(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステム及び方法を提供する。【解決手段】システムはガスタービンを制御するコントローラと、コントローラに通信可能に結合されたプロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、始動期間及び所望の最終的負荷に基づいて始動期間内に所望の最終的負荷に実質的に達するために目標負荷率を計算するように構成されてもよい。目下の負荷率の測定値は測定デバイスから受信され、目標負荷率を周期的に再計算するために用いられてもよい。目下の負荷率は再計算に基づいてコントローラによって周期的に調整されてもよい。【選択図】図１
2014092154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成する方法であって、
始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、
前記始動期間内に前記所望の最終的負荷に実質的に達するために、少なくとも部分的に前記始動期間及び前記所望の最終的負荷に基づいて目標負荷率を計算し、
それぞれの時間での少なくとも１つの目下の負荷を周期的に測定し、
前記少なくとも１つの目下の負荷率の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記目標負荷率を再計算し、
前記再計算に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目下の負荷率を周期的に調整する、ステップを含む方法。
【請求項２】
前記ガスタービンを送電網に同期化するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記同期化ステップが、
前記ガスタービンを前記送電網の周波数まで実質的に加速し、
前記ガスタービンによって駆動される発電機を前記送電網に電気的に結合する、ステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記目標負荷率が、前記送電網との同期後に計算される請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記目標負荷率の計算が、前記目標負荷率が前記所望の最終的負荷に実質的に達するまで一定に保たれるという前提に少なくとも部分的に基づいて行われる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記目標負荷率の計算が、前記目標負荷率が目的関数に応じて変化するという前提に基づいて行われる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記目標負荷率が、前記ガスタービンの少なくとも１つの動作限度に少なくとも部分的に基づいて再計算される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの動作限度が、耐用寿命、圧縮機保護、コンポーネントの熱的限度、燃焼器の動力学、燃焼器のブローアウト、燃焼器の排出量、及びボトミングサイクル仕様のうちの１つ又は複数を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記目標負荷率が、少なくとも１つの固有変動を考慮に入れて所定の遅延後に計算される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステムであって、
前記ガスタービンを制御するように構成されたコントローラと、
前記コントローラに通信可能に結合され、
始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、
前記始動期間内に前記所望の最終的負荷に実質的に達するために、少なくとも部分的に前記始動期間及び前記所望の最終的負荷に基づいて目標負荷率を計算し、
それぞれの時間での少なくとも１つの目下の負荷の測定値を周期的に受信し、該測定値は測定デバイスから受信され、
前記少なくとも１つの目下の負荷率の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記目標負荷率を再計算するように構成されたプロセッサと、を備え、前記コントローラが、前記再計算に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目下の負荷率を周期的に調整するようにされたシステム。
【請求項１１】
前記ガスタービンを送電網に同期化するステップを更に含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記同期化が、
前記ガスタービンを前記送電網も周波数まで実質的に加速するステップと、
前記ガスタービンにより駆動される発電機を前記送電網に電気的に結合するステップと、を含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記目標負荷率が、前記送電網との同期後に計算される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記目標負荷率が、少なくとも１つの固有変動を考慮に入れて同期後の所定の遅延後に計算される請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記目標負荷率の計算が、前記目標負荷率が前記所望の最終的負荷に実質的に達するまで一定に保たれるという前提に少なくとも部分的に基づいて行われる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記目標負荷率の計算が、前記目標負荷率が目的関数に応じて変化するという前提に基づいて行われる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記目標負荷率が、前記ガスタービンの少なくとも１つの動作限度に少なくとも部分的に基づいて再計算される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの動作限度が、耐用寿命、圧縮機保護、コンポーネントの熱的限度、燃焼器の動力学、燃焼器のブローアウト、燃焼器の排出量、及びボトミングサイクル仕様のうちの１つ又は複数を含む請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ガスタービンの始動シーケンスに関連するデータを表示するように構成された出力デバイスを更に備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
ガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステムであって、
前記ガスタービンと、
前記ガスタービンに結合された発電機と、
前記ガスタービンに結合されたコントローラと、
前記コントローラに結合され、
始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、
前記始動期間内に前記所望の最終的負荷に実質的に達するために、少なくとも部分的に前記始動期間及び前記所望の最終的負荷に基づいて目標負荷率を計算し、
それぞれの時間での少なくとも１つの目下の負荷の測定値を周期的に受信し、
前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記目標負荷率を再計算するように構成されたプロセッサと、を備え、前記コントローラが、前記再計算に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目下の負荷率を周期的に調整するようにされ、且つ、
前記ガスタービンの前記始動シーケンスに関するデータを表示するように構成された出力デバイスを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にタービンに関し、より具体的にはタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの始動シーケンスは、始動シーケンスの開始から特定の時間後にガスタービンから所望の負荷を生成する目的で所定の定格負荷率に従って制御されてもよい。しかし実際には、ガスタービンの始動プロファイルはそれらに限定されないが燃料組成物、燃料流量、空気流、加速率、始動手段のトルク、センサフィードバック、送電網との同期時間、及びその他のパラメータに関連する固有変動のため、定格負荷率で示された本来の経路から逸れることがある。これらの偏差によりガスタービンの始動時間にかなりの変動を生じ、その結果、規定時間で所望の負荷を予測通りに達成できなくなることがある。
【０００３】
したがって、従来はガスタービンが最悪の場合でも始動シーケンスの完了後の規定時間内に所望の負荷に達することを保証するため、相当の余裕を含む定格負荷率が実装されている。この方法はタービンの不要に迅速な負荷を引き起こし、過度の熱応力をかけ、コンポーネントの寿命、ブレード先端間隙、及びガスタービンの性能に悪影響を及ぼすことが多い。
【０００４】
ガスタービンの始動時間の変動に対処することができる別の従来の方法は、閉ループ加速制御方式の適用である。この方法では、ガスタービン速度、又はその他の適宜の始動パラメータが時間の関数としてモニタリングされる。制御ルーチンはガスタービンの速度又はその他のパラメータにエラーがあるか否かを判定し、燃料流量や始動トルクなどの様々な要因を制御してエラーを修正する。しかし、加速制御は始動開始後のある一定の時間で所望の負荷が達成されることを保証するには不十分であり、その理由は、ガスタービン発電機が送電網に同期され、固定速度を保持した後の始動の後半部にはこの制御方式を適用できないからである。
【発明の概要】
【０００５】
本開示はガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するためのシステム及び方法に関するものである。一実施形態によればシステムを提供することができる。システムは、ガスタービンを制御するコントローラと、コントローラに通信可能に結合されたプロセッサとを含んでいる。プロセッサは、始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、所望の最終的負荷と始動期間とに基づいて始動期間内に所望の最終的負荷に達するために目標負荷率を計算するように構成されてもよい。目下の負荷の測定値は周期的に測定デバイスから受信され、目標負荷率を再計算するために用いられてもよい。目下の負荷率は再計算に基づいてコントローラによって周期的に調整されてもよい。
【０００６】
一実施形態では、方法を提供することができる。この方法は、始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、始動期間内に所望の最終的負荷に達するために目標負荷率を計算するステップを含むことができる。目下の負荷が周期的に測定され、測定値に基づいて目標負荷率が再計算されてもよい。目下の負荷率は再計算に基づいて周期的に調整されてもよい。
【０００７】
一実施形態では、別のシステムを提供することができる。このシステムは、ガスタービンと、ガスタービンに結合された発電機と、ガスタービンに結合されたコントローラと、コントローラに結合されたプロセッサとを含んでいる。プロセッサは、始動期間と所望の最終的負荷とを受信し、始動期間内に所望の最終的負荷に達するために目標負荷率を計算するように構成されてもよい。目下の負荷の測定値は測定デバイスから周期的に受信され、目標負荷率を再計算するために用いられてもよい。コントローラは再計算に基づいて目下の負荷率を周期的に調整することができる。幾つかの実施形態では、システムは、ガスタービンの始動シーケンスに関連するデータを表示するように構成された出力デバイスを含むことができる。
【０００８】
別の実施形態及び態様は、図面を参照した以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態による例示的環境及びシステムを示す簡略ブロック図である。
【図２】本開示の実施形態によるガスタービンの始動シーケンス中の例示的経路変動を示すグラフである。
【図３】本開示の実施形態によるガスタービンの始動期間の装荷部分の期間での例示的な経路調整を示すグラフである。
【図４】本開示の実施形態による例示的方法を示すプロセスのフローチャートである。
【図５】本開示の実施形態による例示的方法を示すプロセスのフローチャートである。
【図６】本開示の実施形態によるタービンを制御するコントローラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な記載には、詳細な記載の一部を形成する添付図面の参照が含まれる。図面は例示的実施形態による説明図を示す。本明細書で「実施例」とも言うこれらの例示的実施形態は、当業者が本発明の主題を実践できるために十分に詳細に説明される。特許請求される主題から逸脱しない範囲で例示的実施形態を組み合わせてもよく、又は別の実施形態を使用し、又は構造的、論理的及び電気的変更を行ってもよい。したがって、以下の詳細な記載は限定的な意味で解釈されるべきではなく、範囲は添付の請求項及びそれらの均等物によって規定される。
【００１１】
本明細書に記載の実施形態は、タービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステム及び方法に関する。ある実施形態は、タービンの始動、タービン装荷の最終段階の目標負荷率を計算することによりタービンの始動シーケンス完了時に予測通りの負荷を生成し、次いで周期的な測定に基づいてタービン装荷中に目下の負荷率を周期的に調整することができる。タービン負荷の目標負荷率はタービンを送電網に同期化した後に計算してもよいが、それは相当の変動性を伴う幾つかの始動動作が行われる場合である。このように、始動シーケンス及び所望の最終的装荷に残された期間に基づいて目標負荷率が計算されてもよい。
【００１２】
しかし、時間が経過すると、タービンの負荷率は目標負荷率から逸れることがある。このような偏差を検知するため、タービン装荷中にタービンの目下の負荷率が周期的に行われてもよい。始動期間内の所望の最終的負荷を達成するため、これらの測定に基づいて目標負荷率が再計算されてもよい。次いで再計算に従って目下の負荷率が調整されてもよい。
【００１３】
タービンの動作中、又は始動シーケンスの完了後の随時に負荷の変更に本開示の実施形態を適用できることが理解されよう。
【００１４】
本開示のある実施形態の技術的効果には、タービンの始動シーケンスの完了時に予想通りの負荷を生成することが含まれ得る。具体的には、本開示のある実施形態の技術的効果には、特定の始動期間内に所望の負荷を達成するためにタービン始動の要素を操作することによって予測通りの負荷を生成することが含まれ得る。適時にタービン負荷をかけることでタービンへの過度な熱応力が回避されるため、本開示のある実施形態の更なる技術的効果には装置の寿命が延びることも含まれ得る。
【００１５】
次に図１を参照すると、ブロック図は、タービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成する方法を実装するために適する１つ又は複数の実施形態によるシステム環境１００を示している。具体的には、システム環境１００はタービン１１０、発電機１２０、負荷／電力網１３０、コントローラ６００、タービン１１０の始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステム、及びユーザーインターフェース（１つ又は複数）６７０を備えてもよい。オペレータ１５０は、特にユーザーインターフェース（１つ又は複数）６７０を介してシステム環境と対話してもよい。
【００１６】
タービン１１０は発電機１２０に結合されてもよい。次いで発電機１２０は負荷／電力網に結合され、負荷／電力網１３０に電力を供給してもよい。負荷／送電網１３０は公知の配電システムを含んでもよい。
【００１７】
タービン１１０の動作はコントローラ６００によって管理されてもよい。コントローラ６００はタービン１１０の始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステと相互作用して、始動期間及び所望の最終的負荷を受信し、始動期間内に所望の最終的負荷に達するために目標負荷率を計算し、それぞれの時間に目下の負荷率の測定値を測定デバイスから周期的に受信し、目下の負荷の測定値に基づいて目標負荷率を周期的に再計算し、且つ再計算に基づいて目下の負荷率を周期的に調整してもよい。
【００１８】
コントローラは更に発電機１２０に結合され、その動作を管理し、発電機１２０からの動作データを受信してもよい。
【００１９】
オペレータ１５０は、キーボード、マウス、コントロールパネルなどのユーザーインターフェースデバイス６７０、又はコントローラ６００への、又はコントローラ６００からのデータを通信可能なその他のいずれかのデバイスを介してコントローラ６００、及びタービン１１０の始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成するシステムと対話してもよい。加えて、オペレータ１５０は出力デバイスによって表示されるタービン１１０の始動シーケンスに関するデータを閲覧してもよい。
【００２０】
図２は、本開示の実施形態によるガスタービンの始動シーケンス中の例示的経路変動のグラフ２００を示している。
【００２１】
タービン１１０の始動には、始動期間２６０を構成する始動動作のシーケンス（すなわち点火、加速、同期化及び装荷）が含まれてもよい。始動動作の多くは固有変動を含み、これは例えば燃料組成物、燃料流量、空気流、加速率、始動手段のトルク、センサフィードバック、送電網との同期時間、及びその他の適宜のパラメータに関連してもよい。したがって、始動開始時２０５からタービン１１０が１００％の速度２４０に達し、発電機１２０が負荷／送電網１３０に同期化され、それによって同期負荷２４５を生成する瞬間までの期間は異なることがある。例えば、急加速２２５の場合は、低同期時間２１０で同期負荷２４５に到達し得る。通常の加速２３０の場合は、定格同期時間２１５で同期負荷２４５に到達し得る。これに対して緩加速２３５の場合は、高同期時間２２０で同期負荷２４５に到達し得る。したがって、始動パラメータに応じて、発電機１２０の同期時間は異なることがあり、ひいては始動完了時間２２５までに装荷のために残される時間も異なることがある。
【００２２】
始動完了時２５５に確実に所望の最終的負荷２５０に達するために、同期負荷２４５に達した時に各々の始動の目標負荷率が計算されてもよい。目標負荷率の計算は、経過した同期時間２１０、２１５又は２２０から始動完了時間２５５までの期間として判定される残りの始動期間に基づいて行ってもよい。このようにして、定格負荷率に従うのではなく特定の始動のパラメータに基づく目標負荷率に従ってタービン始１１０の始動プロセスを各々の始動ごとにカスタマイズしてもよい。
【００２３】
ある例示的実施形態では、目標負荷率が所望の最終的負荷２５０に達するまで一定に保たれるという前提に基づいて目標負荷率が計算されてもよい。
【００２４】
別の例示的実施形態では、目標負荷率は目的関数、コスト関数又はエネルギ関数に基づいて計算されてもよい。したがって、目標負荷率はその計算に用いられる関数に従って変動してもよい。
【００２５】
しかし、装荷プロセスでは、タービン１１０の目下の負荷率は計算された目標負荷率から逸れることがある。このような偏差の結果、適時に所望の最終的負荷２５０に達しないことがある。したがって、様々な実施形態によれば、タービン１１０の目下の負荷が周期的に測定され、測定値に基づいて目標負荷率が周期的に再計算されてもよい。それに従って目下の負荷率が調整されてもよい。
【００２６】
図３は、本開示の実施形態によるガスタービンの始動期間の装荷部分の期間での経路３００の例示的な調整を示すグラフである。目標負荷率３１５は、始動完了時間２５５での所望の最終的負荷２５０への同期時間３０５での同期負荷３１０（発電機のブレーカが閉じた後の負荷）からの線を表している。図３では、目標負荷率３１５は直線として示されている。しかし、この線は目標負荷率の計算に用いられる関数に応じてどのような形態でもよい。
【００２７】
同期負荷３１０はタービン１１０が加速し、発電機ブレーカ（又は送電網への発電機の接続）が閉じた後に判定されてもよい。目標負荷率３１５は所望の最終的負荷２５０と装荷期間３３０とに基づいて計算されてもよい。装荷期間３３０は同期時間３０５から始動完了時間２５５までの期間に対応してもよい。
【００２８】
ある例示的実施形態では、目標負荷率３１５の計算には、発電機のブレーカが閉じた後に起こることがある固有変動又は負荷変動を考慮に入れ、それによって安定した負荷測定を確実に利用できるように所定の時間遅延を含めてもよい。
【００２９】
タービン始動の装荷段階も変動を受けることがあるため、目下の負荷率が目標負荷率３１５から逸れることがある。偏差３２０を検知するため、測定デバイスはタービン１１０の目下の負荷を周期的に、又は常に測定してもよい。偏差３２０が検知されると、測定値に基づいて目標負荷率３１５が再計算されてもよい。その結果、再計算された目標負荷率３２５が周期的に判定されてもよい。再計算は、所望の最終的負荷２５０に達するまで再計算された目標負荷率が一体に保たれるという前提、又は例えばハードウエアの寿命消費、燃料消費、排出量などの目的関数に応じて目標負荷率が変化するという前提に基づいて行われてもよい。
【００３０】
再計算された目標負荷率３２５が判定されると、目下の負荷率が再計算された目標負荷率３２５に適合するように調整されてもよい。
【００３１】
ある実施形態では、再計算された目標負荷率３２５はタービン１１０の幾つかの動作限度（例えば耐用寿命、圧縮機保護、コンポーネントの熱的制限値、燃焼器の動力学、燃焼器のブローアウト、燃焼器の排出量、ボトミングサイクル仕様など）又はその他の要素に基づくものでよい。
【００３２】
負荷率は始動完了時２５５での所望の最終的負荷２５０の目下の位置に基づいて調整されるため、検知された偏差３２０に基づく再計算された目標負荷率３２５に応じた調整により始動開始時に予測通りの負荷を達成することができる。
【００３３】
図４は、本開示の実施形態によるガスタービンの始動シーケンスの完了時に予測通りの負荷を生成する例示的方法４００を示すプロセスのフローチャートである。方法４００は、ハードウエア（例えば専用論理、プログラム可能論理、及びマイクロコード）、ソフトウエア（汎用コンピュータシステム又は専用機械でのソフトウエア実行など）、又は双方の組み合わせによって実施されてもよい。一実施形態では、処理論理は、ユーザーデバイス又はサーバー内に備えられたコントローラ６０にあってもよい。コントローラ６００は処理論理を備えてもよい。コントローラ６００によって実行するように言われた命令は実際に１つ又は複数のプロセッサによって検索、実行されてもよいことが当業者には理解されよう。コントローラ６００は更にメモリカード、サーバー及び／又はコンピュータディスクを含んでもよい。コントローラ６００は本明細書に記載の１つ又は複数のステップを実施するように構成されてもよいが、別の制御ユニットを使用しても様々な実施形態の範囲に含まれる。
【００３４】
図４に示すように、方法４００は動作４０５で開始され、タービン１１０の装荷期間３３０と所望の最終的負荷２５０とを受信する。装荷期間３３０は同期時間３０５から始動開始時２５５までの期間に対応してもよい。同期時間３０５は、タービン１１０が同期負荷３１０に達し、発電機１２０が送電網に接続される時間として判定されてもよい。
【００３５】
幾つかの実施形態では、始動シーケンスに関連するデータが出力デバイスを介して表示されてもよい。
【００３６】
動作４１０で、コントローラ６００はタービン１１０の装荷期間３３０及び最終的負荷２５０に基づいて目標負荷率３１５を計算してもよい。目標負荷率３１５は装荷期間３３０内に所望の最終的負荷２５０に達するように計算されてもよい。ある例示的実施形態では、目標負荷率３１５は、所望の最終的負荷２５０に達するまで一定に保たれることが前提にされてもよい。別の実施形態によれば、目標負荷率３１５は、例えばハードウエアの寿命消費、燃焼消費、排出量などの目的関数に応じて変化してもよい。しかし、タービンの目下の負荷率は目標負荷率３１５から逸れることがある。その結果、適時に所望の最終的負荷２５０に達しないことがあるため、目下の負荷率の測定値に基づいて目標負荷率３１５が周期的に調整されてもよい。
【００３７】
ある例示的実施形態では、計算は、発電機ブレーカが閉じてタービン１１０及び発電機１２０を負荷／送電網に接続した後に起こることがある固有変動又は負荷の変動を考慮に入れて行われてもよい。計算からこのような変動を除外するため、目標負荷率３１５に所定の時間遅延を含めてもよい。
【００３８】
動作４１５で、コントローラ６００はそれぞれの時間での目下の負荷率を周期的に測定してもよい。このような測定により、目下の負荷率が目標負荷率３１５から逸れていることが判定されてもよい。偏差の結果、タービン１１０が適宜に所望の最終的負荷２５０に達しないことがあり、したがって修正されなければならない。
【００３９】
動作４２０で、コントローラ６００は目下の負荷の測定値、経過時間、及び判定された偏差に基づいて目標負荷率３１５を周期的に再計算してもよい。再計算に応じて、目標負荷率３１５は所望の最終的負荷に達するまで一定に保たれてもよく、又は目的関数に対応して変化してもよい。
【００４０】
ある例示的実施形態では、再計算はタービン１１０及び／又は発電機１２０のある特定の動作限度を考慮に入れて行われてもよい。例えば、このような動作限度には耐用寿命、圧縮機保護、コンポーネントの熱的制限値、燃焼器の動力学、燃焼器のブローアウト、燃焼器の排出量、ボトミングサイクル仕様などを含めてもよい。
【００４１】
目標負荷率３１５の再計算後、動作４２５で、再計算された目標負荷率３１５に対応するように目下の負荷率を調整してもよい。動作４１５〜４２５は所望の最終的負荷２５０に達するまで周期的に反復されてもよい。
【００４２】
図５は、本開示の実施形態による詳細な例示的方法５００を示すプロセスのフローチャートである。方法５００は、動作５０５で開始され、タービンの所望の最終的負荷と始動時間とを受信する。動作５１０で、タービンの始動が開始されてもよい。タービンの始動が開始された後、始動動作のシーケンス（点火、加速、送電網への同期化、装荷）が実施されてもよい。動作５１５で、タービンは所定速度（最高速度と呼ばれることがある）に加速されてもよい。この状態が起きると、タービンに接続された発電機は動作５２０で送電網に同期化され、ひいては電力系統を送電網に接続してもよい。
【００４３】
電力系統が送電網に接続されると、タービンは最終的負荷への装荷を開始してもよい。始動動作は固有変動を含むため、始動開始から発電機の同期までの期間は変化することがある。加速と同期化の継続期間の長さに応じて、装荷のために残される始動期間は異なることがある。したがって、特定の時間に所望の負荷レベルを達成するため、発電機の同期化の後に残される期間（装荷期間）に基づいて各々の始動ごとにタービンの目標負荷率が個々に計算され、適用されてもよい。動作５２５で、装荷に利用できる残り時間が計算されてもよい。
【００４４】
動作５３０で、始動期間と所望の負荷とに基づいて目標負荷率が計算されてもよい。様々な実施形態では、目標負荷率の計算は様々な要因及び環境を考慮に入れて行われてもよい。
【００４５】
ある例示的実施形態では、計算は電力系統を送電網に接続した後に生じることがあるある一定の不安定性を考慮に入れて行われてもよい。例えば、計算に所定の時間遅延を含めることによってこのような不安定性が考慮されてもよい。
【００４６】
ある例示的実施形態では、タービン、発電機、又はその他の装置の動作限度（例えば耐用寿命、圧縮機保護、コンポーネントの熱的制限値、燃焼器の動力学、燃焼器のブローアウト、燃焼器の排出量、ボトミングサイクル仕様など）を考慮に入れて計算が行われてもよい。
【００４７】
図５に戻ると、目標負荷率を計算し、設定した後、動作５４０で目下の負荷率の調整を必要とする偏差の可能性を検知するために、動作５３５で目下の負荷率及び経過時間が周期的に測定されてもよい。偏差が装荷中に修正されない結果、多くのタービンが早期に装荷されることで、タービンに不要な熱応力がかかることがある。適時ではない装荷を避けるため、測定値に基づいて動作５４５で目標負荷率が再計算されてもよい。次いで、動作５５０で再計算された目標負荷率に適合するように目下の負荷率が調整されてもよい。
【００４８】
動作５３５〜５５０は、動作５５５で所望の最終的負荷に達するまで周期的に反復されてもよい。
【００４９】
図６は、本開示の実施形態によるタービンを制御するコントローラ６００を示す部得ロック図である。より具体的には、コントローラ６００の要素はタービンの始動シーケンス完了時に予測通りの負荷を生成するために使用されてもよい。コントローラ６００は、プログラムされた論理６２０（例えばソフトウエア）を記憶し、且つ最終始動時間、所望の最終負荷、目標負荷率などのデータ６３０を記憶してもよいメモリ６１０を含んでもよい。メモリ６１０は更に、オペレーティングシステム６４０を含んでもよい。プロセッサ６５０はオペレーティングシステム６４０を利用してプログラムされた論理６２０を実行してもよく、そうすることでデータ６３０を利用してもよい。データバス６６０はメモリ６１０とプロセッサ６５０との間の通信を提供してもよい。ユーザーはキーボード、マウス、コントロールパネルなどのユーザーインターフェースデバイス６７０、又はコントローラ６００への、又はコントローラ６００からのデータを通信可能なその他のいずれかのデバイスを介してコントローラ６００とインターフェースしてもよい。コントローラ６００はＩ／Ｏインターフェース６８０を介して、動作中にガスタービンとオンラインで通信してもよく、更には非動作中にオフラインでガスタービンと通信してもよい。より具体的には、１つ又は複数のコントローラ６００は、始動期間と所望の最終的負荷との受信、それぞれの時間での目下の負荷の測定値の周期的な受信、目下の負荷の周期的測定値に基づく目標負荷率の周期的な再計算、及び再計算に基づく目下の負荷率の周期的な調整を含む、図４~５を参照して記載した方法を実行してもよい。加えて、その他の外部デバイス又は複数の別のガスタービンがＩ／Ｏインターフェース６８０を介してコントローラ６００と通信してもよいことを理解されたい。図示した実施形態では、コントローラ６００はガスタービンに対して遠隔地に位置してもよい。しかし、ガスタービンと同一位置にあってもよく、更には統合されてもよい。更に、コントローラ６００と、これによって実装されるプログラム化論理６２０はソフトウエア、ハードウエア又はそれらのいずれかの組み合わせを含んでもよい。更に、複数のコントローラ６００を使用して、本明細書に記載の異なる機能を１つ又は複数のコントローラ６００で実行してもよいことを理解されたい。
【００５０】
したがって、本明細書に記載の実施形態により、各々の始動ごと特定のパラメータに基づいてタービンが装荷の目標負荷率を計算し、ひいてはタービンの始動シーケンス完了時に予測通りの負荷を生成することが可能になる。予測通りの負荷によりタービンの適時の始動が確実になされ、ひいては負荷率とハードウエアの寿命消費とのより良好な管理が可能になる。
【００５１】
例示的実施形態によるシステム、方法、装置及びコンピュータプログラム製品のブロック図が参照された。ブロック図の少なくとも幾つかのブロック、及びブロック図のブロックの組み合わせをコンピュータプログラム命令によって少なくとも部分的に実装してもよいことが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、特定用途向きコンピュータ、特定用途向きのハードウエアベースのコンピュータ、又は機械を製造するその他のプログラム可能データ処理装置にロードして、コンピュータ、又はその他のプログラム可能データ処理装置上で実行する命令が、記載のブロック図内の少なくとも幾つかのブロック又はブロックの組み合わせの機能性を実装する手段を生成するようにしてもよい。
【００５２】
更に、コンピュータ、又はその他のプログラム可能データ処理装置が特定の態様で機能するように指令可能なこれらのコンピュータプログラム命令をコンピュータ読み取り可能メモリに記憶して、コンピュータ読み取り可能メモリに記憶された命令が、ブロック又は複数のブロックで指定される機能を実装する命令手段を含む製造物品を産出するようにしてもよい。更にコンピュータプログラム命令をコンピュータ、又はその他のプログラム可能データ処理装置にロードして、コンピュータ、又はコンピュータプログラム可能データ処理装置で実施される一連の動作ステップを実施させ、コンピュータにより実装されるプロセスを生成することで、コンピュータ、又はその他のプログラム可能データ処理装置上で実行する命令がブロック又は複数のブロック内で指定される機能を実装するステップを提供するようにしてもよい。
【００５３】
本明細書に記載のシステムの１つ又は複数のコンポーネント、及び方法の１つ又は複数の要素は、コンピュータのオペレーティングシステム上で実行されるアプリケーションプログラムを介して実装されてもよい。これらは更に、携帯デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの、又はプログラム可能な家庭用電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含むその他のコンピュータシステム構成で実施されてもよい。
【００５４】
本明細書に記載のシステム及び方法のコンポーネントであるアプリケーションプログラムは、ある特定の抽象データ型を実装し、タスク又はアクションを実行するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含んでもよい。分散コンピューティング環境では、アプリケーションプログラム（全体又は一部）はローカルメモリ又はその他の記憶装置内に位置してもよい。それに加えて、又は代替として、アプリケーションプログラム（全体又は一部）は、タスクが通信ネットワークを経てリンクされる遠隔処理デバイスによって実施される環境を許容するために遠隔メモリ又は記憶装置内に位置してもよい。
【００５５】
前述の記述及び関連する図面で提示された教示の利点を有する、上記の記述が関連する本明細書に記載の例示的記述の多くの修正及びその他の実施形態が想到されよう。したがって、本開示は多くの形態で実施されてもよく、上記の例示的実施形態に限定されるべきではないことが理解されよう。したがって、本開示は開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、修正及び他の実施形態は添付の請求項の範囲内に含まれるものであることを理解されたい。本明細書には特定の用語が用いられているが、これらの用語は一般的且つ説明的に用いられるものであり、限定目的で用いられるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１００  システム環境
１１０  タービン
１２０  発電機
１３０  負荷／送電網
１５０  オペレータ
１６０  ユーザーインターフェースデバイス（１つ又は複数）
２００  グラフ
２０５  始動開始時間
２１０  低同期時間
２１５  定格同期時間
２２０  高同期時間
２２５  急加速
２３０  通常加速
２３５  緩加速
２４０  速度
２４５  同期負荷
２５０  最終的負荷
２５５  始動完了時
３００  経路
３０５  同期時間
３１０  同期負荷
３１５  目標負荷率
３２０  偏差
３２５  再計算された目標負荷率
３３０  装荷期間
６００  コントローラ
６１０  メモリ
６２０  プログラム化論理
６３０  データ
６４０  オペレーティングシステム
６５０  プロセッサ
６６０  データバス
６７０  ユーザーインターフェースデバイス（１つ又は複数）
６８０  Ｉ／Ｏインターフェース（１つ又は複数）
【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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【外国語明細書】
2014092154000001.pdf