(57)【要約】【課題】圧縮機タービンモータトレーン（１０）を制御する方法を提供する。【解決手段】本方法は、プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信する段階と、配電網（２２）の状態を示すフィードバック信号を受信する段階と、配電網（２２）の周波数及び電圧の少なくとも１つを安定させるように圧縮機タービンモータトレーン（１０）の作動パラメータを調整する段階とを含む。【選択図】      図１
2006207590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信する段階と、
フィードバック信号を受信する段階と、
配電網（２２）の周波数及び電圧の少なくとも１つを安定させるように圧縮機タービンモータトレーン（１０）の作動パラメータを調整する段階と、
を含む圧縮機タービンモータトレーン（１０）の制御方法。
【請求項２】
配電網コントローラに関連する電力基準信号を受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記作動パラメータが、
前記圧縮機タービンモータトレーン（１０）の圧縮機（１２）の速度及び負荷と、
前記圧縮機タービンモータトレーン（１０）のタービン（１６）への燃料流量と、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項４】
前記圧縮機タービンモータトレーン（１０）の作動パラメータを調整する段階が、前記制御信号に応答していることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項５】
フィードバック信号を受信しかつ１つ又はそれ以上のコマンド信号を出力するように動作可能な配電網（２２）管理システムと、
プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信し、前記コマンド信号の１つ又はそれ以上を受信しかつ速度制御信号を出力する圧縮機制御システム（４０）と、
前記速度制御信号を受信し、前記コマンド信号の１つ又はそれ以上を受信しかつ駆動コマンド信号を出力するタービン制御システム（５０）と、
前記駆動コマンド信号と前記コマンド信号の１つ又はそれ以上とを受信する駆動制御システム（６０）と、
を具備することを特徴とする圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【請求項６】
前記配電網（２２）管理システムが、前記配電網（２２）に関連する電力基準信号を受信するように動作可能であることを特徴とする請求項５記載の圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【請求項７】
前記フィードバック信号が、
実電力信号と、
無効電力信号と、
周波数信号と、
電圧信号と、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５記載の圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【請求項８】
前記電力基準信号が、実電力基準信号（７５）と無効電力基準信号（８３）とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６記載の圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【請求項９】
前記配電網（２２）管理システムが、
１つ又はそれ以上の配電網トランスデューサ（９２）と、
周波数及び電力制御モジュール（７０）と、
電圧制御モジュール（８０）と、を含むことを特徴とする請求項５記載の圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【請求項１０】
前記タービン制御システム（５０）が、速度レギュレータ機能（５２、６２）と電力フィードフォワード機能（５４）とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５記載の圧縮機タービンモータトレーン（１０）制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機タービンモータトレーンを制御するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機タービンモータトレーンは、この技術分野では公知である。一般的な圧縮機タービンモータトレーンでは、圧縮機は、共通シャフトを共有するモータ及びタービンから動力を受ける。圧縮機動力は、タービン及びモータの正味出力によって供給される。モータは、駆動システムを介して配電網とインタフェースする。電気的インタフェースにおいて、駆動装置は、配電網と実電力及び無効電力の両方をやりとりする。配電網の電圧及び周波数は、駆動装置によって引き出された実電力及び無効電力の関数である。モータはまた、タービン能力が圧縮機負荷を超えた場合に配電網に対して電力を送電する発電機としても作用することができる。
【０００３】
通常作動においては、プラントプロセス・コントローラは、圧縮機制御システムにコマンドを供給して、タービン制御装置に対する速度基準を調整することによって一定の圧力比を維持する。速度調整は、タービン制御システムによって達成される。タービンが燃焼している場合には、タービン出力を変更しかつ速度を調整するように燃料流量が調整される。駆動システムは、タービンによって対処されないあらゆるトルク差を補償するようにモータに命令する。タービンが燃焼していない場合には、駆動装置は、タービン制御システムから送られた速度コマンドにより速度調整機能を実行する。一般的に、タービン制御システムは、連係を管理し、かつ駆動制御システムに命令する。
【０００４】
現在のシステムでは、負荷レベルは、配電網作動システム又は配電網の安定性を支援するその他の手段によるフィードバック及び自動制御がない場合には、圧縮機及びタービンの作動により決まる。圧縮機タービンモータトレーンシステムは、電気的故障、負荷遮断又は突然の発電低下によって引き起こされる可能性がある配電網の変化に迅速に応答することができない。
【特許文献１】米国特許第５，７７８，６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、必要とされるものは、配電網に対する電気的インタフェースが自動制御のもとで該配電網の作動を支援するように調整されるような圧縮機タービンモータトレーンのための制御システムである。このような制御システムを使用して、配電網周波数の調整を支援するためにタービン及び圧縮機負荷間の実電力バランスのあらゆる自由度を活用し、また配電網電圧の調整を支援するためにモータ駆動装置のあらゆる無効制御機能を利用することができるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、圧縮機タービンモータトレーンを制御する方法を含み、本方法は、プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信する段階と、配電網コントローラに関連する電力基準信号を受信する段階と、配電網の状態を示すフィードバック信号を受信する段階と、配電網の周波数及び電圧の少なくとも１つを安定させるように圧縮機タービンモータトレーンの作動パラメータを調整する段階とを含む。
【０００７】
本発明の実施形態はまた、圧縮機タービンモータトレーン制御システムを含み、本圧縮機タービンモータトレーン制御システムは、配電網に関連する電力基準信号を受信し、配電網の状態を示すフィードバック信号を受信しかつ１つ又はそれ以上のコマンド信号を出力するように動作可能な配電網管理システムと、プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信し、コマンド信号の１つ又はそれ以上を受信しかつ速度制御信号を出力する圧縮機制御システムと、速度制御信号を受信し、コマンド信号の１つ又はそれ以上を受信しかつ駆動コマンド信号を出力するタービン制御システムと、駆動コマンド信号とコマンド信号の１つ又はそれ以上とを受信する駆動制御システムとを含む。
【０００８】
本発明の実施形態はまた、圧縮機タービンモータトレーンを制御する方法を含み、本方法は、プラントプロセス・コントローラから制御信号を受信するための手段と、配電網に関連する電力基準信号を受信するための手段と、配電網の状態を示すフィードバック信号を受信するための手段と、配電網の周波数及び電圧の少なくとも１つを安定させるように圧縮機タービンモータトレーンの作動パラメータを調整するための手段とを含む。
【０００９】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むときより良好に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、圧縮機タービンモータトレーン１０の例示的な構成のブロック図であり、圧縮機タービンモータトレーン１０は、その例示的な実施形態を図２に示す圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０によって制御することができる。圧縮機タービンモータトレーン１０は、圧縮機１２、モータ１４、タービン１６、駆動装置１８及びシャフト２０を含む。タービン１６は、シャフト２０によってモータ１４に結合される。圧縮機１２もまた、シャフト２０によってモータ１４に結合される。モータ１４は、駆動装置１８を介して配電網２２とインタフェースされる。駆動装置１８は、配電網２２とモータ１４の間で実電力又は無効電力の両方をやりとりする。配電網２２の電圧及び周波数は、駆動装置１８によって引き出され又は供給された実電力及び無効電力の関数とすることができる。圧縮機タービンモータトレーン１０は、周波数及び電圧の急速及び定常状態の調整の両方に対して配電網２２を安定させるために使用することができる。しかしながら、圧縮機タービンモータトレーン１０については、さらにプロセスとの関連が存在することが分かるであろう。途絶を回避しかつプラント生産性への影響を許容可能レベルに制限するようにこの関連に対処することが望ましい。
【００１１】
例示的な実施形態では、圧縮機タービンモータトレーン１０の様々な要素の性能は、配電網２２を制御又は安定させるのを可能にするように操作される。換言すれば、タービン及び圧縮機負荷間の実電力バランスのあらゆる自由度を活用して、配電網の周波数の調整を強化し、またモータ駆動装置のあらゆる無効制御機能を利用して配電網の電圧の調整を強化する。配電網２２の性能に影響を与えるように調整することができる圧縮機タービンモータトレーン１０の作動パラメータには、それに限定されないが、タービン１６への燃料流量と、タービン１６の蓄積エネルギーと、圧縮機１２の蓄積エネルギーと、圧縮機１２によってプロセスに供給されたエネルギーとが含まれる。例えば１つの例示的な実施形態では、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０は、燃料流量を調整し、それによって配電網２２の電圧及び／又は周波数の変化に対応してシャフト２０のほぼ一定の回転速度を維持しながらタービン１６の電力出力を調整することができる。それに代えて別の例示的な実施形態では、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０は、圧縮機１２の速度を変えて、配電網２２の電圧及び／又は周波数の変化に対応してタービン１６及び圧縮機１２の蓄積エネルギーを活用することができる。
【００１２】
図２に示すように、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０の例示的な実施形態は、それに限定されないが、圧縮機制御システム４０、タービン制御システム５０、駆動制御システム６０及び配電網管理システム９０を含むことができる。圧縮機制御システム４０は、プラントプロセス・コントローラ及び配電網管理システム９０から１つ又はそれ以上の入力信号を受信する。圧縮機制御システム４０は、出力として所望の速度コマンドを生成する。タービン制御システム５０は、圧縮機制御システム４０及び配電網管理システム９０から１つ又はそれ以上の入力信号を受信する。タービン制御システム５０は、出力として駆動制御システム６０に指示される所望の速度及びトルクコマンドを生成する。駆動制御システム６０は、タービン制御システム５０及び配電網管理システム９０から１つ又はそれ以上の入力信号を受信する。配電網管理システム９０は、配電網コントローラ及び配電網トランスデューサ９２から１つ又はそれ以上の入力信号を受信する。配電網管理システム９０は、出力として所望の実電力及び無効電力コマンドを生成する。
【００１３】
例示的な実施形態では、圧縮機制御システム４０は、圧縮機１２の速度を調整することによって該圧縮機１２の圧縮比を調整するように動作可能な圧力比レギュレータ機能４２を含む。さらに別の実施形態では、圧縮機制御システム４０はまた、電力制御コマンドに基づいて圧縮機１２の速度を変えるように動作可能な負荷モジュレータ機能４４を含むことができる。圧縮機制御システム４０は、１つ又はそれ以上の信号をタービン制御システム５０に送信して負荷モジュレータ機能４４に応答してタービン１６の速度を設定又は調整する。
【００１４】
例示的な実施形態では、圧縮機制御システム４０は、圧縮機１２の所望の圧力比を示す、以後Ｐｒｅｓｓｕｒｅ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｒｅｆ信号４５と呼ぶ圧力比基準信号４５をプラントプロセス・コントローラから受信する。圧縮機制御システム４０は、タービン１６の所望の速度を示す、以後Ｓｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１と呼ぶ速度基準信号４１を生成しかつタービン制御システム５０に送信する。さらに、圧縮機制御システム４０は、タービン１６の所望の速度変更値を示す、以後ｄＳｐｄＰＣ信号４３と呼ぶ速度変更信号４３を生成しかつ送信してタービン１６の速度を調整することを命令することができる。圧縮機制御システム４０はまた、圧縮機出力の要求変更値を示す、以後ｄＰＣ＿Ｃｍｄ信号７１と呼ぶ出力変更制御コマンド信号７１を受信することができる。負荷モジュレータ機能４４は、ｄＳｐｄＰＣ信号４３及びＳｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１により、ｄＰＣ＿Ｃｍｄ信号７１に応答してタービン１６の所望の速度を維持する。
【００１５】
続いて図３によると、タービン制御システム５０の例示的な実施形態は、タービン１６の速度を設定しかつ調整するように動作可能な速度レギュレータ機能５２を含む。タービン制御システム５０はまた、シャフト２０の回転速度を変更せずにタービン１６の電力出力を調整するように動作可能な電力フィードフォワード機能５４を含む。タービン制御システム５０は、タービン１６の速度を示す１つ又はそれ以上の信号を圧縮機制御システム４０から受信することができる。タービン制御システム５０は、駆動装置１８の所望の速度又はトルク及び動作モードを示す１つ又はそれ以上の信号を駆動制御システム６０に送信することができる。別の例示的な実施形態では、タービン制御システム５０は、タービン１６がその限界値で運転している場合には速度コマンド信号を、またタービン１６がその限界値で作動していない場合にはトルクコマンド信号を駆動制御システム６０に送信することができる。
【００１６】
タービン制御システム５０の例示的な実施形態を図３に示している。速度レギュレータ機能５２は、タービン１６の所望の公称速度を示すＳｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１と、公称速度Ｓｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１からのタービン１６の速度に対する所望の調整値を示すｄＳｐｄＰＣ信号４３とを受信する。電力フィードフォワード機能５４は、シャフト２０の回転速度を変更せずに以後Ｐｅ＿Ｃｍｄ信号７３と呼ぶ実電力コマンド信号７３に応答してタービン１６の電力出力に対する調整を命令する。タービン制御システム５０は、電力フィードフォワード機能５４及び速度調整機能５２により１つ又はそれ以上の駆動コマンド信号を生成しかつ送信する。駆動コマンド信号は、それに限定されないが、モータ１４の速度を示す、以後Ｓｐｄ＿Ｃｍｄ信号５１と呼ぶ速度コマンド信号５１と、駆動装置１８及びモータ１４の必要なトルクを示す、以後Ｔｒｑ＿Ｃｍｄ信号５３と呼ぶトルクコマンド信号５３と、駆動装置１８のモードを示す、以後Ｄｒｖ＿Ｍｏｄｅ信号５５と呼ぶ駆動モード信号５５とを含む。
【００１７】
次に図４に移ると、駆動トルク論理制御モジュール５６の例示的な実施形態のブロック図を示している。駆動トルク制御モジュールは、以後Ｓｐｄ＿Ｅｒｒ信号５５と呼ぶ速度誤差信号５５と、Ｓｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１と、Ｐｅ＿Ｃｍｄ信号７３と、タービン状態信号５７とを受信する。駆動トルク制御モジュールは、駆動装置１８及びモータ１４の必要なトルクを示すＴｒｑ＿Ｃｍｄ信号５３をＳｐｄ＿Ｅｒｒ信号５５、Ｓｐｄ＿Ｒｅｆ信号４１、Ｐｅ＿Ｃｍｄ信号７３及びタービン状態信号５７に応答して策定しかつ送信する。
【００１８】
続いて図２によると、例示的な実施形態では、駆動制御システム６０は、配電網２２とやりとりする無効電力を調整するように動作可能な無効電流レギュレータ機能６６を含む。駆動制御システム６０はまた、Ｓｐｄ＿Ｃｍｄ信号５１に基づいてモータ１４の速度を調整するように動作可能な速度レギュレータ機能６２と、Ｔｒｑ＿Ｃｍｄ信号５３に基づいてモータ１４のトルクを調整するように動作可能なトルクレギュレータ機能６４とを含む。駆動制御システム６０は、以後Ｑｅ＿Ｃｍｄ信号８１と呼ぶ無効電力コマンド８１を使用して無効電流レギュレータ機能６６を制御することができる。駆動制御システム６０は、Ｓｐｄ＿Ｃｍｄ信号５１、Ｔｒｑ＿Ｃｍｄ信号５３及びＤｒｖ＿Ｍｏｄｅ信号５５を含む１つ又はそれ以上の入力信号を受信し、それら信号を使用して駆動装置１８の速度、トルク及び作動モードを制御する。駆動制御システム６０は、Ｄｒｖ＿Ｍｏｄｅ信号に応答して駆動装置１８の作動モードを実行する。
【００１９】
圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０は、圧縮機制御モジュール３０、タービン制御モジュール５０及び駆動制御システム６０を配電網２２とインタフェースさせる配電網管理システム９０を含む。例示的な実施形態では、配電網管理システム９０は、周波数及び電力制御モジュール７０、電圧制御モジュール８０及び１つ又はそれ以上の配電網トランスデューサ９２を含むことができる。配電網トランスデューサ９２は、配電網２２に接続され、１つ又はそれ以上のフィードバック信号を送信する。配電網トランスデューサ９２は、配電網２２の電圧及び周波数を監視する。さらに、配電網トランスデューサ９２は、配電網２２とやりとりする実電力及び無効電力レベルの両方を監視することができる。周波数及び電力制御モジュール７０並びに電圧制御モジュール８０は、後でさらに詳細に説明する。
【００２０】
配電網管理システム９０の例示的な実施形態では、配電網トランスデューサ９２は、Ｐｅ＿Ｆｂｋ信号７７と、以後Ｆｒｅｑ＿Ｆｂｋ信号７９と呼ぶ周波数フィードバック信号７９と、以後Ｑｅ＿Ｆｂｋ信号８５と呼ぶ無効電力フィードバック信号８５と、以後Ｖ＿Ｆｂｋ信号８７と呼ぶ電圧フィードバック信号８７とを含む１つ又はそれ以上のフィードバック信号を送信する。Ｐｅ＿Ｆｂｋ信号７７は、圧縮機モータトレーン１０と配電網２２との間でやりとりされる実電力を示し、Ｆｒｅｑ＿Ｆｂｋ信号７９は、配電網２２の周波数を示し、Ｑｅ＿Ｆｂｋ信号８５は、圧縮機モータトレーン１０と配電網２２との間でやりとりされる無効電力を示し、またＶ＿Ｆｂｋ信号８７は、配電網２２の電圧を示す。
【００２１】
次にさらに図５に移ると、配電網管理システム９０の一部である周波数及び電力制御モジュール７０の例示的な実施形態を示している。周波数及び電力制御モジュール７０は、以後Ｐｅ＿Ｒｅｆ信号７５と呼ぶ実電力基準信号７５と、Ｐｅ＿Ｆｂｋ信号７７と、Ｆｒｅｑ＿Ｆｂｋ信号７９とを受信する。周波数及び電力制御モジュール７０は、以下の機能、すなわち周波数ガバナ機能７２と圧縮機タービン分散配置機能７６とを使用することによる配電網２２との間での実電力のやりとりのためのコマンドを生成する。周波数及び電力制御モジュール７０は、圧縮機タービン分散配置機能７６に応答してｄＰＣ＿Ｃｍｄ信号７１を、またＰｅ＿Ｒｅｆ信号７５及びｄＰＣ＿Ｃｍｄ信号７１に応答してＰｅ＿Ｃｍｄ信号７３を策定しかつ送信する。
【００２２】
次に図６に移ると、配電網管理システム９０の電圧制御モジュール８０の例示的な実施形態を示している。電圧制御モジュール８０は、以後Ｑｅ＿Ｒｅｆ信号８３と呼ぶ無効電力基準信号８３と、Ｑｅ＿Ｆｂｋ信号８５と、Ｖ＿Ｆｂｋ信号８７とを受信する。電圧制御モジュール８０は、高速電圧調整機能８４及び無効電力レギュレータ８２を使用することによる配電網２２との間での無効電力のやりとりのためのコマンドを生成する。電圧制御モジュール８０は、高速電圧調整能８４及び無効電力レギュレータ８２に応答してＱｅ＿Ｃｍｄ信号８１を送信する。電圧制御モジュール８０に続いて、配電網２２内の無効電力は、無効電力レギュレータ８２を使用して調整することができ、無効電力レギュレータ８２は、高速電圧調整機能８４及び無効電流レギュレータ６６或いは駆動制御システム６０により、配電網２２内の無効電力を配電網レベルコントローラによって設定されたレベルに変えるように動作可能である。
【００２３】
駆動装置１８と配電網２２との間でやりとりすることができる電力の量に対して限界値を設けるべきであることが分かりかつ理解されるであろう。これらの限界値は、圧縮機負荷、周囲温度及びその他の要因により決まる。これらの限界値は、タービン制御システム５０によってリアルタイムベースで計算することができる。さらに、駆動トルク限界値もまた、その限界値に影響を与える可能性があり、リアルタイムの計算で考慮することができる。同様に、無効電力のやりとりにも限界値があり、その限界値は、作動状態の関数である。実電力及び無効電力における限界値は関連させることができ、従ってそれら限界値は、一緒に計算されるのが好ましい。
【００２４】
例示的な実施形態では、配電網管理システム９０は、Ｐｅ＿Ｒｅｆ信号７５とＱｅ＿Ｒｅｆ信号８３とを受信する。Ｐｅ＿Ｒｅｆ信号７５及びＱｅ＿Ｒｅｆ信号８３は、高レベル配電網コントローラ又はオペレータのいずれかから送信された定常状態値から導き出される。任意選択的に、１つ又はそれ以上の積分器は、タービン１６がその限界値で作動している場合に実際の電力を追跡するように調整することができるＱｅ＿Ｒｅｆ信号８３及びＰｅ＿Ｒｅｆ信号７５を保持することができる。Ｐｅ＿Ｒｅｆ信号７５は、周波数及び電力制御モジュール７０からのコマンドによって調整することができる。同様に、Ｑｅ＿Ｒｅｆ信号８３は、電圧制御モジュール８０からのコマンドによって調整することができる。
【００２５】
別の例示的な実施形態では、配電網管理システム９０は、高レベル配電網コントローラからＰｅ＿Ｒｅｆ信号７５又はＱｅ＿Ｒｅｆ信号８３を受信しない。むしろ、配電網管理システム９０は、例えば配電網トランスデューサ９２から受信した局所的感知信号により配電網２２を安定させる能力を保持しながら通常状態で圧縮機タービンモータトレーン１０の出力を最大にするようなある所定の公称レベルでタービンを作動させる。出力を最大にする実例の場合、このことは、開示したスキームでは、Ｐｅ＿Ｒｅｆ信号７５をタービン１６の能力よりも高い値に設定することによって達成することができ、その結果タービン制御システム５０は、タービン１６を限界値で連続して作動させることになる。これにより、タービン信号５７が、図４のトルク論理に急速方式で速度コマンドを満たすような駆動トルク５３を強制的に計算させることになり、それによって配電網周波数信号７９に応答して速度を調整するように負荷モジュレータ機能４４を動作させることを可能にする。同様に、無効電力の場合には、Ｑｅ＿Ｒｅｆ信号８３をゼロに設定して、高速電圧レギュレータ機能８４が電圧フィードバック信号８７により配電網２２における外乱に対する迅速な応答を保証するように動作するのを維持しながら、定常状態ポイントを確立することができる。この実施形態では、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０は、高レベル配電網コントローラからＰｅ＿Ｒｅｆ信号７５又はＱｅ＿Ｒｅｆ信号８３を受信せずに配電網２２に安定化をもたらすことができる。
【００２６】
１つのシステムでは、例えば３つの圧縮機タービンモータトレーン１０が配電網２２に接続される。３つの圧縮機タービンモータトレーン１０は各々、１１５ＭＷのタービン１６、９８ＭＷの圧縮機１２及び６０ＭＷのモータ１４を有する。各々４０ＭＷの定格である２つの発電機が、配電網２２に電力を供給する。配電網２２は、４０ＭＷの負荷と５０Ｈｚの公称周波数とを有する。配電網２２は、２つの４０ＭＷ発電機の１つが何らかの内部理由で配電網上に１つのみの４０ＭＷ発電機を残してオフラインになるまで定常状態で作動し続ける。図７は、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０を有する場合と有しない場合との配電網の応答の比較を示す。
【００２７】
図７に示すように、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０有しない場合には、配電網２２の周波数は、急速に低下して配電網２２の崩壊に至る。しかしながら、例示的な実施形態による圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０を使用する場合には、配電網２２の周波数の低下は、数秒以内に４９Ｈｚまで回復されて４８Ｈｚまでに制限される。圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０の応答速度は、配電網を回復させかつ崩壊を回避するのを可能にする。圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０は、発電機がオフラインになった後に数秒以内で対処する。現存の高レベル配電網コントローラは、この回復を達成するほど十分に高速で対処することができない。図７はまた、負荷モジュレータ機能４４に含まれた圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０の応答及び周波数ガバナ機能７２によるタービンに対する燃料流量の増加を示す。ｄＰＣ＿Ｃｍｄ信号７１の変化は、負荷モジュレータ機能４４の起動を示す。
【００２８】
図８は、負荷モジュレータ機能４４を有する場合と有しない場合との圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０の比較を示す。図８に示すように、負荷モジュレータ機能４４を有しない場合には、圧縮機１２の速度は、タービン１６の応答が配電網２２に寄与している間は実質的に一定に保持される。負荷モジュレータ機能４４を有しない場合には、配電網２２の周波数は、負荷モジュレータ機能４４を有する場合における４８Ｈｚの周波数までの低下と比較して、４６Ｈｚ以下まで低下する。配電網２２の周波数におけるこの付加的な低下は、配電網２２の崩壊につながる可能性がある。
【００２９】
単一の配電網２２に対して１つ又はそれ以上の圧縮機タービンモータトレーン１０を接続することができることが分かるであろう。圧縮機タービンモータトレーン１０は、圧縮機タービンモータトレーン制御システム３０を完全に又は部分的に共有することができる。例示的な実施形態では、圧縮機タービンモータトレーン１０は、単一の配電網管理システム９０を共有することができ、各圧縮機タービンモータトレーン１０は、圧縮機制御システム４０、タービン制御システム５０及び駆動制御システム６０を有することができる。
【００３０】
例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の技術的範囲から逸脱せずに様々な変更を加えることができまた本発明の要素を均等物で置き換えることができることは当業者には解るであろう。さらに、本発明の本質的技術的範囲から逸脱せずに特定の状況又は物的要素を本発明の教示に適合させるように多くの修正を加えることができる。従って、本発明は本発明を実施するのに考えられる最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲内に属するすべての実施形態を含むことになることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】圧縮機タービンモータトレーンの構成のブロック図。
【図２】圧縮機タービンモータトレーン制御システムの例示的な実施形態の制御図。
【図３】タービン制御システムの例示的な実施形態のブロック図。
【図４】駆動トルク論理制御モジュールの例示的な実施形態のブロック図。
【図５】周波数及び電圧制御モジュールの例示的な実施形態のブロック図。
【図６】電圧制御モジュールの例示的な実施形態のブロック図。
【図７】図２に示す制御システムを有する場合と有しない場合との圧縮機タービンモータトレーンに対応する波形セットの実例。
【図８】負荷モジュレータ機能を供えた場合と供えない場合との図２に示す制御システムを有する圧縮機タービンモータトレーンに対応する波形セットの実例。
【符号の説明】
【００３２】
１０  圧縮機タービンモータトレーン
１２  圧縮機
１４  モータ
１６  タービン
１８  駆動装置
２０  シャフト
２２  配電網
【図１】
2006207590.tif 000003
【図２】
2006207590.tif 000004
【図３】
2006207590.tif 000005
【図４】
2006207590.tif 000006
【図５】
2006207590.tif 000007
【図６】
2006207590.tif 000008
【図７】
2006207590.tif 000009
【図８】
2006207590.tif 000010