(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御装置であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御装置において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求める演算機能部と、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させる状態信号発生器と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を有し、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令を演算する入口案内翼開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を有し、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とする燃焼器バイパス弁開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を有し、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比を演算するパイロット比演算機能部と、
を有することを特徴とする一軸コンバインドプラントの運転制御装置。
【請求項２】
ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御方法であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御方法において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求め、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させ、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を用い、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を用い、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を用い、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比とすることを特徴とする一軸コンバインドプラントの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチを備えた一軸コンバインドプラントの運転制御装置及び運転制御方法に関するものである。更に詳述すると、本発明の運転制御装置及び運転制御方法は、クラッチが切断していてもクラッチが結合していても、更には、クラッチが切断状態から結合状態に、逆に、結合状態から切断状態に移行していく過渡期間においても、ガスタービンのパイロット比及び燃空比を最適に制御することができ、その結果、ガスタービンの燃焼状態を安定させて運転することができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンと蒸気タービンを１本の軸で繋いだ一軸コンバインドプラントは、高効率で且つ有害物質（ＮＯx 等）の排出量が少なく、また、一日の消費電力量の変化に柔軟に対応可能なプラントであるが、最近、この一軸コンバインドプラントに対して、更に建設コストの低減要求が高まってきている。従来の一軸コンバインドプラントでは下記に示す事項がコストアップの要因となっている。
【０００３】
(i) 起動時にガスタービンと蒸気タービンとを同時に起動するため、巨大な起動トルクを発生させることが可能なサイリスター（起動装置）を必要とする。
【０００４】
(ii)起動時にガスタービンとともに蒸気タービンも回転するため、蒸気タービンの羽根が風損によって熱膨張しないように、蒸気タービンに冷却蒸気を供給することが必要である。しかしながら、ガスタービンによる発電機出力が上昇するまでは、ガスタービンの排気ガスで蒸気を作る排ガスボイラーにおいて蒸気タービンに投入可能な蒸気が作れない。このため、排ガスボイラーにより蒸気タービンに投入可能な蒸気が作られるまでの間、十分な冷却蒸気を蒸気タービンに供給することができる非常に容量の大きな補助ボイラーが必要となる。
【０００５】
(iii) 一軸コンバインドプラントでは、ガスタービン, 蒸気タービン, 発電機を並べる必要があるため、復水器は蒸気タービンの下側に設置せざるを得ず、ガスタービン, 蒸気タービン, 発電機を高いところ（建物の３階くらいの高さ）に設置する必要がある。
【０００６】
そこで、現在では、建設コストの低減を図るため、図３に示すようなクラッチを備えた一軸コンバインドプラントが提案されている（例えば特許文献１）。図３では、ガスタービン１と蒸気タービン２とが１本の軸３で繋がれ、この軸３に発電機４も繋がれている。そして、ガスタービン１及び発電機４と、蒸気タービン２との間にはクラッチ５を介設しており、このクラッチ５によってガスタービン１と蒸気タービン２の結合・切断を可能としている。
【０００７】
このように軸３にクラッチ５を備えた一軸コンバインドプラントでは、クラッチ５によりガスタービン１と蒸気タービン２とを切断した状態で、まず、ガスタービン１と発電機４のみを起動する。ガスタービン１が定格回転数に到達すると、発電機４を併入する。発電機併入後、ガスタービン１の排ガスにより排ガスボイラー６で発生する蒸気を、蒸気タービン２に供給可能になった時点で蒸気タービン２に供給して、蒸気タービン２を起動する。そして、蒸気タービン２が定格回転数に到達後、クラッチ５を結合させて蒸気タービン２のトルクを発電機４に伝える。
【０００８】
このようなクラッチ５を備えた一軸コンバインドプラントの起動停止要領は、図４に示すようになっている。なお、図４において、実線は目標負荷及び実負荷であり、点線はガスタービン出力であり、一点鎖線は蒸気タービン出力である。
【０００９】
図４に示すように、起動期間内の期間ｔ１〜ｔ２では、実負荷はガスタービン出力のみである。目標負荷及び実負荷は変化率レートに従って上昇させる。
【００１０】
起動期間内の時刻ｔ２にてクラッチ５が結合する。期間ｔ２〜ｔ３では、蒸気タービン出力が増えた分だけ実負荷が増える。
【００１１】
起動期間内の時刻ｔ３以降では、実負荷はガスタービン出力と蒸気タービン出力の合計となる。目標負荷及び実負荷変化は変化レートに従って上昇させる。
【００１２】
停止期間内の時刻ｔ１０に至るまでは、実負荷はガスタービン出力と蒸気タービン出力の合計となる。目標負荷及び実負荷変化は変化レートに従って下降させる。
【００１３】
停止期間の時刻ｔ１０から蒸気タービン２の蒸気流量制御弁Ｖ4 （図３参照）を閉め始める。停止期間の時刻ｔ１１にてクラッチ５が切離される。
【００１４】
停止期間の時刻ｔ１２以降では、実負荷はガスタービン出力のみである。目標負荷及び実負荷変化は変化レートに従って下降させる。
【００１５】
図３に示すようなクラッチ５を備えた一軸コンバインドプラントによれば、次のような利点がある。
【００１６】
(I) まず、ガスタービン１と発電機４のみを起動するため、起動に必要なサイリスターの容量を小さくすることができる（蒸気タービン２の重量分、容量が小さくてすむ）。
(II)また、ガスタービン１と発電機４のみが運転されている期間では、蒸気タービン２は低速回転で回っており、冷却蒸気は不要となるため、補助ボイラーの容量を小さくすることができる。
(III) 蒸気タービン２の熱伸びをクラッチ５で吸収することができるので、ガスタービン１，発電機４，蒸気タービン２という順番で配列すること、即ち、蒸気タービン２を一番端にもってくる配列とすることにより、軸流排気復水器を使うことができる。このようにすれば、軸３を従来に比べて低い位置に設置することができる。
【００１７】
なお、図３に示すように、ガスタービン１は、コンプレッサー（圧縮機）Ｃと、燃焼器Ｂと、タービンＴを主要部材として構成されている。
コンプレッサーＣの入口にはＩＧＶ（inlet  guide vane:入口案内翼）７が配置されており、ＩＧＶ７の開度はＩＧＶ開度制御器８により制御される。
【００１８】
燃焼器Ｂのメイン燃料ノズルには、メイン燃料流量制御弁Ｖ1 により流量が制御された燃料が供給され、パイロット燃料ノズルには、パイロット燃料流量制御弁Ｖ2 により流量が制御された燃料が供給される。このとき、パイロット比は、「パイロット燃料流量／メイン燃料流量」により定義される。
また燃焼器Ｂにはバイパス管９が並列接続されており、燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度に応じて、燃焼器Ｂに流れる圧縮空気量とバイパス管９に流れる圧縮空気量との比が変化する。即ち、燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度が小さくなるほど燃焼器Ｂ側に流れる空気量が増えると共にバイパス管９側に流れる空気量が減り、燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度が大きくなるほど燃焼器Ｂ側に流れる空気量が減ると共にバイパス管９側に流れる空気量が増える。
【００１９】
また、排ガスボイラ６から蒸気タービン２に供給される蒸気量は、蒸気流量制御弁Ｖ4 により制御される。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−３８９０７号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントでは、クラッチ５が結合するときと、クラッチ５が切断するときに、次に示すような問題が発生する。この問題を順を追って説明する。
【００２２】
ガスタービン１においては、燃焼器Ｂ内の燃焼状態に応じて最適なパイロット比と最適な燃空比（ＩＧＶ及び燃焼器バイパス弁開度指令）を計算する必要がある。
【００２３】
燃焼によって得られた熱エネルギーはタービンＴによって運動エネルギーに変換され、運動エネルギーは発電機４によって電気エネルギーに変換されるので、燃焼によって得たエネルギーの結果である発電機出力Ｗ1 が、燃焼状態に近くかつ燃焼状態の変化に対して応答遅れも少ない。このため従来では、発電機出力Ｗ1 を用いて、パイロット比の計算及びＩＧＶ７，燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度指令計算をしていた（計算手法の詳細は後述する）。なお、発電機出力から、最適なパイロット比，燃焼器バイパス弁開度指令及びＩＧＶ開度指令を計算するための関数は、現地で熟練者が燃焼状態を見ながら調整する。
【００２４】
ガスタービン１は、出力を増大させるときは燃焼よりも先に燃料を増やし、また、出力を低下させるときは燃焼よりも先に燃料を絞るので、そのときの燃料流量指令であるＣＳＯをベースにパイロット比を計算しているが、ＣＳＯは目標発電機出力と実発電機出力ベースで計算されるので、発電機出力をベースに計算していると言ってよい。
【００２５】
一軸コンバインドプラント（ガスタービン１と蒸気タービン２を一本の軸３で繋いだプラント）では、発電機出力はガスタービン出力と蒸気タービン出力の和であり、ガスタービン出力だけを測り出すことはできない。このため、蒸気タービン２に流入する蒸気圧力を基に蒸気タービン出力を計算して、発電機全体の出力から蒸気タービン相当の出力を引くことで、ガスタービン相当の出力を計算して、この計算結果を基に燃空比を計算していた。
【００２６】
ここで、図３を参照して、一軸コンバインドプラントでの最適なパイロット比と最適な燃空比を求める従来の計算手法、並びに、計算したパイロット比と空燃比を用いた制御動作を説明する。
【００２７】
（１）まず蒸気タービン２に流入する蒸気圧力ＰS を求める。
（２）蒸気圧力から蒸気タービン出力（ＭＷ）に換算する換算関数Ｆｘ１により、蒸気圧力ＰS から蒸気タービン出力ＷS を求める。
（３）偏差演算機能１０により、発電機出力Ｗ1 から蒸気タービン出力ＷS を引いてガスタービン出力ＷG を求める。
（４）ガスタービン出力から最適ＩＧＶ開度を求める関数Ｆｘ２により、ガスタービン出力ＷG に応じたＩＧＶ開度指令αを求める。このＩＧＶ開度指令αを基にＩＧＶ開度制御器８がＩＧＶ７の開度制御をする。
（５）ガスタービン出力から最適燃焼器バイパス弁開度を求める関数Ｆｘ３により、ガスタービン出力ＷG に応じた燃焼器バイパス弁開度指令βを求める。この燃焼器バイパス弁開度指令βを基に燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度制御が行われる。
【００２８】
（６）偏差演算機能１１により、目標発電機出力Ｗ0 から発電機出力Ｗ1 を減算して発電機出力偏差Ｗ0 −Ｗ1 を求め、この発電機出力偏差Ｗ0 −Ｗ1 を、ＰＩ（比例・積分）演算機能１２によりＰＩ演算し、更にリミット機能１３により上限値をリミットして、燃料流量指令ＣＳＯを得る。なお、リミット機能１３により上限をリミットしているため、ガスタービン１を過剰燃焼から保護することができる。
（７）燃料流量指令を基にパイロット比を求める関数Ｆ４により、燃料流量指令ＣＳＯに応じたパイロット比εを求める。
（８）乗算機能１４により、燃料流量指令ＣＳＯにパイロット比εを乗算して、パイロット燃料流量制御弁開度指令γを求める。このパイロット燃料流量制御弁開度指令γを基にパイロット燃料流量制御弁Ｖ2 の開度制御が行われる。
（９）偏差演算機能１５により、燃料流量指令ＣＳＯからパイロット燃料流量制御弁開度指令γを減算して、メイン燃料流量制御弁開度指令δを求める。このメイン燃料流量制御弁開度指令δを基にメイン燃料流量制御弁Ｖ1 の開度制御が行われる。
【００２９】
ところで上述した（１）〜（９）の計算手法では、蒸気タービン２に流入する蒸気圧力Ｐｓを基に蒸気タービン出力Ｗｓを計算しているが、クラッチ５が結合したり切断したりするため、求めた蒸気タービン出力Ｗｓが実際の蒸気タービン出力に比べて高かったり低かったりすることがある。この結果、蒸気タービン出力Ｗｓを基に計算で求めたガスタービン出力ＷG と、実際のガスタービン出力との間にずれが発生してしまうことがある。
【００３０】
従来のクラッチを使わない一軸コンバインドプラントでも、蒸気タービン出力（ＭＷベース）の計算結果は、実際に蒸気タービンが出している出力（ＭＷベース）と、ずれが発生することはあった。しかし、ずれをもつ計算結果を正として、最適なＩＧＶ開度指令，燃焼器バイパス弁開度指令，パイロット比が求められるようＦＸ関数を現地で熟練者が調整している。従って、蒸気タービン出力の計算にずれがあっても最終的には、常に最適なＩＧＶ開度指令，燃焼器バイパス弁開度指令，パイロット比が求められるので、問題はなかった。
【００３１】
しかし、図３に示すようなクラッチ５を備えた一軸コンバインドプラントでは、図４に示すように、クラッチ５を切断させてガスタービン１と蒸気タービン３を切断しガスタービン１を単独で運転させる場合と、クラッチ５を結合してガスタービン１と蒸気タービン２を結合しガスタービン１，蒸気タービン２をともに運転させる場合との２通りがあり、蒸気タービン出力計算ずれによるガスタービン出力計算ずれは、パイロット比の計算と燃空比の計算には致命的な問題となる。
【００３２】
例えば、ガスタービン１が単独で回って、ガスタービン出力が７０ＭＷの場合と、クラッチ５を結合させた状態で回って軸出力が１００ＭＷで蒸気タービン出力が３０ＭＷと計算されガスタービン出力が７０ＭＷと計算された場合とでは、必ずしもガスタービン１の推進トルクは同じではなく、最適なパイロット比及び燃空比は異なってくる。
【００３３】
この場合、従来の一軸コンバインドプラントでの制御方法（上述した（１）〜（９）の制御方法）では、クラッチ５が結合していても切断していてもパイロット比と燃空比が同じように計算されてしまい、ガスタービン単独で回っている状態、クラッチを結合させた状態で回っている状態、どちらにも適した関数を求めることができなくなる。
【００３４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントにおいて、クラッチが切断していてもクラッチが結合していても、ガスタービンのパイロット比及び燃空比の計算を正確に行うことができ、しかも、クラッチが切断状態から結合状態に、逆に、結合状態から切断状態に移行していく過渡期間においてもガスタービンの燃焼状態を安定させて移行することができる運転制御装置及び運転制御方法を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントの運転制御装置の構成は、ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御装置であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御装置において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求める演算機能部と、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させる状態信号発生器と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を有し、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令を演算する入口案内翼開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を有し、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とする燃焼器バイパス弁開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を有し、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比を演算するパイロット比演算機能部と、を有することを特徴とする。
【００３６】
また本発明に係る、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントの運転制御方法では、ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御方法であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御方法において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求め、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させ、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を用い、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を用い、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を用い、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比とすることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明を適用した一軸コンバインドプラントの運転制御装置を示す構成図である。
【００３９】
同図に示すように、ガスタービン１と発電機４と蒸気タービン２とが１本の軸３で繋がれている。軸３には、ガスタービン１及び発電機４と、蒸気タービン２とを結合・切断するクラッチ５が備えられている。排ガスボイラ６は、ガスタービン１の排ガスを利用して蒸気を発生し、この蒸気を蒸気タービン２に供給する。このような構成により、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントが構築される。そして、クラッチを備えた一軸コンバインドプラントのガスタービン１は、運転制御装置１００によりパイロット比及び燃空比が制御される。
【００４０】
詳細は後述するが、運転制御装置１００は、クラッチ５が切断している状態（つまり、ガスタービン１が単独で回転駆動している状態）であっても、クラッチ５が結合している状態（つまり、ガスタービン１と蒸気タービン２が共に回転駆動している状態）であっても、ガスタービン１の燃焼状態が安定するような、ＩＧＶ開度指令α，燃焼器バイパス弁開度指令β，パイロット燃料流量制御弁開度指令γ，メイン燃料流量制御弁開度指令δ，パイロット比εを求めることができる。
【００４１】
そして、ガスタービン１のコンプレッサーＣの入口に備えたＩＧＶ７の開度は、ＩＧＶ開度指令αを基にＩＧＶ開度制御器８により制御される。
【００４２】
ガスタービン１の燃焼器Ｂの前段に備えた燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度は、燃焼器バイパス弁開度指令βを基に制御される。このバイパス弁Ｖ3 の開度によって、燃焼器Ｂ側に流れる空気量とバイパス管９側に流れる空気量の比が変化する。
【００４３】
燃焼器Ｂのメイン燃料ノズルに供給する燃料量を制御するメイン燃料流量制御弁Ｖ1 の開度は、メイン燃料流量制御弁開度指令δを基に制御される。燃焼器Ｂのパイロット燃料ノズルに供給する燃料量を制御するパイロット燃料流量制御弁Ｖ2 の開度は、パイロット燃料流量制御弁開度指令γを基に制御される。そして、メイン燃料流量制御弁開度指令δ及びパイロット燃料流量制御弁開度指令γの値は、パイロット比ε及び燃料流量指令ＣＳＯにより決定される。
【００４４】
運転制御装置１００の演算機能のうち、従来の制御手法（図３に示す制御手法）の演算機能に対して新しいものとしては、状態信号発生器１１０と、ＩＧＶ開度指令演算機能２００と、燃焼器バイパス弁開度指令演算機能３００と、パイロット比演算機能４００がある。
【００４５】
状態信号発生器１１０は、結合状態信号Ｘと切断状態信号Ｙを出力する。この結合状態信号Ｘと切断状態信号Ｙの値は、クラッチ５の結合・切断状態によって次のようになっている。
【００４６】
切断していたクラッチ５が結合すると、結合した時点から予め決めた移行期間（時間）に亘って、結合状態信号Ｘの値は徐々に０から１に変化していくと共に、切断状態信号Ｙの値は徐々に１から０に変化していく。
結合した時点から予め決めた移行期間（時間）が経過した後は、結合信号Ｘの値は１に保持され、切断状態信号Ｙの値は０に保持される。つまり、結合が継続している場合には、移行期間（時間）経過後の結合信号Ｘの値は１に保持され、切断状態信号Ｙの値は０に保持される。
【００４７】
結合していたクラッチ５が切断すると、切断した時点から予め決めた移行期間（時間）に亘って、結合状態信号Ｘの値は徐々に１から０に変化していくと共に、切断状態信号Ｙの値は徐々に０から１に変化していく。
切断した時点から予め決めた移行期間（時間）が経過した後は、結合信号Ｘの値は０に保持され、切断状態信号Ｙの値は１に保持される。つまり、切断が継続している場合には、移行期間（時間）経過後の結合信号Ｘの値は０に保持され、切断状態信号Ｙの値は１に保持される。
【００４８】
なお、状態信号発生器１１０の具体的な回路構成例は後述する。また「移行期間（時間）」は、一軸コンバインドプラントの特性によって決定する。
【００４９】
ＩＧＶ開度指令演算機能２００は、クラッチ５が結合している状態（つまり、ガスタービン１と蒸気タービン２が共に回転駆動している状態）において、ガスタービン出力ＷG から最適なＩＧＶ開度α1 を求める関数Ｆ２１と、クラッチ５が切断している状態（つまり、ガスタービン１が単独で回転駆動している状態）において、ガスタービン出力ＷG から最適なＩＧＶ開度α2 を求める関数Ｆ２２と、ＩＧＶ開度α1 と結合状態信号Ｘを乗算する乗算機能２０１と、ＩＧＶ開度α2 と切断状態信号Ｙを乗算する乗算機能２０２と、ＩＧＶ開度Ｘ・α1 とＩＧＶ開度Ｙ・α2 とを加算してＩＧＶ開度αを求める加算機能２０３を有している。
【００５０】
燃焼器バイパス弁開度指令演算機能３００は、クラッチ５が結合している状態（つまり、ガスタービン１と蒸気タービン２が共に回転駆動している状態）において、ガスタービン出力ＷG から最適な燃焼器バイパス弁開度指令β1 を求める関数Ｆ３１と、クラッチ５が切断している状態（つまり、ガスタービン１が単独で回転駆動している状態）において、ガスタービン出力ＷG から最適な燃焼器バイパス弁開度指令β2 を求める関数Ｆ３２と、燃焼器バイパス弁開度指令β1 と結合状態信号Ｘを乗算する乗算機能３０１と、燃焼器バイパス弁開度指令β2 と切断状態信号Ｙを乗算する乗算機能３０２と、燃焼器バイパス弁開度指令Ｘ・β1 と燃焼器バイパス弁開度指令Ｙ・β2 とを加算して燃焼器バイパス弁開度指令βを求める加算機能３０３を有している。
【００５１】
パイロット比演算機能４００は、クラッチ５が結合している状態（つまり、ガスタービン１と蒸気タービン２が共に回転駆動している状態）において、燃料流量指令ＣＳＯから最適なパイロット比ε1 を求める関数Ｆ４１と、クラッチ５が切断している状態（つまり、ガスタービン１が単独で回転駆動している状態）において、燃料流量指令ＣＳＯから最適なパイロット比ε2 を求める関数Ｆ４２と、パイロット比ε1 と結合状態信号Ｘを乗算する乗算機能３０１と、パイロット比ε2 と切断状態信号Ｙを乗算する乗算機能３０２と、パイロット比Ｘ・ε1 とパイロット比Ｘ・ε2 とを加算してパイロット比εを求める加算機能３０３を有している。
【００５２】
次に運転制御装置１００の全体の制御状態を説明する。まず蒸気タービン２に流入する蒸気圧力ＰS を求める。そして、蒸気圧力から蒸気タービン出力（ＭＷ）に換算する換算関数Ｆｘ１により、蒸気圧力ＰS から蒸気タービン出力ＷS を求める。更に、偏差演算機能１０により、発電機出力Ｗ1 から蒸気タービン出力ＷS を引いてガスタービン出力ＷG を求める。
【００５３】
ガスタービン出力ＷG を、ＩＧＶ開度指令演算機能２００に適応することにより、ＩＧＶ開度α（＝Ｘ・α1 ＋Ｙ・α2 ）を求める。
クラッチ５が結合している時には、Ｘ＝１，Ｙ＝０となるので、α＝α1 となり、クラッチ５が結合している状態において、ガスタービン出力ＷG から最適な値となっているＩＧＶ開度α（＝α1 ）を求めることができる。
クラッチ５が切断している時には、Ｘ＝０，Ｙ＝１となるので、α＝α2 となり、クラッチ５が切断している状態において、ガスタービン出力ＷG から最適な値となっているＩＧＶ開度α（＝α2 ）を求めることができる。
【００５４】
切断していたクラッチ５が結合状態に移行した場合には、Ｘは徐々に０→１と変化し、Ｙは徐々に１→０と変化するので、ＩＧＶ開度α（＝Ｘ・α1 ＋Ｙ・α2 ）は、切断状態において最適な値から徐々に結合状態において最適な値に移行していく。
結合していたクラッチ５が切断状態に移行した場合には、Ｘは徐々に１→０と変化し、Ｙは徐々に０→１と変化するので、ＩＧＶ開度α（＝Ｘ・α1 ＋Ｙ・α2 ）は、結合状態において最適な値から徐々に切断状態において最適な値に移行していく。
【００５５】
したがって、クラッチ５が切断していても結合していても、更には、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、ＩＧＶ開度α（＝Ｘ・α1 ＋Ｙ・α2 ）を基にＩＧＶ７の開度制御をすれば、最適な開度制御ができる。特に、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、燃焼器バイパス弁開度指令βが状態に応じてスムーズに変化していくため、燃焼振動が発生することなく、ゆるやかな切り替え制御ができる。
【００５６】
ガスタービン出力ＷG を、燃焼器バイパス弁開度指令演算機能３００に適応することにより、燃焼器バイパス弁開度指令β（＝Ｘ・β1 ＋Ｙ・β2 ）を求める。
クラッチ５が結合している時には、Ｘ＝１，Ｙ＝０となるので、β＝β1 となり、クラッチ５が結合している状態において、ガスタービン出力ＷG から最適な値となっている燃焼器バイパス弁開度指令β（＝β1 ）を求めることができる。
クラッチ５が切断している時には、Ｘ＝０，Ｙ＝１となるので、β＝β2 となり、クラッチ５が切断している状態において、ガスタービン出力ＷG から最適な値となっている燃焼器バイパス弁開度指令β（＝β2 ）を求めることができる。
【００５７】
切断していたクラッチ５が結合状態に移行した場合には、Ｘは徐々に０→１と変化し、Ｙは徐々に１→０と変化するので、燃焼器バイパス弁開度指令β（＝Ｘ・β1 ＋Ｙ・β2 ）は、切断状態において最適な値から徐々に結合状態において最適な値に移行していく。
結合していたクラッチ５が切断状態に移行した場合には、Ｘは徐々に１→０と変化し、Ｙは徐々に０→１と変化するので、燃焼器バイパス弁開度指令β（＝Ｘ・β1 ＋Ｙ・β2 ）は、結合状態において最適な値から徐々に切断状態において最適な値に移行していく。
【００５８】
したがって、クラッチ５が切断していても結合していても、更には、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、燃焼器バイパス弁開度指令β（＝Ｘ・β1 ＋Ｙ・β2 ）を基に燃焼器バイパス弁Ｖ3 の開度制御をすれば、最適な開度制御ができる。特に、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、燃焼器バイパス弁開度指令βが状態に応じてスムーズに変化していくため、燃焼振動が発生することなくゆるやかな切り替え制御ができる。
【００５９】
更に、偏差演算機能１１により、目標発電機出力Ｗｏから発電機出力Ｗ1 を減算して発電機出力偏差Ｗ0 −Ｗ1 を求め、この発電機出力偏差Ｗ0 −Ｗ1 を、ＰＩ（比例・積分）演算機能１２によりＰＩ演算し、更にリミット機能１３により上限値をリミットして、燃料流量指令ＣＳＯを得る。なお、リミット機能１３により上限をリミットしているため、ガスタービン１を過剰燃焼から保護することができる。
【００６０】
そして、燃料流量指令ＣＳＯを、パイロット比演算機能４００に適応することにより、パイロット比ε（＝Ｘ・ε1 ＋Ｙ・ε2 ）を求める。
クラッチ５が結合している時には、Ｘ＝１，Ｙ＝０となるので、ε＝ε1 となり、クラッチ５が結合している状態において、燃料流量指令ＣＳＯから最適な値となっているパイロット比ε（＝ε1 ）を求めることができる。
クラッチ５が切断している時には、Ｘ＝０，Ｙ＝１となるので、ε＝ε2 となり、クラッチ５が切断している状態において、燃料流量指令ＣＳＯから最適な値となっているパイロット比ε（＝ε2 ）を求めることができる。
【００６１】
切断していたクラッチ５が結合状態に移行した場合には、Ｘは徐々に０→１と変化し、Ｙは徐々に１→０と変化するので、パイロット比ε（＝Ｘ・ε1 ＋Ｙ・ε2 ）は、切断状態において最適な値から徐々に結合状態において最適な値に移行していく。
結合していたクラッチ５が切断状態に移行した場合には、Ｘは徐々に１→０と変化し、Ｙは徐々に０→１と変化するので、パイロット比ε（＝Ｘ・ε1 ＋Ｙ・ε2 ）は、結合状態において最適な値から徐々に切断状態において最適な値に移行していく。
【００６２】
したがって、クラッチ５が切断していても結合していても、更には、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、パイロット比ε（＝Ｘ・ε1 ＋Ｙ・ε2 ）を基にパイロット燃料流量制御弁開度指令γ及びメイン燃料流量制御弁開度指令δを求めて、パイロット燃料流量制御弁Ｖ2 とメイン燃料流量制御弁Ｖ1 の開度制御をすれば、最適な開度制御ができる。特に、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、パイロット比εが状態に応じてスムーズに変化していくため、燃焼振動が発生することなくゆるやかな切り替え制御ができる。
【００６３】
かくして、クラッチ５が切断していても結合していても、更には、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、ガスタービン1 の最適なパイロット比ε（ひいては燃料流量制御開度指令γ，δ）と燃空比（ＩＧＶ開度指令α，燃焼器バイパス弁開度指令β）を最適な値とすることができ、最適な状態でガスタービン１を運転することができる。また、結合から切断へ、または、切断から結合へ移行している期間であっても、ガスタービン１の燃焼振動を発生させることなく、ゆるやかに切り替えることができる。
【００６４】
本実施例の制御方式では、ガスタービン１を単独で運転させた状態で、最適なパイロット比、燃空比を求める関数Ｆｘ２１，Ｆｘ２２，Ｆｘ３１，Ｆｘ３２，Ｆｘ４１，Ｆｘ４２を調整し、次に、クラッチ５を結合させた状態で、最適なパイロット比，燃空比を求める関数Ｆｘ２１，Ｆｘ２２，Ｆｘ３１，Ｆｘ３２，Ｆｘ４１，Ｆｘ４２を調整する。これにより、計算により求めた蒸気タービン出力ＷS と実際の蒸気タービン出力とにずれがあっても、最適なパイロット比，燃空比を出力することができるようになった。
【００６５】
ここで、状態信号発生器１１０の具体的な回路構成の一例を、図２を参照して説明する。同図に示すように、状態信号発生器１００は、レート付き切替器１１１と、値が１となっている信号Ｓ1 を発生する信号発生器１１２と、値が０となっいる信号Ｓ2 を発生する信号発生器１１３と、偏差演算器１１４とで構成されている。レート付き切替器１１１は、信号Ｓ1 と信号Ｓ2 とを所定の割合で加算した信号Ｓを出力する。
【００６６】
レート付き切替器１１１は、クラッチが結合されたことが検知されると、クラッチ結合検知時点から、予め決めた移行期間（時間）に亘って、信号Ｓ1 の割合を０から１に増加し、信号Ｓ2 の割合を１から０に減少していって、信号Ｓを求めて出力する。予め決めた移行期間（時間）が経過した後は、信号Ｓ1 の割合を１とし信号Ｓ2 の割合を０として、信号Ｓを出力する。
【００６７】
また、レート付き切替器１１１は、クラッチが切断されたことが検知されると、クラッチ結合検知時点から、予め決めた移行期間（時間）に亘って、信号Ｓ1 の割合を１から０に減少し、信号Ｓ2 の割合を０から１に増加していって、信号Ｓを求めて出力する。予め決めた移行期間（時間）が経過した後は、信号Ｓ1 の割合を０とし信号Ｓ2 の割合を１として、信号Ｓを出力する。
偏差演算器１１４は、信号Ｓ1 から信号Ｓを減算する。
【００６８】
このため、出力端子ｔ1 からは結合状態信号Ｘが出力され、出力端子ｔ2 からは切断状態信号Ｙが出力される。
【００６９】
【発明の効果】
以上、実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明の運転状態制御装置では、ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御装置であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御装置において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求める演算機能部と、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させる状態信号発生器と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を有し、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令を演算する入口案内翼開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を有し、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とする燃焼器バイパス弁開度指令演算機能部と、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を有し、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比を演算するパイロット比演算機能部とを有する構成とした。
【００７０】
また本発明の運転状態制御方法では、ガスタービンと発電機と蒸気タービンとが１本の軸で繋がれ、ガスタービン及び発電機と、蒸気タービンとの結合・切断をするクラッチを前記軸に備え、しかも前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排ガスボイラからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する一軸コンバインドプラントに適用する運転制御方法であって、
前記ガスタービンのコンプレッサーに備えた入口案内翼の開度を制御するための入口案内翼開度指令を求めて入口案内翼の開度を制御し、前記ガスタービンの燃焼器に備えた燃焼器バイパス弁の開度を制御するための燃焼器バイパス弁開度指令を求めて燃焼器バイパス弁の開度を制御し、前記燃焼器に送るメイン燃料とパイロット燃料との比であるパイロット比を求めこのパイロット比に応じてメイン燃料流量制御弁とパイロット燃料流量制御弁の開度を制御する運転制御方法において、
前記蒸気タービンに流入する蒸気の蒸気圧力を蒸気タービン出力に換算し、更に、前記発電機の発電機出力から前記蒸気タービン出力を減算してガスタービン出力を求めると共に、目標発電機出力と発電機出力との偏差に応じた値の燃料流量指令を求め、
前記クラッチが結合していると結合状態信号を出力し、クラッチが切断していると切断状態信号を出力し、切断していたクラッチが結合すると結合した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に増加し切断状態信号を徐々に減少させてその値を零にし、結合していたクラッチが切断すると切断した時点から予め決めた移行期間では結合状態信号の値を徐々に減少させてその値を零にし切断状態信号を徐々に増加させ、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第１の入口案内翼開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な入口案内翼開度指令を求めることができる第２の入口案内翼開度指令演算関数を用い、第１及び第２の入口案内翼開度指令演算関数でそれぞれ求めた入口案内翼開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な入口案内翼開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第１の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記ガスタービン出力から最適な燃焼器バイパス弁開度指令を求めることができる第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数を用い、第１及び第２の燃焼器バイパス弁開度指令演算関数でそれぞれ求めた燃焼器バイパス弁開度指令を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的な燃焼器バイパス弁開度指令とし、
前記クラッチが結合している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第１のパイロット比演算関数と、前記クラッチが切断している状態において前記燃料流量指令から最適なパイロット比を求めることができる第２のパイロット比演算関数を用い、第１及び第２のパイロット比演算関数でそれぞれ求めたパイロット比を、結合状態信号及び切断状態信号の値に応じた割合で組み合わせて、最終的なパイロット比とした。
【００７１】
このため、クラッチが切断していてもクラッチが結合していても、ガスタービンのパイロット比及び燃空比の計算を正確に行うことができ、しかも、クラッチが切断状態から結合状態に、逆に、結合状態から切断状態に移行していく過渡期間においてもガスタービンの燃焼状態を安定させて移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる運転状態制御装置を示す構成図である。
【図２】状態信号発生器を示す構成図である。
【図３】従来技術の運転状態制御装置を示す構成図である。
【図４】一軸コンバインドプラントの起動・停止状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ガスタービン
２  蒸気タービン
３  軸
４  発電機
５  クラッチ
６  排ガスボイラ
７  ＩＧＶ
８  ＩＧＢ開度制御器
１００  運転制御装置
１１０  状態信号発生器
２００  ＩＧＶ開度指令演算機能
３００  燃焼器バイパス弁開度指令演算機能
４００  パイロット比演算機能
【図１】
0003716244.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003716244.tif 000004
【図４】
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