(57)【要約】【課題】回転数計が故障しても、原動機又は発電機の回転数を得ることができる。【解決手段】回転数推定装置１１０は、出力計２６で検知された発電機２０の出力である検知出力Ｐｇの移動平均を算出する移動平均算出部１０１と、検知出力Ｐｇと検知出力の移動平均である移動平均出力Ｐaveとの偏差を求める出力偏差算出部１１１と、ガスタービン１０及び発電機２０における回転系の慣性モーメントと出力偏差算出部１１１が求めた偏差とを用いて、ガスタービン１０又は発電機２０の回転数Ｎｅを推定する回転数推定部１１２と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と機械的に接続されている原動機又は該発電機の回転数の推定方法において、
出力計で検知された前記発電機の出力である検知出力の移動平均を算出する移動平均算出工程と、
前記検知出力と該検知出力の前記移動平均である移動平均出力との偏差を求める出力偏差算出工程と、
前記原動機及び前記発電機における回転系の慣性モーメントと前記出力偏差算出工程で求められた前記偏差とを用いて、前記原動機又は前記発電機の回転数を推定する回転数推定工程と、
を実行することを特徴とする回転数の推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回転数の推定方法において、
前記移動平均算出工程では、
前記検知出力の変動周期を把握する周期把握工程と、
前記周期把握工程で把握された周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める移動平均演算工程と、
を実行することを特徴とする回転数の推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の回転数の推定方法において、
前記周期把握工程では、前記検知出力におけるピークを示すタイミングを検知し、最も近い２つのピークのタイミング間の時間を一周期とする、
ことを特徴とする回転数の推定方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の回転数の推定方法において、
前記移動平均演算工程では、前記周期把握工程で把握された前記周期が変わると、変わった該周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める、
ことを特徴とする回転数の推定方法。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の回転数の推定方法において、
前記移動平均演算工程では、前記検知出力の一周期分の期間における該検知出力の移動平均を求める、
ことを特徴とする回転数の推定方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転数の推定方法を実行すると共に、
前記回転数推定工程では、回転数計で検知される前記原動機又は前記発電機の回転数の最小回転数単位より小さい最小回転数単位で示される回転数を推定し、
前記回転数計で検知された前記原動機又は前記発電機の回転数である検知回転数と、前記回転数推定工程で推定された回転数である推定回転数との偏差を求める回転数偏差算出工程と、
前記回転数偏差算出工程で求められた前記偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位以上である場合には、前記検知回転数を出力し、該偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位未満であるである場合には、前記推定回転数を出力する出力切替工程と、
を実行することを特徴とする回転数の校正方法。
【請求項７】
請求項６に記載の回転数の校正方法において、
前記検知回転数と前記推定回転数とが共に同じ時刻の回転数を示すよう、前記回転数計からの前記検知回転数を所定時間遅らせる遅れ時間調節工程を実行する、
ことを特徴とする回転数の校正方法。
【請求項８】
発電機と機械的に接続されている原動機又は該発電機の回転数の推定装置において、
出力計で検知された前記発電機の出力である検知出力の移動平均を算出する移動平均算出部と、
前記検知出力と該検知出力の前記移動平均である移動平均出力との偏差を求める出力偏差算出部と、
前記原動機及び前記発電機における回転系の慣性モーメントと前記出力偏差算出部が求めた前記偏差とを用いて、前記原動機又は前記発電機の回転数を推定する回転数推定部と、
を備えていることを特徴とする回転数の推定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の回転数の推定装置において、
前記移動平均算出部は、
前記検知出力の変動周期を把握する周期把握部と、
前記周期把握部が把握した周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める移動平均演算部と、
を有することを特徴とする回転数の推定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転数の推定装置において、
前記周期把握部は、前記検知出力におけるピークを示すタイミングを検知し、最も近い２つのピークのタイミング間の時間を一周期とする、
ことを特徴とする回転数の推定装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の回転数の推定装置において、
前記移動平均演算部は、前記周期把握部で把握された前記周期が変わると、変わった該周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める、
ことを特徴とする回転数の推定装置。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の回転数の推定装置において、
前記移動平均演算部は、前記検知出力の一周期分の期間における該検知出力の移動平均を求める、
ことを特徴とする回転数の推定装置。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか一項に記載の回転数の推定装置を備え、
前記回転数推定部は、回転数計で検知される前記原動機又は前記発電機の回転数の最小回転数単位より小さい最小回転数単位で示される回転数を推定し、
前記回転数計で検知された前記原動機又は前記発電機の回転数である検知回転数と、前記回転数推定部が推定した回転数である推定回転数との偏差を求める回転数偏差算出部と、
前記回転数偏差算出部が求めた前記偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位以上である場合には、前記検知回転数を出力し、該偏差が前記回転数計で検知できる最小回転数単位未満であるである場合には、前記推定回転数を出力する出力切替部と、
をさらに備えることを特徴とする回転数の校正装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の回転数の校正装置において、
前記検知回転数と前記推定回転数とが共に同じ時刻の回転数を示すよう、前記回転数計からの前記検知回転数を所定時間遅らせる遅れ時間調節部を、
備えていることを特徴とする回転数の校正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機に機械的に接続されている原動機又は該発電機の回転数の推定方法、この回転数の校正方法、及びこれらの方法を実行する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機に機械的に接続されている原動機としては、ガスタービン、蒸気タービン、風車等がある。
【０００３】
以下の特許文献１に記載の技術では、発電機の出力から、回転系の慣性力による見掛け上の出力変動分を減算した値を原動機の出力として、原動機の出力を求めている。その上で、特許文献１に記載の技術では、求めた原動機の出力に基づいて、この原動機の出力を調節している。この特許文献１に記載の技術では、発電機又は原動機の回転数と、発電機及び原動機における回転系の慣性モーメントとを用いて、回転系の慣性力による見掛け上の出力変動分を求めている。また、発電機の出力は、発電機に設けられた出力計からの出力を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５３００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原動機又は発電機の回転数は、上記特許文献１に記載の技術に限らず、原動機や発電機を管理するために極めて重要なパラメータである。この回転数は、基本的に、回転数計からの出力として得ることができる。しかしながら、回転数計が故障した場合には、回転数を取得することができなくなるため、原動機や発電機の管理が滞ってしまう。このため、原動機又は発電機の回転数を回転数計からの出力以外から得られることが望まれる。また、回転数計で検知された回転数の精度を高めるためにも、回転数計からの出力以外から回転数を得られることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、原動機又は発電機の回転数を推定する方法、この回転数を校正する方法、これらの方法を実行する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての回転数の推定方法は、
発電機と機械的に接続されている原動機又は該発電機の回転数の推定方法において、出力計で検知された前記発電機の出力である検知出力の移動平均を算出する移動平均算出工程と、前記検知出力と該検知出力の前記移動平均である移動平均出力との偏差を求める出力偏差算出工程と、前記原動機及び前記発電機における回転系の慣性モーメントと前記出力偏差算出工程で求められた前記偏差とを用いて、前記原動機又は前記発電機の回転数を推定する回転数推定工程と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
原動機の正味出力は、出力計で検知された発電機の出力である検知出力から、原動機及び発電機における回転系の慣性力による原動機の見掛け上の出力変動を減算した値である。この見掛け上の出力変動は、回転系の慣性モーメントと回転数とで表すことができる。つまり、見掛け上の出力変動は、回転数が変動パラメータになっている。このため、見掛け上の出力変動を求めることができれば、回転数を求めることができる。
【０００９】
ところで、原動機の正味出力は、変動している発電機の出力である検知出力の移動平均と見做すことができる。よって、当該推定方法では、検知出力の移動平均である移動平均出力を算出し、検知出力と移動平均出力との偏差を求め、この偏差を原動機の見掛け上の出力変動と見做している。そして、当該推定方法では、この偏差から、原動機の見掛け上の出力変動の変動パラメータである回転数を求める。
【００１０】
以上のように、当該推定方法では、回転数計が故障して場合でも、回転数を取得することができる。
【００１１】
ここで、前記回転数の推定方法において、前記移動平均算出工程では、前記検知出力の変動周期を把握する周期把握工程と、前記周期把握工程で把握された周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める移動平均演算工程と、を実行してもよい。
【００１２】
当該推定方法では、変動周期の自然数倍分の期間における検知出力の移動平均を求めるので、この移動平均は検知出力の振幅の中間値となる。このため、この移動平均を、電力系統が変動した場合の原動機の正味出力に近い値として取り扱うことができる。よって、当該推定方法では、回転数推定工程で推定される回転数の精度を高めることができる。
【００１３】
また、前記周期把握工程を実行する前記回転数の推定方法において、前記周期把握工程では、前記検知出力におけるピークを示すタイミングを検知し、最も近い２つのピークのタイミング間の時間を一周期としてもよい。
【００１４】
また、前記周期把握工程を実行する、いずれかの前記回転数の推定方法において、前記移動平均演算工程では、前記周期把握工程で把握された前記周期が変わると、変わった該周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求めることが好ましい。
【００１５】
当該推定方法では、検知出力の変動周期が変動しても、変わった周期の自然数倍分の期間における検知出力の移動平均を求めるので、変動周期が変動しても、回転数推定工程で推定される回転数の精度を維持することができる。
【００１６】
また、前記周期把握工程を実行する、いずれかの前記回転数の推定方法において、前記移動平均演算工程では、前記検知出力の一周期分の期間における該検知出力の移動平均を求めてもよい。
【００１７】
移動平均を求める期間がｎ（ｎは自然数）周期分の期間である場合、ｎが大きくなると、移動平均出力に原動機の正味出力の変動が反映されなくなり、移動平均出力と原動機の正味出力との差が大きくなる。逆に、ｎが小さくなると、移動平均出力に原動機の正味出力の変動が反映されるようになり、移動平均出力と原動機の正味出力との差が小さくなる。このため、当該推定方法では、原動機の正味出力が変動しても、回転数推定工程で推定される回転数の精度を維持することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての回転数の校正方法は、
以上のいずれかの前記回転数の推定方法を実行すると共に、前記回転数推定工程では、回転数計で検知される前記原動機又は前記発電機の回転数の最小回転数単位より小さい最小回転数単位で示される回転数を推定し、前記回転数計で検知された前記原動機又は前記発電機の回転数である検知回転数と、前記回転数推定工程で推定された回転数である推定回転数との偏差を求める回転数偏差算出工程と、前記回転数偏差算出工程で求められた前記偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位以上である場合には、前記検知回転数を出力し、該偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位未満である場合には、前記推定回転数を出力する出力切替工程と、を実行することを特徴とする。
【００１９】
当該校正方法では、回転数計で検知される最小回転数単位よりも小さい最小回転数単位の倍数で表される回転数を出力することができる。さらに、当該校正方法では、回転数偏差が回転数計で検知される最小回転数単位以上である場合には検知回転数を出力するので、現実の回転数に対して、出力する回転数の誤差を最小回転数単位未満に抑えることができる。
【００２０】
ここで、前記回転数の校正方法において、前記検知回転数と前記推定回転数とが共に同じ時刻の回転数を示すよう、前記回転数計からの前記検知回転数を所定時間遅らせる遅れ時間調節工程を実行することが好ましい。
【００２１】
原動機及び発電機の回転数が一定周期Ｔで変動している場合、この回転数の位相に対して発電機の出力の位相は、理論的にはＴ／４だけズレる。しかしながら、複数の発電プラントにおいて、回転数計で検知された回転数の位相と出力計で検知された実際の出力の位相とを比較すると、出力計で検出された出力の位相は、回転数計で検知された回転数の位相に対してＴ／４よりも遅れていることが判明した。すなわち、出力計で検知される実際の出力の位相は、理論的な出力の位相に対して所定の遅れ時間分遅れていることが判明した。言い換えると、ある時刻における回転数の回転数計からの出力時刻に対して、同じある時刻における発電機の出力の出力計からの出力時刻が遅れ時間分遅くなることが判明した。
【００２２】
そこで、当該校正方法では、検知回転数と推定回転数とが共に同じ時刻の回転数を示すよう、回転数計からの検知回転数を所定時間遅らせるようにしている。
【００２３】
また、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての回転数の推定装置は、
発電機と機械的に接続されている原動機又は該発電機の回転数の推定装置において、出力計で検知された前記発電機の出力である検知出力の移動平均を算出する移動平均算出部と、前記検知出力と該検知出力の前記移動平均である移動平均出力との偏差を求める出力偏差算出部と、前記原動機及び前記発電機における回転系の慣性モーメントと前記出力偏差算出部が求めた前記偏差とを用いて、前記原動機又は前記発電機の回転数を推定する回転数推定部と、を備えていることを特徴とする。
【００２４】
当該推定装置においても、前述の推定方法と同様、回転数計が故障して場合でも、回転数を取得することができる。
【００２５】
ここで、前記回転数の推定装置において、前記移動平均算出部は、前記検知出力の変動周期を把握する周期把握部と、前記周期把握部が把握した周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求める移動平均演算部と、を有してもよい。
【００２６】
また、前記周期把握部を有する前記回転数の推定装置において、前記周期把握部は、前記検知出力におけるピークを示すタイミングを検知し、最も近い２つのピークのタイミング間の時間を一周期としてもよい。
【００２７】
また、前記周期把握部を有する、いずれかの前記回転数の推定装置において、前記移動平均演算部は、前記周期把握部で把握された前記周期が変わると、変わった該周期の自然数倍分の期間における前記検知出力の移動平均を求めてもよい。
【００２８】
また、前記周期把握部を有する、いずれかの前記回転数の推定装置において、前記移動平均演算部は、前記検知出力の一周期分の期間における該検知出力の移動平均を求めてもよい。
【００２９】
また、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての回転数の校正装置は、
以上のいずれかの回転数の推定装置を備え、前記回転数推定部は、回転数計で検知される前記原動機又は前記発電機の回転数の最小回転数単位より小さい最小回転数単位で示される回転数を推定し、前記回転数計で検知された前記原動機又は前記発電機の回転数である検知回転数と、前記回転数推定部が推定した回転数である推定回転数との偏差を求める回転数偏差算出部と、前記回転数偏差算出部が求めた前記偏差が前記回転数計で検知できる前記最小回転数単位以上である場合には、前記検知回転数を出力し、該偏差が前記回転数計で検知できる最小回転数単位未満であるである場合には、前記推定回転数を出力する出力切替部と、をさらに備えることを特徴とする。
【００３０】
当該校正装置でも、前述の校正方法と同様、回転数計で検知される最小回転数単位よりも小さい最小回転数単位の倍数で表される回転数を出力することができる。さらに、当該校正装置でも、回転数偏差が回転数計で検知される最小回転数単位以上である場合には検知回転数を出力するので、現実の回転数に対して、出力する回転数の誤差を最小回転数単位未満に抑えることができる。
【００３１】
ここで、前記回転数の校正装置において、前記検知回転数と前記推定回転数とが共に同じ時刻の回転数を示すよう、前記回転数計からの前記検知回転数を所定時間遅らせる遅れ時間調節部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では、回転数計が故障しても、原動機又は発電機の回転数を得ることができる。また、本発明では、回転数計で検知された回転数と推定により得た回転数とを比較することで、より精度の高い回転数を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る一実施形態における回転数校正装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における移動平均算出部の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における回転数の変動と発電機の検知出力の変動との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る一実施形態における各時刻に取り込まれた検知出力のサンプルと、このサンプルが格納されるテーブルの更新内容を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における移動平均算出部の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図６】本発明に係る一実施形態における移動平均算出部の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図７】本発明に係る一実施形態における回転数校正装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る一実施形態における時間経過に伴う回転数の変動を示すグラフで、同図（ａ）は検知回転数及び推定回転数の変動を示すグラフであり、同図（ｂ）は出力切替部から出力された回転数の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る回転数校正装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
まず、本実施形態の回転数校正装置１００の適用対象について説明する。本実施形態の回転数校正装置１００の適用対象は、図１に示すように発電プラントである。
【００３６】
この発電プラントは、原動機としてのガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機２０と、を備えている。
【００３７】
ガスタービン１０は、大気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機１１と、燃料を圧縮空気中で燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１３と、燃焼ガスにより駆動するタービン１４と、を備えている。このタービン１４のロータ１５と発電機２０のロータ２１とは機械的に接続されている。このため、タービン１４のロータ１５が回転すると発電機２０のロータ２１も回転する。タービン１４のロータ１５又は発電機２０のロータ２１には、一方のロータ１５,２１の回転数を検知する回転数計２５が設けられている。燃焼器１３には、この燃焼器１３に燃料を供給する燃料ライン１６が接続されている。
【００３８】
回転数計２５は、ロータ２１等の外周に設けられた複数の歯と、各歯を光又は磁気的に検知する検知端子と、検知端子により検知された単位時間当たりの歯数から回転数を求める演算器と、を有している。この形式の回転数計を含め、あらゆる回転数計では、検知回転数の分解能、つまり、検知できる最小回転数単位が定まっており、この最小回転数単位よりも細かく回転数を検知することができない。
【００３９】
発電機２０と電力系統２９とは、電源線２２で電気的に接続されている。この電源線２２には、遮断器２３と、変圧器２４と、発電機２０の出力を検知する出力計２６とが設けられている。なお、以下では、出力計２６で検知された発電機２０の出力を検知出力Ｐｇとし、回転数計２５で検知されたタービン１４のロータ１５又は発電機２０のロータ２１の回転数を検知回転数Ｎｄとする。
【００４０】
次に、本実施形態における回転数校正装置１００について説明する。
【００４１】
本実施形態の回転数校正装置１００は、検知出力Ｐｇの移動平均を算出する移動平均算出部１０１と、検知出力Ｐｇの移動平均である移動平均出力Ｐaveと検知出力Ｐｇとの偏差を求める出力偏差算出部１１１と、この偏差を用いてガスタービン１０又は発電機２０の回転数を推定する回転数推定部１１２と、回転数推定部１１２で推定された回転数である推定回転数Ｎｅと検知回転数Ｎｄとの偏差を求める回転数偏差算出部１２１と、検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとのうちの一方の回転数を選択的に出力する出力切替部１２２と、出力切替部１２２から出力された回転数を外部に出力する回転数出力部１２３と、回転数計２５からの出力である検知回転数Ｎｄを所定時間遅らせて回転数偏差算出部１２１に出力する遅れ時間調節部１２４と、を有している。
【００４２】
なお、この回転数校正装置１００の各機能部のうちで、移動平均算出部１０１と、出力偏差算出部１１１と、回転数推定部１１２とで、ガスタービン１０又は発電機２０の回転数を推定する回転数推定装置１１０を構成している。
【００４３】
移動平均算出部１０１は、図２に示すように、検知出力Ｐｇ等が格納されるテーブル１０２と、このテーブル１０２への格納内容を更新するテーブル更新部１０６と、検知出力Ｐｇの変動周期を把握する周期把握部１０７と、テーブル１０２に格納された検知出力Ｐｇを用いて移動平均出力Ｐaveを求める移動平均演算部１０８と、を有している。
【００４４】
テーブル１０２は、一周期分サンプル数が格納される一周期分サンプル数領域１０３と、サンプル数が格納されるサンプル数領域１０４と、検知出力Ｐｇのサンプルが格納される複数のサンプル箱１０５と、を有している。ここで、一周期分サンプル数領域１０３に格納される一周期分サンプル数は、出力変動の一周期中で取り込むべき検知出力Ｐｇのサンプル数である。また、サンプル数領域１０４に格納されるサンプル数は、出力変動の一周期中で実際に取り込んだ検知出力Ｐｇのサンプル数である。また、このテーブル１０２は、サンプルが取り込まれる毎に、一周期分サンプル数領域１０３、サンプル数領域１０４及び複数のサンプル箱１０５のレコードが追加される。
【００４５】
テーブル更新部１０６は、出力計２６で検知された検知出力Ｐｇをテーブル１０２中のサンプル箱１０５に格納すると共に、一周期分サンプル数領域１０３に格納されている一周期分サンプル数及びサンプル数領域１０４に格納されているサンプル数を更新する。
【００４６】
周期把握部１０７は、検知出力Ｐｇに基づいて出力変動のピークを検知し、このピークから出力変動の周期を把握する。
【００４７】
移動平均演算部１０８は、複数のサンプル箱１０５に格納された一周期分サンプル数分の検知出力Ｐｇの平均を求めて、これを移動平均出力Ｐaveとして出力する。なお、移動平均算出部１０１の各部の動作については、後ほど詳細に説明する。
【００４８】
ここで、発電機２０の出力とガスタービン１０の出力との関係について説明する。
【００４９】
図３に示すように、ガスタービン１０の出力Ｐｔが一定でも、電力系統２９が変動すると、発電機２０の回転数と発電機２０の出力Ｐｇとが変動する。このような電力系統２９の変動に伴う発電機２０の出力変動は、ガスタービン１０の正味出力Ｐｔに対して、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐとなる。すわわち、ガスタービン１０の出力Ｐｔは、以下の式（１）で示すように、出力計２６で検知された発電機２０の出力Ｐｇから、ガスタービン１０及び発電機２０における回転系の慣性力によるガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐを減算した値である。
Ｐｔ＝Ｐｇ−Δｐ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【００５０】
なお、ガスタービン１０、発電機２０及び電力系統２９が安定している場合、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐは実質的に「０」になる。このため、この場合、式（１）から理解できるように、ガスタービン１０の正味出力Ｐｔと発電機２０の出力Ｐｇとは実質的に等しくなる。
【００５１】
ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐは、以下の式（２）で表すことができる。
【００５２】
Δｐ＝Ｔｒ×ω
＝−Ｉ×ｄω／ｄｔ×ω
＝−Ｉ×（２π／６０）２×ｄＮ／ｄｔ×Ｎ  ・・・・・・・・・・（２）
Ｔｒ：加速トルク（＝−Ｉ×ｄω／ｄｔ）[Ｎ・ｍ]
ω：角速度（＝２πＮ／６０）[ｒａｄ／ｓ]
Ｉ：慣性モーメント[ｋｇ・ｍ２]
ｔ：時間[ｓ]
Ｎ：回転数[ｒｐｍ]
【００５３】
なお、式（２）中の慣性モーメントＩは、ガスタービン１０及び発電機２０における回転系の慣性モーメントである。このため、この慣性モーメントＩは、ガスタービン１０における空気圧縮機１１のロータ１２、タービン１４のロータ１５及び発電機２０のロータ２１を合せたものの慣性モーメントである。また、式（２）中で、時間変化に伴う変動パラメータは、回転数Ｎのみであり、他のパラメータは固定値である。このため、式（２）で示されるガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐは、回転数Ｎを検知することで求めることができる。逆に、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐを把握することができれば、回転数Ｎを求めることができる。
【００５４】
ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐは、式（１）から理解できるように、ガスタービン１０の正味出力Ｐｔから発電機２０の出力Ｐｇを減算した値である。ところで、電力系統２９が変動した場合のガスタービン１０の正味出力Ｐｔは、変動している発電機２０の出力Ｐｇの所定期間における平均とみなすことができる。よって、変動している発電機２０の出力Ｐｇの所定期間における移動平均である移動平均出力Ｐaveから、発電機２０の出力Ｐｇを減算した値を、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐとみなすことができる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、移動平均算出部１０１が、変動している発電機２０の出力Ｐｇの所定期間における平均である移動平均出力Ｐaveを求める。次に、出力偏差算出部１１１が、この移動平均出力Ｐaveから出力計２６で検知された発電機２０の出力Ｐｇを減算して、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐを求めている。そして、回転数推定部１１２は、式（２）を用いて、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐから回転数Ｎ、つまり推定回転数Ｎｅ数を求める。なお、回転数推定部１１２には、式（２）中における慣性モーメントＩが予め記憶されている。
【００５６】
ところで、図３に示すように、ガスタービン１０及び発電機２０の回転数Ｎが一定周期Ｔで変動している場合、この回転数Ｎの位相に対して発電機２０の出力の位相は、理論的にはＴ／４だけズレる。しかしながら、複数の発電プラントにおいて、回転数計で検知された回転数の位相と出力計で検知された実際の出力（図３中で破線で示す）の位相とを比較すると、出力計で検出された実際の出力の位相は、回転数計で検知された回転数の位相に対してＴ／４よりも遅れていることが判明した。すなわち、出力計２６で検知される実際の出力の位相は、理論的な出力（図３中で二点破線で示す）の位相に対して遅れ時間Ｔｄ分遅れていることが判明した。言い換えると、ある時刻における回転数の回転数計２５からの出力時刻に対して、同じある時刻における発電機２０の出力の出力計２６からの出力時刻が遅れ時間Ｔｄ分遅くなることが判明した。
【００５７】
この遅れ時間Ｔｄの発生原因は明確に判明していないが、出力計２６のハードウェアーが遅れ時間の発生に起因していると考えられる。出力計２６は、基本的に、電流計と、電圧計と、電流計で検知された電流値と電圧計で検知された電圧値とを掛け合わせる演算器と、を有して構成されている。このように、出力計２６は、複数の段階を経て出力を得ているため、出力計２６で検知される出力の位相は、理論的な出力位相に対して遅れると考えられる。
【００５８】
以上のように、ある時刻における回転数の回転数計２５からの出力時刻に対して、同じある時刻における発電機２０の出力の出力計２６からの出力時刻が遅くなる。このため、出力計２６からの出力に基づいて回転数を推定すると、この回転数、つまり推定回転数Ｎｅは、出力計２６の遅れ時間Ｔｄ以上過去の時点での回転数になる。そこで、本実施形態では、回転数偏差算出部１２１で、推定回転数Ｎｅと検知回転数Ｎｄとの偏差を求める前に、遅れ時間調節部１２４により、回転数計２５からの検知回転数Ｎｄを遅れ時間Ｔｄを考慮して遅らせることで、この検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとの位相を合せている。
【００５９】
出力切替部１２２には、回転数偏差算出部１２１で求められた推定回転数Ｎｅと検知回転数Ｎｄとの偏差が入力する。出力切替部１２２は、この偏差に応じて、検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとのうちの一方の回転数を選択的に出力する。具体的に、出力切替部１２２は、偏差が回転数計２５の最小回転数単位以上の場合には検知回転数Ｎｄを出力し、偏差が回転数計２５の最小回転数単位未満の場合には推定回転数Ｎｅを出力する。
【００６０】
回転数出力部１２３は、ディスプレイやプリンタ等で構成され、出力切替部１２２から出力された回転数を出力する。
【００６１】
次に、図５及び図６に示すフローチャートに従って、移動平均算出部１０１の動作について説明する。
【００６２】
移動平均算出部１０１のテーブル更新部１０６は、まず、サンプル数ｎを０に設定してから（Ｓ１１１）、出力計２６からの検知出力Ｐｇのサンプルを取り込む（Ｓ１１２）。
【００６３】
次に、テーブル更新部１０６は、テーブル１０２を参照して、出力変動のピークを検知済みか否かを判断する（Ｓ１１３）。具体的に、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２中の第五、第十、第十三、第十七レコードのように、テーブル１０２中に、一周期分サンプル数領域１０３に格納されている数が２以上であり、且つこの一周期分サンプル数領域１０３と同じレコードにおけるサンプル数領域１０４に格納されている数が１であるレコードが存在する場合、ピークの検知済みであると判断する。なお、後述の方法で出力変動のピークが一端検知されると、ピーク検知フラグを「１」に設定するようにして、テーブル更新部１０６は、このピーク検知フラグを見て、出力変動のピークを検知済みか否かを判断してもよい。
【００６４】
テーブル更新部１０６は、ピークの検知済みである場合、ステップ１３１（図６）に進み、未だピークを検知していないと判断するとステップ１１４に進む。ステップ１１４で、テーブル更新部１０６は、サンプル数ｎが０か否かを判断する。テーブル更新部１０６は、サンプル数ｎが０ではないと判断するとステップ１２１に進み、サンプル数ｎが０であると判断するとステップ１１５に進む。
【００６５】
ステップ１１５で、テーブル更新部１０６は、テーブル１０２中に一つのレコードを設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして、（ｎ＋１）を格納する。この場合、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２に第一レコードを設定し、この第一レコード中のサンプル数領域１０４に、サンプル数ｎとして「１」を格納する。
【００６６】
次に、テーブル更新部１０６は、ステップ１１５で設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、サンプル数領域１０４に格納した（ｎ＋１）を格納する（Ｓ１１６）。この場合、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２中の第一レコードの一周期分サンプル数領域１０３に、一周期分サンプル数として「１」を格納する（Ｓ１１６）。
【００６７】
次に、テーブル更新部１０６は、ステップ１１５で設定したレコードのＮｏ．（ｎ＋１）サンプル箱１０５に、ステップ１１２で取り込んだ検知出力Ｐｇのサンプルを格納する（Ｓ１１７）。この場合、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２中の第一レコードのＮｏ．１サンプル箱１０５に、ステップ１１２で取り込んだ検知出力Ｐｇのサンプル「ｘ１１」を格納する。
【００６８】
このステップ１１７が終了すると、テーブル更新部１０６は、再び、出力計２６からの検知出力Ｐｇのサンプルを取り込む（Ｓ１１２）。
【００６９】
ステップ１１４でテーブル更新部１０６によりサンプル数ｎが０ではないと判断されると、周期把握部１０７は、ステップ１１２に取り込まれた最新のサンプルから、前回のステップ１１２で取り込まれたサンプルを減算し、この値が０未満か否か、つまり検知出力Ｐｇが減少しているか否かを判断する（Ｓ１２１）。
【００７０】
周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断するとステップ１２３に進み、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満である、つまり検知出力Ｐｇが減少していると判断するとステップ１２２に進む。
【００７１】
ステップ１２２で、周期把握部１０７は、検知モードがオンか否かを判断する。この検知モードは、後述するように、この検知モードがオフときに、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していない場合に、オンになり、出力変動のピークが検知されるとオフになる。周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断すると、ステップ１２５に進み、検知モードがオフであると判断すると、ステップ１１５に戻る。
【００７２】
ステップ１１５で、テーブル更新部１０６は、前述したように、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして、（ｎ＋１）を格納する。次に、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、サンプル数領域１０４に格納した（ｎ＋１）を格納する（Ｓ１１６）。続いて、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されているサンプルを新たに設定したテーブル１０２中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコードのＮｏ．（ｎ＋１）サンプル箱１０５に最新のサンプルを格納する（Ｓ１１７）。仮に、二回目のサンプル取り込みで、このステップ１１５に至った場合、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２中に第二レコードを設定し、この第二レコード中のサンプル数領域１０４に、サンプル数ｎとして「２」を格納する。続いて、テーブル更新部１０６は、第二レコードの一周期分サンプル数領域１０３に、一周期分サンプル数として「２」を格納する（Ｓ１１６）。次に、テーブル更新部１０６は、第一レコードのＮｏ．１サンプル箱１０５に格納されているサンプル「ｘ１１」を第二レコードのＮｏ．１サンプル箱１０５に格納すると共に、第二レコードのＮｏ．２サンプル箱１０５にサンプル「ｘ１２」を格納する。
【００７３】
周期把握部１０７は、ステップ１２１で、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断すると、検知モードがオンか否かを判断する（Ｓ１２３）。周期把握部１０７は、検知モードがオンでなければ、検知モードをオンにした後（Ｓ１２４）、ステップ１１５に戻り、検知モードがオンであれば、直ちにステップ１１５に戻る。
【００７４】
仮に、三回目のサンプル取り込みで、ステップ１２１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである二回目のサンプル「ｘ１２」に対して、最新のサンプルである三回目のサンプル「ｘ１３」の方が大きいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断する。この時点で、検知モードがオフなので、周期把握部１０７は、検知モードがオンでないと判断し（Ｓ１２３）、検知モードをオンにした後（Ｓ１２４）、ステップ１１５に進む。また、仮に、四回目のサンプル取り込みで、ステップ１２１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである三回目のサンプル「ｘ１３」に対して、最新のサンプルである四回目のサンプル「ｘ１４」の方が大きいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではないと判断する。この時点で、検知モードがオンになっているので、周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断し（Ｓ１２３）、直ちにステップ１１５に進む。
【００７５】
繰り返すことになるが、以上のように、検知モードがオフのときに、前回に検知出力Ｐｇに対して最新の検知出力Ｐｇが減少していなければ、検知モードはオンになり、以降、前回に検知出力Ｐｇに対して最新の検知出力Ｐｇが減少しない限り、検知モードはオンの状態を維持し続ける。
【００７６】
周期把握部１０７は、ステップ１２１で、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満であると判断し、ステップ１２２で、検知モードがオンであると判断すると、出力変動のピークを検知したとして、検知モードをオフにする（Ｓ１２５）。
【００７７】
次に、テーブル更新部１０６は、周期把握部１０７からピークを検知した旨を通知を受けてから、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして「１」を格納する（Ｓ１２６）。続いて、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回設定したレコードのサンプル数領域１０４に格納されているサンプル数を格納する（Ｓ１２７）。次に、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されている各サンプルを新たに設定したレコード中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコード中のＮｏ．１サンプル箱１０５に最新のサンプルを上書きする（Ｓ１２８）。
【００７８】
周期把握部１０７により、一旦ピークを検知されると、サンプル箱１０５にサンプルが格納される毎に、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプルの平均を求め、これを移動平均出力Ｐaveとして出力偏差算出部１１１（図１に示す）に出力する（Ｓ１２９）。そして、再び、ステップ１１２に戻る。
【００７９】
仮に、五回目のサンプル取り込みで、ステップ１２１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである四回目のサンプル「ｘ１４」に対して、最新のサンプルである五回目のサンプル「ｘ２１」の方が小さいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満である、つまり検知出力Ｐｇが減少していると判断する。この時点で、検知モードはオンになっているので、周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断すると共に（Ｓ１２２）、出力変動のピークを検知したとして、検知モードをオフした後（Ｓ１２５）、ステップ１２６に進む。
【００８０】
以上のように、本実施形態では、検知出力Ｐｇが増加傾向にあるとして検知モードがオンになっている状態で、最新の検知出力Ｐｇが前回の検知出力Ｐｇに対して減少している場合には、最新の検知出力Ｐｇを出力変動のピークとする。なお、実際には、前回の検知出力Ｐｇが出力変動のピークであるが、ピークを検知する目的が出力変動の周期の把握であるため、出力変動のピークに対してズレた時期の検知出力Ｐｇをピークとして検知しても何ら問題はない。
【００８１】
仮に、五回目のサンプル取り込みで、ステップ１２６に至った場合、テーブル更新部１０６は、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして「１」を格納する。続いて、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回の四回目のサンプル取り込みで設定したレコードのサンプル数領域１０４に格納されているサンプル数「４」を格納する（Ｓ１２７）。次に、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されている各サンプル「ｘ１１」「ｘ１２」「ｘ１３」「ｘ１４」を新たに設定したレコード中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコード中のＮｏ．１サンプル箱１０５に最新のサンプル「ｘ２１」を上書きする（Ｓ１２８）。この結果、新たに設定したレコード中の各サンブル箱には、「ｘ２１」「ｘ１２」「ｘ１３」「ｘ１４」が格納されたことになる。
【００８２】
そして、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプル「ｘ２１」「ｘ１２」「ｘ１３」「ｘ１４」の平均を求め、これを移動平均出力Ｐaveとして出力偏差算出部１１１に出力する（Ｓ１２９）。
【００８３】
一端、出力変動のピークが検知されると、ステップ１１２で、テーブル更新部１０６が新たにサンプルを取り込んでも、テーブル更新部１０６は、ステップ１１３で、ピーク検知済みと判断し、ステップ１３１（図６）に進む。
【００８４】
ステップ１３１では、周期把握部１０７が、前述のステップ１２１と同様、最新のサンプルから前回のサンプルを減算し、この値が０未満か否か、つまり検知出力Ｐｇが減少しているか否かを判断する。
【００８５】
周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断するとステップ１３３に進み、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満である、つまり検知出力Ｐｇが減少していると判断するとステップ１３２に進む。
【００８６】
ステップ１３２で、周期把握部１０７は、検知モードがオンか否かを判断する。周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断すると、ステップ１４５に進み、検知モードがオフであると判断すると、ステップ１３５に進む。
【００８７】
ステップ１３５で、テーブル更新部１０６は、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして、（ｎ＋１）を格納する。次に、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に格納されている一周期分サンプル数を格納する（Ｓ１３６）。続いて、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されているサンプルを新たに設定したテーブル１０２中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコードのＮｏ．（ｎ＋１）サンプル箱１０５に最新のサンプルを上書きする（Ｓ１３７）。次に、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプルの平均を求め、これを移動平均Ｐaveとして出力偏差算出部１１１に出力する（Ｓ１３８）。そして、再び、ステップ１１２に戻る。
【００８８】
仮に、六回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである五回目のサンプル「ｘ２１」に対して、最新のサンプルである六回目のサンプル「ｘ２２」の方が小さいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満である、つまり検知出力Ｐｇが減少していると判断する。この時点で、検知モードがオフなので、周期把握部１０７は、検知モードがオンでないと判断し（Ｓ１３２）、ステップ１３５に進む。ステップ１３５で、テーブル更新部１０６は、図４に示すテーブル１０２中に第六レコードを設定し、この第六レコード中のサンプル数領域１０４に、サンプル数ｎとして「２」を格納する。続いて、テーブル更新部１０６は、第六レコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回設定した第五レコードの一周期分サンプル数領域１０３に格納されている「４」を一周期分サンプル数として格納する（Ｓ１３６）。次に、テーブル更新部１０６は、前回の第五レコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプル「ｘ２１」「ｘ１２」「ｘ１３」「ｘ１４」を新たに設定したレコード中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコード中のＮｏ．２サンプル箱１０５に最新のサンプル「ｘ２２」を上書きする（Ｓ１３７）。この結果、新たに設定したレコード中の各サンブル箱には、「ｘ２１」「ｘ２２」「ｘ１３」「ｘ１４」が格納されたことになる。
【００８９】
そして、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプル「ｘ２１」「ｘ２２」「ｘ１３」「ｘ１４」の平均を求め、これを移動平均出力Ｐaveとして出力偏差算出部１１１に出力する（Ｓ１３８）。
【００９０】
また、七回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合も、以上で説明した六回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合と同様の処理が行われる。
【００９１】
周期把握部１０７は、ステップ１３１で、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断するとステップ１３３に進み、検知モードがオンか否かを判断する。周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断すると、ステップ１３５に進み、検知モードがオフであると判断すると、検知モードをオンにした後（Ｓ１３４）、ステップ１３５に進む。
【００９２】
仮に、八回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである七回目のサンプル「ｘ２３」に対して、最新のサンプルである八回目のサンプル「ｘ２４」の方が大きいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断する。この時点で、検知モードがオフなので、周期把握部１０７は、検知モードがオンでないと判断し（Ｓ１３３）、検知モードをオンにしてから（Ｓ１３４）、ステップ１３５に進む。
【００９３】
また、仮に、九回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである八回目のサンプル「ｘ２４」に対して、最新のサンプルである九回目のサンプル「ｘ２５」の方が大きいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満ではない、つまり検知出力Ｐｇが減少していないと判断する。この時点で、検知モードがオンになっているので、周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断し（Ｓ１３３）、直ちに、ステップ１３５に進む。
【００９４】
周期把握部１０７は、ステップ１３１で、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満であると判断し、ステップ１３２で、検知モードがオンであると判断すると、出力変動のピークを検知したとして、検知モードをオフにする（Ｓ１４５）。
【００９５】
次に、テーブル更新部１０６は、ステップ１２６の処理と同様に、周期把握部１０７からピークを検知した旨を通知を受けてから、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして「１」を格納する（Ｓ１４６）。続いて、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回設定したレコードのサンプル数領域１０４に格納されているサンプル数を格納する（Ｓ１４７）。次に、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されている各サンプルを新たに設定したレコード中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコード中のＮｏ．１サンプル箱１０５に最新のサンプルを上書きする（Ｓ１４８）。
【００９６】
テーブル更新部１０６により、サンプル箱１０５にサンプルが格納されると（Ｓ１４５）、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプルの平均を求め、これを移動平均Ｐaveとして出力偏差算出部１１１に出力する（Ｓ１４９）。そして、再び、ステップ１１２に戻る。
【００９７】
仮に、１０回目のサンプル取り込みで、ステップ１３１に至った場合、図４に示すように、前回のサンプルである九回目のサンプル「ｘ２５」に対して、最新のサンプルである十回目のサンプル「ｘ３１」の方が小さいので、周期把握部１０７は、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満である、つまり検知出力Ｐｇが減少していると判断する。この時点で、検知モードはオンになっているので、周期把握部１０７は、検知モードがオンであると判断すると共に（Ｓ１３２）、出力変動のピークを検知したとして、検知モードをオフする（Ｓ１４５）。次に、テーブル更新部１０６は、テーブル１０２中に一つのレコードを追加設定して、このレコード中のサンプル数領域１０４に格納するサンプル数ｎとして「１」を格納する（Ｓ１４６）。続いて、テーブル更新部１０６は、新たに設定したレコードの一周期分サンプル数領域１０３に、前回の九回目のサンプル取り込みで設定したレコードのサンプル数領域１０４に格納されているサンプル数「５」を格納する（Ｓ１４７）。次に、テーブル更新部１０６は、前回設定したレコード中の各サンプル箱１０５に格納されている各サンプル「ｘ２１」「ｘ２２」「ｘ２３」「ｘ２４」「ｘ２５」を新たに設定したレコード中の対応サンプル箱１０５に格納すると共に、新たに設定したレコード中のＮｏ．１サンプル箱１０５に最新のサンプル「ｘ３１」を上書きする（Ｓ１４８）。この結果、新たに設定したレコード中の各サンブル箱には、「ｘ３１」「ｘ２２」「ｘ２３」「ｘ２４」「ｘ２５」が格納されたことになる。
【００９８】
そして、移動平均演算部１０８は、新たに設定されたレコードの各サンプル箱１０５に格納されているサンプル「ｘ３１」「ｘ２２」「ｘ２３」「ｘ２４」「ｘ２５」の平均を求め、これを移動平均Ｐaveとして出力偏差算出部１１１に出力する（Ｓ１４９）。
【００９９】
以上のように、本実施形態の移動平均算出部１０１では、検知出力Ｐｇの一周期分の移動平均を算出することができる。さらに、本実施形態では、検知出力Ｐｇの変動周期が変動しても、変動後の一周期分の移動平均を算出することができる。
【０１００】
ここで、検知出力Ｐｇが時間経過に伴ってサインカーブを描くように変動すると仮定する。この場合、ｎ（ｎは自然数）周期分の移動平均出力Ｐaveを求めると、この移動平均出力Ｐaveは、検知出力Ｐｇの振幅の中間値となるので、式（１）を用いて前述したように、この移動平均を電力系統２９が変動した場合のガスタービン１０の正味出力Ｐｔとみなすことができる。一方、例えば、１／２周期、１／３周期、３／４周期、さらにこれらのｎ（ｎは自然数）倍の期間分の移動平均出力Ｐaveを求めても、これらの移動平均出力Ｐaveは、検知出力Ｐｇの振幅の中間値にならないので、この移動平均出力Ｐaveを電力系統２９が変動した場合のガスタービン１０の正味出力Ｐｔとみなすと、この移動平均等を用いて求める推定回転数Ｎｅの誤差が大きくなる。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、移動平均算出部１０１において、検知出力Ｐｇの一周期分の移動平均出力Ｐaveを算出している。なお、本発明において、移動平均を求める期間は、検知出力Ｐｇの一周期分の期間である必要はなく、前述したように、ｎ（ｎは自然数）周期分の期間であってもよい。但し、ｎが大きくなると、ガスタービン１０の正味出力Ｐｔの変動が移動平均出力Ｐaveに反映されなくなるので、ｎは、１又は２等、小さい方が好ましい。
【０１０２】
なお、以上では、ピーク検知モードがオンのときに、最新のサンプルから前回のサンプルを減算した値が０未満であるときに、ピークを検知したとしている。しかしながら、ピーク近傍で、ほぼ同じ値の検知出力Ｐｇを取り込んだ場合のピークの誤検知を防ぐため、ピーク検知モードがオンのときに、最新のサンプルから前々回のサンプルを減算した値が０未満であるときに、ピークを検知したとしてもよい。
【０１０３】
また、以上では、検知出力が増加してから減少するときのピークである正のピークを検知しているが、検知出力が減少してから増加するときのピークである負のピークを検知するようにしてもよい。
【０１０４】
次に、図７に示すフローチャートに従って、本実施形態における回転数校正装置１００の動作について説明する。
【０１０５】
まず、回転数校正装置１００における移動平均算出部１０１が、図５及び図６を用いて説明した検知出力Ｐｇの移動平均算出処理を実行する（Ｓ１１０）。移動平均算出部１０１は、前述したように、検知出力Ｐｇを取り込む毎に、移動平均算出処理を行う。但し、移動平均算出部１０１は、検知出力Ｐｇの取り込み開始当初は、出力変動の周期を検知できていないため、出力変動の一周期分の移動平均出力Ｐaveを求めることができない。このため、移動平均算出処理（Ｓ１１０）を実行しても、移動平均算出部１０１から移動平均出力Ｐaveが出力されない場合（Ｓ１５１）には、再び、移動平均算出処理（Ｓ１１０）を実行する。
【０１０６】
移動平均算出部１０１から移動平均出力Ｐaveが出力された場合（Ｓ１５１）、この移動平均出力Ｐaveを求めた際に用いた検知出力Ｐｇのうちで最新の検知出力Ｐｇと、この移動平均出力Ｐaveとの偏差が出力偏差算出部１１１で求められる（Ｓ１５２）。
【０１０７】
出力偏差算出部１１１で検知出力Ｐｇと移動平均出力Ｐaveとの偏差が求められると（Ｓ１５２）、回転数推定部１１２は、この偏差を用いて回転数を推定する（Ｓ１５３）。前述したように、発電機２０の移動平均出力Ｐaveは、ガスタービン１０の正味出力Ｐｔと見做すことができる。このため、式（１）を用いて前述したように、検知出力Ｐｇと移動平均出力との偏差は、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐと見做すことができる。この見掛け上の出力変動Δｐは、前述した式（２）で表すことができる。この式（２）は、時間変化に伴う変動パラメータが回転数のみであり、その他のパラメータは、慣性モーメントＩを含む固定値である。
【０１０８】
そこで、本実施形態の回転数推定部１１２は、式（２）を用いて、ガスタービン１０の見掛け上の出力変動Δｐから、推定回転数Ｎｅを求める。この際、回転数推定部１１２は、式（２）を用いて、回転数計２５で検知される検知回転数Ｎｄの最小回転数単位より小さい最小回転数単位で示される推定回転数Ｎｅを求める。例えば、回転数計２５で検知される検知回転数Ｎｄの最小回転数単位が０．５ｒｐｍである場合には、推定回転数Ｎｅの最小回転数単位を０．１ｒｐｍにする。
【０１０９】
ここで、本実施形態の回転数校正装置１００は、出力計２６からの検知出力Ｐｇの取り込みと並行して、回転数計２５からの回転数である検知回転数Ｎｄも取り込んでいる（Ｓ１６１）。回転数校正装置１００は、基本的に、検知出力Ｐｇの取込周期と同じ周期で、且つ同じタイミングで回転数計２５から検知回転数Ｎｄを取り込む。
【０１１０】
遅れ時間調節部１２４は、この検知回転数Ｎｄの出力を所定時間遅らせる（Ｓ１６２）。遅れ時間調節部１２４は、検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとが共に同じ時刻の回転数を示すよう、検知回転数Ｎｄを所定時間遅らせる。遅れ時間調節部１２４が遅らせる時間は、基本的に、前述したように、ある時刻における回転数の回転数計２５からの出力時刻に対して、同じある時刻における発電機２０の出力の出力計２６からの出力時刻の時間差である遅れ時間Ｔｄ分である。但し、本実施形態では、出力計２６からの発電機２０の検知出力Ｐｇに対して各種演算を施して推定回転数Ｎｅを求めているので、これら各種演算処理の時間が遅れ時間Ｔｄに対して無視し得ない時間である場合には、この各種演算処理の時間を遅れ時間Ｔｄに加えてもよい。つまり、検知回転数Ｎｄの出力を（遅れ時間Ｔｄ＋各種演算処理の時間）分遅らせるようにしてもよい。
【０１１１】
回転数推定部１１２が推定回転数Ｎｅを求めると（Ｓ１５３）、回転数偏差算出部１２１は、回転数計２５で検知された検知回転数Ｎｄと、この推定回転数Ｎｅとの偏差を求める（Ｓ１５４）。なお、この回転数偏差算出部１２１で扱う検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅは、共に同じ時刻の回転数である。このため、推定回転数Ｎｅを求めるために必要な移動平均出力Ｐaveが求められる前に、取り込まれた検知回転数Ｎｄは、この偏差を求める処理（Ｓ１５４）で利用されない。
【０１１２】
出力切替部１２２は、検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとの偏差である回転数偏差に応じて、検知回転数Ｎｄと推定回転数Ｎｅとのうち、一方の回転数のみを出力する（Ｓ１５５）。具体的に、出力切替部１２２は、回転数偏差が回転数計２５で検知される最小回転数単位以上である場合には検知回転数Ｎｄを出力し、回転数偏差が回転数計２５で検知される最小回転数単位未満である場合には推定回転数Ｎｅを出力する。
【０１１３】
ディスプレイ又はプリンタ等で構成される回転数出力部１２３は、出力切替部１２２から出力された回転数を出力する（Ｓ１５６）。
【０１１４】
ここで、出力切替部１２２から出力される回転数について、図８を用いて説明する。
図８（ａ）に示すように、検知回転数Ｎｄ（図中の一点破線）は、回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕの倍数で表されるため、時間経過に伴う検知回転数Ｎｄの変動は、ステップ的に表される。一方、推定回転数Ｎｅ（図中の実線）は、回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕよりも小さい最小回転数単位の倍数で表されるため、時間経過に伴う推定回転数Ｎｅの変動は滑らか表される。
【０１１５】
本実施形態の出力切替部１２２は、前述したように、回転数偏差Ｄが回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕ以上である場合には検知回転数Ｎｄを出力し、回転数偏差Ｄが回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕ未満である場合には推定回転数Ｎｅを出力する。このため、図８（ａ）中で、回転数偏差Ｄが回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕ以上である領域では、図８（ｂ）に示すように、出力切替部１２２から検知回転数Ｎｄが出力され、図８（ａ）中で、回転数偏差Ｄが回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕ未満である領域では、図８（ｂ）に示すように、出力切替部１２２から推定回転数Ｎｅが出力される。
【０１１６】
以上のように、本実施形態では、回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕよりも小さい最小回転数単位の倍数で表される回転数を出力することができる。しかも、本実施形態では、回転数偏差Ｄが回転数計２５で検知される最小回転数単位ｕ以上である場合には検知回転数Ｎｄを出力するので、現実の回転数に対して、出力する回転数の誤差を最小回転数単位ｕ未満に抑えることができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、出力計２６からの検知出力Ｐｇから推定回転数Ｎｅを得ているので、仮に、回転数計２５が故障しても、この推定回転数Ｎｅを用いてガスタービン１０や発電機２０を管理することができる。
【０１１８】
なお、以上の実施形態では、出力切替部１１２から回転数出力部１２３に回転数を出力しているが、ガスタービン１０を制御するための各種弁等の調節器や、発電機２０の電気系統を制御するための調節器等を制御する制御器に回転数を出力するようにしてもよい。
【０１１９】
また、以上の実施形態では、ガスタービン１０が原動機の発電プラントであるが、原動機はガスタービン１０に限定されるものではなく、例えば、蒸気タービンや風車等であってもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…ガスタービン１０、１１：空気圧縮機、１３：燃焼器、１４：タービン、２０：発電機２０、２５：回転数計、２６：出力計、１００：回転数校正装置、１０１：移動平均算出部、１０２：テーブル、１０６：テーブル更新部、１０７：周期把握部、１０８：移動平均演算部、１１０：回転数推定装置、１１１：出力偏差算出部、１１２：回転数推定部、１２１：回転数偏差算出部、１２２：出力切替部、１２３：回転数出力部、１２４：遅れ時間調節部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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