가스 터빈의 제어 불능 확률을 구하기 위한 분류 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값을 상기 목표 온도로 한다.

상기 (11)의 구성에 의하면, 가스 터빈의 임의의 운전 상태에 있어서의 디스크 캐비티 온도를 축적하고, 이 축적한 데이터에 기초해서, 임의의 운전 상태 및 임의의 디스크 캐비티 온도에 있어서 가스 터빈이 제어 불능이 되는 확률(제어 불능 확률)을 산출하는 분류 모델을 미리 작성한다. 그리고, 목표 온도를 결정할 때의 운전 상태(대상 운전 상태) 및 임의의 디스크 캐비티 온도를 입력으로서, 분류 모델로부터 얻어진 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 디스크 캐비티 온도를 목표 온도로서 결정한다. 여기에서 제어 불능이란, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도로 제어했을 때에, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 경우, 또는, 디스크 캐비티 온도가 목표 온도가 되도록 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어했을 때에 목표 온도로 정정하지 않은 상태(제어 헌팅)가 되는 경우 등으로, 그 확률에 기초해서 제어 가능 여부를 판정하고, 상기의 목표 온도를 결정한다. 이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드적으로, 그 운전 상태에 따른 목표 온도를 결정할 수 있다. 따라서, 예를 들면 운전 상태에 따라서 조정된 목표 온도에 디스크 캐비티 온도가 되도록 피드백적으로 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하도록 하면, 가스 터빈의 제어가 불능이 되는 상황의 발생의 보다 확실한 방지를 도모할 수 있다.

(12) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (11)의 구성에 있어서,

상기 목표 온도 산출부는,

상기 분류 모델에 기초해서 작성된, 상기 운전 상태마다 상기 제어 불능 확률을 상기 소정의 확률 이하로 하는 것이 가능한 상기 목표 온도를 정의한 목표 온도 맵을 유지하는 목표 온도 맵 유지부와,

상기 대상 운전 상태 및 상기 목표 온도 맵에 기초해서 상기 목표 온도를 얻는 산출부를 갖는다.

상기 (12)의 구성에 의하면, 상기 (2)와 마찬가지로, 대상 운전 상태에 따른 목표 온도를 목표 온도 맵으로부터 직접 구할 수 있어, 목표 온도를 대상 운전 상태가 얻어진 때로부터 보다 단시간에 결정할 수 있다.

(13) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (12)의 구성에 있어서,

상기 목표 온도 맵 유지부는,

기준시에 작성된 상기 목표 온도 맵인 제 1 목표 온도 맵을 유지하는 제 1 목표 온도 맵 유지부와,

상기 기준시보다도 후에 작성된 상기 목표 온도 맵인 제 2 목표 온도 맵과 상기 제 1 목표 온도 맵의 차분인 목표 온도 보정 맵을 유지하는 목표 온도 보정 맵 유지부를 갖고,

상기 목표 온도 산출부의 상기 산출부는, 상기 제 1 목표 온도 맵 및 상기 목표 온도 보정 맵에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출한다.

상기 (13)의 구성에 의하면, 상기 (3)과 마찬가지로, 목표 온도 보정 맵으로 정의된 값(보정량)이 상정(想定)보다도 큰 경우에는, 예를 들면 분류 모델의 재학습을 행하도록 하면, 목표 온도 맵의 예측 정밀도의 유지를 도모할 수 있음과 더불어, 제 1 목표 온도 맵(기준시)으로의 초기화도 용이해져, 예측에 기초해서 행하는 가스 터빈의 제어의 신뢰성의 유지를 도모할 수 있다.

(14) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (11)∼(13)의 구성에 있어서,

상기 분류 모델은, 상기 복수의 과거 데이터를 학습하는 것에 의해서 작성된다.

상기 (14)의 구성에 의하면, 교사 데이터가 되는 복수의 과거 데이터를 기계 학습, 심층 학습 등을 하는 것에 의해, 가스 터빈이 제어 불능이 되는 제어 불능 확률이 소정값 이하가 되는 디스크 캐비티 온도의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(15) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (11)∼(14)의 구성에 있어서,

상기 과거 데이터 기억부는,

상기 (15)의 구성에 의하면, 상기 (6)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(16) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (15)의 구성에 있어서,

상기 과거 데이터 생성부는,

상기 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터를 취득하는 운전 이력 데이터 취득부와,

상기 (16)의 구성에 의하면, 상기 (7)과 마찬가지로, 예를 들면 중점 관리 데이터를 중요시하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 상황의 확실한 방지를 도모하면서, 최신의 운전 이력 데이터에 기초해서 분류 모델을 작성하는 것에 의해, 가스 터빈의 경년 변화가 고려되고 분류 모델을 작성할 수 있다. 또, 관리 영역마다 운전 이력 데이터의 수를 제한하는 것에 의해, 지나치게 오래된 데이터에 의한 영향을 방지하여, 분류 모델의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(17) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (16)의 구성에 있어서,

상기 데이터 추가 조건은, 제 1 상기 운전 이력이 저장된 상기 관리 영역과, 상기 운전 이력 데이터 취득부에 의해서 취득된 제 2 운전 이력 데이터로서, 상기 제 1 운전 이력 데이터가 취득되고 나서 n번째(n은 정수) 또는 소정 시간의 경과까지 취득된 제 2 운전 이력 데이터의 상기 관리 영역이 상이한 경우를 포함한다.

상기 (17)의 구성에 의하면, 중점 관리 데이터 또는 통상 관리 데이터 중 적어도 한쪽에 대해서는, 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 통상 관리 데이터를 기억하는 것에 의해, 예를 들면 동일한 관리 영역에는 연속해서 데이터를 저장하지 않는 등의 취사선택이 이루어진다. 이에 의해, 동일한 관리 영역의 저장되는 운전 이력 데이터의 다양화를 도모할 수 있고, 분류 모델의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

(18) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (11)∼(17)의 구성에 있어서,

상기 운전 상태는, 입구 안내익의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 (18)의 구성에 의하면, 입구 안내익의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나에 기초해서, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 적절히 결정할 수 있다.

(19) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치는,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치로서,

상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 목표 온도 결정부와,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정부와,

상기 밸브 개방도 결정부에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 지령 개방도 산출부를 구비한다.

상기 (19)의 구성에 의하면, 대상 운전 상태에 기초해서 목표 온도를 결정함과 더불어, 디스크 캐비티 온도가 결정된 목표 온도 이하가 되도록 대상 운전 상태에 기초해서 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어한다. 이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드적으로, 그 운전 상태에 따른 목표 온도를 결정하면서, 그 운전 상태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 결정할 수 있다. 따라서, 냉각 공기를 적절히 디스크 캐비티에 도입할 수 있고, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 상황의 발생의 보다 확실한 방지를 도모하면서, 디스크 캐비티를 적절히 냉각할 수 있다. 이에 의해, 가스 터빈의 성능의 향상을 도모할 수 있다.

(20) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (19)의 구성에 있어서,

상기 목표 온도는, 상기 디스크 캐비티 온도의 제한 온도보다도 작고,

상기 밸브 개방도 결정부는, 상기 (1)∼(10) 중 어느 한 항에 기재된 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치에 의해서 결정된 밸브 개방도가 되도록, 상기 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어한다.

상기 (20)의 구성에 의하면, 상기 (1)∼(10)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또, 디스크 캐비티 온도의 제한 온도보다도 목표 온도를 작게 설정하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도의 예측값에 기초해서 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도를 결정하는 경우에, 디스크 캐비티 온도가 그 제한 온도를 초과할 가능성의 저감을 도모할 수 있어, 가스 터빈의 신뢰성을 확보할 수 있다.

(21) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (19)∼(20)의 구성에 있어서,

상기 목표 온도 결정부는, 상기 (11)∼(18) 중 어느 한 항에 기재된 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치에 의해서 결정된 온도를 상기 목표 온도로 결정한다.

상기 (21)의 구성에 의하면, 상기 (11)∼(18)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(22) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법으로서,

상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득 스텝과,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출 스텝을 구비하고,

상기 밸브 개방도 산출 스텝은, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 한다.

상기 (22)의 구성에 의하면, 상기 (1)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(23) 몇 개의 실시형태에서는, 상기 (22)의 구성에 있어서,

상기 디스크 캐비티 온도의 계측값과 상기 목표 온도의 편차에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 조정하기 위한 조정 개방도를 결정하는 피드백 제어 스텝을, 더 구비한다.

상기 (23)의 구성에 의하면, 디스크 캐비티 온도의 계측값을 피드백해서, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 미세하게 제어하기 위한 조정 개방도를 결정하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도의 계측값과 목표 온도가 보다 확실한 일치를 도모할 수 있다.

(24) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법으로서,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출 스텝을 구비하고,

상기 목표 온도 산출 스텝은,

상기 (24)의 구성에 의하면, 상기 (11)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(25) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 방법은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 방법으로서,

상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 목표 온도 결정 스텝과,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정 스텝과,

상기 밸브 개방도 결정 스텝에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 지령 개방도 산출 스텝을 구비한다.

상기 (25)의 구성에 의하면, 상기 (19)와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(26) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 프로그램은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 프로그램으로서,

컴퓨터에, 상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득 기능과,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출 기능을 실현시킴과 더불어,

상기 밸브 개방도 산출 기능은, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 한다.

상기 (26)의 구성에 의하면, 상기 (1)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(27) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 프로그램은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 프로그램으로서,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출 기능을 실현시킴과 더불어,

상기 목표 온도 산출 기능은,

상기 (27)의 구성에 의하면, 상기 (11)과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(28) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 프로그램은,

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 프로그램으로서,

컴퓨터에, 상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 목표 온도 결정 기능과,

상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정 기능과,

상기 밸브 개방도 결정 기능에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 지령 개방도 산출 기능을 실현시킨다.

상기 (28)의 구성에 의하면, 상기 (19)와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 디스크 캐비티를 적절히 냉각하면서, 가스 터빈의 성능의 향상을 도모하는 것이 가능한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치를 구비하는 가스 터빈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태가 입력되는 목표 온도 결정부 및 밸브 개방도 결정부를 구비한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태가 입력되는 밸브 개방도 결정부를 구비한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태가 입력되는 목표 온도 결정부를 구비한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치의 기능을 나타내는 블럭도이고, 제 1 개방도 맵 유지부 및 개방도 보정 맵 유지부를 갖는 개방도 맵 유지부를 구비한다.
도 5c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 (a) 목표 온도 맵 및 (b) 개방도 맵 Fd를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 예측 모델의 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치의 기능을 나타내는 블럭도이고, 제 1 목표 온도 맵 유지부 및 목표 온도 보정 맵 유지부를 갖는 목표 온도 맵 유지부를 구비한다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 분류 모델의 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 개방도 맵 작성부의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 목표 온도 맵 작성부의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도의 결정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 결정 개방도의 결정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 과거 데이터 생성부의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 몇 개의 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 나타나 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이에 한정하는 취지는 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

예를 들면, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 또는 「동축」 등의 상대적 또는 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그와 같은 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 갖고서 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들면, 「동일」, 「동등한」 및 「균질」 등의 사물이 동일한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들면, 4각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 4각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 하나의 구성 요소를 「갖춘다」, 「지닌다」, 「구비한다」, 「포함한다」, 또는, 「갖는다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)를 구비하는 가스 터빈(7)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(7)은, 압축기(71)와, 연소기(72)와, 터빈(73)을 구비하고 있고, 압축기(71)와 터빈(73)이 동일한 직선 형상의 로터축(7s)(회전축)으로 연결된다. 그리고, 압축기(71)에 의해서 생성되는, 흡입된 공기(흡기)를 압축해서 생성한 압축 공기에 대해서 연소기(72)로부터 연료를 공급해서 연소시키는 것에 의해 고온, 고압의 기체(이하, 고온 가스라고 부름)를 생성하고, 이 고온 가스로부터 터빈(73)을 회전 구동시키도록 구성된다. 그리고, 터빈(73)의 회전 에너지를 동력으로 해서 발전기(78)를 구동하는 것에 의해, 발전하는 것이 가능해진다. 또, 터빈(73)의 회전 에너지의 일부로 압축기(71)를 회전시키도록 구성된다.

보다 상세하게는, 압축기(71)는, 공기 도입구(7i)와, 압축기 차실(71c)(케이싱)을 갖는다. 압축기 차실(71c)의 내벽에는, 로터축(7s)의 둘레 방향(이하, 간단히, 적절히, 축 방향이라고 한다)을 따라 서로 이간되어 배열(고정)된 복수의 정익(71s)이, 로터축(7s)의 축 방향(연소 가스의 유동 방향. 이하, 간단히, 적절히, 축 방향이라고 한다)을 따라 복수단 마련되어 있다. 또, 로터축(7s)에도 둘레 방향을 따라 서로 이간되어 배열(고정)된 복수의 동익(71m)이 그 축 방향을 따라 복수단 마련되어 있다. 그리고, 압축기 차실(71c)은, 그의 내부에 있어서, 둘레 방향으로 배열된 정익(71s)의 각 단과 동익(71m)의 각 단이 교대로 배치되도록, 복수의 동익(71m)을 수용한다. 이렇게 해서, 압축기 차실(71c) 내에는, 베어링(74)(74a, 74b)에 지지되어서 회전하는 로터축(7s)의 일부 및 복수의 동익(71m)을 포함하는 부분인 압축기측 로터부(71r)와, 압축기 차실(71c)의 내벽의 사이의 공간에 의해 유로가 형성된다.

그리고, 공기 도입구(7i)를 통해서 압축기(71)에 취입된 공기(흡기)는, 압축기측 로터부(71r) 및 터빈측 로터부(73r)를 포함해서 구성되는 로터(7r)(회전체)가 회전하고 있을 때에, 상기의 유로를, 축 방향을 따라 연소기(72)를 향해 흐르는 것에 의해, 압축되어서, 고온·고압의 압축 공기가 된다. 또, 압축기 차실(71c)의 내부에는, 그 초단의 동익(71m)의 상류측에 정익(71s)의 하나인 입구 안내익(75)(IGV: InletGuideVane)이 장착되어 있고, 개방도 컨트롤러(75c)에 의해서 개방도가 제어되는 것에 의해, 흡기량 등의 조정이 가능하게 되어 있다.

마찬가지로, 터빈(73)은, 그 내벽에, 로터축(7s)의 둘레 방향을 따라 서로 이간되어 배열된 복수의 정익(73s)이, 로터축(7s)의 축 방향을 따라 복수단 마련된 터빈 차실(73c)(케이싱)을 갖는다. 이 터빈 차실(73c)은, 그의 내부에 있어서, 복수의 정익(73s)의 각 단과, 복수의 동익(73m)의 각 단(복수의 터빈 디스크(73d))이 교대로 배치되도록, 복수의 동익(73m)을 수용한다. 이렇게 해서, 터빈 차실(73c) 내에는, 상기의 로터축(7s)의 일부 및 복수의 동익(73m)을 포함하는 부분인 터빈측 로터부(73r)와, 터빈 차실(73c)의 내벽의 사이의 공간에 의해 유로(이하, 가스 유로)가 형성된다.

그리고, 연소기(72)에서 생성된 고온 가스의 주류가, 터빈 차실(73c) 내에 있어서의 고온 가스의 유동 방향의 하류측에 마련된 미도시의 배기 차실 및 배기실을 향해 가스 유로를 흐를 때에, 터빈(73)에 있어서의 동익(73m)을 회전시킨다.

또, 가스 터빈(7)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 터빈 냉각 기구(9)를 구비한다. 터빈 냉각 기구(9)는, 한쪽의 단부가 압축기(71)의 추기실(76)에 접속하고, 다른 쪽의 단부가 터빈(73)에 접속되어 있는 추기 배관(91)과, 이 추기 배관(91)에 마련되고, 압축기(71)로부터 터빈(73)을 향한 압축 공기의 유량이나 온도(도 1에서는 유량)를 조정하는 냉각 공기 조정 밸브(92)를 갖는다. 압축기(71)로부터 추기한 압축 공기는 연소 가스보다도 저온이며, 이 추기된 압축 공기를 냉각 공기 C로서 터빈(73)에 공급하고, 터빈(73)의 정익(73s), 익환(翼環)(터빈 다이어프램), 케이싱 등을 통과시킴으로써, 통과하는 영역의 부품을 냉각한다. 또, 터빈 냉각 기구(9)에 의해 공급되는 냉각 공기 C는, 필름 공기나 시일 공기로서도 이용되고, 가스 유로에 배출되거나 한다.

예를 들면, 터빈 차실(73c)에는, 정익(73s)의 선단부(73a)(내주측 다이어프램)의 최선단과, 로터축(7s)을 포함하는 로터(7r)(터빈측 로터부(73r))의 외주면(터빈 디스크(73d) 및 미도시의 스페이서)의 사이에는 디스크 캐비티 S라고 불리는 공간이 형성되어 있다. 이 디스크 캐비티 S의 온도는, 각 부위의 손상을 방지하기 위해서, 제한 온도 이하(예를 들면 400℃∼500℃ 등)의 온도로 유지할 필요가 있어, 상기의 터빈 냉각 기구(9)에 의해서 냉각 공기 C가 공급된다.

보다 상세하게는, 이 디스크 캐비티 S에, 인접하는 정익(73s)과 동익(73m)의 사이를 통해서 고온 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해서, 로터축(7s)의 외주부(터빈 디스크(73d))와 정익(73s)의 선단부(73a)의 사이에는 시일 부재(예를 들면, 래비린스 시일)가 마련되어 있다. 그리고, 고온 가스보다도 저온의 냉각 공기 C를 정익(73s)의 선단부(73a)로부터 공급하는 것에 의해 디스크 캐비티 S를 냉각함과 더불어, 공급된 냉각 공기 C를 시일 부재로부터 가스 유로에 배출함으로써, 고온 가스가 디스크 캐비티 S에 역류하는 것을 막아, 디스크 캐비티 S를 냉각한다.

한편, 도 1에 나타내는 실시형태에서는, 공기 도입구(7i)의 내부에는 흡기 온도계(77t)가 설치되어 있고, 흡기 온도계(77t)에 의해, 공기 도입구(7i)로부터 압축기 차실(71c)에 취입되는 공기(흡기)의 온도(이하, 흡기 온도 Ta)를 계측하도록 되어 있다. 마찬가지로, 압축기 차실(71c)의 내부에 설치된 압력계(77p)에 의해, 압축기(71)의 압력(압축기 내 차실압)의 계측이 가능하게 되어 있다. 또, 발전기(78)에는, 전력계(78e)가 장착되어 있고, 전력계(78e)에 의한 발전기(78)의 발전 전력(발전기 출력 MW)의 계측이 가능하게 되어 있다. 디스크 캐비티 S의 온도는, 터빈 차실(73c)에 설치된 온도계(79)에 의해 계측하도록 되어 있다. 그 밖에, 공기 도입구(7i)의 내부에 설치되는 미도시의 흡기의 유량을 계측하기 위한 흡기 유량계나, 흡기의 압력을 계측하기 위한 흡기 압력계 등, 가스 터빈(7)의 운전 상태를 감시하기 위한 각종 계측기(센서)가 적절한 부위에 설치되어 있어도 된다.

그런데, 전술한 냉각 공기 C의 공급 압력은, 압축기(71)로부터 추기한 공기를 이용하기 때문에, 가스 터빈(7)의 운전 상태에 따라서 비선형적으로 변화한다. 이 때문에, 터빈(73)에 있어서, 가스 유로의 고온 가스와, 시일 부재를 사이에 두고 반대측에 공급된 냉각 공기 C의 압력 밸런스가 무너져, 고온 가스의 압력이 냉각 공기 C의 압력보다도 높아지면, 고온 가스가 디스크 캐비티 S를 향해 역류한다. 그리고, 디스크 캐비티 S까지 고온 가스가 유입되는 경우에는, 디스크 캐비티 S의 온도의 급상승을 초래하는 결과가 된다. 또, 이와 같은 압력 밸런스는, 냉각 공기 C에 의해 시일되는 시일 부재의 극간의 변화 등 경년 변화에 의한 영향도 받는다.

그래서, 본 실시형태의 가스 터빈(7)은, 다음에 설명하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)에 의해서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 조정하는 것에 의해, 디스크 캐비티 S에 공급하는 냉각 공기 C의 공급을 조정함으로써, 실제의 디스크 캐비티 S의 온도(DCT: Disc Cavity Temperature, 이하, 디스크 캐비티 온도로 함)의 계측값 Ts를 제한 온도 이하로 유지하도록 구성된다.

이하, 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)에 대해서, 도 2∼도 4를 이용해서 상세히 설명한다. 도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태 Ir이 입력되는 목표 온도 결정부(11) 및 밸브 개방도 결정부(12)를 구비한다. 도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태 Ir이 입력되는 밸브 개방도 결정부(12)를 구비한다. 또, 도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)의 기능을 나타내는 블럭도이고, 대상 운전 상태 Ir이 입력되는 목표 온도 결정부(11)를 구비한다.

디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)는, 가스 터빈(7)의 디스크 캐비티 S를 냉각하는 냉각 공기 C의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도를 제어하는 장치이다. 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)는 컴퓨터로 구성되어 있고, 도시하지 않은 CPU(프로세서)나, ROM이나 RAM과 같은 메모리 등의 기억 장치 m 등을 구비하고 있다. 그리고, 주기억 장치에 로드된 프로그램(디스크 캐비티 온도 제어 프로그램)의 명령에 따라 CPU가 동작(데이터의 연산 등)함으로써, 상기의 각 기능부를 실현한다. 또, 디스크 캐비티 온도 제어 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 있어도 된다.

그리고, 도 2(후술하는 도 3∼도 4도 마찬가지)에 나타내는 바와 같이, 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)는, 목표 온도 결정부(11)와, 밸브 개방도 결정부(12)와, 지령 개방도 산출부(13)를 구비한다.

이하, 디스크 캐비티 온도 제어 장치(1)(이하, 간단히, 온도 제어 장치(1))가 구비하는 상기의 구성에 대해서, 각각 설명한다.

목표 온도 결정부(11)는, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt(이하, 적절히, 간단히 목표 온도 Tt)를 결정하도록 구성된 기능부이다. 도 2(후술하는 도 4도 마찬가지)에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 결정부(11)는, 가스 터빈(7)의 제어 전(제어 시)의 운전 상태인 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 상기의 목표 온도 Tt를 결정하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 운전 상태는, 가스 터빈(7)에 있어서의 입구 안내익(75)(IGV)의 익 개방도 Vp, 흡기 온도 Ta, 출력(MW), 압축기 차실 내 압력(차실압) 중 적어도 하나를 포함해도 된다. 보다 구체적으로는, 목표 온도 결정부(11)는, 후술하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치(3)를 구비하고 있어도 되고, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치(3)에 의해서 결정된 온도를 목표 온도 Tt로 해도 된다. 이와 같은 대상 운전 상태 Ir에 기초하는 목표 온도 Tt의 결정 방법에 대해서는, 후술한다.

밸브 개방도 결정부(12)는, 제어 후의 디스크 캐비티 온도가, 전술한 목표 온도 결정부(11)에 의해서 결정된 목표 온도 Tt 이하가 되도록 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하도록 구성된 기능부이다. 도 2(후술하는 도 3도 마찬가지)에 나타내는 실시형태에서는, 밸브 개방도 결정부(12)는, 전술한 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 제어 후의 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt 이하가 되도록 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 밸브 개방도 결정부(12)는, 후술하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치(2)를 구비하고 있어도 되고, 이 밸브 개방도 결정 장치(2)에 의해서 결정된 새로운 밸브 개방도를 취득해도 된다(도 2∼도 3 참조). 이와 같은 대상 운전 상태 Ir에 기초하는 밸브 개방도의 결정 방법에 대해서는, 후술한다.

또, 도 2(후술하는 도 4도 마찬가지)에 나타내는 실시형태에서는, 밸브 개방도 결정부(12)는, 피드백 제어부(14)를 포함하고 있다. 환언하면, 피드백 제어부(14)는, 밸브 개방도 결정부(12)의 일부를 구성한다. 이 피드백 제어부(14)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 Tt, 및, 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts(도 2의 DCT)가 입력되도록 되어 있고, 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts와 목표 온도 Tt의 편차가 0이 되도록, 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts의 피드백을 받으면서, 밸브 개방도 결정부(12)가 결정한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도(이하, 결정 개방도 Db)를 조정하기 위한 조정 개방도 Da를 결정하는 기능부이다. 단, 본 실시형태에 본 발명은 한정되지 않고, 다른 몇 개의 실시형태에서는, 밸브 개방도 결정부(12)는, 피드백 제어부(14)를 포함하지 않아도 된다.

지령 개방도 산출부(13)는, 밸브 개방도 결정부(12)에 의해서 결정된 밸브 개방도에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브(92)에 대한 지령 개방도 D를 산출하도록 구성된 기능부이다. 도 2에 나타내는 실시형태에서는, 지령 개방도 산출부(13)는, 밸브 개방도 결정부(12)가 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 결정하는 결정 개방도 Db와, 밸브 개방도 결정부(12)의 일부를 구성하는 피드백 제어부(14)(PI)에 의해서 결정되는 조정 개방도 Da에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브(92)에 송신하는 지령 개방도 D(예를 들면 D=Db+Da)를 산출하도록 구성되어 있다.

한편, 도 2에 나타내는 실시형태에서는, 전술한 목표 온도 결정부(11) 및 밸브 개방도 결정부(12)에는, 각각, 주기적으로 취득되는 각종의 운전 상태가 대상 운전 상태 Ir로서 입력되도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, 운전 상태로서, 흡기 온도 Ta, 발전기 출력 MW, 입구 안내익(75)의 익 개방도 Vp, 및 압축기 차실 내 압력(차실압)이 입력되도록 되어 있다. 흡기 온도 Ta는 전술한 흡기 온도계(77t)의 계측값, 발전기 출력 MW는 전술한 전력계(78e)의 계측값, 입구 안내익(75)의 익 개방도 Vp는 전술한 개방도 컨트롤러(75c)의 제어값, 압축기 차실 내 압력(차실압)은 전술한 압력계(77p)의 계측값으로 되어 있다. 한편, 입구 안내익(75)의 익 개방도 Vp는 계측값이어도 된다. 발전기 출력 MW는 지령값이어도 된다. 또, 이들의 각종의 운전 상태는, 어떤 방법에 의해 추정된 추정값이어도 된다.

상기의 구성(도 2)에 의하면, 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 목표 온도 Tt를 결정함과 더불어, 디스크 캐비티 온도(계측값 Ts)가 결정된 목표 온도 Tt 이하가 되도록 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어한다. 이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드적으로, 그 운전 상태에 따른 목표 온도 Tt를 결정하면서, 그 운전 상태에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 결정할 수 있다. 따라서, 냉각 공기 C를 적절히 디스크 캐비티 S에 도입할 수 있고, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 상황의 발생의 보다 확실한 방지를 도모하면서, 디스크 캐비티 S를 적절히 냉각할 수 있다. 이에 의해, 가스 터빈(7)의 성능의 향상을 도모할 수 있다.

단, 전술한 도 2에 나타내는 실시형태로 본 발명은 한정되지 않는다.

다른 몇 개의 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 결정부(11)는, 가스 터빈(7)의 운전원 등에 의해 미리 설정된 온도를 목표 온도 Tt로서 결정해도 된다. 도 3에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 결정부(11)는, 기억 장치 m에 기억되어 있는 온도를 취득하고, 목표 온도 Tt로 하도록 구성되어 있다. 기억 장치 m에는, 예를 들면 디스크 캐비티 온도의 제한 온도 등이 기억되어 있어도 되고, 목표 온도 결정부(11)는, 기억 장치 m에 기억되어 있는 온도(제한 온도 등)로부터 소정값 또는 제한 온도의 소정 비율 등을 뺀 온도 등, 제한 온도 이하의 온도를 산출하고, 목표 온도 Tt로 해도 된다. 즉, 도 3에 나타내는 실시형태의 온도 제어 장치(1)는, 대상 운전 상태 Ir에 기초한 연산을 행하는 목표 온도 결정부(11)를 구비하지 않은 점에서, 도 2에 나타내는 실시형태와는 상이하고, 상기의 결정 개방도 Db만을 피드포워드적으로 결정하는 것이 가능하게 되어 있다.

그 밖의 몇 개의 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 밸브 개방도 결정부(12)는, 피드백 제어부(14)여도 된다. 즉, 도 4에 나타내는 실시형태에서는, 밸브 개방도 결정부(12)는, 대상 운전 상태 Ir에 기초한 연산을 행하는 기능부를 갖지 않고, 지령 개방도 산출부(13)는, 예를 들면 조정 개방도 Da를 지령 개방도 D(D=Db)로 하는 등, 피드백 제어부(14)로부터 입력되는 조정 개방도 Da에만 기초해서, 지령 개방도 D를 산출하도록 되어 있다. 이에 의해, 목표 온도 Tt만을 피드포워드적으로 결정하는 것이 가능해진다.

한편, 그 밖의 구성으로서, 도 2∼도 4에 나타내는 실시형태에서는, 온도 제어 장치(1)는, 제어 후의 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts가 제한 온도를 초과한 경우를 이상(異常))(DCT의 제어 불능 상태)으로 해서 검지하는 이상 검지부(15)를 구비하고 있다. 이상 검지부(15)는, 이상을 검지한 경우에는, 그 취지를 운전원에게 알리기 위한 알람(예를 들면 음성, 화면 표시, 점등 등)을 출력해도 된다. 또, 이 알람과 함께, 또는, 알람 대신에, 이상 검지부(15)는, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 이상 시 이외의 정상 시의 밸브 개방도보다도 큰 개방도가 되도록하기 위한 제어를 행해도 된다.

구체적으로는, 도 2∼도 4에 나타내는 실시형태에서는, 이상 검지부(15)는, 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts와, 그 제한 온도와, 피드백 제어부(14)로부터 출력되는 조정 개방도 Da가 입력되도록 되어 있고, 예를 들면 DCT의 계측값 Ts가 제한 온도를 초과한 경우를 검지한 경우에는, 직전의 조정 개방도 Da를 보면서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 정상 시의 밸브 개방도보다도 미리 정해진 개방도만큼 크게 하기 위한 지령을 피드백 제어부(14)에 입력하도록 구성되어 있다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 이상 검지부(15)에는, 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts와 제한 온도가 입력되는 것에 의해, 이들의 비교에 기초해서 상기의 지령을 송신해도 된다.

다음으로, 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하는 실시형태에 대해서, 도 5a∼도 6을 이용해서 설명한다. 도 5a는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치(2)의 기능을 나타내는 블럭도이다. 도 5b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치(2)의 기능을 나타내는 블럭도이고, 제 1 개방도 맵 유지부(25) 및 개방도 보정 맵 유지부(26)를 구비하는 개방도 맵 유지부(23)를 갖는다. 도 5c는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 (a) 목표 온도 맵 Ft 및 (b) 개방도 맵 Fd를 나타내는 도면이다. 또, 도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 예측 모델 Mt의 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.

몇 개의 실시형태에서는, 전술한 온도 제어 장치(1)의 밸브 개방도 결정부(12)는, 이하에서 설명하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치(2)(이하, 간단히, 밸브 개방도 결정 장치(2))를 구비한다. 밸브 개방도 결정 장치(2)는, 가스 터빈(7)의 디스크 캐비티 S를 냉각하는 냉각 공기 C의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도(결정 개방도 Db)를 결정하기 위한 장치이며, 디스크 캐비티 온도를 목표 온도 Tt 이하로 하는 것이 가능한 결정 개방도 Db를 대상 운전 상태 Ir에 따라서 결정하도록 구성된다. 이 밸브 개방도 결정 장치(2)는, 전술한 온도 제어 장치(1)와 물리적으로 동일한 장치(하우징)에 실장되어 있어도 되고, 밸브 개방도 결정 프로그램으로서 온도 제어 장치(1)를 구성하는 컴퓨터 상에서 동작하도록 구성되어도 된다. 이 경우에는, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치(2)는, 온도 제어 장치(1)가 구비하는 기능부의 일부를 의미한다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 온도 제어 장치(1)와 물리적으로 상이한 장치로 구성되어도 된다. 또, 밸브 개방도 결정 프로그램도 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 있어도 된다.

그리고, 도 5a∼도 5b에 나타내는 바와 같이, 밸브 개방도 결정 장치(2)는, 대상 운전 상태 취득부(21)와, 밸브 개방도 산출부(22)를 구비한다. 이들의 밸브 개방도 결정 장치(2)가 구비하는 구성에 대해서, 각각 설명한다.

대상 운전 상태 취득부(21)는, 가스 터빈(7)의 전술한 대상 운전 상태 Ir을 취득하도록 구성된 기능부이다. 도 5a∼도 5b에 나타내는 실시형태에서는, 대상 운전 상태 취득부(21)는, 전술한 각종 계측기(77t, 77p, 78e 등)나 제어 장치(75c 등) 등의 각종의 운전 상태를 실시간으로 취득 가능한 수단에 각각 접속되는 것에 의해, 각종의 운전 상태의 최신값을 예를 들면 주기적 등으로 취득 가능하게 구성되어 있다.

밸브 개방도 산출부(22)는, 대상 운전 상태 취득부(21)에 의해서 취득된 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 제어 후의 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt 이하가 되는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 산출하도록 구성된 기능부이다. 보다 상세하게는, 밸브 개방도 산출부(22)는, 각각이 임의의 값을 갖는 운전 상태의 입력값 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델 Mt에 기초해서, 대상 운전 상태 Ir에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값이 목표 온도 Tt 이하가 되는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값을 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도(결정 개방도 Db)로 한다.

이 예측 모델 Mt는, 과거에 있어서 각각이 동일한 타이밍에 취득된, 운전 상태, 디스크 캐비티 온도, 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 실 개방도 Dr의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터 L에 기초해서 작성된다. 즉, 각 과거 데이터 L은, 적어도, 운전 상태, 디스크 캐비티 온도, 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 실 개방도 Dr이 각각 동일한 타이밍에 계측 또는 취득되고, 예를 들면 1개의 레코드로서 기억된 데이터 세트이고, 이들 상호의 관계성을 갖는 데이터이다.

예를 들면, 몇 개의 실시형태에서는, 예측 모델 Mt는, 복수의 과거 데이터 L을 학습하는 것에 의해서 작성되어도 된다. 예를 들면, 뉴럴 네트워크(neural network) 등의 주지인 기계 학습의 수법(알고리즘)을 적용해서 예측 모델 Mt를 작성해도 된다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 복수의 과거 데이터 L에 대해서, 중회귀 분석 등의 다항식을 가정해서 행하는 다변량 해석을 실행해도 된다. 예를 들면 중회귀 분석에서는, 적어도 1개의 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도가 설명 변수이며, 디스크 캐비티 온도가 목적 변수가 된다.

또, 그 밖의 실시형태에서는, 복수의 과거 데이터 L에 대해서, 베이즈 선형 회귀, 가우스 과정 회귀 등을 적용하고, 예측 모델 Mt를 확률 분포 모델로 해도 된다(기계 학습). 이 경우에는, 예측 모델 Mt에 의해 구해지는 디스크 캐비티 온도의 예측값은, 전술한 다변량 해석을 이용한 모델과 같이 일의적으로 구하는 것이 아니라, 확률적으로 구하는 것이 가능해진다. 또, 디스크 캐비티 온도의 예측값을 확률로 표현할 수 있기 때문에, 예측 모델 Mt를 작성하기 위한 과거 데이터 L의 수가 적은 경우 등에도, 불확실함을 고려한 정밀도가 좋은 예측을 행하는 것이 가능해진다. 이렇게 해서 작성된 예측 모델 Mt를 이용하는 것에 의해서, 밸브 개방도 산출부(22)는, 결정 개방도 Db를 산출한다. 또, 예측 모델 Mt는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된다.

도 2∼도 3에 나타내는 실시형태에서는, 예측 모델 Mt는, 가우스 과정 회귀 모델이며, 확률 분포에 기초해서 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하는 확률 분포 모델이다. 이 확률 분포 모델은, 확률 분포에 기초하는 예측값이 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 이상이 되는 확률이, 소정의 확률(예를 들면 20% 등)을 초과하지 않는 것으로 되어 있다. 즉, 확률 분포에 있어서의 소정의 누적 확률에 대응하는 예측 온도가, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 초과하지 않도록 되어 있다. 이에 의해, 디스크 캐비티 온도의 예측값을 적절히 구할 수 있다.

도 6을 이용해서, 가우스 과정 회귀 모델을 적용한 예측 모델 Mt의 학습 과정을 설명한다. 한편, 가스 터빈(7)의 운전 시에는, 그 운전 상태, 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 조정에 따라서 디스크 캐비티 온도도 변화하지만, 본 설명에서는 운전 상태는 변화하지 않는 것으로 하고, 밸브 개방도에 대한 디스크 캐비티 온도의 관계를 {α％, T℃}로 나타내는 것으로 한다. 또, 설명 중의 목표 온도 Tt는, 과거 데이터 L(학습 데이터)가 추가됨에 수반하여, 후술의 목표 온도 결정 장치(3)에 따라 그때마다 갱신되는 것으로 한다.

도 6의 (1)에 있어서, 임의의 운전 상태에 있어서, 학습 개시 시에는 과거 데이터(학습 데이터)가 없는 것으로 했을 때, 예측 모델 Mt는 어느 개방도에 있어서도 초기 온도 목표값 T0를 중심(평균)으로 해서 세로축을 따라 정규 분포에 따른 확률 분포로 디스크 캐비티 온도를 예측하도록 설정되어 있다. 한편, 여기에서 온도 T0±β의 라인은, 확률 분포의 평균을 중심으로 한 표준 편차 σ×2의 가장자리이며, 예를 들면 알람 라인(제한 온도)으로 나타낸 부분이 확률 80%가 되는 위치로 한다.

그 후, (2)에 있어서, 제 1 과거 데이터가 얻어진 것으로 한다. 이 과거 데이터 L을 학습하는 것에 의해, 예측 모델 Mt는, 제 1 과거 데이터의 밸브 개방도에 대한 디스크 캐비티 온도 예측값의 정확도가 높아져, 제 1 과거 데이터 부근에 있어서의 확률 분포의 분산이 작아진다. 이와 동시에, 후술의 목표 온도 결정 장치(3)에 따라 목표 온도 Tt가 T0에서 T1로 갱신된다. 갱신된 후의 목표 온도 T1에 대해서, 목표 온도 T1 이상이 되는 확률이 2.5% 이하(2σ 외(外))가 되는 밸브 개방도를, 예측 모델 Mt를 이용해서 탐색적으로 구한 결과, {α1, T1}의 관계를 얻는다(α1은 제 1 과거 데이터와 동일한 점이라고는 할 수 없음). 이때, 본 실시형태에서는, 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 T1을 보다 확실히 초과하지 않도록, 밸브 개방도에 여유도 αm(예를 들면 10% 등)를 가지게 함으로써, α1+αm일 때에 온도 T1로 예측하도록 하고 있다. 즉, 밸브 개방도를 크게 한 쪽이, 냉각 공기 C의 공급이 늘어나 냉각력이 높아지기 때문에 디스크 캐비티 온도의 계측값 Ts를 보다 작게 할 수 있어, 목표 온도 T1을 초과할 가능성을 보다 저감한 안전한 상태의 예측값이 얻어진다.

계속해서, (3)에 나타내는 바와 같이, 제 2 과거 데이터가 얻어진 것으로 한다. 전술한 것과 동일하게, 제 2 과거 데이터를 예측 모델 Mt가 학습하는 것과 동시에, 목표 온도 결정 장치(3)가 작동하고 목표 온도가 T1에서 T2로 갱신된다. 갱신된 후의 T2에 대응하는 개방도 α2를 예측 모델 Mt로부터 구하고, 전술한 것과 마찬가지로, 개방도가 α2+αm일 때에, 온도 T2로 예측하도록 하고, α2+αm을 새로운 밸브 개방도 설정값으로 한다. 이후, 과거 데이터가 얻어질 때마다 마찬가지의 처리를 행하고, (4)에서는 새로운 과거 데이터가 2점 추가되고, 그 결과, 목표 온도 T3 및 밸브 개방도 설정 α3+αm을 얻는다.

상기의 구성에 의하면, 가스 터빈(7)의 임의의 운전 상태에 있어서의 디스크 캐비티 온도 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 실 개방도 Dr의 관계를 축적하고, 이 축적한 과거 데이터 L에 기초해서, 임의의 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값을 산출하는 예측 모델 Mt를 미리 작성한다. 그리고, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 새로운 밸브 개방도(결정 개방도 Db)를 결정할 때의 운전 상태(대상 운전 상태 Ir)에 기초해서, 예측 모델 Mt로부터 얻어진 디스크 캐비티 온도의 예측값이 목표 온도 Tt가 되는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정한다. 이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드적으로, 그 운전 상태에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 새로운 밸브 개방도를 결정할 수 있다. 따라서, 냉각 공기 C를 적절히 디스크 캐비티 S에 도입할 수 있고, 디스크 캐비티 S를 적절히 냉각하면서, 가스 터빈(7)의 성능의 향상을 도모할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 전술한 밸브 개방도 산출부(22)는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4) 등에 의해 예측 모델 Mt에 기초해서 미리 작성된, 운전 상태마다 디스크 캐비티 온도의 예측값을 목표 온도 Tt 이하로 하는 것이 가능한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 정의한 개방도 맵 Fd를 이용해서, 대상 운전 상태 Ir에 따른 결정 개방도 Db를 산출해도 된다. 즉, 몇 개의 실시형태에서는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 밸브 개방도 산출부(22)는, 상기의 개방도 맵 Fd를 유지하는 개방도 맵 유지부(23)와, 대상 운전 상태 Ir 및 개방도 맵 Fd에 기초해서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 얻는 산출부(24)를 갖는다.

개방도 맵 Fd는, 운전 상태를 변수로서 결정 개방도 Db를 구하는 것이 가능한 함수(Db=Fd(Ir)), 또는, 운전 상태의 수와 동수(同數)의 차원의 테이블이어도 된다. 도 5a에 나타내는 실시형태에서는, 개방도 맵 유지부(23)는, 온도 제어 장치(1)가 구비하는 기억 장치 m을 이용해서 구성된다. 또, 밸브 개방도 산출부(22)의 산출부(24)는, 대상 운전 상태 취득부(21) 및 개방도 맵 유지부(23)에 접속되어 있고, 개방도 맵 Fd를 이용해서 대상 운전 상태 Ir로부터 얻어지는 개방도를 결정 개방도 Db로 하도록 구성된다.

보다 상세하게는, 운전 상태인 입구 안내익(75)의 익 개방도 Vp와 흡기 온도 Ta의 조합마다, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt를 결정한 후, 전술한 예측 모델 Mt를 이용해서, 결정한 복수의 목표 온도 Tt에 각각 대응하는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하고, 개방도 맵 Fd를 작성해도 된다. 도 5c에 나타내는 실시형태에서는, 우선은, 입구 안내익(75)의 익 개방도 Vp의 임의의 수 x와, 흡기 온도 Ta의 임의의 수 y의 조합(x×y점)의 각각에 대한 목표 온도 Tt를 각각 규정한 테이블(a)을 작성한다. 그 후, 그 테이블의 조합의 각각의 목표 온도 Tt에 디스크 캐비티 온도가 되는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 산출하고, 개방도 맵 Fd에 상당하는 테이블(b)을 작성한다. 한편, 운전 상태마다의 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt는, 예를 들면, 후술하는 분류 모델 Mp를 이용해서 산출해도 된다.

한편, 개방도 맵 Fd가 테이블 형식인 경우에는, 각종의 운전 상태의 값의 조합이 테이블에 없는 경우에는, 전술한 온도 제어 장치(1)(밸브 개방도 결정부(12))에서, 비례 안분 등의 적절한 방법으로 외삽(外揷)해서, 대상 운전 상태 Ir에 대응하는 결정 개방도 Db를 구하도록 해도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 개방도 맵 Fd가 개방도 맵 유지부(23)에 기억되어 있지만, 개방도 맵 Fd의 작성 방법에 대해서 후술한다.

상기의 구성에 의하면, 예측 모델 Mt를 이용해서, 상정되는 복수의 운전 상태 및 목표 온도에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 각각 미리 산출하는 것에 의해, 대상 운전 상태 Ir로부터 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 구하는 개방도 맵 Fd를 미리 작성해 둔다. 그리고, 이 개방도 맵 Fd를 이용해서, 대상 운전 상태 Ir 및 목표 온도 Tt에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 결정한다. 이에 의해, 대상 운전 상태 Ir 및 목표 온도 Tt에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 개방도 맵 Fd로부터 직접 구할 수 있어, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 대상 운전 상태 Ir이 얻어진 때로부터 보다 단시간에 결정할 수 있다. 즉, 대상 운전 상태 Ir을 취득했을 때에, 예측 모델 Mt를 이용하는 것에 의해 대상 운전 상태 Ir 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도로부터 구해지는 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt 이하인지를, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 변수로서 예를 들면 일 방향 등으로 탐색하는 것을 하지 않더라도, 최적인 개방도 맵 Fd로부터 직접적으로 구할 수 있다.

또, 상기의 실시형태에 있어서, 몇 개의 실시형태에서는, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 개방도 맵 유지부(23)는, 기준시에 작성된 개방도 맵 Fd인 제 1 개방도 맵 Fda를 유지하는 제 1 개방도 맵 유지부(25)와, 기준시보다도 후에 작성된 개방도 맵 Fd인 제 2 개방도 맵 Fdb와 제 1 개방도 맵 Fda의 차분인 개방도 보정 맵 Fdc를 유지하는 개방도 보정 맵 유지부(26)를 갖고, 전술한 밸브 개방도 산출부(22)의 산출부(24)는, 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도(결정 개방도 Db)를 산출해도 된다. 여기에서, 기준시란, 제 1 개방도 맵 유지부(25)에 저장한 제 1 개방도 맵 Fda를 작성한 때이다. 제 2 개방도 맵 Fdb는, 제 1 개방도 맵 Fda의 다음에 작성된 개방도 맵 Fd여도 되고, 제 1 개방도 맵 Fda로부터 1 이상의 소정수의 개방도 맵 Fd가 작성된 후의 다음의 개방도 맵 Fd여도 된다.

즉, 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc를 각각 이용해서 산출되는 임의의 운전 상태에 대응하는 밸브 개방도를 연산(예를 들면 가산)하는 것에 의해 얻어지는 밸브 개방도는, 제 2 개방도 맵 Fdb를 이용해서 산출되는 그 동일한 임의의 운전 상태에 대응하는 밸브 개방도와 동등하다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 임의의 운전 상태에 대응하는 결정 개방도 Db를 제 2 개방도 맵 Fdb에 기초해서 산출하는 것이 아니라, 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc에 기초해서 결정한다. 본 실시형태에 있어서도, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc가 개방도 맵 유지부(23)(24, 25)에 기억되어 있지만, 예측 모델 Mt가 갱신(재학습 등)된 경우에는, 개방도 보정 맵 유지부(26)에 기억된 개방도 보정 맵 Fdc만을 갱신하면 된다.

상기의 구성에 의하면, 제 2 개방도 맵 Fdb와 동등해지는 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc를 이용해서 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 결정한다. 이에 의해, 개방도 보정 맵 Fdc로 정의된 값(보정량)이 상정보다도 큰 경우에는, 예를 들면 예측 모델 Mt의 재학습 등에 의한 재검토를 행하도록 하면, 예측 모델 Mt의 예측 정밀도의 유지를 도모할 수 있음과 더불어, 제 1 개방도 맵(기준시)으로의 초기화도 용이해져, 예측에 기초해서 행하는 가스 터빈(7)의 제어의 신뢰성의 유지를 도모할 수 있다.

또, 예를 들면 정기적으로 제 2 개방도 맵 Fdb를 작성하고, 제 1 개방도 맵 Fda의 일부에 제 2 개방도 맵 Fdb의 차분이 생긴 경우에, 그 차분이 생긴 부분만의 개방도 보정 맵 Fdc를 적절히 작성해서 제어에 이용할 수도 있고, 이와 같이 하면, 결정 개방도 Db의 산출 정밀도의 향상을 적절히 도모할 수 있다.

다음으로, 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 전술한 목표 온도 Tt를 결정하는 실시형태에 대해서, 도 7a∼도 8을 이용해서 설명한다. 도 7a는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치(3)의 기능을 나타내는 블럭도이다. 도 7b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치(3)의 기능을 나타내는 블럭도이고, 제 1 목표 온도 맵 유지부(35) 및 목표 온도 보정 맵 유지부(36)를 구비하는 목표 온도 맵 유지부(33)를 갖는다. 또, 도 8은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 분류 모델 Mp의 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다.

몇 개의 실시형태에서는, 전술한 온도 제어 장치(1)의 밸브 개방도 결정부(12)는, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치(3)(이하, 간단히, 목표 온도 결정 장치(3))를 구비한다. 목표 온도 결정 장치(3)는, 전술한 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt를 결정하는 장치이며, 대상 운전 상태 Ir에 따라서 목표 온도 Tt를 결정하도록 구성된다. 목표 온도 Tt는, 가스 터빈(7)의 디스크 캐비티 S를 냉각하는 냉각 공기 C의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용된다. 이 목표 온도 결정 장치(3)는, 전술한 온도 제어 장치(1)와 물리적으로 동일한 장치(하우징)에 실장되어 있어도 되고, 목표 온도 결정 프로그램으로서 온도 제어 장치(1)를 구성하는 컴퓨터 상에서 동작하도록 구성되어도 된다. 이 경우에는, 목표 온도 결정 장치(3)는, 온도 제어 장치(1)가 구비하는 기능부의 일부를 의미한다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 온도 제어 장치(1)와 물리적으로 상이한 장치로 구성되어도 된다. 또, 목표 온도 결정 프로그램도 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 있어도 된다.

그리고, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 결정 장치(3)는, 대상 운전 상태 취득부(31)와, 목표 온도 산출부(32)를 구비한다. 이들의 목표 온도 결정 장치(3)가 구비하는 구성에 대해서, 각각 설명한다.

대상 운전 상태 취득부(31)는, 가스 터빈(7)의 전술한 대상 운전 상태 Ir을 취득하도록 구성된 기능부이다. 도 7a∼도 7b에 나타내는 실시형태에서는, 대상 운전 상태 취득부(31)는, 전술한 각종 계측기(77t, 77p, 78e 등)나 제어 장치(75c 등) 등의 각종 운전 상태를 실시간으로 취득 가능한 수단에 각각 접속되는 것에 의해, 각종 운전 상태의 최신값을 예를 들면 주기적 등으로 취득 가능하게 구성되어 있다.

목표 온도 산출부(32)는, 대상 운전 상태 취득부(31)에 의해서 취득된 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 목표 온도 Tt를 산출하도록 구성된 기능부이다. 보다 상세하게는, 목표 온도 산출부(32)는, 임의의 값을 갖는 운전 상태의 입력값 및 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 가스 터빈(7)의 제어 불능 확률을 구하기 위한 분류 모델 Mp에 기초해서, 대상 운전 상태 Ir에 있어서의 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 디스크 캐비티 온도의 입력값을 목표 온도 Tt로 한다. 여기에서 제어 불능이란, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt로 제어했을 때에, 디스크 캐비티 온도가, 제한 온도를 초과하는 경우, 또는, 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt가 되도록 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어했을 때에 목표 온도 Tt로 정정하지 않은 상태(제어 헌팅)가 되는 경우 등이다.

본 실시형태에서는, 분류 모델 Mp는, 임의의 값을 갖는 운전 상태의 입력값, 및 동일하게 임의의 값을 갖는 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값이, 전술한 디스크 캐비티의 제한 온도를 초과하는 확률(초과 확률)을 구하도록 구성되어 있다. 즉, 제어 불능 확률로서는, 분류 모델 Mp로부터 출력되는 디스크 캐비티 온도의 예측값이 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하는 확률(초과 확률)뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이, 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt가 되도록 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어했을 때에 목표 온도 Tt로 정정하지 않은 상태(제어 헌팅)가 되는 확률(헌팅 확률) 등을 포함해도 되지만, 이하의 설명에서는, 이와 같은 제어 불능 확률 중의 초과 확률을 예로 해서 설명한다.

이 분류 모델 Mp는, 과거에 있어서 각각이 동일한 타이밍에 취득된 운전 상태 및 디스크 캐비티 온도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터 L에 기초해서 작성된다. 이미 설명한 예측 모델 Mt와 마찬가지로, 예를 들면, 몇 개의 실시형태에서는, 분류 모델 Mp는, 복수의 과거 데이터 L을 학습하는 것에 의해서 작성되어도 된다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 복수의 과거 데이터 L에 대해서 k 근방법이나 랜덤 포레스트 등을 실행해도 된다. 그 밖의 실시형태에서는, 분류 모델 Mp를 확률 분포 모델로 해도 된다. 도 2, 도 4에 나타내는 실시형태에서는, 분류 모델 Mp는 가우스 과정 분류 모델로 되어 있다. 이렇게 해서 작성된 분류 모델 Mp를 이용하는 것에 의해, 목표 온도 산출부(32)는 목표 온도 Tt를 산출한다. 또, 예측 모델 Mt는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된다.

도 8을 이용해서, 가우스 과정 분류 모델을 적용한 분류 모델 Mp의 학습 과정을 설명한다. 도 8의 세로축은 디스크 캐비티 온도(DCT)의 목표 온도 Tt이며, 가로축은, 설명을 간단하게 하기 위해서, 운전 상태의 일례로서 흡기 온도 Ta로 하고 있다. 그리고, (1)에 나타내는 바와 같이, 학습 전의 초기 상태에 있어서는, 흡기 온도 Ta에 관계없이 디스크 캐비티 온도가 높을수록, 그 목표 온도 Tt에서 제어 불능이 되는 확률이 높아지는 균일한 분포를 사전 설정(가정)한다. 한편, 과거 데이터 L로서, 흡기 온도 Ta, 디스크 캐비티 온도 목표값 T, 제어 가능 여부 CLS(제어 가능: 1, 제어 불능: 0)의 세트를 {Ta, T, CLS}로 한다.

도 8의 (1)에 있어서, 학습 개시 시에는 과거 데이터 L(학습 데이터)이 없고, 초기값으로서, 경험적으로 얻고 있는 디스크 캐비티 온도의 제한 온도보다도 작은 임의의 온도 T0(예를 들면 가스 터빈(7)의 주위의 온도가 25℃일 때에 350℃)에 대해서, 제어 불능이 되는 확률을 소정의 확률 p0(예를 들면 10%)으로서 설정하고 있다. 그 때문에, 목표 온도 결정 장치(3)에서는, 어느 흡기 온도 Ta에 있어서도, 제어 불능 확률이 소정의 확률 p0 이하가 되는 목표 온도 Tt는 모두 T0이 된다.

그 후, (2) 제 1 과거 데이터 L1로서 {Ta1, T1, 1}이 얻어진 것으로 한다. 이때, 흡기 온도 Ta1에서 디스크 캐비티 온도 목표값 T1로 제어 가능하다고 판단하고, 분류 모델 Mp가 이것을 학습한다. 그 결과, {Ta1, T1} 부근에서 제어 불능이 되는 확률이 저하되고, 그 결과, 전술의 소정의 확률 p0 이하가 되는 목표 온도가 T1보다 약간 높은 온도로 갱신된다.

계속해서, (3)에 나타내는 바와 같이, 제 2 과거 데이터 L2로서 {Ta1, T2, 1}이 얻어진 것으로 한다. 이 제 2 과거 데이터 L2를 학습하는 것에 의해, 전술한 것과 마찬가지로, {Ta1, T2} 부근에서 제어 불능이 되는 확률이 저하되고, 확률 p0의 라인이 (1)인 경우보다도 더 높아져, 동 라인이 새로운 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt로서 설정된다. 이후, 새로운 과거 데이터 L을 취득할 때마다 학습을 행한다. 구체적으로는, (4)에는 제 3 과거 데이터 L3으로서 {Ta1, T4, 1}(T4>T3)과, 제 4 과거 데이터 L4로서의 {Ta1, T4, 1}(T4>T3)을 학습한 경우를 나타낸다.

그리고 (5)에 나타내는 바와 같이, 다음의 제 5 과거 데이터 L5로서 {Ta1, T5, 0}(T5>T4)가 얻어졌지만, 이 디스크 캐비티 온도가 온도 T5에서, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과한 것으로 한다. 이것은 흡기 온도 Ta1에서 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 T5로 제어 불능이라고 판단할 수 있기 때문에, 분류 모델 Mp는 이것을 학습하고, {Ta1, T5} 부근의 제어 불능 확률이 상승하여, 소정의 확률 p0 이하가 되는 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt가 T5보다 낮은 값으로 설정되도록 된다. 이것은 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt를 낮게 설정함으로써, 제어 불능이 되는 리스크를 회피하도록 작용하는 것이다.

이와 같은 과정을 반복하는 것에 의해, 분류 모델 Mp에 의한 제어 불능의 예측은, (6)에 나타내는 바와 같은 예측 결과를 가리키게 된다.

상기의 구성에 의하면, 가스 터빈(7)의 임의의 운전 상태에 있어서의 디스크 캐비티 온도를 축적하고, 이 축적한 데이터(과거 데이터 L)에 기초해서, 임의의 운전 상태 및 임의의 디스크 캐비티 온도에 있어서의 가스 터빈(7)의 제어 불능 확률(상기의 실시형태에서는 초과 확률)을 산출하는 분류 모델 Mp를 미리 작성한다. 그리고, 목표 온도 Tt를 결정할 때의 운전 상태(대상 운전 상태 Ir) 및 임의의 디스크 캐비티 온도를 입력으로서, 분류 모델 Mp로부터 얻어진 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 디스크 캐비티 온도를 목표 온도 Tt로서 결정한다.

이에 의해, 시간의 경과에 수반해서 변동할 수 있는 운전 상태에 의한 영향이 디스크 캐비티 온도에 반영되기 전에, 피드포워드적으로, 그 운전 상태에 따른 목표 온도 Tt를 결정할 수 있다. 따라서, 예를 들면 운전 상태에 따라서 조정된 목표 온도 Tt에 디스크 캐비티 온도가 되도록 피드백적으로 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어하도록 하면(도 2, 도 4 참조), 가스 터빈(7)의 제어가 불능이 되는 상황의 발생의 보다 확실한 방지를 도모할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 전술한 목표 온도 산출부(32)는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4) 등에 의해 분류 모델 Mp에 기초해서 미리 작성된, 운전 상태마다 초과 확률을 소정의 확률 이하로 하는 것이 가능한 목표 온도 Tt를 정의한 목표 온도 맵 Ft를 이용해서, 대상 운전 상태 Ir에 따른 결정 개방도 Db를 산출해도 된다. 즉, 몇 개의 실시형태에서는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 산출부(32)는, 상기의 목표 온도 맵 Ft를 유지하는 목표 온도 맵 유지부(33)와, 대상 운전 상태 Ir 및 목표 온도 맵 Ft에 기초해서 목표 온도 Tt를 얻는 산출부(34)를 갖는다.

분류 모델 Mp는, 운전 상태를 변수로서 목표 온도 Tt를 구하는 것이 가능한 함수(Tt=Ft(Ir)), 또는, 운전 상태의 수와 동수의 차원의 테이블이어도 된다. 도 7a에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 맵 유지부(33)는, 온도 제어 장치(1)가 구비하는 기억 장치 m을 이용해서 구성된다. 또, 산출부(34)는, 대상 운전 상태 취득부(31) 및 목표 온도 맵 유지부(33)에 접속되어 있고, 목표 온도 맵 Ft를 이용해서 대상 운전 상태 Ir로부터 얻어지는 온도를 목표 온도 Tt로 하도록 구성된다.

한편, 분류 모델 Mp가 테이블 형식인 경우에는, 각종 운전 상태의 값의 조합이 테이블에 없는 경우에는, 전술한 온도 제어 장치(1)(목표 온도 결정부(11))에서, 비례 안분 등의 적절한 방법으로 외삽해서, 대상 운전 상태 Ir에 대응하는 목표 온도 Tt를 구하도록 해도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 목표 온도 맵 Ft가 목표 온도 맵 유지부(33)에 기억되어 있지만, 목표 온도 맵 Ft의 작성 방법에 대해서 후술한다.

상기의 구성에 의하면, 대상 운전 상태 Ir에 따른 목표 온도 Tt를 목표 온도 맵 Ft로부터 직접 구할 수 있어, 목표 온도 Tt를 대상 운전 상태 Ir이 얻어진 때로부터 보다 단시간에 결정할 수 있다.

상기의 실시형태에 있어서, 몇 개의 실시형태에서는, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 맵 유지부(33)는, 기준시에 작성된 목표 온도 맵 Ft인 제 1 목표 온도 맵 Fta를 유지하는 제 1 목표 온도 맵 유지부(35)와, 기준시보다도 후에 작성된 목표 온도 맵 Ft인 제 2 목표 온도 맵 Ftb와 제 1 목표 온도 맵 Fta의 차분인 목표 온도 보정 맵 Ftc를 유지하는 목표 온도 보정 맵 유지부(36)를 갖고, 전술한 목표 온도 산출부(32)의 산출부(34)는, 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc에 기초해서, 목표 온도 Tt를 산출한다. 여기에서, 기준시란, 제 1 목표 온도 맵 유지부(35)에 저장한 제 1 목표 온도 맵 Fta를 작성한 때이다. 제 2 목표 온도 맵 Ftb는, 제 1 목표 온도 맵 Fta의 다음에 작성된 목표 온도 맵 Ft여도 되고, 제 1 목표 온도 맵 Fta로부터 1 이상의 소정수의 목표 온도 맵 Ft가 작성된 후의 다음의 목표 온도 맵 Ft여도 된다.

즉, 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc를 각각 이용해서 산출되는 임의의 운전 상태에 대응하는 온도를 연산(예를 들면 가산)하는 것에 의해 얻어지는 온도는, 제 2 목표 온도 맵 Ftb를 이용해서 산출되는 그 동일한 임의의 운전 상태에 대응하는 온도와 동등하다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 임의의 운전 상태에 대응하는 목표 온도 Tt를 제 2 목표 온도 맵 Ftb에 기초해서 산출하는 것이 아니라, 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc에 기초해서 결정한다. 본 실시형태에 있어서도, 후술하는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc가 목표 온도 맵 유지부(33)(34, 35)에 기억되어 있지만, 분류 모델 Mp가 갱신(재학습 등)된 경우에는, 목표 온도 보정 맵 유지부(36)에 기억된 목표 온도 보정 맵 Ftc만을 갱신하면 된다.

상기의 구성에 의하면, 제 2 목표 온도 맵 Ftb와 동등해지는 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc를 이용해서 목표 온도 Tt를 결정한다. 이에 의해, 목표 온도 보정 맵 Ftc로 정의된 값(보정량)이 상정보다도 큰 경우에는, 예를 들면 분류 모델 Mp의 재학습 등에 의한 재검토를 행하도록 하면, 목표 온도 맵 Ft의 예측 정밀도의 유지를 도모할 수 있음과 더불어, 제 1 목표 온도 맵 Fta(기준시)로의 초기화도 용이해져, 예측에 기초해서 행하는 가스 터빈(7)의 제어의 신뢰성의 유지를 도모할 수 있다.

또, 예를 들면 정기적 등으로 제 2 목표 온도 맵 Ftb를 작성하고, 제 1 목표 온도 맵 Fta의 일부에 제 2 목표 온도 맵 Ftb의 차분이 생긴 경우에, 그 차분이 생긴 부분만의 목표 온도 보정 맵 Ftc를 적절히 작성해서 제어에 이용하도록 하면, 목표 온도 Tt의 산출 정밀도의 향상을 적절히 도모할 수 있다.

다음으로, 전술한 예측 모델 작성 장치(4)에 대해서, 도 2∼도 4, 도 9∼도 12를 이용해서 설명한다. 도 9는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 개방도 보정 맵 작성부(45)의 기능을 나타내는 블럭도이다. 도 10은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 목표 온도 보정 맵 작성부(45b)의 기능을 나타내는 블럭도이다. 도 11은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 결정 방법을 나타내는 순서도이다. 또, 도 12는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db의 결정 방법을 나타내는 순서도이다.

예측 모델 작성 장치(4)는, 상기의 예측 모델 Mt나 후술하는 분류 모델 Mp와 같은 예측 모델 M을 작성하기 위한 장치이다. 이 예측 모델 작성 장치(4)는, 컴퓨터로 구성되어 있고, 도시하지 않은 CPU(프로세서)나, ROM이나 RAM과 같은 메모리 등의 기억 장치(4m) 등을 구비하고 있다. 그리고, 주기억 장치에 로드된 프로그램(예측 모델 작성 프로그램)의 명령에 따라 CPU가 동작(데이터의 연산 등)함으로써, 상기의 각 기능부를 실현한다. 또, 예측 모델 작성 프로그램도 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 있어도 된다.

그리고, 예측 모델 작성 장치(4)는, 몇 개의 실시형태에서는, 도 2∼도 4, 도 9∼도 10에 나타내는 바와 같이, 과거 데이터 기억부(41)와, 예측 모델 생성부(42)를 구비한다. 이에 의해, 예측 모델 M의 작성이 가능해진다. 이들의 기능부에 대해서, 각각 설명한다.

과거 데이터 기억부(41)는, 계측 등에 의해 가스 터빈(7)으로부터 얻어지는 운전 상태 등으로 구성되는 전술한 복수의 과거 데이터 L을 기억하도록 구성된 기능부이다. 도 2∼도 4에 나타내는 실시형태에서는, 가스 터빈(7)의 운전 시에 있어서의 운전 상태, 디스크 캐비티 온도의 계측값(DCT), 냉각 공기 조정 밸브(92)의 실 개방도 Dr이 주기적 등으로 취득되고, 로그 수집부(17)에 송신되도록 되어 있다. 또, 로그 수집부(17)는, 수집한 데이터를 소정의 타이밍(예를 들면 주기적 등)에서 예측 모델 작성 장치(4)에 송신하도록 되어 있다. 과거 데이터 기억부(41)는, 이렇게 해서 로그 수집부(17)로부터 송신된 데이터를, 과거 데이터 L로 하고 과거 데이터 기억부(41)에 기억한다.

예측 모델 생성부(42)는, 과거 데이터 기억부(41)에 기억된 복수의 과거 데이터 L에 기초해서, 예측 모델 M(Mt, Mp)를 생성하도록 구성된 기능부이다. 예측 모델 M의 작성은 소정의 타이밍에서 행해져도 되고, 예를 들면 운전원 등으로부터의 지시에 따라서 예측 모델 M을 생성해도 되고, 정기적으로 작성해도 된다. 작성된 예측 모델 M은 기억 장치(4m) 등에 기억된다.

보다 상세하게는, 몇 개의 실시형태에서는, 도 2∼도 4, 도 9∼도 10에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 작성 장치(4)는, 예측 모델 M을 이용해서 결정 개방도 Db 또는 목표 온도 Tt인 목적 파라미터를 탐색하는 개방도 탐색부(43)(도 2∼도 3, 도 9 참조) 또는 목표 온도 탐색부(44)(도 2, 도 4, 도 10 참조)를, 더 구비하고 있어도 된다.

개방도 탐색부(43)는, 예측 모델 Mt를 이용해서 구하는 것이 가능한, 운전 상태의 입력값에 대응하는 디스크 캐비티 온도의 예측값을, 동일하게 입력된 목표 온도 Tt의 입력값 이하로 하는 것이 가능한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 탐색하도록 구성된 기능부이다. 즉, 예측 모델 Mt를 이용함으로써, 임의의 운전 상태 및 임의의 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값이 얻어진다. 따라서, 개방도 탐색부(43)는, 입력값인 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 변수로서, 이들의 변수의 값을 예를 들면 일 방향으로 변화시키면서, 그때마다, 예측 모델 Mt를 이용해서 이들의 변수에 따른 디스크 캐비티 온도의 예측값을 산출함과 더불어, 디스크 캐비티 온도의 예측값과 목표 온도 Tt의 입력값을 비교한다. 이 비교의 결과, 디스크 캐비티 온도의 예측값이 목표 온도 Tt의 입력값 이하가 되는 경우가 얻어진 때의 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값이 구하고자 하는 결정 개방도 Db가 된다.

이와 같이, 개방도 탐색부(43)는, 전술한 조건을 만족시키는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값(변수)를, 변수를 변화시키면서 탐색한다. 이때, 예측 모델 Mt로부터 얻어진 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도에, 예를 들면 그 밸브 개방도의 α％의 개방도(여유도)를 더한 개방도를 결정 개방도 Db로 해도 된다. 여유도를 가지게 하면 그 만큼 냉각 공기 C의 공급이 늘어나, 냉각력을 높일 수 있다. 따라서, 가스 터빈(7)의 운전 시에 있어서의 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt를 초과하는 것을 보다 확실히 회피하는 것이 가능한 개방도를 결정 개방도 Db로 설정할 수 있다.

도 2∼도 3, 도 9에 나타내는 실시형태에서는, 개방도 탐색부(43)는, 전술한 바와 같은 결정 개방도 Db의 탐색을, 상정되는 운전 상태 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 조합마다, 또한, 상정되는 목표 온도 Tt마다 미리 실행하는 것에 의해, 개방도 맵 Fd를 작성하도록 구성되어 있다. 한편, 상기의 개방도 맵 Fd의 작성에 있어서는, 운전 상태의 입력값을 고정하고, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 움직이는 경우에 있어서, 밸브 개방도가 클수록 냉각 공기의 공급량이 많아지는 경우에는, 밸브 개방도에 설정한 하한값이나 상한값으로부터 일 방향으로 변화시키면서, 목적이 되는 밸브 개방도를 구하면 효율이 좋다.

예를 들면, 상기의 하한값으로부터 밸브 개방도의 입력값을 크게 해 가면, 디스크 캐비티 온도의 예측값은, 어느 밸브 개방도를 경계로, 목표 온도 Tt의 입력값보다도 작아진다. 마찬가지로, 상기의 상한값으로부터 밸브 개방도의 입력값을 작게 해 가면, 디스크 캐비티 온도의 예측값은, 어느 밸브 개방도를 경계로, 목표 온도 Tt의 입력값보다도 커진다. 이와 같이, 디스크 캐비티 온도의 예측값과 목표 온도 Tt의 대소 관계가 역전하는 경계를 탐색하는(발견하는) 것에 의해, 냉각 공기 C에 의해서 디스크 캐비티 S를 목표 온도 Tt 이하로 냉각하면서, 냉각 공기 C의 유량을 가능한 한 적게 하는 최적인 밸브 개방도를 효율적으로 구하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 도 11에 나타내는 실시형태에서는, 임의의 운전 상태에 있어서의 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값(변수)를 순차적으로 크게 해 가는 것에 의해 결정하고 있다. 한편, 도 11에서는, 상기의 밸브 개방도의 입력값에 상한값 및 하한값을 마련하고 있고, 그 범위에서 결정하도록 되어 있다. 즉, 도 11의 스텝 S111에 있어서, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도의 입력값(밸브 개방도 변수값)을 초기값으로 세팅한다. 한편, 도 11에서는 초기값은 하한값이지만, 하한값과 상한값의 사이의 임의의 값이면 된다. 스텝 S112에 있어서, 예측 모델 Mt를 이용해서 밸브 개방도 변수값에 대응하는 디스크 캐비티 온도의 예측값(DCT 예측값)을 산출한다. 스텝 S113에 있어서, 산출한 DCT 예측값과 목표 온도 Tt를 비교한다. 그리고, DCT 예측값이 목표 온도 Tt보다도 큰 경우(DCT 예측값>Tt)에는, 스텝 S114에 있어서, 밸브 개방도 변수값을 보다 큰 값으로 세팅한다.

그 후, 스텝 S115에 있어서, 밸브 개방도 변수값이 상한값 이상인지 여부를 판정하고, 밸브 개방도 변수값이 상한값보다도 작은 경우(밸브 개방도 변수값<상한값)에는 스텝 S112로 되돌아가고, 스텝 S114에서 세팅한 새로운 값을 갖는 밸브 개방도 변수값을 이용해서 상기의 플로우를 재차 반복한다. 반대로, 스텝 S115에 있어서 밸브 개방도 변수값이 상한값 이상인 경우(밸브 개방도 변수값≥상한값)에는, 스텝 S116에 있어서, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 상한값으로 결정해서 플로우를 종료한다. 또, 스텝 S113의 비교의 결과, DCT 예측값이 목표 온도 Tt 이하인 경우(DCT 예측값≤Tt)에는, 스텝 S117에 있어서, 그 때의 밸브 개방도 변수값을 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도로 결정해서 플로우를 종료한다. 한편, 상기의 플로우는, 초기값에 있어서는 DCT 예측값>목표 온도 Tt이고, DCT 예측값≤목표 온도 Tt의 관계가 최초로 성립했을 때의 밸브 개방도 변수값을 얻음으로써, 최적인 밸브 개방도를 얻고 있다.

한편, 목표 온도 탐색부(44)는, 분류 모델 Mp를 이용해서 구하는 것이 가능한, 운전 상태의 입력값 및 디스크 캐비티 온도의 입력값에 대응하는 디스크 캐비티 온도의 예측값이, 동일하게 입력된 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하는 초과 확률을 소정의 확률 이하(예를 들면 10% 등의 원하는 값)로 하는 것이 가능한 온도(목표 온도 Tt)를 탐색하도록 구성된 기능부이다. 즉, 분류 모델 Mp를 이용함으로써, 임의의 운전 상태 및 임의의 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 디스크 캐비티 온도의 예측값이, 전술한 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하는 확률(초과 확률)이 얻어진다. 따라서, 목표 온도 탐색부(44)는, 입력값인 운전 상태 및 디스크 캐비티 온도를 변수로서, 이들의 변수의 값을 변화시키면서, 그때마다, 분류 모델 Mp를 이용해서 이들의 변수에 따른 초과 확률을 산출함과 더불어, 초과 확률과 소정의 확률을 비교한다. 이 비교의 결과, 초과 확률이 원하는 확률 이하가 되는 경우가 얻어진 때의 디스크 캐비티 온도의 입력값이 구하고자 하는 목표 온도 Tt가 된다. 따라서, 목표 온도 탐색부(44)는, 이와 같은 조건을 만족시키는 디스크 캐비티 온도의 입력값(변수)를, 변수를 변화시키면서 탐색한다.

구체적으로는, 도 12에 나타내는 실시형태에서는, 임의의 운전 상태에 있어서의 목표 온도 Tt를, 디스크 캐비티 온도의 입력값(변수)를 순차적으로 작게 해 가는 것에 의해 결정하고 있다. 한편, 도 12에서는, 디스크 캐비티 온도의 입력값에 상한값과 하한값을 마련하고 있고, 그 범위에서 목표 온도 Tt를 결정하도록 되어 있다. 즉, 도 12의 스텝 S121에 있어서, 디스크 캐비티 온도의 입력값(DCT 변수값)을 초기값으로 세팅한다. 한편, 도 12에서는 초기값은 상한값이지만, 하한값과 상한값의 사이의 임의의 값이면 된다. 스텝 S122에 있어서, 분류 모델 Mp를 이용해서 DCT 변수값에 대응하는 초과 확률(제어 불능 확률)을 산출한다. 스텝 S123에 있어서, 산출한 초과 확률(제어 불능 확률)과 소정의 확률(임계값)을 비교한다. 그리고, 초과 확률이 임계값 이상인 경우(초과 확률≥임계값)에는, 스텝 S124에 있어서, DCT 변수값을 보다 작은 값으로 세팅한다.

그 후, 스텝 S125에 있어서, DCT 변수값이 하한값보다도 큰 경우(DCT 변수값>하한값)에는 스텝 S122로 되돌아가고, 스텝 S124에서 세팅한 새로운 값을 갖는 DCT 변수값을 이용해서 상기의 플로우를 재차 반복한다. 반대로, 스텝 S125에 있어서 디스크 캐비티 온도의 입력값이 하한값 이하인 경우(DCT 변수값≤하한값)에는, 스텝 S126에 있어서, 하한값을 목표 온도 Tt로 결정해서 플로우를 종료한다. 또, 스텝 S123의 비교의 결과, 초과 확률이 임계값보다도 작은 경우(초과 확률<임계값)에는, 스텝 S127에 있어서, 그 때의 DCT 변수값을 목표 온도 Tt로 결정해서 플로우를 종료한다. 한편, 상기의 플로우는, 초기값에 있어서는 초과 확률≥임계값이며, 초과 확률<임계값의 관계가 최초로 성립했을 때의 DCT 변수값을 얻음으로써, 최적인 목표 온도 Tt를 얻고 있다.

도 2, 도 4, 도 10에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 탐색부(44)는, 전술한 바와 같은 목표 온도 Tt의 탐색을, 상정되는 운전 상태 및 디스크 캐비티 온도의 조합마다 미리 실행하는 것에 의해, 목표 온도 맵 Ft를 작성하도록 구성되어 있다. 한편, 개방도 맵 Fd에서 기술한 것과 마찬가지의 이유에 의해, 상기의 목표 온도 맵 Ft의 작성에 있어서는, 운전 상태의 입력값을 고정하고, 디스크 캐비티 온도를 움직이는 경우에는, 통상, 온도가 높을수록 초과 확률은 커지므로, 온도를 하한값이나 상한값으로부터 일 방향으로 변화시키면서, 목적이 되는 온도를 구하면 효율이 좋다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 맵 F(개방도 맵 Fd, 목표 온도 맵 Ft)는, 전술한 온도 제어 장치(1)의 기억 장치 m에 기억된다. 이에 의해, 밸브 개방도 결정부(12)에 의한 대상 운전 상태 Ir에 따른 결정 개방도 Db나, 목표 온도 결정부(11)에 의한 대상 운전 상태 Ir에 따른 목표 온도 Tt의 산출을 고속화하는 것이 가능해진다. 도 2∼도 4에 나타내는 실시형태에서는, 예측 모델 작성 장치(4)에 의해서 작성된 맵 F(Fd, Ft)는, 통신 네트워크(6)를 통해서, 온도 제어 장치(1)에 송신되도록 되어 있다. 이때, 맵 F가 함수 형식인 경우에 있어서, 다변량 해석 등으로 작성되어 있는 경우에는, 다항식의 계수만을 온도 제어 장치(1)에 송신해도 된다. 한편, 다른 몇 개의 실시형태에서는, 휴대 가능한 각종 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체(예를 들면 USB 메모리 등)를 통해서 맵 F를 온도 제어 장치(1)의 기억 장치 m에 기억시켜도 된다.

상기의 통신 네트워크(6)(도 2∼도 4 참조)는, 무선 접속을 적어도 부분적으로 포함해도 된다. 또, 통신 네트워크(6)는, 인터넷 등의 광역 네트워크(WAN)를 포함하고 있어도 되고, 예를 들면 WAN 상에 형성된 VPN를 통해서 양자가 통신 가능하게 접속되어 있어도 된다. 이 경우는, 예측 모델 작성 장치(4)는, 예를 들면 원격 감시 센터 등, 온도 제어 장치(1)가 설치되는 플랜트의 외부에 설치되는 실시형태에 대응한다. 또는, 통신 네트워크(6)는, 로컬 에어리어 네트워크(LAN)로 구성되어 있어도 된다. 이 경우는, 예측 모델 작성 장치(4)는, 예를 들면 온도 제어 장치(1)가 설치되는 플랜트와 동일한 플랜트에 설치되는 실시형태에 대응한다.

또, 몇 개의 실시형태에서는, 도 9∼도 10에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 작성 장치(4)는, 전술한 개방도 보정 맵 Fdc나 목표 온도 보정 맵 Ftc 등의 보정 맵 Fc를 작성하는 보정 맵 작성부(개방도 보정 맵 작성부(45), 목표 온도 보정 맵 작성부(45b))를, 더 구비하고 있어도 된다.

구체적으로는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 개방도 보정 맵 작성부(45)는, 전술한 개방도 탐색부(43)에 의해서 작성된 제 1 개방도 맵 Fda(전술)를 유지하는 제 1 개방도 맵 유지부(46)와, 개방도 탐색부(43)에 의해서 작성된 제 2 개방도 맵 Fdb(전술)가 작성되면, 개방도 보정 맵 Fdc(전술)를 산출하는 개방도 보정 맵 산출부(47)를 구비한다. 그리고, 도 9에 나타내는 실시형태에서는, 개방도 보정 맵 산출부(47)에 의해서 작성된 개방도 보정 맵 Fdc는, 예측 모델 작성 장치(4)가 구비하는 송신부(48)로부터, 통신 네트워크(6)를 통해서 밸브 개방도 결정 장치(2)에 송신되고, 밸브 개방도 결정 장치(2)의 제 1 개방도 맵 유지부(25)에 유지되도록 구성되어 있다.

마찬가지로, 도 10에 나타내는 바와 같이, 목표 온도 보정 맵 작성부(45b)는, 전술한 목표 온도 탐색부(44)에 의해서 작성된 제 1 목표 온도 맵 Fta(전술)를 유지하는 제 1 목표 온도 맵 유지부(46b)와, 목표 온도 탐색부(44)에 의해서 작성된 제 2 목표 온도 맵 Ftb(전술)가 작성되면, 목표 온도 보정 맵 Ftc(전술)를 산출하는 목표 온도 보정 맵 산출부(47b)를 구비한다. 그리고, 도 10에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 보정 맵 산출부(47b)에 의해서 작성된 목표 온도 보정 맵 Ftc는, 예측 모델 작성 장치(4)가 구비하는 송신부(48)로부터, 통신 네트워크(6)를 통해서 목표 온도 결정 장치(3)에 송신되고, 밸브 개방도 결정 장치(2)의 제 1 목표 온도 맵 유지부(35)에 유지되도록 구성되어 있다.

한편, 기준시에 작성되는 제 1 맵 Fa(Fda, Fta)나, 그 후에 작성되는 제 2 맵 Fb(Fdb, Ftb)는, 예를 들면 정기적이나 운전원의 지시에 의해 행해져도 되고, 제 2 맵 Fb의 작성에 따라서 목표 온도 보정 맵 Ftc의 작성 및 송신이 이루어지도록 구성하는 등, 자동화되어 있어도 된다.

또, 몇 개의 실시형태에서는, 도 9∼도 10에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 작성 장치(4)는, 개방도 보정 맵 산출부(47)나 목표 온도 보정 맵 산출부(47b)에 의해서 작성된 보정 맵 Fc인 개방도 보정 맵 Fdc 또는 목표 온도 보정 맵 Ftc의 타당성을 확인하는 검증부(49)(49b)를, 더 구비하고 있어도 된다. 검증부(49)(49b)는, 보정 맵 Fc로 정의된 값(보정량)과 상정값을 비교하고, 그 값이 상정값보다도 큰지 여부를 판정하는 기능부이다. 그리고, 검증부(49)(49b)는, 보정 맵 Fc로 정의된 값(보정량)이 상정값보다도 큰 경우에는, 예측 모델 생성부(42)에 통지를 행함으로써, 예측 모델 생성부(42)에 의한 모델 M의 재작성(재학습)을 행하도록 구성해도 된다. 또는, 운전원에게 알림으로 알림(디스플레이 등에의 메시지 표시나, 소리나 빛으로의 알림 등)해도 된다. 이들을 조합해도 된다. 이에 의해, 부적절한 보정 맵 Fc를 이용한 온도 제어 장치(1)에 의한 제어가 실행되는 것을 방지할 수 있어, 온도 제어 장치(1)의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

다음으로, 전술한 각종 예측 모델 M의 작성에 이용하는 복수의 과거 데이터 L의 생성 방법에 대해서, 도 13을 이용해서 설명한다. 도 13은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 과거 데이터 생성부(5)의 기능을 나타내는 블럭도이다. 한편, 이하의 설명의 예측 모델 M은, 예측 모델 Mt 또는 분류 모델 Mp를 의미하고, 목적 파라미터는, 결정 개방도 Db 또는 목표 온도 Tt를 의미하는 것으로 한다.

이미 기술한 바와 같이, 가스 터빈(7)의 그때그때의 운전 상태에 따른 최적인 결정 개방도 Db나 목표 온도 Tt는 가스 터빈(7)의 경년 변화에 의한 영향을 받는다. 또, 예측 모델 M에 의한 전체적인 목적 파라미터의 예측 정밀도는, 과거 데이터 L의 다양성이 확보되어 있을수록 향상된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 예측 모델 M의 작성에 이용하는 데 적합한 과거 데이터 L을 선택적으로 취득한다.

이 때문에, 몇 개의 실시형태에서는, 도 2∼도 4, 도 13에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 작성 장치(4)는, 예측 모델 M의 작성에 이용하는 전술한 복수의 과거 데이터 L을 생성하는 과거 데이터 생성부(5)와, 과거 데이터 생성부(5)에 의해 생성된 복수의 과거 데이터 L을 기억하는 과거 데이터 기억부(41)(전술)를 더 구비한다.

과거 데이터 기억부(41)는, 몇 개의 실시형태에서는 도 13에 나타내는 바와 같이, 복수의 과거 데이터 L의 후보가 되는 운전 이력 데이터 Lc로서, 전술한 디스크 캐비티의 제한 온도를 초과하고 있는 디스크 캐비티 온도의 데이터를 갖는 중점 관리 데이터 Lce를 기억하는 중점 관리 이력 처리부(41e)와, 상기의 중점 관리 데이터 Lce를 제외한 운전 이력 데이터 Lc인 통상 관리 데이터 Lcn을 기억하는 통상 관리 이력 기억부(41n)를 갖는다. 이와 같이, 중점 관리 데이터 Lce 및 통상 관리 데이터 Lcn을 따로따로 나누어서 기억하는 것에 의해, 각각 상이한 방침으로 관리하는 등, 데이터의 종류에 따른 유연한 관리를 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 예측 모델의 정밀도의 향상을 효과적으로 행하는 것이 과거 데이터 L의 생성 등도 행하는 것을 가능하게 할 수 있다.

한편, 과거 데이터 생성부(5)는, 몇 개의 실시형태에서는 도 13에 나타내는 바와 같이, 운전 이력 데이터 취득부(51)와, 중점 관리 이력 처리부(53)와, 관리 영역 특정부(54)와, 데이터수 관리부(56)를 구비한다. 이들의 기능부에 대해서, 각각 설명한다.

운전 이력 데이터 취득부(51)는, 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터 Lc를 예를 들면 소정의 타이밍마다 취득하는 기능부이다. 운전 이력 데이터 Lc는 전술한 로그 수집부(17)로부터 예측 모델 작성 장치(4)를 향해 송신되는 데이터이다. 이 운전 이력 데이터 Lc에는, 예측 모델 Mt를 작성하는 경우에는 적어도 운전 상태, 디스크 캐비티 온도, 및 냉각 공기 조정 밸브(92)의 실 개방도 Dr의 데이터가 포함된다. 또, 분류 모델 Mp를 작성하는 경우에는 적어도 운전 상태 및 디스크 캐비티 온도, 제어 가능 여부 CLS(제어 불능 유무)의 데이터가 포함되도록 된다.

중점 관리 이력 처리부(53)는, 운전 이력 데이터 취득부(51)에 의해서 취득된 운전 이력 데이터 Lc로서, 제한 온도를 초과하고 있는 디스크 캐비티 온도의 데이터를 갖는 운전 이력 데이터 Lc인 중점 관리 데이터 Lce를 전술한 과거 데이터 기억부(41)(중점 관리 이력 처리부(41e))에 기억하는 기능부이다. 이와 같은 중점 관리 데이터 Lce는, 가스 터빈(7)의 운전 시에 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 실제로 초과한 경우의 데이터이므로, 중점 관리 데이터 Lce를 예측 모델 M의 작성에 이용하는 것에 의해, DCT의 제어 불능이 되는 상황이 보다 정밀도 좋게 예측 모델 M의 예측 정밀도의 향상이 도모된다.

관리 영역 특정부(54)는, 전술한 중점 관리 데이터 Lce를 제외한 운전 이력 데이터 Lc인 통상 관리 데이터 Lcn에 포함되는 디스크 캐비티 온도 또는 운전 상태에 포함되는 데이터 중 적어도 하나에 기초해서, 통상 관리 데이터 Lcn을 저장(기억)해야 할 통상 관리 이력 기억부(41n)에 있어서의 관리 영역을 특정하는 기능부이다. 즉, 과거 데이터 L을 기억하는 관리 영역(기억 영역)은, 디스크 캐비티 온도의 값(값의 범위)과, 각종 운전 상태의 각각의 값(값의 범위)의 조합마다 정해져 있다. 그리고, 관리 영역 특정부(54)는, 수신한 각 통상 관리 데이터 Lcn의 각각에 대해서, 통상 관리 데이터 Lcn을 구성하는 각종 데이터의 값을 확인하고, 기억해야 할 관리 영역을 특정한다.

통상 관리 데이터 Lcn에는, 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt로 정정하기까지 생기는 제어 헌팅에 관련하는 운전 이력 데이터 Lc가 포함되어도 된다. 제어 헌팅은, 밸브 개방도의 분해능이 거칠기 때문에, 피드백 제어하고 있을 때, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt 부근에서 디스크 캐비티 온도가 상하(上下)해 버려, 목표 온도 Tt 부근으로 정정하지 않은 현상이다. 구체적으로는, 목표 온도 Tt에 대해서, 디스크 캐비티 온도의 계측값이 ±α의 범위에서 흔들린다. 이와 같은 현상 시의 운전 이력 데이터 Lc는, 중점 관리 데이터 Lce에 포함시켜도 되지만, 본 실시형태에서는, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 경우와 비교해서 제어 헌팅에 의한 기기 손상 리스크는 낮기 때문에, 통상 관리 데이터에 포함시키고 있다.

데이터수 관리부(56)는, 관리 영역마다의 통상 관리 데이터 Lcn의 수가 최신의 것으로부터 소정수 이하가 되도록 관리하는 기능부이다. 따라서, 예를 들면, 저장되어 있는 통상 관리 데이터 Lcn의 수가 소정수인 각 관리 영역에 새로운 통상 관리 데이터 Lcn을 기억하고자 하는 경우에는, 데이터수 관리부(56)는, 가장 낡은 데이터의 삭제와, 새로운 통상 관리 데이터 Lcn의 기억을 행한다.

도 13에 나타내는 실시형태에서는, 과거 데이터 생성부(5)는, 운전 이력 데이터 취득부(51)에 의해서 취득된 운전 이력 데이터 Lc가 중점 관리 데이터 Lce인지 여부를 판정하는 운전 이력 분류부(52)를, 더 구비하고 있다. 그리고, 운전 이력 분류부(52)는 운전 이력 데이터 취득부(51)에 접속되어 있고, 운전 이력 데이터 취득부(51)가 취득한 운전 이력 데이터 Lc가 운전 이력 분류부(52)에 입력되도록 구성되어 있다. 그리고, 운전 이력 분류부(52)는, 중점 관리 데이터 Lce라고 판정한 운전 이력 데이터 Lc를 중점 관리 이력 처리부(53)에 송신하고, 통상 관리 데이터 Lcn이라고 판정한 운전 이력 데이터 Lc를 관리 영역 특정부(54)에 송신하도록 되어 있다.

또, 도 2∼도 4, 도 13에 나타내는 실시형태에서는, 과거 데이터 생성부(5)는, 수신한 운전 이력 데이터 Lc에 대해서 정정 필터에 의한 필터링(사전 처리)을 행하고, 정정 필터를 통과한 것에 대해서 전술한 처리를 실행하도록 되어 있다. 이 정정 필터는, 운전 이력 데이터 Lc가 예측 모델 M의 작성에 이용하는 데이터로서 유효한 것을 선별하는 역할을 갖고 있다. 구체적으로는, 정정 필터는, 목표 온도 Tt가 정정하고, 또한, 피드백 제어가 정정하고 있을 때에 취득된 운전 이력 데이터 Lc만을 통과시키는 필터링을 행한다. 다른 몇 개의 실시형태에서는, 정정 필터를 통과하지 않는 것에 의해, 정정 필터에 의한 필터링을 받고 있지 않은 과거 데이터 L이 기억 장치(4m)에 기억되도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면 분류 모델 Mp의 학습 데이터로서는, 상기의 정정 필터를 통하지 않고(적용하지 않고) 과거 데이터 기억부(41)에 기억되는 과거 데이터 L이어도 되고, 이 학습 데이터를 학습한 분류 모델 Mp에 의해 전술한 제어 헌팅이 발생하는 확률을 구하는 것이 가능해진다.

한편, 도 13에 나타내는 바와 같이, 몇 개의 실시형태에서는, 중점 관리 데이터 Lce에 대해서, 전술한 관리 영역 특정부(54), 데이터수 관리부(56)가 행하는 것과 마찬가지의 처리를 실행해도 된다. 도 13에 나타내는 실시형태에서는, 중점 관리 데이터 Lce에 포함되는 디스크 캐비티 온도 또는 운전 상태에 포함되는 데이터 중 적어도 하나에 기초해서, 중점 관리 데이터 Lce를 저장(기억)해야 할 중점 관리 이력 처리부(41e)에 있어서의 관리 영역을 특정하는 기능부인 제 2 관리 영역 특정부(54e)와, 관리 영역마다의 중점 관리 데이터 Lce의 수가 최신의 것으로부터 전수(全數)를 포함하는 소정수 이하가 되도록 관리하는 기능부인 제 2 데이터수 관리부(56e)를 구비하고 있다. 도 13에 나타내는 실시형태에서는, 중점 관리 데이터 Lce와 통상 관리 데이터 Lcn의 양쪽에 대해서, 관리 영역의 특정과 데이터수의 관리를 행하고 있지만, 중점 관리 데이터 Lce 또는 통상 관리 데이터 Lcn 중 적어도 한쪽에 대해서 행하면 된다.

상기의 구성에 의하면, 예를 들면, 중점 관리 데이터 Lce는 무조건 기억하는 한편으로, 통상 관리 데이터 Lcn은 그 내용에 따른 관리 영역에 저장됨과 더불어, 각 관리 영역에는, 최신의 것으로부터 소정수 이하의 운전 이력 데이터 Lc가 저장된다. 따라서, 중점 관리 데이터 Lce를 중요시하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도가 제한 온도를 초과하는 상황의 확실한 방지를 도모하면서, 최신의 운전 이력 데이터 Lc에 기초해서 예측 모델 M을 작성하는 것에 의해, 가스 터빈(7)의 경년 변화가 고려된 예측 모델 M을 작성할 수 있다. 또, 관리 영역마다 운전 이력 데이터 Lc의 수를 제한하는 것에 의해, 지나치게 오래된 데이터에 의한 영향을 방지하여, 예측 모델 M의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 중점 관리 데이터 Lce에 대해서도, 통상 관리 데이터 Lcn에 대한 상기와 마찬가지의 관리를 행해도 된다. 통상 관리 데이터 Lcn의 데이터수는, 중점 관리 데이터 Lce의 데이터수보다도 많아지기 때문에, 특히 통상 관리 데이터 Lcn으로 행하면 효과가 높다.

몇 개의 실시형태에서는, 전술한 과거 데이터 생성부(5)는, 관리 영역 특정부(54)에 의해서 관리 영역이 특정된 통상 관리 데이터 Lcn이 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 경우에 과거 데이터 기억부(41)에 기억하는 통상 운전 이력 처리부(55)를, 더 가져도 된다. 그리고, 데이터 추가 조건은, 제 1 통상 관리 데이터 Lcna가 저장된 관리 영역과, 운전 이력 데이터 취득부(51)에 의해서 취득된 제 2 운전 이력 데이터로서, 제 1 통상 관리 데이터가 취득되고 나서 n번째(n은 정수) 또는 소정 시간의 경과까지 취득된 제 2 운전 이력 데이터의 관리 영역이 상이한 경우를 포함해도 된다.

즉, 상기의 데이터 추가 조건에 의해서, 운전 이력 데이터 취득부(51)에 의해서 취득된 임의의 연속하는 운전 이력 데이터 Lc가 동일한 관리 영역에 저장해야 할 데이터인 경우에, 이들의 연속하는 2개의 데이터가 모두 저장되는 것이 저지된다. 이와 같은 운전 이력 데이터 Lc는, 양자를 과거 데이터 L로서 저장했다고 하더라도, 예측 모델 M의 정밀도에 대한 영향이 작다. 따라서, 어느 한쪽을 관리 영역에 기억함으로써, 복수의 과거 데이터 L로서의 다양성의 확보를 도모할 수 있고, 예측 모델 M의 예측 정밀도의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또, 제 1 통상 관리 데이터 Lcna와 제 2 통상 관리 데이터 Lcnb의 사이에, 중점 관리 데이터 Lce가 취득되어 있는 경우에는, 제 2 통상 관리 데이터 Lcnb는 기억해도 된다. 즉, 이와 같은 상황을 데이터 추가 조건의 예외로서 처리하도록, 통상 운전 이력 처리부(55)를 구성해도 된다.

상기의 구성에 의하면, 통상 관리 데이터 Lcn에 대해서는, 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 통상 관리 데이터 Lcn을 기억하는 것에 의해, 예를 들면 동일한 관리 영역에는 연속해서 데이터를 저장하지 않는 등의 취사선택이 이루어진다. 이에 의해, 동일한 관리 영역의 저장되는 운전 이력 데이터 Lc의 다양화를 도모할 수 있고, 예측 모델 M의 예측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

그 밖에, 도 2, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 작성 장치(4)가, 원하는 목표 온도 Tt를 지시하는 것이 가능한 목표 온도 지시부(4s)를 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 지시한 목표 온도 Tt에 대응하는 운전 이력 데이터 Lc를 생성할 수 있으므로, 의도적으로 목표 온도 Tt를 높은 값으로 설정하고, 동 설정에서의 운전 상태를 취득하는 것에 의해 학습 속도를 빠르게 하는 것이 가능하게 되는 등, 예측 모델 M의 작성에 이용하는 과거 데이터 L의 다양성을 확보할 수 있다.

이하, 전술한 각종 장치가 실행하는 처리에 각각 대응하는 디스크 캐비티 온도 제어 방법(도 14), 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법(도 15), 및, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법(도 16)에 대해서, 각각 설명한다.

도 14는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 온도 제어 방법을 나타내는 도면이다.

디스크 캐비티 온도 제어 방법은, 전술한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 디스크 캐비티 온도를 제어하기 위한 방법이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 디스크 캐비티 온도 제어 방법(이하, 간단히, 온도 제어 방법)은, 목표 온도 결정 스텝(S11)과, 밸브 개방도 결정 스텝(S12)과, 지령 개방도 산출 스텝(S13)을 구비한다. 이 온도 제어 방법은, 전술한 온도 제어 장치(1)가 실행해도 되고, 예를 들면 주기적으로 대상 운전 상태 Ir을 취득하면서, 사람 손으로 실행해도 된다.

도 14의 스텝 순으로 온도 제어 방법을 설명한다.

도 14의 스텝 S11에 있어서, 목표 온도 결정 스텝을 실행한다. 목표 온도 결정 스텝(S11)은, 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt를 결정하는 스텝이다. 목표 온도 결정 스텝(S11)은, 이미 설명한 목표 온도 결정부(11)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다. 도 14에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 결정 스텝(S11)은, 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 목표 온도 Tt를 결정한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 목표 온도 결정 방법에 의해 목표 온도 Tt를 결정해도 된다.

스텝 S12에 있어서, 밸브 개방도 결정 스텝을 실행한다. 밸브 개방도 결정 스텝(S12)은, 제어 후의 디스크 캐비티 온도가, 전술한 목표 온도 결정 스텝(S11)에 의해서 결정된 목표 온도 Tt 이하가 되도록 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 결정하는 스텝이다. 밸브 개방도 결정 스텝(S12)은, 이미 설명한 밸브 개방도 결정부(12)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다. 도 14에 나타내는 실시형태에서는, 밸브 개방도 결정 스텝(S12)은, 대상 운전 상태 Ir에 기초해서 결정 개방도 Db를 결정한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 밸브 개방도 결정 방법에 의해서 결정 개방도 Db를 결정해도 된다. 또한, 밸브 개방도 결정 스텝(S12)은, 디스크 캐비티 온도의 계측값과 목표 온도 Tt의 편차가 0이 되도록, 디스크 캐비티 온도의 계측값의 피드백을 받으면서, 상기의 조정 개방도 Da를 결정한다.

스텝 S13에 있어서, 지령 개방도 산출 스텝을 실행한다. 지령 개방도 산출 스텝(S13)은, 밸브 개방도 결정 스텝(S12)에 의해서 결정된 밸브 개방도에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브(92)에 대한 지령 개방도 D를 산출하는 스텝이다. 지령 개방도 산출 스텝(S13)은, 이미 설명한 밸브 개방도 결정부(12)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다. 도 14에 나타내는 실시형태에서는, 지령 개방도 산출 스텝(S13)은, 결정 개방도 Db 및 조정 개방도 Da에 기초해서 지령 개방도 D를 산출한다.

그리고, 스텝 S14에 있어서, 지령 개방도 산출 스텝(S13)에 의해 산출된 지령 개방도 D를 냉각 공기 조정 밸브(92)에 송신한다.

도 15는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법을 나타내는 도면이다.

냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법은, 전술한 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도(결정 개방도 Db)를 결정하기 위한 방법이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법(이하, 간단히, 밸브 개방도 결정 방법)은, 대상 운전 상태 취득 스텝(S21)과, 밸브 개방도 산출 스텝(S22)을 구비한다. 이 밸브 개방도 결정 방법은, 전술한 밸브 개방도 결정 장치(2)가 실행해도 되고, 예를 들면 주기적으로 대상 운전 상태 Ir을 취득하면서, 사람 손으로 실행해도 된다.

도 15의 스텝 순으로 밸브 개방도 결정 방법을 설명한다.

도 15의 스텝 S21에 있어서, 대상 운전 상태 취득 스텝을 실행한다. 대상 운전 상태 취득 스텝(S21)은, 전술한 대상 운전 상태 Ir을 취득하는 스텝이다. 대상 운전 상태 취득 스텝(S21)은, 이미 설명한 밸브 개방도 결정 장치(2)가 구비하는 대상 운전 상태 취득부(21)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다.

도 15의 스텝 S22에 있어서, 밸브 개방도 산출 스텝을 실행한다. 밸브 개방도 산출 스텝(S22)은, 대상 운전 상태 취득 스텝(S21)에 의해서 취득된 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 제어 후의 디스크 캐비티 온도가 목표 온도 Tt 이하가 되는 냉각 공기 조정 밸브(92)의 밸브 개방도를 산출하는 스텝이다. 밸브 개방도 산출 스텝(S22)은, 이미 설명한 밸브 개방도 결정 장치(2)가 구비하는 밸브 개방도 산출부(22)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다. 도 15에 나타내는 실시형태에서는, 밸브 개방도 산출 스텝(S22)은, 대상 운전 상태 Ir 및 전술한 예측 모델 Mt에 기초해서 작성된 개방도 맵 Fd에 기초해서 결정 개방도 Db를 산출한다. 보다 상세하게는, 밸브 개방도 산출 스텝(S22)은, 제 1 개방도 맵 Fda 및 개방도 보정 맵 Fdc에 기초해서, 냉각 공기 조정 밸브(92)의 결정 개방도 Db를 산출해도 된다.

도 16은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스크 캐비티 목표 온도 방법을 나타내는 도면이다.

디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법은, 전술한 디스크 캐비티 온도의 목표 온도 Tt를 결정하기 위한 방법이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법(이하, 간단히, 목표 온도 결정 방법)은, 대상 운전 상태 취득 스텝(S31)과, 목표 온도 산출 스텝(S32)을 구비한다. 이 목표 온도 결정 방법은, 전술한 목표 온도 결정 장치(3)가 실행해도 되고, 예를 들면 주기적으로 대상 운전 상태 Ir을 취득하면서, 사람 손으로 실행해도 된다.

도 16의 스텝 순으로 목표 온도 결정 방법을 설명한다.

도 16의 스텝 S31에 있어서, 대상 운전 상태 취득 스텝을 실행한다. 대상 운전 상태 취득 스텝(S31)은, 전술한 대상 운전 상태 Ir을 취득하는 스텝이다. 대상 운전 상태 취득 스텝(S31)은, 이미 설명한 목표 온도 결정 장치(3)가 구비하는 대상 운전 상태 취득부(31)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다.

도 16의 스텝 S32에 있어서, 목표 온도 산출 스텝을 실행한다. 목표 온도 산출 스텝(S32)은, 대상 운전 상태 취득 스텝(S31)에 의해서 취득된 대상 운전 상태 Ir에 기초해서, 목표 온도 Tt를 산출하는 스텝이다. 목표 온도 산출 스텝(S32)은, 이미 설명한 목표 온도 결정 장치(3)가 구비하는 목표 온도 산출부(32)가 실행하는 처리 내용과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다. 도 16에 나타내는 실시형태에서는, 목표 온도 산출 스텝(S32)은, 대상 운전 상태 Ir 및 전술한 분류 모델 Mp에 기초해서 작성된 목표 온도 맵 Ft에 기초해서 목표 온도 Tt를 산출한다. 보다 상세하게는, 목표 온도 산출 스텝(S32)은, 전술한 제 1 목표 온도 맵 Fta 및 목표 온도 보정 맵 Ftc에 기초해서, 목표 온도 Tt를 산출해도 된다.

본 발명은 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 전술한 실시형태에 변형을 가한 형태나, 이들의 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.

1: 온도 제어 장치(디스크 캐비티 온도 제어 장치)
m: 기억 장치
11: 목표 온도 결정부
12: 밸브 개방도 결정부
13: 지령 개방도 산출부
14: 피드백 제어부
15: 이상 검지부
17: 로그 수집부
2: 밸브 개방도 결정 장치
21: 대상 운전 상태 취득부
22: 밸브 개방도 산출부
23: 개방도 맵 유지부
24: 산출부
25: 제 1 개방도 맵 유지부
26: 개방도 보정 맵 유지부
3: 목표 온도 결정 장치(디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치)
31: 대상 운전 상태 취득부
32: 목표 온도 산출부
33: 목표 온도 맵 유지부
34: 산출부
35: 제 1 목표 온도 맵 유지부
36: 목표 온도 보정 맵 유지부
4: 예측 모델 작성 장치
4m: 기억 장치
41: 과거 데이터 기억부
41e: 중점 관리 이력 기억부
41n: 통상 관리 이력 기억부
42: 예측 모델 생성부
43: 개방도 탐색부
44: 목표 온도 탐색부
45: 개방도 보정 맵 작성부
45b: 목표 온도 보정 맵 작성부
46: 제 1 개방도 맵 유지부
46b: 제 1 목표 온도 맵 유지부
47: 개방도 보정 맵 산출부
47b: 목표 온도 보정 맵 산출부
48: 송신부
49: 검증부
5: 과거 데이터 생성부
51: 운전 이력 데이터 취득부
52: 운전 이력 분류부
53: 중점 관리 이력 처리부
54e: 제 2 관리 영역 특정부
54: 관리 영역 특정부
55: 통상 운전 이력 처리부
56: 데이터수 관리부
56e: 제 2 데이터수 관리부
6: 통신 네트워크
7: 가스 터빈
7i: 공기 도입구
7s: 로터축
7r: 로터
71: 압축기
71c: 압축기 차실
71r: 압축기측 로터부
71m: 동익(압축기측)
71s: 정익(압축기측)
72: 연소기
73: 터빈
73c: 터빈 차실
73r: 터빈측 로터부
73m: 동익(터빈측)
73s: 정익(터빈측)
73a: 정익의 선단부
73d: 터빈 디스크
74: 베어링
75: 입구 안내익
75c: 개방도 컨트롤러
76: 추기실
77p: 압력계
77t: 흡기 온도계
78: 발전기
78e: 전력계
79: 온도계
9: 터빈 냉각 기구
91: 추기 배관
92: 냉각 공기 조정 밸브
C: 냉각 공기
D: 지령 개방도
Da: 조정 개방도
Db: 결정 개방도
Dr: 실 개방도
F: 맵
Fc: 보정 맵
Fd: 개방도 맵
Fda: 제 1 개방도 맵
Fdb: 제 2 개방도 맵
Fdc: 개방도 보정 맵
Ft: 목표 온도 맵
Fta: 제 1 목표 온도 맵
Ftb: 제 2 목표 온도 맵
Ftc: 목표 온도 보정 맵
Ir: 대상 운전 상태
L: 과거 데이터
Lc: 운전 이력 데이터
Lce: 중점 관리 데이터
Lcn: 통상 관리 데이터
M: 예측 모델
MW: 발전기 출력
Mp: 분류 모델
Mt: 예측 모델
S: 디스크 캐비티
Ta: 흡기 온도
Ts: 디스크 캐비티 온도
Tt: 목표 온도
Vp: 입구 안내익의 익 개방도

Claims

가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득부와,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출부를 구비하고,
상기 밸브 개방도 산출부는, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실(實) 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브 개방도 산출부는,
상기 예측 모델에 기초해서 작성된, 상기 운전 상태마다 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 상기 목표 온도 이하로 하는 것이 가능한 상기 밸브 개방도를 정의한 개방도 맵을 유지하는 개방도 맵 유지부와,
상기 대상 운전 상태 및 상기 개방도 맵에 기초해서 상기 밸브 개방도를 얻는 산출부를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 개방도 맵 유지부는,
기준시에 작성된 상기 개방도 맵인 제 1 개방도 맵을 유지하는 제 1 개방도 맵 유지부와,
상기 기준시보다도 후에 작성된 상기 개방도 맵인 제 2 개방도 맵과 상기 제 1 개방도 맵의 차분인 개방도 보정 맵을 유지하는 개방도 보정 맵 유지부를 갖고,
상기 밸브 개방도 산출부의 상기 산출부는, 상기 제 1 개방도 맵 및 상기 개방도 보정 맵에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 산출하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 예측 모델은, 상기 복수의 과거 데이터를 학습하는 것에 의해서 작성되는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 예측 모델은, 확률 분포에 기초해서 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하는 확률 분포 모델이며, 상기 확률 분포에 기초하는 상기 예측값이 상기 디스크 캐비티 온도의 상기 목표 온도 이상이 되는 확률이, 소정의 확률을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 과거 데이터를 생성하는 과거 데이터 생성부와,
상기 과거 데이터 생성부에 의해서 생성된 상기 복수의 과거 데이터를 기억하는 과거 데이터 기억부를 더 구비하고,
상기 과거 데이터 기억부는,
상기 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터로서, 상기 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하고 있는 상기 디스크 캐비티 온도의 데이터를 갖는 중점 관리 데이터를 기억하는 중점 관리 이력 기억부와,
상기 중점 관리 데이터를 제외한 상기 운전 이력 데이터인 통상 관리 데이터를 기억하는 통상 관리 이력 기억부를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 과거 데이터 생성부는,
상기 운전 이력 데이터를 취득하는 운전 이력 데이터 취득부와,
상기 중점 관리 데이터를 상기 중점 관리 이력 기억부에 기억하는 중점 관리 이력 처리부와,
상기 통상 관리 데이터를 상기 통상 관리 이력 기억부에 기억하는 통상 관리 이력 처리부와,
적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽에 포함되는 상기 디스크 캐비티 온도 또는 상기 운전 상태에 포함되는 데이터 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 중점 관리 데이터를 저장해야 할 상기 중점 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역 또는 상기 통상 관리 데이터를 저장해야 할 상기 통상 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역을 특정하는 관리 영역 특정부와,
상기 관리 영역마다의 적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽의 수가 최신의 것으로부터 소정수 이하가 되도록 관리하는 데이터수 관리부를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 중점 관리 이력 처리부 또는 상기 통상 관리 이력 처리부 중 적어도 한쪽은, 상기 관리 영역 특정부에 의해서 상기 관리 영역이 특정된 상기 중점 관리 데이터 또는 상기 통상 관리 데이터인 상기 운전 이력 데이터가 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 경우에 상기 과거 데이터 기억부에 기억하도록 구성되어 있고,
상기 데이터 추가 조건은, 제 1 상기 운전 이력 데이터가 저장된 상기 관리 영역과, 상기 운전 이력 데이터 취득부에 의해서 취득된 제 2 운전 이력 데이터로서, 상기 제 1 운전 이력 데이터가 취득되고 나서 n번째(n은 정수) 또는 소정 시간의 경과까지 취득된 제 2 운전 이력 데이터의 상기 관리 영역이 상이한 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 디스크 캐비티 온도의 계측값과 상기 목표 온도의 편차에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 조정하기 위한 조정 개방도를 결정하는 피드백 제어를 행하는 피드백 제어부를, 더 구비하고,
상기 과거 데이터 생성부는,
상기 목표 온도가 정정(setting; 整定)되고, 또한, 상기 피드백 제어가 정정되어 있을 때에 취득된 상기 운전 이력 데이터만을 통과시키는 정정 필터를, 더 갖고,
상기 운전 이력 데이터 취득부는, 상기 정정 필터를 통과한 상기 운전 이력 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운전 상태는, 입구 안내익(案內翼)의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득부와,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출부를 구비하고,
상기 목표 온도 산출부는,
과거에 취득된 상기 운전 상태 및 상기 디스크 캐비티 온도에 대한 상기 가스 터빈의 제어 가능 여부의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 분류 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 상기 가스 터빈의 제어 불능 확률을 구하기 위한 분류 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값을 상기 목표 온도로 하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 목표 온도 산출부는,
상기 분류 모델에 기초해서 작성된, 상기 운전 상태마다 상기 제어 불능 확률을 상기 소정의 확률 이하로 하는 것이 가능한 상기 목표 온도를 정의한 목표 온도 맵을 유지하는 목표 온도 맵 유지부와,
상기 대상 운전 상태 및 상기 목표 온도 맵에 기초해서 상기 목표 온도를 얻는 산출부를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 목표 온도 맵 유지부는,
기준시에 작성된 상기 목표 온도 맵인 제 1 목표 온도 맵을 유지하는 제 1 목표 온도 맵 유지부와,
상기 기준시보다도 후에 작성된 상기 목표 온도 맵인 제 2 목표 온도 맵과 상기 제 1 목표 온도 맵의 차분인 목표 온도 보정 맵을 유지하는 목표 온도 보정 맵 유지부를 갖고,
상기 목표 온도 산출부의 상기 산출부는, 상기 제 1 목표 온도 맵 및 상기 목표 온도 보정 맵에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분류 모델은, 상기 복수의 과거 데이터를 학습하는 것에 의해서 작성되는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 과거 데이터를 생성하는 과거 데이터 생성부와,
상기 과거 데이터 생성부에 의해서 생성된 상기 복수의 과거 데이터를 기억하는 과거 데이터 기억부를 더 구비하고,
상기 과거 데이터 기억부는,
상기 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터로서, 상기 디스크 캐비티 온도의 제한 온도를 초과하고 있는 상기 디스크 캐비티 온도의 데이터를 갖는 중점 관리 데이터를 기억하는 중점 관리 이력 기억부와,
상기 중점 관리 데이터를 제외한 상기 운전 이력 데이터인 통상 관리 데이터를 기억하는 통상 관리 이력 기억부를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 과거 데이터 생성부는,
상기 복수의 과거 데이터의 후보가 되는 운전 이력 데이터를 취득하는 운전 이력 데이터 취득부와,
상기 중점 관리 데이터를 상기 중점 관리 이력 기억부에 기억하는 중점 관리 이력 처리부와,
상기 통상 관리 데이터를 상기 통상 관리 이력 기억부에 기억하는 통상 관리 이력 처리부와,
적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽에 포함되는 상기 디스크 캐비티 온도 또는 상기 운전 상태에 포함되는 데이터 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 중점 관리 데이터를 저장해야 할 상기 중점 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역 또는 상기 통상 관리 데이터를 저장해야 할 상기 통상 관리 이력 기억부에 있어서의 관리 영역을 특정하는 관리 영역 특정부와,
상기 관리 영역마다의 적어도 상기 중점 관리 데이터 및 상기 통상 관리 데이터 중 어느 한쪽의 수가 최신의 것으로부터 소정수 이하가 되도록 관리하는 데이터수 관리부를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 중점 관리 이력 처리부 또는 상기 통상 관리 이력 처리부 중 적어도 한쪽은, 상기 관리 영역 특정부에 의해서 상기 관리 영역이 특정된 상기 중점 관리 데이터 또는 상기 통상 관리 데이터인 상기 운전 이력 데이터가 소정의 데이터 추가 조건을 만족시키는 경우에 상기 과거 데이터 기억부에 기억하도록 구성되어 있고,
상기 데이터 추가 조건은, 제 1 상기 운전 이력 데이터가 저장된 상기 관리 영역과, 상기 운전 이력 데이터 취득부에 의해서 취득된 제 2 운전 이력 데이터로서, 상기 제 1 운전 이력 데이터가 취득되고 나서 n번째(n은 정수) 또는 소정 시간의 경과까지 취득된 제 2 운전 이력 데이터의 상기 관리 영역이 상이한 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운전 상태는, 입구 안내익의 익 개방도, 흡기 온도, 출력, 또는 압축기 차실 내 압력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 목표 온도 결정부와,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정부와,
상기 밸브 개방도 결정부에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 지령 개방도 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 목표 온도는, 상기 디스크 캐비티 온도의 제한 온도보다도 작고,
상기 밸브 개방도 결정부는, 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 장치에 의해서 결정된 밸브 개방도가 되도록, 상기 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 목표 온도 결정부는, 청구항 11 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 디스크 캐비티 목표 온도 결정 장치에 의해서 결정된 온도를 상기 목표 온도로 결정하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 온도 제어 장치.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법으로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 스텝과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 스텝을 구비하고,
상기 밸브 개방도를 산출하는 스텝은, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 디스크 캐비티 온도의 계측값과 상기 목표 온도의 편차에 기초해서, 상기 밸브 개방도를 조정하기 위한 조정 개방도를 결정하는 스텝을, 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 방법.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법으로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 스텝과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 스텝을 구비하고,
상기 목표 온도를 산출하는 스텝은,
과거에 취득된 상기 운전 상태 및 상기 디스크 캐비티 온도에 대한 상기 가스 터빈의 제어 가능 여부의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 분류 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 상기 가스 터빈의 제어 불능 확률을 구하기 위한 분류 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값을 상기 목표 온도로 하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 방법.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 방법으로서,
상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 스텝과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 스텝과,
상기 밸브 개방도를 결정 스텝에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 온도 제어 방법.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 프로그램으로서,
컴퓨터에, 상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득 기능과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도가 제어 후에 있어서 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도를 산출하는 밸브 개방도 산출 기능을 실현시킴과 더불어,
상기 밸브 개방도 산출 기능은, 과거에 취득된 상기 운전 상태, 상기 디스크 캐비티 온도, 및 상기 냉각 공기 조정 밸브의 실 개방도의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 예측 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 밸브 개방도의 입력값에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값을 구하기 위한 예측 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 디스크 캐비티 온도의 예측값이 상기 목표 온도 이하가 되는 상기 밸브 개방도의 입력값을 상기 밸브 개방도로 하는 것을 특징으로 하는 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도 결정 프로그램.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 결정하는 데 이용하는 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 프로그램으로서,
컴퓨터에, 상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태를 취득하는 대상 운전 상태 취득 기능과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출 기능을 실현시킴과 더불어,
상기 목표 온도 산출 기능은,
과거에 취득된 상기 운전 상태 및 상기 디스크 캐비티 온도에 대한 상기 가스 터빈의 제어 가능 여부의 관계를 대응 지은 복수의 과거 데이터에 기초해서 작성된 분류 모델로서, 상기 운전 상태의 입력값 및 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값에 있어서의 상기 가스 터빈의 제어 불능 확률을 구하기 위한 분류 모델에 기초해서, 상기 대상 운전 상태에 있어서의 상기 제어 불능 확률이 소정의 확률 이하가 되는 상기 디스크 캐비티 온도의 입력값을 상기 목표 온도로 하는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 목표 온도 결정 프로그램.
가스 터빈의 디스크 캐비티를 냉각하는 냉각 공기의 공급을 제어하기 위한 냉각 공기 조정 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 것에 의해, 상기 디스크 캐비티의 온도인 디스크 캐비티 온도를 제어하는 디스크 캐비티 온도 제어 프로그램으로서,
컴퓨터에, 상기 가스 터빈의 제어 전의 운전 상태인 대상 운전 상태에 기초해서, 상기 디스크 캐비티 온도의 목표 온도를 결정하는 목표 온도 결정 기능과,
상기 대상 운전 상태에 기초해서, 제어 후의 상기 디스크 캐비티 온도가 상기 목표 온도 이하가 되도록 상기 밸브 개방도를 결정하는 밸브 개방도 결정 기능과,
상기 밸브 개방도 결정 기능에 의해서 결정된 결정 개방도에 기초해서, 상기 냉각 공기 조정 밸브에 대한 지령 개방도를 산출하는 지령 개방도 산출 기능을 실현시키는 것을 특징으로 하는 디스크 캐비티 온도 제어 프로그램.