(57)【要約】【課題】タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができるようにする。【解決手段】ガスタービン制御装置が、ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度を推定する第一推定部と、前記ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度を推定する第二推定部と、前記第二温度に基づいて前記第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する補正部と、を備える。【選択図】図３
2018135859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度を推定する第一推定部と、
前記ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度を推定する第二推定部と、
前記第二温度に基づいて前記第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する補正部と、
を備えるガスタービン制御装置。
【請求項２】
前記第一推定部は、燃焼器における熱収支を示す前記第一モデルに基づいて前記第一温度を推定し、
前記第二推定部は、前記ガスタービンの排ガス温度を用いたヒートバランスを示す前記第二モデルに基づいて前記第二温度を推定し、
前記補正部は、前記第一温度と前記第二温度との割合に基づいて決定された補正係数を用いて前記第一温度を補正する、
請求項１に記載のガスタービン制御装置。
【請求項３】
前記第一モデルへの入力となる推定値のうち少なくとも１つに対して、前記第二モデルを用いた計算で得られた推定値を用いた補正を行う入力値補正部を備える、
請求項１または請求項２に記載のガスタービン制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のガスタービン制御装置を備えるガスタービンプラント。
【請求項５】
ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度を推定し、
前記ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度を推定し、
前記第二温度に基づいて前記第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する、
ガスタービン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン制御装置、ガスタービンプラントおよびガスタービン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの制御にタービン入口温度を用いる場合がある。これに対し、ガスタービンの入口が高温になり、タービン入口温度を高精度に実測することが困難な場合がある。そこで、タービン入口温度を推定するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ガスタービンの燃焼器における熱収支に基づいてタービン入口温度を推定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼器における熱収支に基づいてタービン入口温度を推定することで、過渡期における応答性を確保することができる。さらに、タービン入口温度の推定精度を高めることができれば、ガスタービンの制御の精度を高めることができる。
【０００５】
本発明は、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる、ガスタービン制御装置、ガスタービンプラントおよびガスタービン制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、ガスタービン制御装置は、ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度を推定する第一推定部と、前記ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度を推定する第二推定部と、前記第二温度に基づいて前記第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する補正部と、を備える。
【０００７】
前記第一推定部は、燃焼器における熱収支を示す前記第一モデルに基づいて前記第一温度を推定し、前記第二推定部は、前記ガスタービンの排ガス温度を用いたヒートバランスを示す前記第二モデルに基づいて前記第二温度を推定し、前記補正部は、前記第一温度と前記第二温度との割合に基づいて決定された補正係数を用いて前記第一温度を補正するようにしてもよい。
【０００８】
前記第一モデルへの入力となる推定値のうち少なくとも１つに対して、前記第二モデルを用いた計算で得られた推定値を用いた補正を行う入力値補正部を備えるようにしてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、ガスタービンプラントは、前記した何れかのガスタービン制御装置を備える。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、ガスタービン制御方法では、ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度を推定し、前記ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度を推定し、前記第二温度に基づいて前記第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する。
【発明の効果】
【００１１】
上記したガスタービン制御装置、ガスタービンプラントおよびガスタービン制御方法によれば、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係るガスタービンプラントの機能構成を示す概略ブロック図である。
【図２】プラント本体の構成を示す概略構成図である。
【図３】ガスタービン制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図４】発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の第一例を示すグラフである。
【図５】発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定の第二例を示すグラフである。
【図６】関数ＬＡＧの値の例を示すグラフである。
【図７】ガスタービン制御装置がタービン入口温度推定値を求める処理手順の例を示す図である。
【図８】第二実施形態に係るガスタービン制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図９】ガスタービン制御装置がタービン入口温度推定値を求める処理手順の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るガスタービンプラントの機能構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、ガスタービンプラント１は、プラント本体１００と、ガスタービン制御装置２００とを備える。
以下では、ガスタービンプラント１がガスタービン発電プラントである場合を例に説明する。但し、ガスタービンプラント１は、ガスタービン発電プラントに限らず、ガスタービンを備えたプラントであればよい。
プラント本体１００は、ガスタービン制御装置２００の制御に従って動作して回転力を生成し、生成した回転力で発電を行う。
【００１５】
図２は、プラント本体１００の構成を示す概略構成図である。図２の例で、プラント本体１００は、ガスタービン１１０と、発電機１２０とを備える。ガスタービン１１０は、入口案内翼１１１と、圧縮機１１２と、車室１１３と、燃焼器１１４と、タービン１１５と、回転軸１１６とを備える。
ガスタービン１１０は、燃料ガスを燃焼させて回転力を生成する。
圧縮機１１２は、空気（大気）を取り込んで圧縮する。圧縮機１１２による圧縮空気は車室１１３を経由して燃焼器１１４へ流入する。圧縮機１１２の空気吸入口には入口案内翼１１１が設けられている。入口案内翼１１１は、ガスタービン制御装置２００の制御に従って入口案内翼１１１自らの翼開度を調整することで、圧縮機１１２への吸気量を調整する。
【００１６】
燃焼器１１４は、燃料供給ラインから供給される燃料ガスと、圧縮機１１２からの圧縮空気とを混合させて燃焼させる。燃焼によって生じた燃焼ガスがタービン１１５へ流入し、タービン１１５の翼に当たってタービン１１５を回転させる。
タービン１１５と圧縮機１１２と発電機１２０とは回転軸１１６によって接続されている。回転軸１１６がタービン１１５から圧縮機１１２へ回転力を伝達し、圧縮機１１２は、タービン１１５からの回転力で空気の圧縮を行う。また、回転軸１１６がタービン１１５から発電機１２０で回転力を伝達し、発電機１２０は、タービン１１５からの回転力で発電する。
【００１７】
ガスタービン制御装置２００は、プラント本体１００を制御する。特に、ガスタービン制御装置２００は、タービン入口温度推定値をリアルタイムで求め、得られた推定値に基づいてガスタービン１１０を制御する。ここでいうタービン入口温度は、タービン１１５の燃焼ガス入口における温度である。
ガスタービン制御装置２００は、例えばＥＷＳ（Engineering WorkStation）又はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて構成される。
【００１８】
図３は、ガスタービン制御装置２００の機能構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように、ガスタービン制御装置２００は、通信部２１０と、操作入力部２２０と、表示部２３０と、記憶部２８０と、制御部２９０とを備える。制御部２９０は、第一推定部２９１と、第二推定部２９２と、補正部２９３とを備える。
通信部２１０は、他の機器と通信を行う。特に、通信部２１０は、プラント本体１００に設けられた各センサからセンサデータを受信する。また、通信部２１０は、プラント本体１００の各部に対して制御信号を送信する。
【００１９】
操作入力部２２０は、例えば操作盤又はキーボード、或いはこれらの組み合わせ等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。
表示部２３０は、例えば表示盤又は液晶パネル等の表示画面、或いはこれらの組み合わせ等の表示装置を備え、各種情報を表示する。
記憶部２８０は、ガスタービン制御装置２００が備える記憶デバイスを用いて構成され、各種情報を記憶する。
【００２０】
制御部２９０は、ガスタービン制御装置２００の各部を制御して各種機能を実行する。制御部２９０は、例えばガスタービン制御装置２００が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、記憶部２８０からプログラムを読み出して実行することで構成される。
第一推定部２９１は、第一温度を推定する。ここでいう第一温度は、第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である。ここでいう第一モデルは、ガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルである。ここでいうガスタービンへの燃料流量を用いた物理モデルとは、ガスタービンへの燃料流量の入力を受けて物理量を計算するモデルである。第一モデルとして公知のモデルを用いることができる。
ガスタービン制御装置２００における物理モデルのデータ形式は、特定の形式に限定されない。例えば、物理モデルが関数又は方程式など数式の形で示されていてもよいし、入力と出力との対応関係を示す表形式で示されていてもよい。
【００２１】
燃料流量の変化とタービン入口温度の変化との関係は、燃料流量の変化に応じてタービン入口温度が変化する関係にある。具体的には、燃料流量の変化に応じて、燃料を燃焼して得られた燃焼ガスの流量又は温度が変化し、燃焼ガスで温められるタービン入口の温度が変化する。従って、第一推定部２９１がガスタービン１１０への燃料流量を用いてタービン入口温度を推定することで、燃料流量の変化に対するタービン入口温度の変化を遅れ無く推定することができる。この点で、第一推定部２９１が推定する第一温度は、ガスタービンの状態が変化する過渡時の応答性が良い。
第一推定部２９１が、第一モデルとして、燃焼器における熱収支を示す物理モデルを用いるようにしてもよい。例えば、第一推定部２９１が、特開２００５−２４０６０８号公報に記載の式（１）で示されるモデルを用いるようにしてもよい。
【００２２】
【数１】
2018135859.tif 000003
【００２３】
ここで、ｃＰ４は、燃焼ガス比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ℃］を示す。
Ｖｃｂは、タービンの車室〜尾筒の容積［ｍ３］を示す。
γ４は、燃焼ガス比重［ｋｇ／ｍ３］を示す。
Ｔ４は、推定対象であるタービン入口温度［℃］を示す。
ｔは、時間［ｓｅｃ］を示す。
ｃＰｆは、燃料比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ℃］を示す。
Ｇ’ｆは、遅れ補償された燃料流量計測値［ｋｇ／ｓ］を示す。
Ｔ’ｆは、遅れ補償された燃料温度計測値［℃］を示す。
ｃＰ３は、車室比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ℃］を示す。
Ｇ’３は、遅れ補償された燃焼器流入空気流量計測値［ｋｇ／ｓ］を示す。Ｇ’３として計算値を用いるようにしてもよい。
Ｔ’３は、遅れ補償された車室温度計測値［℃］を示す。
ηは、燃焼器の熱効率［ｋｃａｌ／ｋｇ］を示す。
Ｈｆは、発熱量［ｋｃａｌ／ｋｇ］を示す。
Ｇ’４は、遅れ補償されたタービン入口燃焼ガス流量［ｋｇ／ｓ］を示す。Ｇ’４＝Ｇ’３＋Ｇ’ｆである。
η及びＶｃｂは設計値であり、設計段階で算出される。
【００２４】
第二推定部２９２は、第二温度を推定する。ここでいう第二温度は、第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である。ここでいう第二モデルは、ガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルである。ここでいうガスタービンの排ガス温度を用いた物理モデルは、ガスタービンの排ガス温度の入力を受けて物理量を計算するモデルである。第二モデルとして公知のモデルを用いることができる。
【００２５】
排ガス温度は、燃焼ガスがタービンを経由し排ガスとしてタービンから放出される際の温度である。従って、タービン入口温度と排ガス温度とは、それぞれタービンの入口と出口とにおける燃焼ガスの温度であり強い相関性を有している。第二推定部２９２が排ガス温度に基づいてタービン入口温度を推定することで、タービン入口温度（第二温度）を高精度に推定し得る。特に、ガスタービンの状態が一定である静定時において、第二温度の方が第一温度よりも精度が高い。
【００２６】
一方、タービン入口温度がタービンを経由する前の燃焼ガスの温度であるのに対し、排ガス温度がタービンを経由した後の燃焼ガスの温度であることから、排ガス温度は、タービン入口温度の変化に遅れて変化する。さらに、一般に、温度センサによる温度計測の際に遅れが生じる。特に、排ガス温度を精度よく測定しようとすると計測遅れが大きいことが考えられる。このため、第二推定部２９２が推定する第二温度よりも、第一推定部２９１が推定する第一温度のほうが、ガスタービンの状態が変化する過渡時の応答性が良い。
【００２７】
第二推定部２９２が、第二モデルとして、ガスタービンの排ガス温度を用いたヒートバランスを示すモデルを用いるようにしてもよい。以下、式（２）〜式（８）を参照して、第二推定部２９２が用いる第二モデルの例について説明する。
ここで、タービンの仕事Ｗｔは、式（２）のように示される。
【００２８】
【数２】
2018135859.tif 000004
【００２９】
ここで、ΔＨは、タービンでの熱落差（エンタルピー差）を示す。Ｇｔは、タービン通過流量（タービンを通過する燃焼ガスの流量）を示す。
タービンでの熱落差ΔＨは、式（３）のように示される。
【００３０】
【数３】
2018135859.tif 000005
【００３１】
ここで、Ｈ１Ｔは、タービン入口のエンタルピーを示す。Ｈ２Ｔは、タービン出口のエンタルピーを示す。
式（２）及び式（３）から、式（４）を得られる。
【００３２】
【数４】
2018135859.tif 000006
【００３３】
式（４）は、式（５）のように変形できる。
【００３４】
【数５】
2018135859.tif 000007
【００３５】
また、エンタルピーを温度に変換する関係式を用いると、タービン入口温度推定値である第二温度Ｔ１Ｔｔは、式（６）のように示される。
【００３６】
【数６】
2018135859.tif 000008
【００３７】
ここでの関数ｆは、物性で決まる関数である。例えば、記憶部２８０が関数ｆを予め記憶しておく。
式（５）及び式（６）より、式（７）を得られる。
【００３８】
【数７】
2018135859.tif 000009
【００３９】
第二推定部２９２が、式（７）で示されるモデルを第二モデルとして用いるようにしてもよい。この場合、第二推定部２９２は、式（８）に基づいて発電機出力Ｐｅからタービンの仕事Ｗｔを算出する。
【００４０】
【数８】
2018135859.tif 000010
【００４１】
ここで、Ｗｃは、圧縮機の仕事を示す、ＷＬＯＳＳは、機械的な損失（メカロス）を示す。第二推定部２９２は、Ｗｃの値及びＷＬＯＳＳの値を計算にて取得する。
また、第二推定部２９２が、式（７）のタービン通過流量Ｇｔとして測定値を用いるようにしてもよいし計算値を用いるようにしてもよい。また、第二推定部２９２は、タービン出口のエンタルピーＨ２Ｔを公知のエンタルピー算出方法に基づいて算出する。
【００４２】
補正部２９３は、第二温度に基づいて第一温度を補正してタービン入口温度推定値を算出する。
補正部２９３が、第一温度と第二温度との割合に基づいて決定された補正係数を用いて第一温度を補正するようにしてもよい。例えば、補正部２９３が、式（９）に基づいて補正係数Ｘを算出するようにしてもよい。
【００４３】
【数９】
2018135859.tif 000011
【００４４】
ここで、αは、０＜α≦１の定数で示される調整係数である。調整係数αの値は、例えば操作者が操作入力部２２０を用いて行う入力操作に従って設定される。
Ｔ１Ｔｔは、第二温度を示す。Ｔ１Ｔｆは、第一温度を示す。
Ｘ’は、補正係数Ｘの過去値を示す。例えば、１演算周期前の補正係数Ｘの値をＸ’の値として用いるようにしてもよい。
式（９）の「Ｔ１Ｔｔ／Ｔ１Ｔｆ」に示されるように、補正係数Ｘは、第一温度と第二温度との割合に基づいて決定された補正係数の例に該当する。
補正部２９３は、式（１０）に示されるように、補正係数Ｘを用いて第一温度を補正する。
【００４５】
【数１０】
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【００４６】
ここで、Ｔ１Ｔｅは、タービン入口温度推定値を示す。
式（１０）の「Ｘ」に式（９）を代入すると、式（１１）のように示される。
【００４７】
【数１１】
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【００４８】
式（１１）では、第一温度Ｔ１Ｔｆ、第二温度Ｔ１Ｔｔそれぞれに係数を乗算して重み付けを行い、これらの値を合計している。
ガスタービンの状態が変化する過渡時には、第一温度Ｔ１Ｔｆの項（「（１−α）×Ｘ’×Ｔ１ｔｆ」）によって第二温度Ｔ１Ｔｔのみの場合よりも応答性の良いタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを得られる。
また、ガスタービンの状態が一定である静定時には、第二温度Ｔ１Ｔｔの項（「α××Ｔ１ｔｔ」）によって第一温度Ｔ１Ｔｆのみの場合よりも精度の高いタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを得られる。
【００４９】
また、補正部２９３が、第一温度Ｔ１Ｔｆを補正することで、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに第二温度Ｔ１Ｔｔを反映させるので、静定時と過渡時とで処理を切り替える必要がない。これにより、処理の切替に伴う推定値の急変を回避することができる。また、静定時か過渡時かの判定を行う必要がない点、および、処理の切替を行う必要がない点で、制御部２９０の負荷が軽くて済む。
【００５０】
ここで、図４及び図５を参照して、ガスタービン制御装置２００によるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの精度について、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づく推定の場合との比較で説明する。
図４は、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の第一例を示すグラフである。図４では、タービン負荷上昇時における発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の例を示している。
図４の横軸は時間を示す。縦軸は、温度を示す。
【００５１】
線Ｌ１１は、タービン入口温度の実際値の例を示す。線Ｌ１２は、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の例を示す。発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度の推定として、例えば、ＧＴ出力計測値、大気温度計測値、及び、ＩＧＶ開度指令値をヒートバランスデータに適用してタービン入口温度推定値を求めることが考えられる。
【００５２】
タービンに流入した燃焼ガスがタービンの動翼に当たって動翼及び回転軸を回転させ、回転軸によって発電機に伝達された回転力によって発電機が発電する。このため、タービン入口温度が変化してから発電機出力が変化するまでには、回転軸等の慣性による遅れなどの遅れが生じる。従って、図４の例のように、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度の推定では、タービン入口温度の推定値の変化が実際値の変化に対して遅れる。
これに対し、上記のようにガスタービン制御装置２００では、燃料流量に基づく第一温度Ｔ１Ｔｆをタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映させることで、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づいてタービン入口温度を推定する場合よりも高い応答性を得られる。この点で、ガスタービン制御装置２００では、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度の推定の場合よりも、過渡時においても高精度にタービン入口温度を推定することができる。
【００５３】
図５は、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定の第二例を示すグラフである。図５では、タービン負荷降下時における発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の例を示している。
図５の横軸は時間を示す。縦軸は、温度を示す。
線Ｌ２１は、タービン入口温度の実際値の例を示す。線Ｌ２２は、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値の例を示す。
【００５４】
発電機出力が変化する際、電力系統との関係により発電機出力が振動する場合がある。これにより、図５の例のように、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度推定値が振動することが考えられる。一方、この振動は発電機と電力系統との関係によるものであり、図５の例のようにタービン入口温度は振動せずに変化していることが考えられる。
実際のタービン入口温度と大きく異なるタービン入口温度推定値を用いてガスタービンの制御を行った場合、失火によるトリップや、燃焼振動による燃焼器の損傷などが生じる可能性がある。
【００５５】
これに対し、上記のようにガスタービン制御装置２００では、燃料流量に基づく第一温度Ｔ１Ｔｆをタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映させることで、発電機出力の振動による影響を回避又は低減させることができる。この点で、ガスタービン制御装置２００では、発電機出力を用いたヒートバランスモデルに基づくタービン入口温度の推定の場合よりも、過渡時においても高精度にタービン入口温度を推定することができる。
【００５６】
なお、補正部２９３が行う補正は、式（１０）及び式（１１）に示されるものに限らない。補正部２９３が行う補正として、第一温度に基づいて過渡時の応答性を確保し、第二温度に基づいて静定時の精度を得られるいろいろな補正を用いることができる。
例えば、補正部２９３が式（１２）に基づいてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定するようにしてもよい。
【００５７】
【数１２】
2018135859.tif 000014
【００５８】
ここで、ＬＡＧは、一次遅れ要素を示す関数である。
図６は、関数ＬＡＧの値の例を示すグラフである。図６は、関数ＬＡＧへの入力値が時間に関して一定である場合の、関数ＬＡＧの値を示している。
図６の例のように、関数ＬＡＧの出力値は時間経過に応じて入力値に近づいていく。なお、式（１２）において、関数ＬＡＧに代えて、時間経過に応じて出力値が入力値に近づく他の関数を用いるようにしてもよい。後述する式（１３）についても同様である。
【００５９】
式（１２）では、静定時には関数ＬＡＧの値が第一温度Ｔ１Ｔｆとなり、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅは、第二温度Ｔ１Ｔｔと等しくなる。これにより、静定時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅをより高精度に推定することができる。
また、式（１２）では、過渡時には、関数ＬＡＧの値の変化に遅れが生じ、第一温度Ｔ１Ｔｆの変化がタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映される。これにより、過渡時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの応答性を確保できる。
このように、補正部２９３が式（１２）を用いてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定することで、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【００６０】
或いは、補正部２９３が式（１３）に基づいてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定するようにしてもよい。
【００６１】
【数１３】
2018135859.tif 000015
【００６２】
式（１３）では、静定時には関数ＬＡＧの値が第一温度Ｔ１Ｔｆとなり、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅは、第二温度Ｔ１Ｔｔと等しくなる。これにより、静定時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅをより高精度に推定することができる。
また、式（１３）では、過渡時には、関数ＬＡＧの値の変化に遅れが生じ、第一温度Ｔ１Ｔｆの変化がタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映される。これにより、過渡時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの応答性を確保できる。
このように、補正部２９３が式（１３）を用いてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定することで、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【００６３】
或いは、補正部２９３が式（１４）に基づいてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定するようにしてもよい。
【００６４】
【数１４】
2018135859.tif 000016
【００６５】
式（１４）では、静定時には、関数ＬＡＧの値が第二温度Ｔ１Ｔｔから第一温度Ｔ１Ｔｆを減算した値（「Ｔ１Ｔｔ−Ｔ１Ｔｆ」）となり、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅは、第二温度Ｔ１Ｔｔと等しくなる。これにより、静定時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅをより高精度に推定することができる。
また、式（１４）では、過渡時には、関数ＬＡＧの値の変化に遅れが生じ、第一温度Ｔ１Ｔｆの変化がタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映される。これにより、過渡時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの応答性を確保できる。
このように、補正部２９３が式（１４）を用いてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定することで、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【００６６】
或いは、補正部２９３が式（１５）に基づいてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定するようにしてもよい。
【００６７】
【数１５】
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【００６８】
式（１５）の「ＬＡＧ（Ｔ１Ｔｔ／Ｔ１Ｔｆ）は、第一温度と第二温度との割合に基づいて決定された補正係数の例に該当する。
式（１５）では、静定時には、関数ＬＡＧの値が第二温度Ｔ１Ｔｔを第一温度Ｔ１Ｔｆで除算した値（「Ｔ１Ｔｔ／Ｔ１Ｔｆ」）となり、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅは、第二温度Ｔ１Ｔｔと等しくなる。これにより、静定時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅをより高精度に推定することができる。
また、式（１５）では、過渡時には、関数ＬＡＧの値の変化に遅れが生じ、第一温度Ｔ１Ｔｆの変化がタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに反映される。これにより、過渡時におけるタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの応答性を確保できる。
このように、補正部２９３が式（１５）を用いてタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを推定することで、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【００６９】
次に、図７を参照してガスタービン制御装置２００の動作について説明する。図７は、ガスタービン制御装置２００がタービン入口温度推定値を求める処理手順の例を示す図である。ガスタービン制御装置２００は、例えば所定周期毎に図７の処理を繰り返す。
図７の例で、第一推定部２９１は、第一モデルを用いて第一温度を算出する（ステップＳ１１１）。また、第二推定部２９２は、第二モデルを用いて第二温度を算出する（ステップＳ１２１）。第一推定部２９１及び第二推定部２９２が、ステップＳ１１１における処理とステップＳ１２１における処理とを並列実行するようにしてもよいし、逐次的に実行するようにしてもよい。
補正部２９３は、ステップＳ１１１で得られた第一温度を、ステップＳ１２１で得られた第二温度に基づいて補正する（ステップＳ１３１）。
ステップＳ１３１の後、図７の処理を終了する。
【００７０】
以上のように、第一推定部２９１は、ガスタービン１１０への燃料流量を用いた物理モデルである第一モデルに基づくタービン入口温度推定値である第一温度Ｔ１Ｔｆを推定する。第二推定部２９２は、ガスタービン１１０の排ガス温度を用いた物理モデルである第二モデルに基づくタービン入口温度推定値である第二温度Ｔ１Ｔｔを推定する。補正部２９３は、第二温度に基づいて第一温度を補正してタービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを算出する。
ガスタービン制御装置２００では、燃料流量に基づく第一温度Ｔ１Ｔｆを用いる点で、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅの応答性を確保できる。また、ガスタービン制御装置２００では、排ガス温度に基づく第二温度Ｔ１Ｔｔを用いる点で、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅを高精度に推定することができる。
このように、ガスタービン制御装置２００によれば、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。
【００７１】
また、補正部２９３が、第一温度Ｔ１Ｔｆを補正することで、タービン入口温度推定値Ｔ１Ｔｅに第二温度Ｔ１Ｔｔを反映させるので、静定時と過渡時とで処理を切り替える必要がない。これにより、処理の切替に伴う推定値の急変を回避することができる。また、静定時か過渡時かの判定を行う必要がない点、および、処理の切替を行う必要がない点で、制御部２９０の負荷が軽くて済む。
【００７２】
例えば、第一推定部２９１は、燃焼器１１４における熱収支を示す第一モデルに基づいて第一温度を推定する。第二推定部２９２は、タービン１１５の排ガス温度を用いたヒートバランスを示す第二モデルに基づいて第二温度を推定する。補正部２９３は、補正部は、第一温度と第二温度との割合に基づいて決定された補正係数を用いて第一温度を補正する。
これにより、ガスタービン制御装置２００によれば、上記のように、タービン入口温度の推定について応答性を確保し、かつ、推定精度を高めることができる。また、ガスタービン制御装置２００によれば、上記のように、静定時と過渡時とで処理を切り替える必要がなく、処理の切替に伴う推定値の急変を回避することができる。また、静定時か過渡時かの判定を行う必要がない点、および、処理の切替を行う必要がない点で、制御部２９０の負荷が軽くて済む。
【００７３】
＜第二実施形態＞
ガスタービン制御装置が、第一モデルへの入力となる推定値に対して補正を行うようにしてもよい。第二実施形態ではこの点について説明する。
図８は、第二実施形態に係るガスタービン制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように、ガスタービン制御装置３００は、通信部２１０と、操作入力部２２０と、表示部２３０と、記憶部２８０と、制御部３９０とを備える。制御部３９０は、第一推定部２９１と、第二推定部２９２と、補正部２９３と、入力値補正部３９４とを備える。
図８の各部のうち、図３の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号（２１０、２２０、２３０、２８０、２９１、２９２、２９３）を付して説明を省略する。ガスタービン制御装置３００は、制御装置３９０が、入力値補正部３９４を備える点でガスタービン制御装置２００の場合と異なる。それ以外は、ガスタービン制御装置２００の場合と同様である。図１の構成で、ガスタービン制御装置２００に代えてガスタービン制御装置３００を用いることができる。
【００７４】
入力値補正部３９４は、第一モデルへの入力となる推定値のうち少なくとも１つに対して、第二モデルを用いた計算で得られた推定値を用いた補正を行う。
ここで、第一モデルへの入力となる値のうち、燃料流量及び空気流量など計算で求める値は、実際の値に対して誤差を含んでいる可能性がある。タービン入口温度の場合と同様、これら第一モデルへの入力についても、静定時に関しては第二モデルの計算過程で得られる値がより精度が高いと考えられる。
そこで、入力値補正部３９４は、タービン入口温度の補正について説明したのと同様、第一モデルへの入力となる値についても、第二モデルの計算過程で得られる値を静定時に関して反映させる補正を行う。
これにより、ガスタービン制御装置３００では、タービン入口温度の推定精度を更に高めることができる。
【００７５】
次に、図９を参照してガスタービン制御装置３００の動作について説明する。図９は、ガスタービン制御装置３００がタービン入口温度推定値を求める処理手順の例を示す図である。ガスタービン制御装置３００は、例えば所定周期毎に図７の処理を繰り返す。
図９の例で、入力値補正部３９４は、第一モデルへの入力となる推定値のうち少なくとも１つに対して、第二モデルを用いた計算で得られた推定値を用いた補正を行う（ステップＳ２１１）。
ステップＳ２１２、Ｓ２２１、Ｓ２３１は、それぞれ図７のステップＳ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１３１と同様である。
ステップＳ２３１の後、図９の処理を終了する。
【００７６】
以上のように、入力値補正部３９４は、第一モデルへの入力となる推定値のうち少なくとも１つに対して、第二モデルを用いた計算で得られた推定値を用いた補正を行う。
これにより、ガスタービン制御装置３００では、タービン入口温度の推定精度を更に高めることができる。
【００７７】
なお、第一実施形態、第二実施形態のいずれにおいても、第一推定部２９１の処理を行うコンピュータと、第二推定部２９２の処理を行うコンピュータとは、同一のコンピュータであってもよいし、別々のコンピュータであってもよい。
ここで、第一モデルを用いた第一温度の計算は、繰り返し計算を必要とせず処理負荷が比較的軽いことが期待される。
【００７８】
一方、第二モデルを用いた第二温度の計算の場合、繰り返し計算が含まれて処理負荷が比較的重いことが考えられる。このため、一般的な制御装置を用いて第二推定部２９２の処理を実行した場合、制御周期内に計算が終わらない可能性がある。
そこで、制御装置とは別に第二推定部２９２の処理を実行するためのコンピュータを用意し、このコンピュータが計算する第二温度を補正部２９３に取り込むようにしてもよい。
【００７９】
なお、制御部２９０又は３９０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１  ガスタービンプラント
１００  プラント本体
１１０  ガスタービン
１１１  入口案内翼
１１２  圧縮機
１１３  車室
１１４  燃焼器
１１５  タービン
１１６  回転軸
１２０  発電機
２００、３００  ガスタービン制御装置
２１０  通信部
２２０  操作入力部
２３０  表示部
２８０  記憶部
２９０、３９０  制御部
２９１  第一推定部
２９２  第二推定部
２９３  補正部
３９４  入力値補正部
【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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【図９】
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