KR20220019829A

KR20220019829A - 발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법

Info

Publication number: KR20220019829A
Application number: KR1020227001608A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 도모토; 다카히로 다케토모; 미치오 사사키; 히사시 산다
Original assignee: 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2022-02-17
Also published as: TW202126895A; TWI772845B; JP6775070B1; JP2021021361A; WO2021020207A1

Abstract

증기 발생기, 터빈, 복수기, 복수 조절 밸브, 가열기 및 추기 밸브를 구비하는 발전 플랜트의 제어 장치에 관한 것이다. 제어 장치는, 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어와, 증기 발생기의 부하를 증가시키는 부하 증가 제어를 실시한다. 복수 스로틀링 제어에서는, 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율로 복수 조절 밸브 및 추기 밸브의 개방도가 제어된다.

Description

발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법

본 개시는, 발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법에 관한 것이다.

전력 계통에는, 전력 수요에 따른 전력의 안정 공급이 요구된다. 근년, 환경 의식의 고조에 수반하여 재생 에너지의 도입이 진행되고 있지만, 재생 에너지는 기상 조건의 영향을 받아서 변동하기 쉽기 때문에, 종래의 발전 플랜트(예를 들어 화력 발전 플랜트나 컨벤셔널 발전 플랜트 등)가 부가 조정력을 향상시킴으로써, 전력의 안정 공급의 역할을 하는 것이 기대되어 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 화력 발전 플랜트나 컨벤셔널 발전 플랜트 등에 이용 가능한 순환식 보일러 시스템이 개시되어 있다.

재생 에너지의 도입이 진행된 전력 계통에서는, 예를 들어 태양광 발전의 출력이 저하되고, 또한, 전력 수요가 증가하는 저녁 시간대와 같은 조건 하에서, 다른 발전 플랜트에 대한 부하 요구가 크게 증가하는 경우가 있다. 그 때문에 다른 발전 플랜트에서는, 이와 같은 부하 요구 증가에 대응하기 위해, 플랜트 출력을 추종시키는 것이 요구된다. 발전 플랜트에서는 부하 지령값을 받고 나서 출력에 반영시킬 때까지 적지 않게 타임 래그가 발생해 버린다. 예를 들어, 석탄을 연료로 하는 석탄 연소 보일러에서는, 석탄을 미분탄기로 분쇄하는 프로세스가 있기 때문에, 분쇄된 석탄이 화로로 투입될 때까지의 부하 변화 초기는, 부하 증가 요구에 대하여 실제 출력이 지연되어 버린다.

이에 반해 특허문헌 1에서는, 부하 요구의 증대 시에, 보일러 등의 증기 발생기의 터빈 추기 밸브 및 탈기기 수위 조정 밸브를 일정 개방도까지 좁힘으로써, 발전기 출력을 비교적으로 단시간에 증가시키는 것이 개시되어 있다. 이에 의해, 부하 요구 증대에 대하여 증기 발생기에 대한 연료 투입량의 증가만으로 대응하는 경우에 비해, 터빈의 강도를 높이는 일 없이, 응답성의 향상이 가능하게 되어 있다.

일본 특허 공개 제2013-53531호 공보

상기 특허문헌 1에서는, 증기 발생기의 터빈 추기 밸브 및 탈기기 수위 조정 밸브를 일정 개방도까지 좁힘으로써, 부하 요구의 증대에 대응하고 있다. 그러나, 이와 같은 터빈 추기 밸브 및 탈기기 수위 조정 밸브의 스로틀링은 발전기 출력을 급격하게 증가시키므로, 부하 요구의 변동에 대하여 과잉으로 되어 버릴 우려가 있다(즉 발전기 출력이 일시적으로 부하 지령값을 초과해 버릴 우려가 있음).

본 개시의 적어도 일 양태는 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 부하 요구 증가 시에, 발전 플랜트의 출력을, 양호한 응답성으로, 또한, 부하 지령값에 대하여 적절한 범위에서 추종 가능한 발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트의 제어 장치는 상기 과제를 해결하기 위해,

증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기와,

상기 증기를 사용하여 구동 가능하게 구성된 터빈과,

상기 터빈에서 일을 마친 상기 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된 복수기와,

상기 복수의 상기 증기 발생기에 대한 공급량을 조정 가능하게 구성된 복수 조절 밸브와,

상기 터빈으로부터의 추기를 사용하여 상기 복수를 가열 가능하게 구성된 가열기와,

상기 추기의 유량을 조정 가능하게 구성된 추기 밸브를

구비하는 발전 플랜트의 제어 장치이며,

상기 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어와, 상기 증기 발생기의 부하를 증가시키는 부하 증가 제어를 실시하도록 구성되고,

상기 복수 스로틀링 제어에서는, 상기 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율로 상기 복수 조절 밸브 및 상기 추기 밸브의 개방도가 제어되도록 구성된다.

본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트의 제어 방법은 상기 과제를 해결하기 위해,

증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기와,

상기 증기를 사용하여 구동 가능하게 구성된 터빈과,

상기 추기의 유량을 조정 가능하게 구성된 추기 밸브

를 구비하는 발전 플랜트의 제어 방법이며,

상기 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어와, 상기 증기 발생기의 부하를 증가시키는 부하 증가 제어를 실시하고,

상기 복수 스로틀링 제어에서는, 상기 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율로 상기 복수 조절 밸브 및 상기 추기 밸브의 개방도가 제어된다.

본 개시의 적어도 일 양태에 의하면, 부하 증가 요구 시에, 발전 플랜트의 출력을, 양호한 응답성으로, 또한, 부하 지령값에 대하여 적절한 범위에서 추종 가능한 발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 제어 흐름도이다.
도 3은 필터가 편차에 대하여 적용하는 필터링 처리의 특성 함수의 일례이다.
도 4는 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 메커니즘을 공정마다 나타내는 흐름도이다.
도 5는 스필오버 제어에 있어서의 복수 배출 밸브에 관한 제어 흐름도이다.
도 6은 발전 플랜트의 부하 응답 제어를 공정마다 나타내는 흐름도이다.
도 7은 부하 응답 제어 시에 있어서의 부하 지령값과 발전 플랜트의 출력 추이를 관련지어서 나타내는 타이밍 차트이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지의 실시 형태에 대해서 설명한다. 단, 본 발명의 범위는 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 이하의 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

<발전 플랜트의 구성>

도 1은 본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트(1)의 전체 구성도이다. 발전 플랜트(1)는 증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기(2)를 구비한다. 증기 발생기(2)는 급수에 대하여 열량을 부여함으로써 증기를 생성 가능한 장치이다. 증기 발생기(2)는, 예를 들어 연료를 연소시킴으로써 발생시킨 열량을 사용하여 급수로부터 증기를 생성 가능한 보일러 장치이다. 보다 구체적으로는, 보일러 장치는, 석탄을 미분탄기(도시하지 않음)에서 분쇄하여 화로로 연소함으로써 증기를 생성 가능한 컨벤셔널 보일러이다. 보일러 장치는 드럼식 보일러이어도 되고, 관류식 보일러이어도 된다.

증기 발생기(2)에서 생성된 증기는, 증기 공급로(4)를 통하여 터빈(6)에 공급된다. 터빈(6)은 증기 발생기(2)에서 생성된 고온 고압의 증기에 의해 회전 구동된다. 도 1에서는, 터빈(6)은 상류측에 배치된 고압 터빈(6a)과, 하류측에 배치된 2개의 저압 터빈(6b1, 6b2)을 포함한다. 고압 터빈(6a)과 2개의 저압 터빈(6b1, 6b2)은 서로 직렬로 접속된다. 2개의 저압 터빈(6b1, 6b2)은 서로 병렬로 접속된다. 증기 발생기(2)에서 생성된 증기는, 먼저 상류측에 있는 고압 터빈(6a)을 구동하고, 그 후, 하류측에 있는 저압 터빈(6b1, 6b2)을 구동한다.

증기에 의해 구동된 각 터빈(6)의 회전 에너지는, 터빈(6)의 출력축(3)에 연결된 발전기(5)에 입력된다. 발전기(5)에서는, 터빈(6)으로부터 입력되는 운동 에너지가 전기 에너지로 변환된다. 발전기(5)에서 발생된 전기 에너지는, 예를 들어 소정의 경로를 통하여 전력 계통(도시하지 않음)에 공급된다.

또한, 도 1에서는 발전기(5)에는 터빈(6) 중 저압 터빈(6b1, 6b2)의 출력축(3)만이 접속되어 있는 경우를 예시하고 있지만, 터빈(6) 중 고압 터빈(6a)의 출력축만이 발전기(5)에 접속되어 있어도 되고, 고압 터빈(6a)의 출력축과 저압 터빈(6b1, 6b2)의 출력축을 공통인 축으로서 발전기(5)에 동축 접속되어 있어도 된다.

증기 발생기(2) 및 터빈(6)을 접속하는 증기 공급로(4)에는, 증기 발생기(2)로부터 터빈(6)에 공급되는 증기의 유량을 조정하기 위한 증기 밸브(8)(주 증기 밸브)가 마련된다. 증기 밸브(8)의 개방도는, 후술하는 제어 장치(100)로부터의 제어 신호에 의해 제어 가능하다.

터빈(6)에서 일을 마친 증기는, 하류측에 배치된 복수기(10)에 공급된다. 복수기(10)는 터빈(6)으로부터 배출된 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된다. 구체적으로는, 복수기(10)는 냉각수와 열교환함으로써, 증기를 응축하고, 복수를 생성한다. 복수기(10)에서 생성된 복수는, 복수기(10)가 갖는 제1 복수 탱크(12)에 저류된다.

제1 복수 탱크(12)에는, 복수 배출 라인(14)을 통하여 제2 복수 탱크(16)가 접속된다. 복수기(10)에서 생성된 복수는 제1 복수 탱크(12)에 저류된다. 제1 복수 탱크(12)에는 적정한 복수의 기준 저류 레벨이 설정되어 있고, 복수의 저류 레벨이 기준 저류 레벨을 초과한 경우에는, 제1 복수 탱크(12)에 저류되는 복수의 일부가 복수 배출 라인(14)을 통하여 제2 복수 탱크(16)에 보내짐으로써, 제1 복수 탱크(12)의 복수 레벨이 적정하게 유지되도록 구성된다. 복수 배출 라인(14)에는, 복수 배출 라인(14)을 흐르는 복수의 유량을 조정 가능하게 구성된 복수 배출 밸브(27)가 마련된다.

복수기(10)에서 생성된 복수는, 복수 라인(22)을 통하여 증기 발생기(2)로 되돌려진다. 복수 라인(22)에는, 복수 라인(22)을 흐르는 복수의 유량을 조정하기 위한 복수 조절 밸브(23)가 마련된다. 복수 조절 밸브(23)는, 통상 시에는 상류측에 있는 복수기(10)에 있어서의 복수 레벨을 적절하게 유지하기 위해 개방도가 제어되지만, 후술하는 복수 스로틀링 제어에서는, 적극적으로 개방도를 좁힘으로써, 복수 라인(22)을 흐르는 복수의 유량을 감소 가능하게 구성되어 있다.

또한 복수 라인(22)에는, 복수의 가열기(24)와, 탈기기(25)가 마련된다. 복수의 가열기(24)는 복수 라인(22)을 따라서 직렬적으로 마련되어 있고, 복수 라인(22)을 흐르는 복수를 터빈(6)으로부터의 추기와 열교환함으로써 승온 가능하게 구성된다. 터빈(6)으로부터의 추기는, 터빈(6)으로부터 연장되는 추기 라인(26)을 통하여 복수의 가열기(24) 및 탈기기(25)에 각각 공급된다. 복수 라인(22)을 흐르는 복수는, 복수의 가열기(24)를 통과함으로써 점차 가열된 후, 증기 발생기(2)에 공급된다. 한편, 복수의 가열기(24)로 복수와 열교환함으로써 냉각된 추기는, 복수 라인(22)에 합류한다.

추기 라인(26)에는, 터빈(6)으로부터의 추기의 유량을 조정하기 위한 추기 밸브(28)가 마련된다. 추기 밸브(28)의 개방도는, 후술하는 제어 장치(100)로부터의 제어 신호에 기초하여 개방도를 조정 가능하게 구성된다. 추기 밸브(28)의 개방도는, 예를 들어, 열교환 대상인 복수 라인(22)의 복수 유량에 대응하는 추기가 가열기(24)에 공급되도록 제어된다.

탈기기(25)는 복수 라인(22)을 흐르는 복수에 포함되는 용존 산소나 탄산 가스 등을 제거하기 위한 장치이다.

제어 장치(100)는 발전 플랜트(1)의 제어 유닛이며, 예를 들어 컴퓨터 등의 전자 연산 장치로 이루어지는 하드웨어 구성을 갖는다. 제어 장치(100)는, 이와 같은 하드웨어 구성에 대하여 본 개시의 적어도 일 양태에 관한 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램이 인스톨됨으로써, 본 발명의 적어도 일 양태에 관한 제어 장치로서 기능 가능하게 구성된다.

제어 장치(100)는 발전 플랜트(1)의 각 구성 요소와의 사이에서 제어 신호를 송수신함으로써, 발전 플랜트(1)를 종합적으로 제어 가능하게 구성된다. 이와 같은 발전 플랜트(1)의 제어는, 제어 장치(100)가 외부로부터 취득하는 발전 플랜트(1)에 대한 부하 지령값에 기초하여 실시된다. 부하 지령값은, 발전 플랜트(1)에 요구되는 부하에 관한 지령값이며, 예를 들어 전력 계통에 있어서의 수급 상태에 따라서 결정되어도 되고, 발전 플랜트(1)의 오퍼레이터가 수동 설정함으로써 결정되어도 된다.

<발전 플랜트의 제어>

계속해서 상기 구성을 갖는 발전 플랜트(1)에 있어서 제어 장치(100)에 의한 구체적인 제어 내용에 대하여 설명한다. 도 2는 도 1의 제어 장치(100)의 제어 흐름도이다. 도 2에서는 제어 장치(100)의 내부가 기능 블록도로서 나타내어져 있고, 제어 장치(100)는 증기 밸브 제어부(110)와, 증기 발생기 제어부(120)를 구비한다. 증기 밸브 제어부(110)는 입력 신호에 대응하여 증기 밸브(8)의 개방도 지령값을 출력하는 기능 블록이며, 증기 발생기 제어부(120)는 입력 신호에 대응하여 증기 발생기(2)의 제어 파라미터인 급수 디맨드 신호 및 연료 디맨드 신호를 출력하는 기능 블록이다.

제어 장치(100)에는, 발전기 출력 L(발전기(5)의 출력), 부하 지령값 Ld, 증기 압력 설정값 Ps 및 증기 압력값 P가 각각 입력된다. 발전기 출력 L은, 발전기(5)에 설치된 각종 센서에 기초하여 취득 가능하다. 부하 지령값 Ld는, 발전 플랜트(1)에 대하여 외부로부터 입력되는 지령값이다(예를 들어, 전력 계통의 전력 수급 상태에 따라서 중앙 급전 지령실로부터 수신된다). 증기 압력 설정값 Ps는, 증기 발생기(2)에서 생성되는 증기 압력의 목표값이며, 제어 장치(100)에 있어서 설정된다. 증기 압력값 P는, 증기 공급로(4)에 설치된 압력 센서로부터 취득 가능하다.

증기 밸브 제어부(110)에서는, 먼저 발전기 출력 L 및 부하 지령값 Ld가 편차 연산기(102)에 입력된다. 편차 연산기(102)는 발전기 출력 L 및 부하 지령값 Ld의 편차 ΔL(=Ld-L)을 연산하여 출력한다. 편차 연산기(102)로부터 출력된 편차 ΔL은, 스위치(104)를 통하여 PI 제어기(106)에 입력된다. 스위치(104)는 복수 스로틀링 제어가 실행되어 있는지 여부에 기초하여, 제1 제어 루트 C1 또는 제2 제어 루트 C2를 선택 가능한 절환기이다. 제1 제어 루트 C1은 복수 스로틀링 제어가 실행되어 있지 않은 통상 제어 시에 선택되는 제어 루트이며, 편차 ΔL이 그대로 PI 제어기(106)에 입력된다. 한쪽의 제2 제어 루트 C2는 복수 스로틀링 제어의 실행 시에 선택되는 제어 루트이며, 편차 ΔL이 필터(108)를 통하여 PI 제어기(106)에 입력된다.

필터(108)는 입력값인 편차 ΔL에 대하여 소정의 필터링 처리를 실시한다. 여기서 도 3은 필터(108)가 편차 ΔL에 대하여 적용하는 필터링 처리의 특성 함수 f의 일례이다. 또한, 도 3에서는, 제1 제어 루트 C1이 선택된 경우에 대응하는 특성 함수 f'가 비교용에 파선으로 나타내어져 있다(제1 제어 루트 C1에서는 편차 ΔL이 그대로 PI 제어기(106)에 입력되므로, 실질적으로 기울기 「1」, 절편 「0」의 1차 선형 함수인 특성 함수 ｆ'를 갖는 것과 동등하다).

특성 함수 f는 마이너스측 영역(즉 ΔL<0)에 있어서 특성 함수 f'보다 출력값이 커지도록 설정된다. 보다 구체적으로는, 도 3에 도시한 바와 같이, 특성 함수 f는 플러스측 영역(ΔL≤0) 및 마이너스측 영역의 역치 미만 영역(ΔL<ΔL1)에서는 기울기 「1」의 선형 특성을 가짐과 함께, 소정값 ΔL1 이상의 마이너스측 영역(ΔL1≤ΔL<0)에서는 기울기 「0」이며 데드 밴드 특성을 갖는다.

PI 제어기(106)는 PI 제어기(106)에 입력되는 편차 ΔL에 대응하는 증기 밸브 개방도 지령값을 출력함으로써, 증기 밸브(8)의 개방도를 피드백 제어한다. 스위치(104)에 의해 제1 제어 루트 C1이 선택되어 있는 경우에는, PI 제어기(106)는 편차 연산기(102)에서 산출된 편차 ΔL에 대응하는 증기 밸브 개방도 지령값을 출력한다. 한편, 스위치(104)에 의해 제2 제어 루트 C2가 선택되어 있는 경우에는, PI 제어기(106)는 필터(108)에 의해 필터링 처리가 실시된 후의 편차 ΔL에 대응하는 증기 밸브 지령값이 출력된다. 필터(108)에서는, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 발전기 출력 L이 부하 지령값 Ld보다 큰 마이너스측 영역에 있어서 편차 ΔL이 통상 시에 비교하여 크게 출력됨으로써, 증기 밸브(8)의 스로틀링 동작이 억제된다. 이것은, 상세하게 후술하는 바와 같이, 부하 지령값 증가 시에 복수 스로틀링 제어가 실행됨으로써 편차 ΔL이 마이너스측 영역으로 되었을 때, 증기 밸브(8)의 스로틀링 동작이 억제되는 것을 의미한다.

한편 증기 발생기 제어부(120)에서는, 증기 압력 설정값 Ps 및 증기 압력값 P가 편차 연산기(122)에 입력된다. 편차 연산기(122)는 증기 압력 설정값 Ps 및 증기 압력값 P의 편차 ΔP(=Ps-P)를 출력한다. 편차 연산기(122)로부터 출력되는 편차 ΔP는, PI 제어기(124)에 입력된다. PI 제어기(124)는 편차 ΔP에 대응하는 출력 신호를 출력한다. PI 제어기(124)로부터 출력된 출력 신호에는, 가산기(126)에서 부하 지령값 Ld가 피드 포워드 성분으로서 가산됨으로써, 증기 발생기(2)의 부하 추종성이 향상되어 있다. 이와 같은 증기 발생기(2)의 제어 신호는, 증기 발생기(2)의 제어 파라미터인 급수 디맨드 신호 Sw 및 연료 디맨드 신호 Sf로서 제어 대상인 증기 발생기(2)에 대하여 출력된다.

<복수 스로틀링 제어>

계속해서 상기 구성을 갖는 발전 플랜트(1)에 있어서의 복수 스로틀링 제어에 대하여 설명한다. 복수 스로틀링 제어는, 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도를 감소시킴으로써, 발전기(5)의 출력을 증가시키기 위한 제어이다. 도 4는 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 메커니즘을 공정마다 나타내는 흐름도이다.

복수 스로틀링 제어에서는, 먼저 복수 조절 밸브(23)의 개방도가 감소하도록 조작된다(스텝 S100). 이와 같은 복수 조절 밸브(23)의 스로틀링 동작은, 오퍼레이터에 의해 매뉴얼적으로 실시되어도 되고, 제어 개시를 위한 트리거 신호를 제어 장치(100)로 검지함으로써, 제어 장치(100)로부터 복수 조절 밸브(23)에 대하여 제어 신호를 송신함으로써 자동적으로 실시되어도 된다.

복수 조절 밸브(23)의 개방도가 감소하면, 복수 조절 밸브(23)보다 하류측에 위치하는 복수 라인(22)을 흐르는 복수의 유량이 감소한다(스텝 S101). 여기서 복수 라인(22) 상에 마련된 복수의 가열기(24)에서는, 전술한 바와 같이, 복수 라인(22)을 흐르는 복수의 유량에 대응하도록 추기 밸브(28)의 개방도가 제어됨으로써, 복수와의 열교환에 요하는 유량의 추기가 도입된다. 그 때문에 스텝 S101과 같이 복수 라인(22)에 있어서의 복수의 유량이 감소하면, 그에 따라서 추기 밸브(28)의 개방도도 감소하도록 제어된다(스텝 S102). 그리고 추기 밸브(28)의 개방도가 감소하면, 가열기(24)에 공급되는 추기가 감소하므로, 터빈(6)을 흐르는 증기량이 증가하고(스텝 S103), 발전기 출력 L이 증가한다(스텝 S104).

이와 같이 복수 스로틀링 제어를 실행함으로써, 발전기(5)의 출력을 증가시킬 수 있다. 단 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과는 영속적인 것은 아니며, 복수 스로틀링 제어가 개시되고 나서, 어떤 한정된 기간에 있어서의 일시적인 것이 된다. 왜냐하면, 복수 스로틀링 제어에 의해 복수 유량이 감소하기 때문에 탈기기(25)에 있어서의 탈기기 레벨이 저하되어 증기 발생기(2)로의 급수를 계속할 수 없게 되기 때문이다. 그 결과, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과는 일시적인 기간을 경과하면 감소해 버린다.

이에 반해 본 개시의 일 양태에서는, 부하 지령값 Ld가 증가했을 때에는, 발전기 출력 L을 영속적으로 증가시키기 위해, (예를 들어 발전 플랜트(1)의 오퍼레이터에 의한 수동 조작에 의해) 부하 지령값 Ld를 증가시킴과 함께, 복수 스로틀링 제어가 실행되었을 때에 제2 제어 루트 C2를 선택함으로써, 복수 스로틀링 때에 증기 밸브(8)의 스로틀링을 억제함으로써, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과를 얻어지기 쉽게 하고 있다. 제2 제어 루트 C2에서는 필터(108)에 의한 필터링 처리를 행함으로써, 편차 ΔL이 마이너스측 영역에 있어서 제1 제어 루트 C1에 비해 편차 ΔL이 커지도록 설정된다. 이에 의해, 복수 스로틀링 제어의 실행 시에 증기 밸브(8)가 좁혀지기 어려워지므로, 발전기 출력 증가 효과가 얻어지기 쉬워진다.

<스필오버 제어>

계속해서 복수기(10)에서 생성된 복수를, 제1 복수 탱크(12) 및 제2 복수 탱크(16) 사이에서 교환함으로써, 제1 복수 탱크(12)에 있어서의 복수 레벨을 적절하게 유지하기 위한 스필오버 제어에 대해서 설명한다.

스필오버 제어는, 복수 스로틀링 제어가 실행되어 있지 않은 통상 시는, 전술한 바와 같이 복수 조절 밸브(23)의 개방도를 조정함으로써 행해진다. 즉 복수 조절 밸브(23)의 개방도를 조정함으로써 복수 라인(22)으로의 복수 공급량을 변화시킴으로써, 제1 복수 탱크(12)에 저류된 복수의 레벨이 적절하게 관리된다. 한편 복수 스로틀링 제어의 실행 시에는, 복수 조절 밸브(23)는 발전기 출력 L을 증가시키기 위해 제1 복수 탱크(12)의 복수 레벨과는 관계없이 좁혀지므로, 제1 복수 탱크(12) 및 제2 복수 탱크(16) 사이에 마련된 복수 배출 밸브(27)의 개방도를 조정함으로써, 스필오버 제어가 행해진다.

도 5는 스필오버 제어에 있어서의 복수 배출 밸브(27)에 관한 제어 흐름도이다. 스필오버 제어에서는, 제1 복수 탱크(12)에 설치된 복수 레벨 센서(도시하지 않음)에서 검출된 복수 레벨 F와, 제1 복수 탱크(12)에 대응하는 적절한 복수 레벨 목표값 F*가 편차 연산부(130)에 입력됨으로써, 편차 ΔF가 산출된다. 편차 ΔF는 PI 제어기(132)에 입력됨으로써, 편차 ΔF에 대응하는 복수 배출 밸브 개방도 지령값이 출력된다. 이에 의해, 복수 레벨이 복수 레벨 목표값 F*가 되도록(즉 편차 ΔF가 제로가 되도록) 피드백 제어가 행해진다.

여기서 복수 레벨 목표값 F*는, 복수 레벨 목표값 설정부(134)에 의해 설정된다. 복수 레벨 목표값 설정부(134)에서는, 가산기(136)에 있어서 통상 목표값 F*1에 가산 목표값 F*2를 가산함으로써 복수 레벨 목표값 F*가 설정된다. 가산 목표값 F*2는, 복수 스로틀링 제어가 실행 중인지 여부에 기초하여 「0」 또는 「α(제로보다 큰 수)」의 어느 한쪽이 선택된다. 구체적으로는, 복수 스로틀링 제어가 실행 중인 경우에는 스위치(138)가 가산 목표값 F*2로서 「0」을 선택한다. 이 경우, 복수 레벨 목표값 F*는, F*1+F*2(=0)=F*1이 된다. 한편 복수 스로틀링 제어가 실행되어 있지 않은 통상 시에는, 스위치(138)는 가산 목표값 F*2로서 「α」를 선택한다. 이 경우, 복수 레벨 목표값 F*는, F*1+F*2=F*1+α가 된다.

이와 같이 복수 레벨 목표값 F*는, 복수 스로틀링 제어가 실시되어 있지 않은 경우에는, 복수 스로틀링 제어가 실시되어 있는 경우에 비해 α의 분만큼 크게 설정된다. 이에 의해 복수 스로틀링 제어가 실시되어 있지 않은 경우에는, 복수 배출 밸브(27)의 개방도가 작게 고정되고(바람직하게는 완전 폐쇄 상태로 설정되고), 복수 배출 밸브(27)는 스필오버 제어에 관계되지 않게 된다. 한편, 복수 스로틀링 제어가 실시되어 있는 경우에는, 복수 레벨 목표값 F*에 α가 가산되지 않으므로, 복수 배출 밸브(27)의 개방도가 복수 레벨 목표값 F*로 되도록 피드백 제어된다. 이에 의해, 복수 조절 밸브(23)가 복수 스로틀링 제어에 의해 좁혀진 상태에 있는 경우에 있어서도, 복수 배출 밸브(27)의 개방도를 조정함으로써 스필오버 제어를 실시하는 것이 가능하게 된다.

<부하 응답 제어>

계속해서 발전 플랜트(1)에 대한 부하 지령값 Ld가 증가 변동된 경우에 있어서의 발전 플랜트(1)의 부하 응답 제어에 관해서 구체적으로 설명한다. 도 6은 발전 플랜트(1)의 부하 응답 제어를 공정마다 나타내는 흐름도이며, 도 7은 부하 응답 제어 시에 있어서의 부하 지령값 Ld와 발전 플랜트(1)의 출력 추이를 관련지어서 나타내는 타이밍 차트이다. 여기서는 도 7에 도시한 바와 같이, 초기 상태로 하여 제1 정상값 L1에 있었던 부하 지령값 Ld가 시각 t1 내지 시각 t2에 있어서 단조 증가하여, 제2 정상값 L2까지 증가하도록 변동된 경우를 예로 들어 설명한다.

먼저 제어 장치(100)는 발전 플랜트에 입력되는 부하 지령값 Ld를 감시하고(스텝 S200), 부하 지령값 Ld가 증가했는지 여부를 판정한다(스텝 S201). 스텝 S201에 있어서의 판정은, 예를 들어 시각 t1 이전의 제1 정상값 L1에 대한 부하 지령값 Ld의 변화량이 판정용 역치에 도달했는지 여부에 기초하여 행해진다. 본 개시의 일 양태에서는, 예를 들어 제어 장치(100)는 부하 지령값 Ld의 변화율(소정 기간에 있어서의 부하 지령값 Ld의 변화량)이 판정용 역치를 초과한 경우에, 부하 지령값 Ld가 증가했다고 판정된다.

부하 지령값 Ld가 증가했다고 판정된 경우(스텝 S201: "예"), 복수 스로틀링 제어가 실시된다(스텝 S202). 복수 스로틀링 제어는, 전술한 바와 같이 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도를 감소시킴으로써 실시된다. 이와 같은 복수 조절 밸브(23)의 스로틀링 동작은, 예를 들어 오퍼레이터에 의해 매뉴얼적으로 행해져도 되고, 제어 장치(100)로부터 제어 신호를 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)에 대하여 송신함으로써 자동적으로 행해져도 된다. 스텝 S202에서 복수 스로틀링 제어가 실시되면, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 발전기(5)의 출력이 일시적으로 증가한다.

계속해서 제어 장치(100)는 증기 발생기(2)의 부하 증가 제어를 실시한다(스텝 S203). 복수 스로틀링 제어는 전술한 바와 같이 일시적인 발전기(5)의 출력 증가에 그치기 때문에, 증기 발생기(2)의 부하 증가 제어를 실시함으로써, 복수 스로틀링 제어에 의한 출력 증가 효과가 감소한 후에 있어서도 부하 지령값 Ld의 증가에 추종할 수 있다.

또한, 도 6에서는 형식상의 사정으로부터 스텝 S202를 실시한 후에, 스텝 S203을 실시하도록 기재되어 있지만, 스텝 S202 및 S203은 동시에 실시되어도 된다. 즉 복수 스로틀링 제어 및 부하 증가 제어는 동시에 실시되어도 된다. 전술한 바와 같이 부하 증가 제어는 복수 스로틀링 제어보다 응답성이 낮으므로(부하 지령값 Ld의 변화 개시 시의 초동이 느리므로), 이들을 동시에 실시하는 것이 바람직하다. 또한 당해 사상의 범위에 있어서, 도 6에 도시한 바와 같이 스텝 S202의 후에 스텝 S203을 실시하는 것이나, 스텝 S202 전에 스텝 S203을 실시하는 것은 부정되지 않는다.

이와 같은 복수 스로틀링 제어 및 부하 증가 제어는, 부하 지령값 Ld가 제2 정상값 L2에 도달할 때까지 계속되고(스텝 S204: "예"), 발전 플랜트(1)의 출력이 제2 정상값 L2에 대하여 충분히 수렴한 경우(스텝 S205: "예"), 종료한다(END).

여기서 도 7에서는, 비교예로서, 시각 t1로부터 복수 스로틀링 제어만을 실시 한 경우(제1 비교예) 및 복수 스로틀링 제어를 실시하지 않고 시각 t1로부터 증기 발생기(2)의 부하 증가 제어만을 실시한 경우(제2 비교예)가 나타내어져 있다. 제1 비교예에서는, 복수 스로틀링 제어만이 실시되어 있으므로, 제2 비교예보다 응답성이 좋고, 시각 t1의 직후는 발전 플랜트(1)의 출력을 일시적으로 증가할 수 있지만, 이와 같은 복수 스로틀링 제어에 의한 출력 증가 효과는 전술한 바와 같이 영속적으로는 계속되지 않는다. 제2 비교예에서는, 부하 증가 제어만이 실시되어 있고, 응답성이 낮게 되어 있다. 특히 증기 발생기(2)가 석탄 연소 보일러와 같은 장치인 경우에는, 석탄을 미분탄기로 분쇄하는 프로세스가 있으므로, 분쇄된 석탄이 화로에 투입되어 출력에 반영될 때까지의 타임 래그가 크고, 응답성이 나빠져 있다. 이들의 비교예에 대하여 본 형태에서는, 부하 지령값 Ld의 증가 시에 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 조합함으로써, 부하 지령값 Ld의 변화에 대하여 양호한 응답성이 얻어짐과 함께, 발전 플랜트(1)의 출력이 제2 정상값 L2에 수렴할 때까지의 시간이 짧아지는 것이 나타내어져 있다.

또한 복수 스로틀링 제어에서는 전술한 바와 같이 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도가 좁혀지지만, 그 때의 개방도 변화율은, 스텝 S200에서 취득된 부하 지령값 Ld의 변화율에 기초하여 설정된다. 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 L의 변화량은, 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도 변화율에 의존한다. 그 때문에, 복수 스로틀링 제어의 실행 시에 있어서의 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도 변화율을 제어함으로써, 발전기 출력 L의 변화량이 과잉이 됨으로써 부하 지령값 Ld로부터 너무 괴리되는 것을 억제할 수 있다.

도 7의 제1 비교예의 복수 스로틀링 제어에서는, 이와 같이 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도 변화율이 임의로 제어되어 있으므로, 시각 t1의 직후에 있어서 발전기 출력 L이 급증하고, 부하 지령값 Ld로부터의 괴리량이 크게 되어 있다. 이에 반해 본 형태에서는, 복수 조절 밸브(23) 및 추기 밸브(28)의 개방도 변화율을 부하 지령값 Ld의 변화율에 기초하여 설정함으로써, 제1 비교예에 비해 시각 t1의 직후에 있어서의 발전기 출력 L의 증가가 적절하게 억제되고, 부하 지령값 Ld로부터의 괴리량이 적게 되어 있다. 이것은, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 L이 부하 지령값 Ld의 변화에 대응하도록 조정할 수 있고, 양호한 추종성이 얻어져 있는 것을 나타내고 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 개시의 적어도 일 양태에 의하면, 부하 증가 요구 시에, 발전 플랜트의 출력을, 양호한 응답성으로, 또한, 부하 지령값에 대하여 적절한 범위에서 추종 가능한 발전 플랜트의 제어 장치, 발전 플랜트 및 발전 플랜트의 제어 방법을 제공할 수 있다.

그 밖의, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하고, 또한, 상기한 실시 형태를 적절히 조합해도 된다.

상기 각 실시 형태에 기재된 내용은, 예를 들어 이하와 같이 파악된다.

(1) 본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트의 제어 장치는,

증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 발생기(2))와,

상기 증기를 사용하여 구동 가능하게 구성된 터빈(예를 들어 상기 실시 형태의 터빈(6))과,

상기 터빈에서 일을 마친 상기 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된 복수기(예를 들어 상기 실시 형태의 복수기(10))와,

상기 복수의 상기 증기 발생기에 대한 공급량을 조정 가능하게 구성된 복수 조절 밸브(예를 들어 상기 실시 형태의 복수 조절 밸브(23))와,

상기 터빈으로부터의 추기를 사용하여 상기 복수를 가열 가능하게 구성된 가열기(예를 들어 상기 실시 형태의 가열기(24))와,

상기 추기의 유량을 조정 가능하게 구성된 추기 밸브(예를 들어 상기 실시 형태의 추기 밸브(28))

를 구비하는 발전 플랜트(예를 들어 상기 실시 형태의 발전 플랜트(1))의 제어 장치(예를 들어 상기 실시 형태의 제어 장치(100))이며,

상기 (1)의 양태에 의하면, 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 부하 증가 제어에 추가하여 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어를 실시함으로써, 발전 플랜트의 출력을 응답성 좋게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 비교적 응답에 시간을 요하는 부하 증가 제어만을 실시하는 경우에 비해, 양호한 응답성이 얻어진다. 또한 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 실시함으로써, 부하 지령값의 변화가 큰 경우에 있어서도 목표 부하에 이르기까지 발전 플랜트의 출력을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 조합하여 실시함으로써, 부하 지령값의 증가에 대하여 양호한 응답성으로써 발전 플랜트의 출력을 추종시킬 수 있다.

또한 복수 스로틀링 제어에서는, 복수 조절 밸브 및 추기 밸브의 개방도는 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율에 기초하여 제어된다. 이에 의해, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력이 부하 지령값의 변화에 대응하도록 조정할 수 있다. 그 결과, 복수 스로틀링 제어가 실시되었을 때에 발전기 출력이 부하 지령값을 크게 넘어 괴리되는 것을 억제하고, 부하 지령값에 대한 양호한 추종성이 얻어진다.

(2) 다른 양태에서는 상기 (1)의 양태에 있어서,

상기 발전 플랜트는, 상기 터빈으로의 증기 공급량을 제어하기 위한 증기 밸브(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 밸브(8))를 더 구비하고,

상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행에 기인한 상기 증기 밸브에 대한 개방도 지령값의 감소를 억제하도록 구성된다(예를 들어 상기 실시 형태에 있어서 증기 밸브 개방도 지령값을 출력하는 PI 제어기(106)에 입력되는 편차 ΔL이 필터(108)에 의해 보정된다).

상기 (2)의 양태에 의하면, 복수 스로틀링 제어가 실시되었을 때, 증기 밸브의 개방도 감소가 억제된다. 이에 의해, 복수 스로틀링 제어에 의해 발전기 출력이 일시적으로 증가한 경우에, 목표 출력을 초과한 발전기 출력을 감소시키도록 증기 밸브의 개방도가 감소함으로써, 발전기 출력이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과를 보다 적확하게 얻을 수 있다.

(3) 다른 양태에서는 상기 (1)의 양태에 있어서,

상기 발전기의 출력과 상기 부하 지령값의 편차에 기초하여 상기 증기 밸브의 개방도를 제어 가능하게 구성된 증기 밸브 제어부(예를 들어 상기 실시 형태의 증기 밸브 제어부(110))를 구비하고,

상기 증기 밸브 제어부는, 상기 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 편차가 마이너스측 영역에 있어서, 상기 편차에 대한 상기 증기 밸브의 개방도가, 상기 복수 스로틀링의 비실행 중에 비해 커지게 제어하도록 구성된다(예를 들어 상기 실시 형태에 있어서 필터(108)가 도 3에 나타내는 특성을 갖는다).

상기 (3)의 양태에 의하면, 복수 스로틀링 제어가 실시됨으로써 편차가 마이너스측 영역으로 된 경우에는, 복수 스로틀링 제어가 실시되어 있지 않을 때에 비해 증기 밸브의 개방도가 커지도록 제어된다. 이에 의해, 복수 스로틀링 제어의 실시 시에 있어서의 증기 밸브의 개방도 감소가 억제되므로, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과를 보다 적확하게 얻을 수 있다.

(4) 다른 양태에서는 상기 (3)의 양태에 있어서,

상기 증기 밸브 제어부는, 상기 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 편차가 소정값 이상의 마이너스측 영역에 있어서, 상기 편차에 대한 상기 증기 밸브의 개방도가, 상기 편차에 대하여 일정해지게 제어하도록 구성된다(예를 들어 상기 실시 형태에 있어서 필터(108)가 도 3에 나타내는 특성을 갖는다).

상기 (4)의 양태에 의하면, 편차가 소정값 이상의 마이너스측 영역에 있는 경우에 증기 밸브의 개방도가 일정해지도록 억제되므로, 복수 스로틀링 제어에 의한 발전기 출력 증가 효과를 보다 적확하게 얻을 수 있다.

(5) 다른 양태에서는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 것의 일 양태에 있어서,

상기 발전 플랜트는,

상기 복수기에 저류되는 상기 복수를 배출 가능하게 구성된 복수 배출 라인(예를 들어 상기 실시 형태의 복수 배출 라인(14))과,

상기 복수 배출 라인에 있어서의 상기 복수의 유량을 조정 가능하게 구성된 복수 배출 밸브(예를 들어 상기 실시 형태의 복수 배출 밸브(27))

를 더 구비하고,

상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 복수 배출 밸브의 개방도를 조정함으로써, 상기 복수기에 있어서의 상기 복수의 레벨을 제어하도록 구성된다(예를 들어 상기 실시 형태에 있어서 복수 스로틀링 제어시에 복수 배출 밸브(27)를 제어하여 복수 레벨을 조정함).

상기 (5)의 양태에 의하면, 복수 스로틀링 제어에 의해 복수 조절 밸브를 스로틀링 제어하면서, 복수 배출 밸브의 개방도 제어에 의해 복수 레벨을 적절하게 관리할 수 있다.

(6) 다른 양태에서는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 것의 일 양태에 있어서,

상기 복수 스로틀링 제어와 상기 부하 증가 제어는 동시에 실시된다.

상기 (6)의 양태에 의하면, 부하 지령값의 변동 시에, 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 동시에 실시함으로써, 양호한 응답성으로써 발전 플랜트의 출력을 추종시킬 수 있다.

(7) 다른 양태에서는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 것의 일 양태에 있어서,

상기 부하 지령값이 5% 이상 증가한 경우에, 상기 복수 스로틀링 제어를 실행하도록 구성된다.

상기 (7)의 양태에 의하면, 부하 지령값이 5% 이상 증가하는 비교적 큰 부하 지령값의 변동에 대하여 발전 플랜트의 출력을 응답성 좋게 적합하게 추종시킬 수 있다.

(8) 다른 양태에서는 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 것의 일 양태에 있어서,

상기 부하 지령값은, 전력 계통의 수급 상태에 따라서 중앙 급전 사령실로부터 상기 발전 플랜트에 입력된다.

상기 (8)의 양태에 의하면, 전력 계통의 수급 상태에 따라서, 발전 플랜트의 출력을 응답성 좋게 적합하게 추종시킬 수 있다.

(9) 다른 양태에서는 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 것의 일 양태에 있어서,

상기 증기 발생기는, 석탄을 연료로 하는 석탄 연소 보일러이다.

상기 (9)의 양태에 의하면, 석탄을 미분탄기로 분쇄하는 프로세스가 있음으로써, 운전 제어에 의한 부하 지령값으로의 응답성이 낮은 석탄 연소 보일러를 증기 발생기로서 사용하는 발전 플랜트에 있어서도, 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 조합하여 실시함으로써, 부하 지령값의 증가에 대하여 양호한 응답성으로써 발전 플랜트의 출력을 추종시킬 수 있다.

(10) 본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트는,

상기 (1) 내지 (9) 중 어느 것의 일 양태의 제어 장치를 구비한다.

상기 (10)의 양태에 의하면, 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 조합하여 실시함으로써, 부하 지령값의 증가에 대하여 양호한 응답성으로써 발전 플랜트의 출력을 추종시킬 수 있다.

(11) 본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트의 제어 방법은,

상기 터빈에서 일을 마친 상기 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된 복수기(예를 들어 상기 실시 형태의 복수 조절 밸브(23))와,

를 구비하는 발전 플랜트(예를 들어 상기 실시 형태의 발전 플랜트(1))의 제어 방법이며,

상기 (11)의 양태에 의하면, 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 부하 증가 제어에 추가하여 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어를 실시함으로써, 발전 플랜트의 출력을 응답성 좋게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 비교적 응답에 시간을 요하는 부하 증가 제어만을 실시하는 경우에 비해, 양호한 응답성이 얻어진다. 또한 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 실시함으로써, 부하 지령값의 변화가 큰 경우에 있어서도 목표 부하에 이르기까지 발전 플랜트의 출력을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 복수 스로틀링 제어와 부하 증가 제어를 조합하여 실시함으로써, 부하 지령값의 증가에 대하여 양호한 응답성으로써 발전 플랜트의 출력을 추종시킬 수 있다.

1: 발전 플랜트
2: 증기 발생기
3: 출력축
4: 증기 공급로
5: 발전기
6: 터빈
8: 증기 밸브
10: 복수기
12: 제1 복수 탱크
14: 복수 배출 라인
16: 제2 복수 탱크
22: 복수 라인
23: 복수 조절 밸브
24: 가열기
25: 탈기기
26: 추기 라인
27: 복수 배출 밸브
28: 추기 밸브
100: 제어 장치
102: 편차 연산기
104: 스위치
106: PI 제어기
108: 필터
110: 증기 밸브 제어부
120: 증기 발생기 제어부
122: 편차 연산기
124: PI 제어기
126: 가산기
130: 편차 연산부
132: PI 제어기
134: 복수 레벨 목표값 설정부
136: 가산기
138: 스위치

Claims

증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기와,
상기 증기를 사용하여 구동 가능하게 구성된 터빈에 연결된 발전기와,
상기 터빈에서 일을 마친 상기 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된 복수기와,
상기 복수의 상기 증기 발생기에 대한 공급량을 조정 가능하게 구성된 복수 조절 밸브와,
상기 터빈으로부터의 추기를 사용하여 상기 복수를 가열 가능하게 구성된 가열기와,
상기 추기의 유량을 조정 가능하게 구성된 추기 밸브를
구비하는 발전 플랜트의 제어 장치이며,
상기 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어와, 상기 증기 발생기의 부하를 증가시키는 부하 증가 제어를 실시하도록 구성되고,
상기 복수 스로틀링 제어에서는, 상기 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율로 상기 복수 조절 밸브 및 상기 추기 밸브의 개방도가 제어되도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 발전 플랜트는, 상기 터빈으로의 증기 공급량을 제어하기 위한 증기 밸브를 더 구비하고,
상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행에 기인한 상기 증기 밸브에 대한 개방도 지령값의 감소를 억제하도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 발전기의 출력과 상기 부하 지령값의 편차에 기초하여 상기 증기 밸브의 개방도를 제어 가능하게 구성된 증기 밸브 제어부를 구비하고,
상기 증기 밸브 제어부는, 상기 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 편차가 마이너스측 영역에 있어서, 상기 편차에 대한 상기 증기 밸브의 개방도가, 상기 복수 스로틀링의 비실행 중에 비교하여 커지게 제어하도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 증기 밸브 제어부는, 상기 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 편차가 소정값 이상의 마이너스측 영역에 있어서, 상기 편차에 대한 상기 증기 밸브의 개방도가, 상기 편차에 대하여 일정해지게 제어하도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전 플랜트는,
상기 복수기에 저류되는 상기 복수를 배출 가능하게 구성된 복수 배출 라인과,
상기 복수 배출 라인에 있어서의 상기 복수의 유량을 조정 가능하게 구성된 복수 배출 밸브를
더 구비하고,
상기 복수 스로틀링 제어의 실행 중, 상기 복수 배출 밸브의 개방도를 조정함으로써, 상기 복수기에 있어서의 상기 복수의 레벨을 제어하도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수 스로틀링 제어와 상기 부하 증가 제어는 동시에 실시되는, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하 지령값이 5% 이상 증가한 경우에, 상기 복수 스로틀링 제어를 실행하도록 구성된, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하 지령값은, 전력 계통의 수급 상태에 따라서 중앙 급전 사령실로부터 상기 발전 플랜트에 입력되는, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증기 발생기는, 석탄을 연료로 하는 석탄 연소 보일러인, 발전 플랜트의 제어 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치를 구비하는, 발전 플랜트.
증기를 생성 가능하게 구성된 증기 발생기와,
상기 증기를 사용하여 구동 가능하게 구성된 터빈과,
상기 터빈에서 일을 마친 상기 증기를 응축함으로써 복수를 생성 가능하게 구성된 복수기와,
상기 복수의 상기 증기 발생기에 대한 공급량을 조정 가능하게 구성된 복수 조절 밸브와,
상기 터빈으로부터의 추기를 사용하여 상기 복수를 가열 가능하게 구성된 가열기와,
상기 추기의 유량을 조정 가능하게 구성된 추기 밸브를
구비하는 발전 플랜트의 제어 방법이며,
상기 발전 플랜트에 대한 부하 지령값의 증가 시, 상기 복수 조절 밸브의 개방도를 좁히는 복수 스로틀링 제어와, 상기 증기 발생기의 부하를 증가시키는 부하 증가 제어를 실시하고,
상기 복수 스로틀링 제어에서는, 상기 부하 지령값의 변화율에 기초하여 설정되는 개방도 변화율로 상기 복수 조절 밸브 및 상기 추기 밸브의 개방도가 제어되는, 발전 플랜트의 제어 방법.