(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器にガス燃料を供給するガス燃料供給系に設置された流量調節弁の開度指令を算出して出力する制御システム部が、燃料供給源から所定の燃料供給圧力（Ｐｏ）にて供給されてくる前記ガス燃料を圧力調節弁で所定の燃料供給圧力設定値（Ｐｓ）に調整した後、前記流量調節弁で所望の燃料流量に調整して前記燃焼器へ供給するような運転制御を行うガスタービンにおいて、
前記制御システム部が、予め設定した運転マップにより前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力設定値を定めるガスタービン出力指令演算部を備え、前記ガスタービン出力設定値を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出することを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値（ＭＷ）を算出するガスタービン出力演算部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給源から前記燃焼器までの燃料系統モデルから燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値（ＭＷ）を算出するガスタービン出力演算部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項４】
前記制御システム部は、予め設定した運転マップにより前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力設定値を定めるガスタービン出力指令演算部を備え、常に入力される前記ガスタービン出力設定値を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出することを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて定めた前記ガスタービン出力設定値を、前記ガス燃料の燃料温度、前記ガス燃料のカロリー及び大気条件の中から少なくとも一つの条件により補正して出力するマップを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガスタービン。
【請求項６】
前記制御システム部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、該必要車室圧力演算部で算出した前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対して現状の車室圧力を計測した車室圧力計測値をフィードバック制御して前記車室圧力計測値に基づくガスタービン出力設定値を定めるフィードバック制御部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料を用いて運転されるガスタービンの運転制御に係り、特に、燃料供給圧力の変動に適応した運転継続を行うガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを主な構成要素とする装置であり、たとえば軸出力により発電機を駆動する発電設備等に使用されている。
一般に、ガスタービンの燃焼器にガス燃料を供給するガス燃料供給系では、ガス燃料を一定の圧力に維持しつつ、ガスタービンの燃焼器に所望の燃料流量を与えるための制御機構が必要である。このようなガスタービン燃料の制御機構としては、ガス燃料流量を制御する流量調節弁と、流量調節弁の上流でガス燃料の圧力制御を行う圧力調節弁とを用いた構成が知られている。
【０００３】
図８は、圧縮機Ｃ、燃焼器Ｆ及びタービンＴにより構成されるガスタービンＧＴにガス燃料を供給するガス燃料供給系の系統図であり、燃料タンク１等の燃料供給源から天然ガス（ＬＮＧ）等のガス燃料を導入する燃料配管２に設置された圧力調節弁３及び流量調節弁４を備えている。
【０００４】
圧力調節弁３は、燃料タンク１から一定の燃料供給圧力（燃料元圧）Ｐｏで供給されてくるガス燃料を所望の圧力に調圧するための制御弁である。この圧力調節弁３は、下流側（二次側）で検出される調圧後の出口圧力が所望の圧力に維持されるように、常に開度調整を行っている。従って、圧力調節弁３の出口圧力は、後述する燃料供給圧力設定値Ｐｓとなる。
流量調節弁４は、所望の圧力で供給されてくるガス燃料の流量を所望の値に調整する制御弁である。
なお、ガスタービンＧＴの一構成例においては、１台のガスタービンＧＴが複数の燃焼器Ｆを備えており、各燃焼器Ｆに対して、複数のメイン燃料ノズルと、パイロット燃料ノズルとが設けられている。
【０００５】
このようなガスタービンＧＴにおいては、運転中に燃料供給圧力Ｐｏが所定値以下に低下すると、下流側に設定された燃料供給圧力設定値Ｐｓを確保できなくなるため、燃焼器Ｆに所望の燃料流量を供給することが困難になる。従って、このような運転状況では、ガスタービンＧＴが所望のガスタービン出力を維持できなくなるので、一般的にはガスタービンＧＴをトリップさせる運転制御が行われている。
すなわち、上述した燃料供給圧力設定値Ｐｓは、たとえば図９に示すように、トリップ値Ｐｔにマージンαを加えた値である。この場合のトリップ値Ｐｔは、所望のガスタービン出力を得るために必要となる必要最低燃料供給圧力である。なお、図９の燃料供給圧力設定値Ｐｓ及びトリップ値Ｐｔは、いずれも一定の値に設定された場合が示されている。
【０００６】
一方、燃焼室Ｆ内の内部圧力である車室圧力は、ガスタービン出力の上昇とともに高くなる。このため、燃焼器Ｆに燃料を供給して必要なタービン出力を得るためには、タービン出力とともに燃料供給圧力の必要圧力も上昇する。なお、燃料供給圧力の必要圧力は、ノズル（メイン燃料ノズルやパイロット燃料ノズル）からガス燃料を噴出させて燃焼させるために必要なノズル吐出圧力及び燃料配管２や流量調節弁４等におけるガス燃料流路の圧力損失等の加算圧力βを車室圧力に加えた値である。
【０００７】
また、ガスタービンの燃料供給系に関する従来技術としては、たとえば下記の特許文献１のように、燃料供給系の調節弁を制御する手法を開示したものがある。この特許文献１には、外気条件及びガスタービン圧縮機圧縮比の関数として決定された供給圧力で始動及び運転を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２１８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来のガスタービンＧＴは、運転中に燃料供給圧力Ｐｏが所定値以下に低下するとトリップさせるため、トリップ後に再起動して所望のガスタービン出力を得るまでには時間を要していた。このため、たとえばガスタービンＧＴを発電機の駆動源として使用する場合には、電力を発生していない運転時間が増加することになるので、トリップは運用性低下の原因となる。
また、ガスタービンＧＴの起動・停止が頻繁に生じると、特にガスタービンＧＴを構成する高温部品の寿命を短縮する原因となり、しかも、燃焼排ガス等による環境負荷も高くなるという問題も生じてくるため好ましくない。
【００１０】
このような背景から、ガス燃料を燃料として使用するガスタービンにおいては、燃料供給圧力Ｐｏの圧力低下に起因するトリップ回数を低減し、燃料供給圧力Ｐｏに応じた運転継続を可能にする運転制御が望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃料供給圧力に応じた運転継続を可能にしてトリップ回数を低減し、運用性を向上させることができる運転制御が可能なガスタービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るガスタービンは、燃焼器にガス燃料を供給するガス燃料供給系に設置された流量調節弁の開度指令を算出して出力する制御システム部が、燃料供給源から所定の燃料供給圧力（Ｐｏ）にて供給されてくる前記ガス燃料を圧力調節弁で所定の燃料供給圧力設定値（Ｐｓ）に調整した後、前記流量調節弁で所望の燃料流量に調整して前記燃焼器へ供給するような運転制御を行うガスタービンにおいて、前記制御システム部が、予め設定した運転マップにより前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力設定値を定めるガスタービン出力指令演算部を備え、前記ガスタービン出力設定値を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出することを特徴とするものである。
【００１２】
このようなガスタービンによれば、ガスタービンの制御システム部が、予め設定した運転マップにより燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力設定値を定めるガスタービン出力指令演算部を備え、ガスタービン出力設定値を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出するので、実際の燃料供給圧力（Ｐｏ）に対応したガスタービン出力の制御が可能となる。すなわち、燃料供給圧力（Ｐｏ）が低下した場合には、ガスタービン出力を低減した運転が可能になるので、ガスタービンをトリップさせることなく低出力での運転を継続することができる。
【００１３】
上記の発明において、前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値（ＭＷ）を算出するガスタービン出力演算部とを備えているので、燃料供給を行うための必要車室圧力（Ｐｃ）から算出されたガスタービン出力指令値（ＭＷ）を使用し、燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力の制御が可能となる。
【００１４】
上記の発明において、前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給源から前記燃焼器までの燃料系統モデルから燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値（ＭＷ）を算出するガスタービン出力演算部とを備えているので、実際に燃料供給を行う燃料系統モデルから算出される必要車室圧力（Ｐｃ）に対応したガスタービン出力指令値（ＭＷ）を使用し、燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力の制御が可能となる。
【００１５】
上記の発明において、前記制御システム部は、予め設定した運転マップにより前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力設定値を定めるガスタービン出力指令演算部を備え、常に入力される前記ガスタービン出力設定値を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出することが好ましく、これにより、燃料供給圧力（Ｐｏ）が低下した場合には、素早く反応してガスタービン出力を低下させることができる。
【００１６】
上記の発明において、前記ガスタービン出力指令演算部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて定めた前記ガスタービン出力設定値を、前記ガス燃料の燃料温度、前記ガス燃料のカロリー及び大気条件の中から少なくとも一つの条件により補正して出力するマップを備えていることが好ましく、これにより、外乱を反映した補正が行われるので、ガスタービン出力の制御をより正確に実施できる。
【００１７】
上記の発明において、前記制御システム部は、前記燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力（Ｐｃ）を算出する必要車室圧力演算部と、該必要車室圧力演算部で算出した前記必要車室圧力（Ｐｃ）に対して現状の車室圧力を計測した車室圧力計測値をフィードバック制御して前記車室圧力計測値に基づくガスタービン出力設定値を定めるフィードバック制御部を備えていることが好ましく、これにより、実際の車室圧力である車室圧力計測値が制御に反映されるため、正確なガスタービン出力の制御を実施できる。
【発明の効果】
【００１８】
上述した本発明のガスタービンによれば、ガス燃料を燃料として使用するガスタービンの運転制御において、燃料供給圧力（Ｐｏ）の圧力低下に起因するトリップ回数を低減することができ、燃料供給圧力（Ｐｏ）に応じたガスタービン出力に制御して運転を継続することが可能になる。すなわち、燃料供給圧力に応じたガスタービン出力で運転を継続するので、換言すれば、現状の燃料供給圧力で運転可能な低いガスタービン出力にして運転を継続するので、トリップ回数を低減して運用性を向上させることができる。
この結果、ガスタービンの頻繁な起動・停止を低減またはなくすことができ、従って、ガスタービンを構成する高温部品の耐久性や信頼性が向上し、燃焼排ガス等による環境負荷を低減することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るガスタービンについて、運転制御に関する第１の実施形態を示す制御システム系統図である。
【図２】図１の制御システム部を構成するガスタービン出力指令演算部について、一構成例を示す制御システム系統図である。
【図３】本実施形態によるガスタービンについて、出力制御を示す概念図である。
【図４】図１の制御システム部を構成するガスタービン出力指令演算部について、第１変形例を示す制御システム系統図である。
【図５】図２に示すガスタービン出力指令演算部について、第２変形例を示す制御システム系統図である。
【図６】本発明に係るガスタービンの運転制御について、第２の実施形態を示す制御システム系統図である。
【図７】本発明に係るガスタービンの運転制御について、第３の実施形態を示す制御システム系統図である。
【図８】従来のガスタービン燃料供給系を示す系統図である。
【図９】従来のガスタービンにおけるトリップ値の設定を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るガスタービンの一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に示す第１の実施形態において、ガスタービンＧＴは、圧縮機Ｃと、燃焼器Ｆと、タービンＴとを主な構成要素とする装置であり、圧縮機Ｃは空気を取り込んで圧縮し、高圧の圧縮空気を吐出する。圧縮機Ｃから吐出された圧縮空気は、燃焼用空気として燃焼器Ｆに取り入れられ、燃焼器Ｆに供給されたガスタービン燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスはタービンＴに取り入れられ、動翼及び静翼間を燃焼ガスが流れることによりタービンＴを駆動して出力を得る。
ガスタービンＧＴの出力軸は、たとえば図示しない発電機と連結されることにより、発電機を駆動して発電することができる。従って、以下の説明では、ガスタービンＧＴが発電用であり、発電した電力は発電系統に給電されるものとする。
【００２１】
ガスタービンＧＴにガス燃料を供給するガス燃料供給系は、燃料タンク１等の燃料供給源からガス燃料を導入する燃料配管２を備えている。この燃料配管２は、燃焼器Ｆ内に設置された燃料ノズル（不図示）にガス燃料を供給して燃焼させるための配管経路であり、必要に応じて複数のガス燃料供給系が母管から分岐している。
このようなガスタービンＧＴにおいて、燃焼器Ｆにガス燃料を供給するガス燃料供給系に設置された流量調節弁４の開度指令を算出して出力する制御システム部１０は、燃料タンク１から所定の燃料供給圧力Ｐｏで供給されてくるガス燃料を圧力調節弁３が所定の燃料供給圧力設定値Ｐｓに調整した後、流量調節弁４が所望の燃料流量に調整して燃焼器Ｆへ供給するような運転制御を行っている。なお、上述した燃料供給圧力Ｐｏは、燃料タンク１の燃料元圧を意味している。
【００２２】
本実施形態の制御システム部１０は、予め設定した運転マップにより燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力設定値Ｓ１を定めるガスタービン出力指令演算部２０を備えており、ガスタービン出力指令演算部２０から出力されたガスタービン出力設定値Ｓ１を含む複数（ｎ個）のガスタービン出力指令値Ｓ１〜Ｓｎの中から最小値を選択して開度指令を算出する。この場合、ガスタービン出力指令値Ｓ１の他にも、電力系統の発電量指令３０から出力されるガスタービン出力指令値Ｓ２と、ガスタービンＧＴの回転数や排ガス温度等に基づいて燃料指令信号演算部及び出力フィードバック制御器４０から出力されるガスタービン出力指令値Ｓ３〜Ｓｎがある。
なお、燃料指令信号演算部及び出力フィードバック制御器（以下、「従来制御部」と呼ぶ）４０は、従来の制御システムがもとより備えているものである。
【００２３】
図２は、ガスタービン出力指令演算部２０の構成例を示している。このガスタービン出力指令演算部２０は、燃料供給圧力Ｐｏに応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力Ｐｃを算出する必要車室圧力演算部２１と、必要車室圧力演算部２１で算出した必要車室圧力Ｐｃに対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値ＭＷを算出するガスタービン出力演算部２２とを備えている。
【００２４】
このように構成されたガスタービン出力指令演算部２０は、供給側に車室圧力より高い圧力が必要となるガス燃料の投入を可能にするため、燃料供給を行うための必要車室圧力Ｐｃから算出されたガスタービン出力指令値ＭＷを使用し、この値をガスタービン出力指令値Ｓ１（Ｓ１＝ＭＷ）として出力する。
この結果、燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力の制御が可能となり、換言すれば、車室圧力に基づくガスタービン出力の制御が可能となる。
【００２５】
上述したガスタービン出力指令値Ｓ１，Ｓ２は、ガスタービン出力指令選択器１１に入力される。
ガスタービン出力指令選択器１１は、ガスタービン出力指令値Ｓ１，Ｓ２からいずれか一方の出力指令値を選択して出力フィードバック制御器１２に出力するが、この場合のガスタービン出力指令選択器１１は、燃料供給圧力Ｐｏの低下によりガス燃料の供給が困難になると、電力系統の発電量指令３０に基づくガスタービン出力指令値Ｓ２よりも、ガスタービン出力指令演算部２０から出力されたガスタービン出力設定値Ｓ１を優先させて選択する。すなわち、本実施形態のガスタービン出力指令選択器１１は、燃料供給圧力Ｐｏが所定位置よりも低下した場合、電力系統側の要求よりもガスタービンＧＴの実状を優先させた運転を行うためにガスタービン出力設定値Ｓ１を選択する。
【００２６】
こうして選択されたガスタービン出力設定値Ｓ１は、ガスタービン出力５０の入力を受ける出力フィードバック制御器１２に入力され、現状のガスタービン出力５０との比較によるフィードバック制御を受けたガスタービン出力設定値Ｓ１′として最小値選択器１３に入力される。
最小値選択器１３には、ガスタービン出力設定値Ｓ１′の他にも、上述した従来制御部４０から出力されたスタービン出力指令値Ｓ３〜Ｓｎが入力される。
【００２７】
最小値選択器１３は、入力された全てのガスタービン出力設定値Ｓ１′，Ｓ３〜Ｓｎを比較し、最小値を燃料指令（ガスタービン出力指令）として関数器１４へ入力する。燃料供給圧力Ｐｏが所定位置よりも低下した場合には、燃料指令としてガスタービン出力設定値Ｓ１′が選択される。
関数器１４は、入力された燃料指令を関数ＦＸに基づいて演算処理し、流量調節弁４の開度指令やインレットガイドベーン（ＩＧＶ）開度指令の信号を出力する。
【００２８】
このような運転制御を行うガスタービンＧＴは、制御システム部１０が、予め設定した運転マップにより燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力設定値Ｓ１を定めるガスタービン出力指令演算部２０を備え、ガスタービン出力設定値Ｓ１を含む複数のガスタービン出力指令値Ｓから最小値を選択して流量調節弁４の開度指令を算出するので、燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力の制御が可能となる。すなわち、燃料供給圧力Ｐｏが低下した場合には、ガスタービン出力を落とした低出力運転が可能になるので、ガスタービンをトリップさせることなく運転を継続することができる。
【００２９】
すなわち、上述した実施形態の運転制御によれば、たとえば図３に示すように、燃料供給圧力ＰｏがＡの状態（Ｐｏ＝Ａ）にある運転ポイントＡでガスタービンＧＴを運転中、燃料供給圧力Ｐｏが必要最低燃料供給圧力以下であるＡ′の状態（Ｐｏ＝Ａ′）まで低下すると、ガスタービン出力を低下させて運転ポイントＢの運転に移行する。この運転ポイントＢは、必要最低燃料供給圧力以下であった燃料供給圧力Ａ′と同じ値の燃料供給圧力Ｂの状態で運転される。
【００３０】
しかし、運転ポイントＢでは、ガスタービン出力を低下させた運転により車室圧力が低下するため、必要最低燃料供給圧力も低下することとなり、従って、運転ポイントＡでは必要最低燃料供給圧力以下であった燃料供給圧力Ａ′が、圧力値は変わらないものの、必要最低燃料供給圧力以上の燃料供給圧力Ｂとなる。
【００３１】
このため、ガスタービン出力を下げた運転ポイントＢでは、燃料供給圧力Ｂが必要最低燃料供給圧力以上となるので、ガスタービンＧＴの運転継続が可能になる。すなわち、本実施形態の運転制御は、燃料供給圧力Ｐｏの低下に応じてガスタービン出力を低下させ、ガスタービンＧＴの運転を継続させるものである。換言すれば、ガスタービンＧＴの出力指令値を演算する際にガス燃料の燃料供給圧力Ｐｏを用いることで、燃料供給圧力Ｐｏの変動に応じてガスタービンＧＴの出力制御が可能となり、ガスタービンＧＴの運転を継続できるようになる。
この結果、ガスタービンＧＴの頻繁な起動・停止は、低減またはなくすことができるので、ガスタービンＧＴを構成している高温部品の耐久性や信頼性が向上する。また、ガスタービンＧＴの頻繁な起動・停止を低減できると、燃焼排ガス中に含まれるＮＯｘ等も低減するので、環境負荷の低減にも有効である。
【００３２】
また、図４に示すガスタービン出力指令演算部２０Ａは、上述したガスタービン出力指令演算部２０の第１変形例を示す制御システム系統図である。
この変形例では、ガスタービン出力指令演算部２０Ａが、燃料供給圧力Ｐｏに応じて定めたガスタービン出力設定値を、ガス燃料の燃料温度、ガス燃料のカロリー及び大気条件の中から少なくとも一つの条件により補正し、より正確なガスタービン出力設定値Ｓｒを出力するマップを備えている。
【００３３】
すなわち、上述した実施形態の燃料供給圧力Ｐｏに加えて、ガス燃料の燃料温度、ガス燃料のカロリー及び大気条件の中から少なくとも一つの条件を、好ましくは全ての条件を入力し、予め設定した運転マップにより得られた燃料供給圧力Ｐｏに対応するガスタービン出力設定値Ｓ１を、予め用意したそれぞれのマップにより補正したガスタービン出力設定値Ｓｒを出力することが望ましい。この結果、ガスタービン出力指令演算部２０Ａから出力されるガスタービン出力設定値Ｓｒは、外気温度等の外乱を反映した補正が施されているので、ガスタービン出力の制御をより高精度に実施できる。
なお、このような外乱を反映した補正は、後述する他の実施形態や変形例にも適宜適用可能である。
【００３４】
また、図５に示す制御システム系統図は、上述したガスタービン出力指令演算部２０の第２変形例を示している。
このガスタービン出力指令演算部２０Ｂは、燃料タンク１から燃焼器Ｆに至る燃料系統モデルＦＭ（破線で囲んだ範囲の配管系統モデル）に基づいて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力Ｐｃを算出する必要車室圧力演算部２１Ａと、必要車室圧力Ｐｃに対応して燃料供給可能となるガスタービン出力指令値ＭＷを算出するガスタービン出力演算部２２とを備えている。なお、この場合のガスタービン出力演算部２２は、図２に示したガスタービン出力指令演算部２０と実質的に同じである。
【００３５】
必要車室圧力演算部２１Ａは、燃料系統モデルＦＭを用いて、運転継続可能な車室圧力となる必要車室圧力Ｐｃを求めるものである。この場合の燃料系統モデルＦＭは、燃料タンク１から燃焼器Ｆに至る実際の配管系統について、配管２の長さ、圧力調節弁３、流量調節弁４及び燃料ノズルＮによる圧力損失等をモデル化したものである。
必要車室圧力演算部２１Ａには、ガスタービンＧＴの出力指令を意味する燃料流量指令値、燃料供給圧力Ｐｏ、圧力調節弁３及び流量調節弁４の開度指令値が入力され、燃料系統モデルＦＭは、これらの入力値に基づいて必要車室圧力Ｐｃを算出する。
【００３６】
このように構成されたガスタービン出力指令演算部２０Ｂは、車室圧力より高い圧力が必要となるガス燃料の投入を可能にするため、燃料供給を行うための必要車室圧力Ｐｃから算出されたガスタービン出力指令値ＭＷを使用し、この値をガスタービン出力指令値Ｓ１（Ｓ１＝ＭＷ）として出力する。
この結果、燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力の制御が可能となり、換言すれば、車室圧力に基づくガスタービン出力の制御が可能となる。すなわち、実際に燃料供給を行う燃料系統モデルＦＭから算出される必要車室圧力Ｐｃに対応したガスタービン出力指令値ＭＷを使用し、この値をガスタービン出力指令値Ｓ１（Ｓ１＝ＭＷ）として出力するので、燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力の制御が可能となる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
続いて、上述したガスタービンの運転制御について、第２の実施形態を図６に基づいて説明する。なお、上述した実施形態及びその変形例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６に示す実施形態において、制御システム部１０Ａは、予め設定した運転マップにより燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力設定値Ｓ１を定めるガスタービン出力指令演算部２０を備えている。このガスタービン出力設定値Ｓ１は、最小値選択器１３に直接入力される。
【００３８】
一方、電力系統の発電量指令３０から出力されるガスタービン出力設定値Ｓ２は、ガスタービン出力５０の入力を受ける出力フィードバック制御器１２に入力され、現状のガスタービン出力５０との比較によるフィードバック制御を受けたガスタービン出力設定値Ｓ２′として最小値選択器１３に入力される。
最小値選択器１３には、ガスタービン出力設定値Ｓ１，Ｓ２′の他にも、上述した従来制御部４０から出力されたスタービン出力指令値Ｓ３〜Ｓｎも入力され、以下上述した実施形態と同様にして流量調節弁４の開度指令やインレットガイドベーン（ＩＧＶ）開度指令の信号を出力する。
【００３９】
すなわち、本実施形態の制御システム部１０Ａは、予め設定した運転マップにより燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力設定値Ｓ１を定めるガスタービン出力指令演算部２０を備え、常に入力されるガスタービン出力設定値Ｓ１を含む複数のガスタービン出力指令値Ｓ１，Ｓ２′，Ｓ３〜Ｓｎから最小値を選択して流量調節弁４の開度指令を算出する。この結果、制御システム部１０Ａは、ガスタービンＧＴの運転指令を用いたフィードバック制御ではなく、燃料供給圧力Ｐｏに基づくフィードフォワード制御により得られるガスタービン出力指令値Ｓ１を含む複数のガスタービン出力指令値から最小値を選択して前記開度指令を算出することになる。従って、燃料供給圧力Ｐｏに基づくガスタービン出力指令値Ｓ１は、常に最小値選択器１３に入力されているため、燃料供給圧力Ｐｏが低下した場合には、素早く反応してガスタービン出力を低下させることができる。
【００４０】
＜第３の実施形態＞
最後に、上述したガスタービンの運転制御について、第３の実施形態を図７に基づいて説明する。なお、上述した実施形態及びその変形例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図７に示す実施形態のガスタービン出力指令演算部１０Ｂは、燃料供給圧力Ｐｏに応じて燃料供給に最低限必要となる必要車室圧力Ｐｃを算出する必要車室圧力演算部２１と、必要車室圧力演算部２１で算出した必要車室圧力Ｐｃに対して現状の車室圧力６０を計測した車室圧力計測値をフィードバック制御して車室圧力計測値に基づくガスタービン出力設定値Ｓｃを定めるフィードバック制御部２３を備えている。
【００４１】
フィードバック制御部２３は、必要車室圧力演算部２１から入力されてくる必要車室圧力Ｐｃと、車室圧力計測値である車室圧力６０とを比較し、必要車室圧力Ｐｃと実際の車室圧力６０との差分をとり、この差分からＰＩコントローラ２４によるフィードバック制御されたスタービン出力設定値Ｓｃを出力する演算処理機能を有している。
こうして出力されたフィードバック信号Ｓｃは、最小値選択器１３に入力される。この場合、最小値選択器１３には、ガスタービン出力設定値Ｓｃの他にも、上述した従来制御部４０から出力されたスタービン出力指令値Ｓ３〜Ｓｎも入力され、以下上述した実施形態と同様にして流量調節弁４の開度指令やインレットガイドベーン（ＩＧＶ）開度指令の信号を出力する。
【００４２】
このような運転制御を行うことにより、車室圧力６０として実測した車室圧力計測値が制御に反映されるため、正確なガスタービン出力の制御を実施できる。すなわち、燃料供給圧力Ｐｏより求めた車室圧力Ｐｃに対し、計測車室圧力をフィードバック制御して必要燃料量を制御するので、燃料指令を高精度に制御することができる。
【００４３】
上述したように、各実施形態及びその変形例によれば、ガス燃料を燃料として使用するガスタービンの運転制御において、燃料供給圧力Ｐｏの圧力低下に起因するガスタービンＧＴのトリップ回数を低減することができ、燃料供給圧力Ｐｏに応じたガスタービン出力に制御して運転を継続することが可能になる。
すなわち、ガス燃料の燃料供給圧力（燃料元圧）Ｐｏに対応したガスタービン出力まで低下させた低出力の状態でガスタービンＧＴの運転を継続するので、トリップ回数を低減して運用効率を向上させることができる。また、ガスタービンＧＴの頻繁な起動・停止が低減されることにより、ガスタービンＧＴの耐久性や信頼性が向上し、燃焼排ガス等による環境負荷を低減することも可能になる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    燃料タンク（燃料供給源）
２    燃料配管
３    圧力調節弁
４    流量調節弁
１０，１０Ａ，１０Ｂ    制御システム部
１１    ガスタービン出力指令選択器
１２    出力フィードバック制御器
１３    最小値選択器
１４    関数器
２０，２０Ａ，２０Ｂ    ガスタービン出力指令演算部
２１，２１Ａ    必要車室圧力演算部
２２    ガスタービン出力演算部
２３    フィードバック制御部
２４    ＰＩコントローラ
５０    ガスタービン出力
６０    車室圧力
ＦＭ    燃料系統モデル
【図１】
0005501870.tif 000002
【図２】
0005501870.tif 000003
【図３】
0005501870.tif 000004
【図４】
0005501870.tif 000005
【図５】
0005501870.tif 000006
【図６】
0005501870.tif 000007
【図７】
0005501870.tif 000008
【図８】
0005501870.tif 000009
【図９】
0005501870.tif 000010