(57)【要約】【課題】ボイラ、発電機、蒸気タービンを備えた自家発電設備において、負荷電力の変化ヘの追従性がよく、しかもボイラの燃料消費を抑え、かつ発電効率がよい制御装置および制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】ボイラ１３、発電機１９、蒸気タービン１７を備えた自家発電設備１の制御装置４１において、自家発電設備１以外に外部からの購入電力を設定する外部購入電力設定部４９ａ、５３ａと、受電電力を検出する受電電力検出部５１と、設定電力と受電電力との偏差を算出する電力偏差算出部５０、５４と、蒸気タービン１７に流入する蒸気量を制御する蒸気タービン制御手段４５と、蒸気圧力を一定に保持するボイラ制御手段４３と、を備え、ボイラ制御手段４３は、蒸気圧力偏差に基づいてボイラの燃料量を算出する第１制御器４７と、電力偏差に基づいて第１制御器４７で算出された燃料量を補正する第２制御器４９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備の制御装置において、
前記自家発電設備以外に外部からの購入電力を設定する外部購入電力設定部と、
前記自家発電設備が給電対象とする電力系統の電力負荷に対して前記購入電力として実際に供給される受電電力を検出する受電電力検出部と、
前記外部購入電力設定部で設定した電力と前記受電電力検出部で検出した受電電力との偏差を算出する電力偏差算出部と、
該電力偏差算出部による偏差を基に、前記自家発電装置への要求発電量を算出して前記蒸気タービンに流入する蒸気量を制御する蒸気タービン制御手段と、
前記ボイラに投入される燃料量を制御して、前記ボイラから前記蒸気タービンへ供給する蒸気の蒸気圧力を一定に保持するボイラ制御手段と、を備え、
前記ボイラ制御手段は、前記蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて前記燃料量を算出する基本制御部と、
前記電力偏差算出部で算出される偏差に基づいて前記基本制御部で算出された燃料量を補正する補正制御部と、を備えていることを特徴とする自家発電設備の制御装置。
【請求項２】
前記外部購入電力設定部は、購入電力を一定に設定することを特徴とする請求項１記載の自家発電設備の制御装置。
【請求項３】
前記外部購入電力設定部は、電力供給会社からの電力料金が安い時間帯に多くなるように可変設定することを特徴とする請求項１記載の自家発電設備の制御装置。
【請求項４】
前記自家発電設備は、稼働状態に応じて電力負荷が一定のパターンによって変動する工場に設置されることを特徴とする請求項１記載の自家発電設備の制御装置。
【請求項５】
ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備の制御方法において、
前記自家発電設備以外に外部からの購入電力を設定する外部購入電力設定ステップと、
前記自家発電設備が給電対象とする電力系統の電力負荷に対して前記購入電力として実際に供給される受電電力を検出する受電電力検出ステップと、
前記外部購入電力設定ステップで設定した電力と前記受電電力検出ステップで検出した受電電力との偏差を算出する電力偏差算出ステップと、
該電力偏差算出ステップによって算出した偏差を基に、前記自家発電装置への要求発電量を算出して前記蒸気タービンに流入する蒸気量を制御する蒸気量制御ステップと、
前記蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて前記ボイラに投入される基本燃料量を算出する基本燃料量制御ステップと、
前記電力偏差ステップで算出される偏差に基づいて前記基本燃料量を補正する燃料量補正ステップと、を備えていることを特徴とする自家発電設備の制御方法。
【請求項６】
前記外部購入電力設定ステップでは、電力供給会社からの電力料金が安い時間帯に多くなるように可変設定することを特徴とする請求項５記載の自家発電設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備において、電力負荷の変化ヘの追従性及び発電効率を向上する自家発電設備の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車工場等においては、工場内の電力負荷が大きく変動し、工場内の自家発電装置は大きな負荷変動に対応する必要があるが、負荷変動に対して、微粉炭焚き小型ボイラ等では、ボイラから蒸気タービンに送る蒸気量の追従性に劣り負荷変動を吸収できず、外部購入電力（電力会社からの購入電力）を工場内の負荷変動に対応して購入せざるを得ない。
【０００３】
不足電力を外部電力で補うことは経済的な面でも好ましくなく、できる限り工場内の自家発電設備での対応が望ましく、工場内の自家発電機が大きな負荷変動に対して応答よく対応可能であれば、外部からの電力購入をせずに済み経済的である。
【０００４】
負荷変動ヘの追従性のよいボイラ制御方法についての先行技術として、特許文献１（特開２００５−１５５３４９号公報）を挙げることができる。
この特許文献１には、図５で示すように、負荷変化に追従して自家発電設備０１０における発電量を調整するボイラ制御方法であって、ボイラ０１５から蒸気タービン０１８に蒸気を供給して発電機０２０を駆動して発電する自家発電設備０１０であり、静特性上の燃料供給量に対し予め過剰の燃料を供給し、前記ボイラ０１５から蒸気を供給するタービン入口部に設置したタービンバイパス弁０３０を中間開度とし、かつ、該タービンバイパス弁０３０にタービン主蒸気加減弁０４０と逆の動きをさせることにより前記蒸気圧力を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５５３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、静特性上の燃料供給量に対し予め過剰の燃料を供給しておき、図５に示すように、タービンバイパス弁０３０を中間開度とし、かつ、該タービンバイパス弁０３０にタービン主蒸気加減弁０４０と逆の動きをさせることにより前記蒸気圧力を調整するものであるため、余剰の燃料供給により、余剰の蒸気を生成するため、ボイラ用の燃料を無駄に使用することになり燃料費が増加して経済的ではない。
また、ボイラ０１５で生成した蒸気をタービンバイパス弁０３０によってバイパスさせてしまうため、蒸気の有効利用がなされず発電効率の面でも問題を有する。
【０００７】
そこで、本発明は、これら課題に鑑みて、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備において、負荷電力の変化ヘの追従性がよく、しかもボイラの燃料消費を抑え、かつ発電効率がよい自家発電設備の制御装置および制御方法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】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するため、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備の制御装置において、
前記自家発電設備以外に外部からの購入電力を設定する外部購入電力設定部と、前記自家発電設備が給電対象とする電力系統の電力負荷に対して前記購入電力として実際に供給される受電電力を検出する受電電力検出部と、前記外部購入電力設定部で設定した電力と前記受電電力検出部で検出した受電電力との偏差を算出する電力偏差算出部と、該電力偏差算出部による偏差を基に、前記自家発電装置への要求発電量を算出して前記蒸気タービンに流入する蒸気量を制御する蒸気タービン制御手段と、前記ボイラに投入される燃料量を制御して、前記ボイラから前記蒸気タービンへ供給する蒸気の蒸気圧力を一定に保持するボイラ制御手段と、を備え、前記ボイラ制御手段は、前記蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて前記燃料量を算出する基本制御部と、前記電力偏差算出部で算出される偏差に基づいて前記基本制御部で算出された燃料量を補正する補正制御部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
係る発明によれば、蒸気タービンへ供給する蒸気が一定圧力になるように、ボイラ制御手段によって制御するものであるが、該ボイラ制御手段は、蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて、フィードバック制御によってボイラへの燃料量を制御する基本制御部と、電力偏差算出部で算出される偏差に基づいて前記基本制御部で算出された燃料量に対して加減算補正する補正制御部と、を備えている。
【００１０】
すなわち、電力偏差算出部で算出される偏差に基づく要求発電量に対応した燃料供給量を予め補正するので、要求発電量に対する蒸気タービンの対応に対して予め蒸気タービンへ供給される蒸気圧の圧力変動を見越してボイラ側での燃料供給量を補正制御する。
その結果、負荷変動に対して自家発電設備の蒸気タービンによる発電電力を応答よく追従させることができ、外部からの電力購入を極力抑えることができるため、経済的効果が得られる。
【００１１】
また、先行技術のように予め余剰の燃料供給によって予め余剰の蒸気を生成する必要もなく、さらにボイラで生成した蒸気をタービンバイパス弁によってバイパスさせてしまうこともないため、ボイラ燃料、生成蒸気の有効利用がなされるため、燃料費を節約することができるとともに、発電効率の良い自家発電設備とすることができる。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、前記外部購入電力設定部は、購入電力を一定に設定するとよい。
【００１３】
このように、購入電力を一定に設定することで、急激な負荷変動に対応できない場合には、ある程度余裕を見て購入電力量を設定していたが、負荷変動に対して自家発電設備の発電電力を応答よく追従させることができるため、外部からの電力購入を極力抑えた一定電力量に設定可能となるため、電力購入費の低減でき経済的である。
【００１４】
また、本発明において好ましくは、前記外部購入電力設定部は、電力供給会社からの電力料金が安い時間帯に多くなるように可変設定するとよい。
【００１５】
このように、購入電力を電力料金が安い時間帯、例えば深夜時間帯には、外部購入電力量を増大させるように設定することで、きめ細かい購入電力の設定が可能になり、一層電力料金を節約することができる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、前記自家発電設備は、稼働状態に応じて電力負荷が一定のパターンによって変動する工場に設置されるとよい。
【００１７】
すなわち、自動車工場等においては、稼働パターンが決められており、始業時間、１０時、１２時、１５時等の休憩時間、終業時間、または深夜における夜勤の稼働、非稼働状態等に合わせて、電力負荷が変動する。このように一定の電力負荷パターンが決められる工場では、本発明のような外部購入電力の購入パターン、つまり購入電力をコントロールしやすいため、経済的効果を効率よく得ることができる。
【００１８】
また、制御方法の発明は、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備の制御方法において、
前記自家発電設備以外に外部からの購入電力を設定する外部購入電力設定ステップと、前記自家発電設備が給電対象とする電力系統の電力負荷に対して前記購入電力として実際に供給される受電電力を検出する受電電力検出ステップと、前記外部購入電力設定ステップで設定した電力と前記受電電力検出ステップで検出した受電電力との偏差を算出する電力偏差算出ステップと、該電力偏差算出ステップによって算出した偏差を基に、前記自家発電装置への要求発電量を算出して前記蒸気タービンに流入する蒸気量を制御する蒸気量制御ステップと、前記蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて前記ボイラに投入される基本燃料量を算出する基本燃料量制御ステップと、前記電力偏差ステップで算出される偏差に基づいて前記基本燃料量を補正する燃料量補正ステップと、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
係る発明によれば、前記制御装置の発明と同様に、前記蒸気タービンへ供給する蒸気の目標蒸気圧と実蒸気圧力との偏差に基づいて前記ボイラに投入される基本燃料量を算出する基本燃料量制御ステップと、前記電力偏差ステップで算出される偏差に基づいて前記基本燃料量を補正する燃料量補正ステップとを備えている。
【００２０】
すなわち、電力偏差ステップで算出される偏差に基づく要求発電量に対応した燃料供給量を予め補正するので、要求発電量に対する蒸気タービンの対応に対して予め蒸気タービンへ供給される蒸気圧の圧力変動を見越してボイラ側での燃料供給量を補正制御できる。
その結果、負荷変動に対して自家発電設備の発電電力を応答よく追従させることができ、外部からの電力購入を極力抑えることができ、経済的効果が得られる。
【００２１】
また、先行技術のように予め余剰の燃料供給によって予め余剰の蒸気を生成する必要もなく、さらにボイラで生成した蒸気をタービンバイパス弁によってバイパスさせてしまうこともないため、ボイラ燃料、生成蒸気の有効利用がなされるため、燃料費を節約することができるとともに、発電効率の良い自家発電設備とすることができる。
【００２２】
また、制御方法の発明において、好ましくは、前記外部購入電力設定ステップでは、電力供給会社からの電力料金が安い時間帯に多くなるように可変設定するとよい。
【００２３】
このように、購入電力を電力料金が安い時間帯、例えば深夜時間帯には、外部購入電力量を増大させるように設定することで、きめ細かい購入電力の設定が可能になり、一層電力料金を節約することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備において、負荷電力の変化ヘの追従性がよく、しかもボイラの燃料消費を抑え、かつ発電効率がよい自家発電設備とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体の制御構成図である。
【図２】第１実施形態の制御装置の制御フローチャートである。
【図３】比較説明図である。
【図４】第２実施形態を示し、図１対応図である。
【図５】従来技術を示す制御構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。  
【００２７】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、全体の制御構成図を示す。内部（工場内部）の電力負荷の変動が大きく、且つ所定の一定パターンによって変動する例として自動車工場内における自家発電設備１について説明する。
【００２８】
外部（電力会社）からの供給電力は、供給ライン３を通って、且つ遮断器５、変圧器７、遮断機９を通過して工場内に供給されている。これに対して、工場内の自家発電設備１によって発電された電力は、遮断器１１、９を通って工場内の電力を消費する設備に供給されるようになっている。
【００２９】
自家発電設備１は、大きく分けてボイラ１３による蒸気発生設備１５と、発生した蒸気によって蒸気タービン１７を駆動し、蒸気タービン１７の出力軸で発電機１９を駆動する発電設備２１とによって構成されている。
【００３０】
この蒸気発生設備１５は、ボイラ１３、例えば微粉炭焚きボイラを備え、図示しない石炭粉砕して微粉炭を製造する微粉炭製造工程で生成された微粉炭が、燃料供給弁２３によって流量制御されてボイラ１３内に投入される。また、ボイラ１３に対して、図示しない復水器を経て回収された水が、水タンク２５から供給ポンプ２７、制御弁２９を経て供給されるようになっている。
【００３１】
また、ボイラ１３の出力側には、蒸気圧力を検出する圧力センサ３１及び蒸気流量を検出す流量センサ３３がそれぞれ設けられている。さらに、蒸気圧力が設定値以上に高くなった場合に開弁する安全弁機構３５が設けられている。
【００３２】
発電設備２１は、蒸気タービン１７の入口部分には入口蒸気弁３７が設けられ、ボイラ１３から蒸気タービン１７に流入する蒸気量が該入口蒸気弁３７によって制御されて、供給されるようになっている。蒸気タービン１７の出力軸は発電機１９に連結されて発電機１９を駆動するようになっている。
【００３３】
自家発電設備１の制御装置４１は、主にボイラ１３で生成される蒸気圧力を制御するボイラ制御手段４３と、発電機１９の発電出力を制御する蒸気タービン制御手段４５とを有して構成されている。
ボイラ制御手段４３は、前記ボイラ１３に投入される燃料量を制御して、ボイラ１３から蒸気タービンへ供給する蒸気の蒸気圧力を一定に保持するように制御している。
【００３４】
なお、蒸気圧力の一定圧制御は蒸気タービン１７へ供給する蒸気圧力が一定になるように制御するものであるため、蒸気タービン１７の入口圧でなくボイラ１３の出口圧力でも実質的に同一であることからボイラ１３の出口圧力が一定になるように燃料投入量を制御している。
【００３５】
この燃料投入量を制御するために、第１制御器４７と第２制御器４９とが設けられている。第１制御器４７では、圧力センサ３１によって検出されたボイラ１３の出口側の実蒸気圧力対して、目標とする設定圧力が目標値設定部４７ａで設定値Ａ２として設定されており、この実蒸気圧力と設置値Ａ２との偏差（圧力偏差）を偏差算出部４８で算出して、該偏差を基に、ＰＩ制御演算（比例積分演算）が実行されて、設定した目標蒸気圧力になるように、燃料供給弁２３の開度信号Ｋ１を出力する。なお、圧力センサ３１からの圧力だけでなく流量センサ３３からの流量信号も付加した信号でフィードバック制御してもよい。
【００３６】
第２制御器４９では、受電電力検出部５１によって検出された電力会社から工場内に供給された実受電電力に対して、目標とする設定電力すなわち購入電力が目標値設定部４９ａで設定値Ａ１として設定されており、この実受電電力と設定値Ａ１との偏差（電力偏差）を電力偏差算出部５０で算出して、該偏差を基に、ＰＩ制御演算（比例積分演算）が実行されて、設定した目標購入電力になるように、燃料供給弁２３の開度信号Ｋ２を出力する。
【００３７】
この開度信号Ｋ２は、加算器５２に入力されて、第１制御器４７からの開度信号Ｋ１に加算補正されて、その合計信号によって燃料供給弁２３の開度が制御される。
具体例として、目標とする設定電力に対して実受電電力が大きく外部からの購入量が設定値に対して超過した場合には、発電機１９へ出力増大の要求発電量が出力されるとともに、電力偏差の大きさに比例した量だけ燃料供給弁２３の開度をより大きい開度とするよう補正される。
また、逆に、目標とする設定電力に対して実受電電力が減少した場合には、発電機１９へ出力減少の要求発電量が出力されるとともに、電力偏差の大きさに比例した量だけ燃料供給弁２３の開度をより小さい開度とするよう補正される。
【００３８】
蒸気タービン制御手段４５には、第３制御器５３を有し該第３制御器５３では、受電電力検出部５１によって検出された電力会社から工場内に供給された実受電電力に対して、目標とする設定電力すなわち購入電力量が目標値設定部５３ａで設定値Ａ１として設定されており、この実受電電力と設定値Ａ１との偏差（電力偏差）を偏差算出部５４で算出して、該偏差を基に、ＰＩ制御演算（比例積分演算）が実行されて、設定した目標購入電力になるように、入口蒸気弁３７の開度を制御して蒸気量を制御して蒸気タービン１７によって駆動される発電機１９の発電量が制御される。
【００３９】
以上のように構成された制御装置４１による制御を、工場内の電力負荷が急に増加した場合を例に説明すると、例えば、工場電力負荷が１２０ＭＷから１５０ＭＷに急増した場合、急変化前においては外部から購入電力の設定値２０ＭＷ、工場内の自家発電設備１で１００ＭＷ供給していた場合に、急増の３０ＭＷを、外部からの購入電力を増大させると電力費用が増大するため避けたいが、蒸気タービン１７の応答性の問題で不足分に早急な対応が困難であった。
【００４０】
すなわち、蒸気タービン１７の出力を急増させて対応しようとする場合に、ボイラ１３から蒸気タービン１７に多量の蒸気を送ると、ボイラの追従性が不足して、出力蒸気圧力が低下する結果、ボイラドラムのキャリーオーバ（水分の放出）によって、タービン側のタービンブレードの損傷につながるおそれがあった。
【００４１】
本発明では、この工場電力負荷が急増した場合において、受電電力の設定値に対する急変化を検出して、急変化に対応するボイラ１３への燃料投入量を、ボイラ１３の出口蒸気圧力の変化に基づいて、第１制御器４７によってボイラ１３の出口蒸気圧力の変化として現れてその蒸気圧力の変化に基づいて制御される前に、第２制御器４９によって燃料供給弁２３の制御信号として予め補正信号として出力することで、蒸気タービン１７への蒸気供給の応答性を高めることができる。
【００４２】
次に、工場内の電力負荷が急に減少した場合を例に説明すると、例えば、工場電力負荷が１２０ＭＷから１００ＭＷに急減した場合、急変化前においは外部から購入電力の設定値２０ＭＷ、工場内の自家発電設備１で１００ＭＷ供給していた場合に、急減の２０ＭＷを、購入電力の安定供給の観点より購入電力を減少させずに、蒸気タービン１７で対応したいが応答性の問題で余剰分に対する早急な対応が困難であった。
すなわち、蒸気タービン１７の出力を急減少させて対応しようとする場合に、ボイラ１３から蒸気タービン１７に送る蒸気量を減少させると、ボイラ１３で蒸気が余剰となって蒸気圧力が上昇して、安全弁が作動して、発電停止状態につながるおそれがあった
【００４３】
本発明では、この工場電力負荷が急減した場合においても急増と同様に、受電電力の設定値に対する急変化を検出して、急変化に対応するようにボイラ１３への燃料投入量を、ボイラ１３の出口蒸気圧力の変化に基づいて、第１制御器４７によって制御される前に、第２制御器４９によって燃料供給弁２３の制御信号として予め補正信号として出力することで、蒸気タービン１７への蒸気供給の応答性を高めることができる。
以上のように、電力会社からの購入電力が増加すると購入電力料金が増加し、また購入電力が減少し電力会社へ電気を送る状態となった場合、系統の遮断器が自動的に開放したり、ボイラの燃料だけが消費されることとなるため、蒸気タービン１７の速やかな応答が好ましく、本発明はこの応答性を高めることができる。
【００４４】
なお、図３には参考例として、第２制御器４９による補正制御が入っていない場合を示す。この参考例では、前述のように、第１制御器４７によってボイラ１３の出口蒸気圧力の変化として現れてその蒸気圧力の変化に基づいて制御されるものであり、ボイラ１３の出口蒸気圧力が変化するまで待たなくてはならず、蒸気タービン１７への蒸気供給の応答性を高めることはできない。
【００４５】
次に、制御装置４１による制御を図２にフローチャートを参照して説明する。
開始すると、ステップＳ１で、外部（電力会社）からの購入電力の設定を行う。この設定量は一定値として、第２制御器４９及び第３制御器５３の設定値Ａ１として入力される。
【００４６】
次にステップＳ２では、受電電力検出部５１によって、電力会社から工場内に供給された実受電電力を検出する。ステップＳ３で、その実受電力と、設定購入電力との電力偏差を算出する。ステップＳ４では、前記ステップＳ３で算出した電力偏差を基に、設定電力となるように蒸気タービンの入口蒸気弁３７の開度を制御して、発電機１９の発電量を制御して、購入電力が設定電力となるようにする。
【００４７】
ステップＳ５で、購入電力が設定電力となったか否かを判定して、なった場合に終了し、ならない場合にはステップＳ３に戻って、繰り返す。
以上のステップＳ３〜Ｓ５は、蒸気タービン制御手段４５によって実行される。
【００４８】
前記ステップＳ３で電力偏差を算出した後、ステップＳ７で、ステップＳ３で算出した電力偏差を基に、燃料供給弁２３の制御補正量としての補正開度を算出する。この補正開度の算出も、購入電力の設定値になるようにフィードバック制御のＰＩ演算によって算出される。
一方、ステップＳ６では、第１制御器４７によって、蒸気タービン１７の入口蒸気圧力（ボイラ出口圧力）が一定値（目標値）になるように燃料供給弁２３の基本開度を算出する。すなわち、フィードバック制御のＰＩ演算によって目標値になるように基本開度が設定される。
そして、ステップＳ８で、ステップＳ６で算出した基本開度と、ステップＳ７で算出した補正開度とを加算して、燃料供給弁２３の制御量として出力する。
ステップＳ９で、蒸気タービン１７の入口蒸気圧力（ボイラ出口圧力）が一定値（目標値）になったか否かを判定して、なった場合に終了し、ならない場合にはステップＳ１に戻って、繰り返す。
以上のステップＳ１〜Ｓ３、及びＳ６〜Ｓ９は、ボイラ制御手段４３によって実行される。
【００４９】
本実施形態によれば、第２制御器４９内の電力偏差算出部５０で算出される電力偏差に基づく要求発電量に対応した燃料供給量によって、第１制御器４７で設定される燃料供給量を予め補正するので、要求発電量に対する蒸気タービン１７の要求に対して予め蒸気タービン１７へ供給される蒸気圧の圧力変動を見越してボイラ１３側での燃料供給量を補正制御できる。
【００５０】
その結果、工場内電力負荷の変動に対して自家発電設備１の発電電力を応答よく追従させることができ、外部（電力会社）からの電力購入を極力抑えることができるので、電力料金を抑えることができ経済的効果が得られる。
【００５１】
また、先行技術のように予め余剰の燃料供給によって予め余剰の蒸気を生成する必要もなく、さらにボイラで生成した蒸気をタービンバイパス弁によってバイパスさせてしまうこともないため、ボイラ燃料、生成蒸気の有効利用がなされるため、燃料費を節約することができるとともに、発電効率の良い自家発電設備とすることができる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、図４を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、外部（電力会社）からの購入電力の設定値を一定値ではなく、設定値コントローラ５５によって可変化して、第２制御器５７及び第３制御器５９の目標値設定部５７ａ、５９ａに対して設定値Ａ３として入力し、さらに第１制御器６１の目標値設定部６１ａに対して設定値Ａ４として入力するものである。
【００５３】
図４のように、設定値コントローラ５５には、工場の稼働パターンに従って変化する電力負荷の変化パターンが記憶されており、例えば、始業時間、休憩時間、昼休み、夜勤稼働時間等のデータと、電力会社からの供給時間帯における電力料金や、周囲環境の情報に基づいての電力ピークカットの情報等が記憶されている。そして、設置値コントローラ５５から各制御器の目標値設定部５７ａ、５９ａ、６１ａに対して、日毎、時間毎等のタイムスケジュールに従って設定値の変更を行う。
【００５４】
そして、第１実施形態で説明したように、自家発電設備１の応答性が向上するため、例えば、工場の稼働パターンに応じて電力負荷が変動するため、そのパターンに応じて、稼働時には購入電力量を増大し、休憩時間帯や夜勤時間帯には、購入電力量を低下させて、きめ細かい電力購入量の管理ができるようになる。その結果、購入電力料を低減することができる。
【００５５】
また、自家発電設備１の応答性が向上するため、電力料金が安い時間帯においては、購入電力設定値を多くして自家発電設備１での発電電力量を下げるような発電制御もできるようになり、ボイラ１３の燃料費を節約できる。
【００５６】
さらに、電力のピークカットが行われる日時においては、自家発電設備１の発電機１９の発電能力を高めるように、第１制御器６１のボイラ１３の出口蒸気圧力の設定値を高めに切り替えて、自家発電設備１の発電能力を最大限にしておくこともできる。
【００５７】
以上のように第２実施形態では、購入電力を電力料金が安い時間帯、例えば深夜時間帯には、外部購入電力量を増大させるように、きめ細かい購入電力量を設定することで、一層電力料金を節約することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、ボイラおよび該ボイラからの蒸気を供給して発電機を駆動する蒸気タービンを備えた自家発電設備において、負荷電力の変化ヘの追従性がよく、しかも燃料の消費を抑えかつ発電効率がよい自家発電設備とすることができるので、自動工場等の社内電力負荷が一定のパターンで変動する工場での自家発電設備への適用技術として有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  自家発電設備
１３  ボイラ
１７  蒸気タービン
１９  発電機
２３  燃料供給弁
３１  圧力センサ
３３  流量センサ
３７  入口蒸気弁
４１  制御装置
４３  ボイラ制御手段
４５  蒸気タービン制御手段
４７  第１制御器（基本制御部）
４７ａ  目標値設定部
４９ａ、５３ａ  目標値設定部（外部購入電力設定部）
４９  第２制御器（補正制御部）
５０、５４  電力偏差算出部
５１  受電電力検出部
５３  第３制御器
５５  設定値コントローラ
【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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