(57)【要約】【課題】負荷降下時にガスタービン出力を所定の目標値に整定することができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時におけるガスタービンの目標出力を算出し、算出したガスタービンの目標出力に基づいて、ガスタービンの排ガスエネルギーを算出し、算出した排ガスエネルギーに基づいて、負荷降下時における蒸気タービンの出力を推定し、ガスタービンの目標出力に蒸気タービンの出力推定値を加算して負荷降下時におけるコンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出するガスタービン目標出力算出部と、
前記ガスタービン目標出力算出部が算出した前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出する排ガスエネルギー算出部と、
前記排ガスエネルギー算出部が算出した前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定する蒸気タービン出力推定部と、
前記ガスタービンの目標出力と前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出する発電プラント目標出力算出部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力と実際の出力の偏差に基づくフィードバック制御により、前記ガスタービンの出力を制御するガスタービン出力制御部と、
前記ガスタービンの目標出力に基づいて、前記負荷降下時における前記ガスタービンの出力の下限値を設定するガスタービン出力下限値設定部と、
をさらに備える請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ガスタービン出力制御部は、前記フィードバック制御によって算出した出力制御指令値に基づいて前記ガスタービンの出力制御を行い、
前記ガスタービン出力下限値設定部は、前記ガスタービンの出力の下限値に対応する前記出力制御指令値の下限値を算出する、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記ガスタービン出力下限値設定部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記出力制御指令値の補正を行う、
請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記排ガスエネルギー算出部は、
前記ガスタービンの前記目標出力と、前記ガスタービンの圧縮機が吸入する大気流量と、大気温度とに基づいて排ガス流量を算出し、
前記ガスタービンの前記目標出力と、前記大気流量と、前記大気温度とに基づいて排ガスエンタルピーを算出し、
前記排ガス流量と前記排ガスエンタルピーとに基づいて前記排ガスエネルギーを算出する、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記排ガスエネルギー算出部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記排ガス流量を補正する、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記排ガスエネルギー算出部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記排ガスエンタルピーを補正する、請求項５または請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの出力の低下速度が、５％毎分以上である、
請求項１から請求項７の何れか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
圧縮機と、
燃焼器と、
タービンと、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の制御装置と、
を備えたガスタービン。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスタービンと、
蒸気タービンと、
発電機と、
を備えたコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１１】
ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出するステップと、
算出した前記ガスタービンの前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出するステップと、
算出した前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定するステップと、
前記ガスタービンの前記目標出力に前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出するステップと、
を有する制御方法。
【請求項１２】
ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントを制御するコンピュータを、
前記コンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出する手段、
算出された前記ガスタービンの前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出する手段、
算出された前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定する手段、
前記ガスタービンの前記目標出力に前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出する手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ガスタービン、コンバインドサイクル発電プラント、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンと蒸気タービンとを用いたコンバインドサイクル発電プラントの様々な制御方法が提案されている。例えば、特許文献１には、コンバインドサイクル発電プラントにおけるガスタービンの制御方法について、発電機の全出力と蒸気タービン出力との差に基づいて算出されたガスタービン出力による全出力への寄与を表す信号と、ガスタービンの実際の回転速度とその基準速度との誤差に基づく信号とに比例応答するようにガスタービンへの燃料流量を決定する制御方法が開示されている。
【０００３】
コンバインドサイクル発電プラントにおいて、急激に負荷を降下する制御を行う場合がある。このような負荷降下制御の一例を図１５に示す。まず、発電プラントの制御装置は、タービン入口温度の目標値である目標Ｔ１Ｔに基づいて、ガスタービン出力の目標値である目標ＧＴ出力を算出する。一方、蒸気タービンの出力については、制御装置は、負荷降下制御の開始時における蒸気タービン出力であるＳＴ出力を算出する。そして、制御装置は、目標ＧＴ出力とＳＴ出力の合計を、コンバインドサイクル発電プラントの目標出力である目標ＣＣ出力として設定する。制御装置は、発電プラントの実際の出力が、この目標ＣＣ出力となるように制御を行う。なお、図１５において、ＣＣはコンバインドサイクル発電プラント、ＧＴはガスタービン、ＳＴは蒸気タービンを意味している。以下参照する他の図についても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平８−５０９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、蒸気タービンの排熱回収ボイラーの熱容量は大きく、急激に負荷を降下させるような場合、蒸気タービンの出力応答は遅れがちになる。すると、発電プラントの出力が目標ＣＣ出力に至った後も、ガスタービンからの排ガスエネルギーの低下に伴い、蒸気タービンの出力は低下し続ける。この様子を図１６に示す。図１６において、グラフＬ１はＣＣ出力、グラフＬ２は目標ＣＣ出力、グラフＬ３はＧＴ出力、グラフＣＵ、ＣＬはそれぞれ負荷降下制御時のＧＴ出力に対して設定された上限値と下限値、グラフＬ４はＳＴ出力を示す。図示するようにＣＣ出力は時刻ｔ１に目標ＣＣ出力に到達する。ガスタービンの出力は時刻ｔ０にグラフＣＵ、ＣＬで規定される許容範囲内に到達する。蒸気タービンの出力が変化しなければ、目標ＣＣ出力を維持しつつ、ガスタービンの出力も許容範囲内に制御することができるが、上記のとおり蒸気タービンの出力応答は遅れるため、グラフＬ４が示すように蒸気タービンの出力は徐々に低下する。すると、制御装置は、蒸気タービンの出力低下を補償するために、ガスタービン出力を上昇させて目標ＣＣ出力を維持する。すると、時刻ｔ２以降、グラフＬ３が示すＧＴ出力は、グラフＣＵが示す許容範囲の上限値を超えてしまう。
【０００６】
このような許容範囲からの逸脱に対して、ガスタービンの出力が許容範囲内となるように、運転員が調整を行うことがある。しかし、調整が不調な場合、機器の破損、それに伴う発電プラントの停止などを招くおそれがある。このように従来の負荷降下制御では、蒸気タービン出力の応答遅れの影響を受け、ガスタービン出力を所定の許容範囲内に制御できない場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、ガスタービン、コンバインドサイクル発電プラント、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、制御装置は、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出するガスタービン目標出力算出部と、前記ガスタービン目標出力算出部が算出した前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出する排ガスエネルギー算出部と、前記排ガスエネルギー算出部が算出した前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定する蒸気タービン出力推定部と、前記ガスタービンの目標出力と前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出する発電プラント目標出力算出部と、を備える。
【０００９】
また、本発明の第２の態様によれば、前記制御装置は、前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力と実際の出力の偏差に基づくフィードバック制御により、前記ガスタービンの出力を制御するガスタービン出力制御部と、前記ガスタービンの目標出力に基づいて、前記負荷降下時における前記ガスタービンの出力の下限値を設定するガスタービン出力下限値設定部と、をさらに備える。
【００１０】
また、本発明の第３の態様によれば、前記ガスタービン出力制御部は、前記フィードバック制御によって算出した出力制御指令値に基づいて前記ガスタービンの出力制御を行い、前記ガスタービン出力下限値設定部は、前記ガスタービンの出力の下限値に対応する前記出力制御指令値の下限値を算出する。
【００１１】
また、本発明の第４の態様によれば、前記ガスタービン出力下限値設定部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記出力制御指令値の補正を行う。
【００１２】
また、本発明の第５の態様によれば、前記排ガスエネルギー算出部は、前記ガスタービンの前記目標出力と、前記ガスタービンの圧縮機が吸入する大気流量と、大気温度とに基づいて排ガス流量を算出し、前記ガスタービンの前記目標出力と、前記大気流量と、前記大気温度とに基づいて排ガスエンタルピーを算出し、前記排ガス流量と前記排ガスエンタルピーとに基づいて前記排ガスエネルギーを算出する。
【００１３】
また、本発明の第６の態様によれば、前記排ガスエネルギー算出部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記排ガス流量を補正する。
【００１４】
また、本発明の第７の態様によれば、前記排ガスエネルギー算出部は、大気温度、大気湿度、大気圧力のうち少なくとも一つの値に応じて前記排ガスエンタルピーを補正する。
【００１５】
また、本発明の第８の態様によれば、前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの出力の低下速度が、５％毎分以上である。
【００１６】
また、本発明の第９の態様によれば、ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンと、上記の何れかに記載の制御装置を備える。
【００１７】
また、本発明の第１０の態様によれば、コンバインドサイクル発電プラントは、上記のガスタービンと、蒸気タービンと、発電機とを備える。
【００１８】
また、本発明の第１１の態様によれば、制御方法は、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出するステップと、算出した前記ガスタービンの前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出するステップと、算出した前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定するステップと、前記ガスタービンの前記目標出力に前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出するステップと、を有する。
【００１９】
また、本発明の第１２の態様によれば、プログラムは、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電を行うコンバインドサイクル発電プラントを制御するコンピュータを、前記コンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時における前記ガスタービンの目標出力を算出する手段、算出された前記ガスタービンの前記目標出力に基づいて、前記ガスタービンの排ガスエネルギーを算出する手段、算出された前記排ガスエネルギーに基づいて、前記負荷降下時における前記蒸気タービンの出力を推定する手段、前記ガスタービンの前記目標出力に前記蒸気タービンの出力推定値を加算して前記負荷降下時における前記コンバインドサイクル発電プラントの目標出力を算出する手段、として機能させる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コンバインド発電プラントの負荷降下制御時に、コンバインド発電プラントの出力を所望の速度で目標値まで降下させつつ、ガスタービンの出力を所定の許容範囲内に整定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る第一実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの系統図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における制御装置のブロック図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの制御方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る第一実施形態における制御の結果の一例を示す図である。
【図５】ガスタービンの出力制御指令値の算出方法の一例を示す図である。
【図６】ガスタービンの負荷に関する制御指令値の算出方法を説明する図である。
【図７】本発明に係る第一実施形態における負荷降下制御により制御指令値を算出した結果の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンの負荷に関する制御指令値の算出方法を説明する図である。
【図９】本発明に係る第一実施形態の算出方法に基づいて出力制御指令値を算出した結果の一例を示す第１の図である。
【図１０】本発明に係る第一実施形態の算出方法に基づいて出力制御指令値を算出した結果の一例を示す第２の図である。
【図１１】本発明に係る第一実施形態における負荷降下制御の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る第二実施形態における制御装置のブロック図である。
【図１３】本発明に係る第二実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの制御方法を説明する図である。
【図１４】本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンの出力制御指令値の算出方法の一例を示す図である。
【図１５】従来の負荷降下制御を説明する図である。
【図１６】従来の負荷降下制御の結果の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第一実施形態〜第二実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態によるコンバインドサイクル発電プラントの負荷降下時の制御方法について図１〜図１１を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第一実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの系統図である。
本実施形態のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント１（以下、発電プラント１と記載する）は、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０から排気される排ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラー２０と、排熱回収ボイラー２０からの蒸気で駆動される蒸気タービン３０（高圧蒸気タービン３１、中圧蒸気タービン３２及び低圧蒸気タービン３３）と、各タービン１０，３１，３２，３３の駆動で発電する発電機３４と、低圧蒸気タービン３３から排気された蒸気を水に戻す復水器３５と、これら各機器を制御する制御装置１００と、を備えている。
【００２３】
ガスタービン１０は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１１と、燃料ガスに圧縮空気を混合して燃焼させ高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１２と、燃焼ガスにより駆動されるタービン１３と、燃焼器１２に供給する燃料流量を調節する燃料流量調節弁１４と、を備えている。燃焼器１２には、燃料供給源からの燃料を燃焼器１２に供給する複数の燃料ラインが接続されている。各燃料ラインには、燃料流量調節弁１４が設けられている。タービン１３の排気口は排熱回収ボイラー２０と接続されている。
【００２４】
排熱回収ボイラー２０は、高圧蒸気タービン３１に供給する高圧蒸気を発生する高圧蒸気発生部２１と、中圧蒸気タービン３２に供給する中圧蒸気を発生する中圧蒸気発生部２２と、低圧蒸気タービン３３に供給する低圧蒸気を発生する低圧蒸気発生部２４と、高圧蒸気タービン３１から排気された蒸気を加熱する再加熱部２３と、を備えている。
【００２５】
排熱回収ボイラー２０の高圧蒸気発生部２１と高圧蒸気タービン３１の蒸気入口とは、高圧蒸気を高圧蒸気タービン３１に導く高圧主蒸気ライン４１で接続され、高圧蒸気タービン３１の蒸気出口と中圧蒸気タービン３２の蒸気入口とは、高圧蒸気タービン３１から排気された蒸気を排熱回収ボイラー２０の再加熱部２３を経て中圧蒸気タービン３２の蒸気入口に導く中圧蒸気ライン４４で接続され、排熱回収ボイラー２０の低圧蒸気発生部２４と低圧蒸気タービン３３の蒸気入口とは、低圧蒸気を低圧蒸気タービン３３に導く低圧主蒸気ライン５１で接続されている。
【００２６】
中圧蒸気タービン３２の蒸気出口と低圧蒸気タービン３３の蒸気入口とは、中圧タービン排気ライン５４で接続されている。低圧蒸気タービン３３の蒸気出口には、復水器３５が接続されている。この復水器３５には、復水を排熱回収ボイラー２０に導く給水ライン５５が接続されている。
排熱回収ボイラー２０の中圧蒸気発生部２２と中圧蒸気ライン４４の再加熱部２３より上流側部分とは、中圧主蒸気ライン６１で接続されている。
【００２７】
高圧主蒸気ライン４１には、高圧蒸気止め弁４２、高圧蒸気タービン３１への蒸気の流入量を調整する高圧主蒸気加減弁４３が設けられている。中圧蒸気ライン４４には、中圧蒸気止め弁４５、中圧蒸気タービン３２への蒸気の流入量を調整する中圧蒸気加減弁４６が設けられている。低圧主蒸気ライン５１には、低圧蒸気止め弁５２、低圧蒸気タービン３３への蒸気の流入量を調整する低圧主蒸気加減弁５３が設けられている。
【００２８】
制御装置１００は、ガスタービン１０の出力制御および蒸気タービン３０の出力制御を行って発電機３４による発電を行う。また、例えば、異常等によって発電機３４の出力を急激に降下させる場合、制御装置１００は、負荷降下制御を行う。発電機３４の出力を急激に降下させる場合とは、例えば、発電機３４の出力を１分間あたり１００％の割合で降下させるような状況のことをいう。本実施形態における負荷降下制御は、１００％／分の割合で降下させる場合に限定されず、発電機３４の出力を５％／分より高速な低下速度で降下させるときの制御に好適である。本実施形態の負荷降下制御を適用する例としては、いわゆるランバック運転を挙げることができる。
【００２９】
図２は、本発明に係る第一実施形態における制御装置のブロック図である。
図示するように制御装置１００は、入力受付部１０１、センサ情報取得部１０２、ガスタービン目標出力算出部１０３、排ガスエネルギー算出部１０４、蒸気タービン出力推定部１０５、発電プラント目標出力算出部１０６、ガスタービン出力制御部１０７、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８、蒸気タービン出力制御部１０９、記憶部１１０を備えている。制御装置１００は、コンピュータによって構成される。
【００３０】
入力受付部１０１は、ユーザからの指示操作の入力や、他装置からの各種信号の入力を受け付ける。入力受付部１０１は、例えば、負荷降下制御の実行を指示する信号（負荷降下指示信号）の入力を受け付ける。
センサ情報取得部１０２は、コンバインドサイクル発電プラントが備える出力計や温度センサなどからセンサの計測値を取得する。例えば、センサ情報取得部１０２は、発電機３４の出力計１６が計測した出力や圧縮機１１の入口側に設けられた温度センサ１５が計測する大気温度を取得する。同様にセンサ情報取得部１０２は、圧縮機１１の入口側に設けられた図示しない圧力センサや湿度センサから大気圧力や大気湿度の計測値を取得してもよい。
【００３１】
ガスタービン目標出力算出部１０３は、負荷降下制御時のガスタービン１０の目標出力を算出する。
排ガスエネルギー算出部１０４は、ガスタービン１０の目標出力に基づいて、ガスタービン１０の排ガスエネルギーを算出する。具体的には、排ガスエネルギー算出部１０４は、ガスタービン１０の目標出力に基づいて、ガスタービン１０が排出する排ガスの流量とエンタルピーとを算出し、排ガス流量と排ガスエンタルピーとを乗じて排ガスエネルギーを算出する。
蒸気タービン出力推定部１０５は、排ガスエネルギー算出部１０４が算出した排ガスエネルギーに基づいて、負荷降下制御時の蒸気タービンの出力を推定する。
【００３２】
発電プラント目標出力算出部１０６は、ガスタービン目標出力算出部１０３が算出したガスタービン１０の目標出力と、蒸気タービン出力推定部１０５が推定した蒸気タービン出力の推定値とを加算して発電プラント１の目標出力を算出する。
ガスタービン出力制御部１０７は、負荷降下制御時のガスタービン出力の制御を行う。例えば、ガスタービン出力制御部１０７は、発電プラント目標出力算出部１０６が算出した発電プラント１の目標出力と発電プラント１の実際の出力との偏差に基づくフィードバック制御を行って偏差が０となるような出力制御指令値を算出する。ガスタービン出力制御部１０７は、算出した出力制御指令値に基づいて発電プラント１の出力が目標値となるように制御する。
【００３３】
ガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、負荷降下制御時におけるガスタービン１０の出力の下限値に対応する出力制御指令値の下限値を算出する。
蒸気タービン出力制御部１０９は、高圧蒸気止め弁４２の開閉の制御、高圧主蒸気加減弁４３の弁開度の制御、中圧蒸気止め弁４５の開閉の制御、中圧蒸気加減弁４６の弁開度の制御、低圧蒸気止め弁５２の開閉の制御、低圧主蒸気加減弁５３の弁開度の制御等を行って蒸気タービン３０の出力を制御する。
記憶部１１０は、種々の情報を記憶する。
なお、制御装置１００は、発電プラント１の制御に関する他の様々な機能を備えているが、本実施形態に関係のない機能についての説明は省略する。
【００３４】
次に図３を用いて本実施形態の負荷降下制御について説明する。
図３は、本発明に係る第一実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの制御方法を説明する図である。
負荷降下制御は、入力受付部１０１が、負荷降下指示信号を取得すると実行される。まず、ガスタービン目標出力算出部１０３が、所定のタービン入口温度の目標値である目標Ｔ１Ｔに基づいて、ガスタービン１０の目標出力を算出する。所定の目標Ｔ１Ｔは、例えば、負荷降下制御時のガスタービン出力の上限値（図１６のグラフＣＵ）と下限値（図１６のグラフＣＬ）に基づいて定められた値である。目標Ｔ１Ｔは、例えば、入力受付部１０１から負荷降下指示信号と共に入力されてもよし、記憶部１１０が予め記憶していてもよい。
【００３５】
図示するようにガスタービン目標出力算出部１０３は、関数Ｆｘ１を備えている。関数Ｆｘ１は、目標Ｔ１Ｔと負荷降下制御時におけるガスタービン１０の目標出力との関係を定めた関数やテーブルである。ガスタービン目標出力算出部１０３は、目標Ｔ１Ｔを関数Ｆｘ１に入力し、目標Ｔ１Ｔに応じたガスタービン１０の目標出力を算出する。ガスタービン目標出力算出部１０３は、ガスタービン１０の目標出力を、排ガスエネルギー算出部１０４、発電プラント目標出力算出部１０６へ出力する。
【００３６】
次に排ガスエネルギー算出部１０４が、ガスタービン１０から排出される排ガスの流量を算出する。排ガスエネルギー算出部１０４は、ガスタービン１０の出力と圧縮機１１の入口側に設けられた図示しないＩＧＶ（inlet guide vane）の開度との関係を定めた関数Ｆｘ２を備えている。排ガスエネルギー算出部１０４は、ガスタービン目標出力算出部１０３が算出した目標出力をＦｘ２へ入力し、ガスタービン１０の目標出力に応じたＩＧＶ開度を算出する。ＩＧＶ開度は圧縮機１１が吸入する大気流量に関係し、ＩＧＶ開度が大きいほど、吸入する大気流量も増大する。排ガスエネルギー算出部１０４は、大気温度およびガスタービン１０の出力およびＩＧＶの開度から排ガス流量を算出する関数Ｆｘ３を備えている。排ガスエネルギー算出部１０４は、センサ情報取得部１０２が取得した温度センサ１５による大気温度の計測値と、ガスタービン１０の目標出力と、関数Ｆｘ２を用いて算出したＩＧＶ開度とを関数Ｆｘ３に入力して排ガス流量を算出する。
【００３７】
また、排ガスエネルギー算出部１０４は、大気温度およびガスタービン１０の出力およびＩＧＶの開度から排ガスのエンタルピーを算出する関数Ｆｘ４を備えている。排ガスエネルギー算出部１０４は、センサ情報取得部１０２が取得した温度センサ１５による大気温度の計測値と、ガスタービン１０の目標出力と、関数Ｆｘ２を用いて算出したＩＧＶ開度とを関数Ｆｘ４に入力して排ガスエンタルピーを算出する。
排ガスエネルギー算出部１０４は、乗算器Ｐ１を備えている。排ガスエネルギー算出部１０４は、乗算器Ｐ１を用いて排ガス流量と排ガスエンタルピーの積を算出して排ガスエネルギーを算出する。なお、排ガスエネルギー算出部１０４は、以下の式（１）により排ガスエネルギーを推定してもよい。
排ガスエネルギー＝ａ×（排ガス流量×排ガスエンタルピー）＋ｂ  ・・・（１）
ａ、ｂは所定の定数である。排ガスエネルギー算出部１０４は、算出した排ガスエネルギーの値を、蒸気タービン出力推定部１０５へ出力する。
【００３８】
蒸気タービン出力推定部１０５は、排ガスエネルギーと蒸気タービンの出力との関係を定めた関数Ｆｘ５を備えている。蒸気タービン出力推定部１０５は、排ガスエネルギー算出部１０４が算出した排ガスエネルギーの値を関数Ｆｘ５に入力し、蒸気タービン３０の出力を推定する。蒸気タービン出力推定部１０５は、蒸気タービン３０の出力推定値を、発電プラント目標出力算出部１０６へ出力する。
次に発電プラント目標出力算出部１０６が、ガスタービン１０の目標出力と、蒸気タービン３０の出力推定値とを合計して、発電プラント１の目標出力を算出する。
【００３９】
図１５、図１６を用いて説明したように、従来の負荷降下制御の場合、蒸気タービン出力に負荷制御開始時の出力を設定することで発電プラント１の目標出力を算出する。この制御方法では、蒸気タービン３０の出力が遅れて低下した分を、ガスタービン１０の出力を上昇させることにより補償する。その為、蒸気タービン３０の出力の低下が止まり、出力が安定した時間帯では、ガスタービン１０の出力が目標とする所定の許容範囲から逸脱し、上限値を上回る可能性がある。これに対し、図３で説明した本実施形態の負荷降下制御によれば、ガスタービン１０の目標出力に応じて蒸気タービンの出力を推定する。これにより、応答遅れを考慮した最終的な蒸気タービン３０の出力推定値とガスタービン１０の目標出力とを合計した発電プラント１の目標出力を算出することができるので、蒸気タービン３０の出力が安定した後であっても、ガスタービン１０の出力を、所定の許容範囲内に整定させることができる。
【００４０】
次に本実施形態の負荷降下制御の効果を図４を用いて説明する。
図４は、本発明に係る第一実施形態における制御の結果の一例を示す図である。
図１６と同様にグラフＬ１は発電プラント１の出力、グラフＬ２は発電プラント１の目標出力、グラフＬ３はガスタービン１０の出力、グラフＣＵ、ＣＬはそれぞれ負荷降下制御時におけるガスタービン１０の出力の上限値と下限値、グラフＬ４は蒸気タービン３０の出力を示す。図示するように発電プラント１の出力は時刻ｔ１´に発電プラント１の目標出力に到達する。ガスタービン１０の出力は時刻ｔ２´以降、グラフＣＵ、ＣＬが示す許容範囲内に整定する。これは、本実施形態の負荷降下制御により、発電プラント１の目標出力を、蒸気タービン３０の出力予測値に応じて調整したことによる効果である。
【００４１】
一方、負荷降下制御を開始して時刻ｔ２´までの間、ガスタービン１０の出力が許容範囲から逸脱している。このように上記の蒸気タービン３０の出力を推定してガスタービン１０の出力を制御するだけでは、発電プラント１の目標出力や負荷降下速度、あるいは、その他の運転条件に次第で、ガスタービン１０の出力が許容範囲内に整定するまでに時間を要する場合がある。これに対し、制御装置１００は、ガスタービン１０の出力がグラフＣＬより低下することを防止する制御をさらに行ってもよい。
【００４２】
ここで、ガスタービン１０の出力制御に関係する出力制御指令値について説明する。
図５は、ガスタービンの出力制御指令値の算出方法の一例を示す図である。ガスタービン出力制御部１０７は、図５に示す各制御を行って、ガスタービン１０の出力を制御する。例えば、ガスタービン出力制御部１０７は、負荷制御を実行して実際の負荷を目標負荷に近づける制御指令値ＬＤＣＳＯ（load limit control signal output）を算出し、回転数制御を実行して実際の回転数を目標回転数に近づける制御指令値ＧＶＣＳＯ（govenor control signal output）を算出し、排ガス温度制御を実行して排ガス温度が許容範囲内に収まるような制御指令値ＥＸＣＳＯ（exhaust  control signal output）を算出し、ブレードパス温度制御を実行して、ブレードパス温度（燃焼ガスの温度）が許容範囲内に収まるような制御指令値ＢＰＣＳＯ（blade pass control signal output）を算出する。ガスタービン出力制御部１０７は、これらの制御指令値（ＬＤＣＳＯ、ＧＶＣＳＯ、ＥＸＣＳＯ、ＢＰＣＳＯ）の中から最小値を選択し、選択した値を全燃料流量指令値ＣＳＯ（control signal output）に設定する。ＣＳＯは出力制御指令値である。
【００４３】
また、ガスタービン出力制御部１０７は、燃焼負荷演算を実行してＴ１Ｔ等に基づき制御指令値ＣＬＣＳＯ（combustion load control signal output）を算出し、各燃料系統への燃料供給量の配分比を示す燃料配分指令値を算出する。ガスタービン出力制御部１０７は、全燃料流量指令値ＣＳＯに各燃料系統への燃料配分指令値を乗じて、パイロット系統、メイン系統、トップハット系統の各燃料系統の各々に対する燃料流量指令値を算出する。そして、ガスタービン出力制御部１０７は、算出した燃料流量指令値に基づいて各燃料ラインに設けられた燃料流量調節弁１４を制御して各燃料系統への燃料流量を調整する。
【００４４】
図６は、ガスタービンの負荷に関する制御指令値の算出方法を説明する図である。
図６に負荷制御によるＬＤＣＳＯの算出方法を示す。ガスタービン出力制御部１０７は、発電プラント１の実際の出力と目標出力の偏差に基づいて、ＰＩ制御によりその偏差を解消し０に近づけるようなＬＤＣＳＯを算出する。例えば、ガスタービン出力制御部１０７は、ガスタービン出力とＬＤＣＳＯの関係を定める関数を備えており、この関数によってＬＤＣＳＯを算出する。図４で結果を例示した負荷降下制御においても、ガスタービン出力制御部１０７は、ＬＤＣＳＯを図６に示す方法で算出する。
【００４５】
図７に負荷降下制御時の各制御指令値ＬＤＣＳＯ、ＧＶＣＳＯ、ＥＸＣＳＯ、ＢＰＣＳＯの推移の例を示す。
図７は、本発明に係る第一実施形態における負荷降下制御時により制御指令値を算出した結果の一例を示す図である。
図示するようにＢＰＣＳＯとＥＸＣＳＯが近しい挙動を示し、ＬＤＣＳＯとＣＳＯの挙動が一致する。つまり、負荷降下制御時においては、ＬＤＣＳＯが制御指令値の中の最小値となり、ＬＤＣＳＯの値がＣＳＯとして選択される。ここで、図４を参照すると、負荷降下制御が開始してしばらくの間は、発電プラント１の実際の出力が、目標出力を上回っている。図６に示す制御方法によれば、この間、ＬＤＣＳＯの値は低下し続ける。すると、全燃料流量指令値ＣＳＯ（図７よりＣＳＯはＬＤＣＳＯと同値）の値も低下し、その結果、図４で指摘したようにガスタービン１０の出力が、グラフＣＬによって示される下限値を下回る場合が生じる。
【００４６】
発電プラント１の実際の出力が，目標出力を上回っている場合、図７に示すようにＬＤＣＳＯが低下し続ける。このとき、図４で指摘したようにガスタービン１０の出力が、グラフＣＬによって示される下限値を下回る場合が生じる。そこで、本実施形態では、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８が、グラフＣＬが示す値以上の値を、負荷降下制御時のガスタービン１０の出力下限値として設定し、ガスタービン出力制御部１０７は、ガスタービン１０の出力が、この出力下限値を下回らないよう制御する。
図８は、本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンの負荷に関する制御指令値の算出方法を説明する図である。
図８に本実施形態の負荷降下制御によるＬＤＣＳＯの算出方法を示す。ガスタービン出力制御部１０７は、発電プラント１の実際の出力と目標出力の偏差を算出する。ガスタービン出力制御部１０７は、この偏差を０とするようなＬＤＣＳＯを算出する。
また、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８が、目標Ｔ１Ｔからガスタービン目標出力を算出する。例えば、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、図３のＦｘ１を備えており、Ｆｘ１によってガスタービン目標出力を算出する。次にガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、ガスタービン目標出力に見合うＣＳＯを算出する。例えば、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、ガスタービン出力とＣＳＯの関係を定める関数を備えており、この関数によって全燃料流量指令値ＣＳＯを算出する。このＣＳＯが、負荷降下制御時のガスタービン１０の出力下限値に対応する出力制御指令値の下限値である。
【００４７】
ガスタービン出力制御部１０７は、ＣＳＯを取得し、ＬＤＣＳＯ下限値とする。ガスタービン出力制御部１０７は、ＰＩ制御によって算出したＬＤＣＳＯと、ＬＤＣＳＯ下限値とを比較し、ＰＩ制御によって算出したＬＤＣＳＯがＬＤＣＳＯ下限値以上であれば、ＰＩ制御によって算出したＬＤＣＳＯを出力する。ガスタービン出力制御部１０７は、ＰＩ制御によって算出したＬＤＣＳＯがＬＤＣＳＯ下限値未満であれば、ＬＤＣＳＯ下限値を出力する。そして、図５を用いて説明したようにガスタービン出力制御部１０７は、ＬＤＣＳＯ等制御指令値の中から最小値を選択してＣＳＯとし（本実施形態で例示した制御によれば、ＬＤＣＳＯが最小値）、各燃料系統への燃料供給量を決定する。
なお、図５を用いて説明したように本実施形態で例示した制御では、ＬＤＣＳＯ下限値が負荷降下制御時における全燃料流量指令値ＣＳＯの下限値として選択される構成となっているが、この構成に限定されない。例えば、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、ガスタービン出力制御部１０７が算出したＣＳＯに対して、下限値を設定するように構成されていてもよい。
【００４８】
次に、図８で説明したＬＤＣＳＯの下限値を設定する処理を追加したときの負荷降下制御の結果を図９、図１０に示す。
図９は、本発明に係る第一実施形態の算出方法に基づいて出力制御指令値を算出した結果の一例を示す第１の図である。
図示するようにＬＤＣＳＯの下限値を図８に示す方法で設定した場合、図７に例示した場合とは異なり、発電プラント１の実際の出力が目標出力を上回っていても、ＬＤＣＳＯが、ＬＤＣＳＯ下限値を下回ることが無い。その為、ＣＳＯの値もＬＤＣＳＯ下限値より低下することが無い。
【００４９】
図１０は、本発明に係る第一実施形態の算出方法に基づいて出力制御指令値を算出した結果の一例を示す第２の図である。
図４と同様にグラフＬ１は発電プラント１の出力、グラフＬ２は発電プラント１の目標出力、グラフＬ３はガスタービン１０の出力、グラフＣＵ、ＣＬはそれぞれ負荷降下制御時におけるガスタービン１０の出力の上限値と下限値、グラフＬ４は蒸気タービン３０の出力を示す。図示するようにガスタービン１０の出力は、時刻ｔ１´´にグラフＣＵ、ＣＬが示す許容範囲内の値となり、その後も許容範囲に制御される。これは、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８により、ガスタービン１０の出力を決定するＣＳＯに下限値を設定したことによる効果である。
図１０に示すように、本実施形態によれば、蒸気タービン３０の出力推定値に基づく発電プラント１の目標出力値と、ガスタービン１０の出力下限値とを設定して負荷降下制御を実行することにより、ガスタービン１０の出力を許容範囲内に制御しつつ、発電プラント１の出力を所望の速度で目標出力まで降下させることができる。
【００５０】
次に本実施形態の負荷降下制御の流れについて説明する。
図１１は、本発明に係る第一実施形態における負荷降下制御の一例を示すフローチャートである。
まず、入力受付部１０１が負荷降下指示信号を取得する（ステップＳ１１）。すると、ガスタービン目標出力算出部１０３は、所定の目標Ｔ１Ｔと関数Ｆｘ１とに基づいて、ガスタービン１０の目標出力を算出する（ステップＳ１２）。次にセンサ情報取得部１０２が、温度センサ１５から大気温度の計測値を取得する（ステップＳ１３）。次に排ガスエネルギー算出部１０４が、ステップＳ１０２で算出したガスタービン１０の目標出力と関数Ｆｘ２とに基づいて、ＩＧＶ開度を算出する（ステップＳ１４）。次に排ガスエネルギー算出部１０４が、ステップＳ１２で算出したガスタービン１０の目標出力と、ステップＳ１３で取得した大気温度の計測値と、ステップＳ１４で算出したＩＧＶ開度と、関数Ｆｘ３とに基づいて、排ガス流量を算出する（ステップＳ１５）。また、排ガスエネルギー算出部１０４が、ステップＳ１２で算出したガスタービン１０の目標出力と、ステップＳ１３で取得した大気温度の計測値と、ステップＳ１４で算出したＩＧＶ開度と、関数Ｆｘ４とに基づいて、排ガスエンタルピーを算出する（ステップＳ１６）。次に排ガスエネルギー算出部１０４が、排ガス流量と排ガスエンタルピーとを乗じて排ガスエネルギーを算出する。次に蒸気タービン出力推定部１０５は、排ガスエネルギーと関数Ｆｘ５とに基づいて、蒸気タービン３０の出力を推定する（ステップＳ１７）。次に発電プラント目標出力算出部１０６が、ステップＳ１２で算出されたガスタービン１０の目標出力と、ステップＳ１７で算出された蒸気タービン３０の出力推定値とを合計して、発電プラント１の目標出力を算出する（ステップＳ１８）。発電プラント目標出力算出部１０６は、発電プラント１の目標出力をガスタービン出力制御部１０７へ出力する。
【００５１】
一方、ステップＳ１２において、ガスタービン１０の目標出力が算出されると、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８が、出力制御指令値の下限値を算出する（ステップＳ１９）。ガスタービン出力下限指令値算出部１０８は、ＬＤＣＳＯ下限値をガスタービン出力制御部１０７へ出力する。
【００５２】
ガスタービン出力制御部１０７は、発電プラント１の出力が、蒸気タービンの最終的な出力の推定値を考慮して定められた目標出力となるように、ＰＩ制御によりガスタービン１０の出力を制御する（ステップＳ２０）。これにより、発電プラント１の急激な負荷降下に対して、蒸気タービン３０の出力応答が遅延する状況でもガスタービン１０の出力を許容範囲内に整定させることができる。また、ガスタービン出力制御部１０７は、ＬＤＣＳＯ下限値に相当する出力よりガスタービン１０の出力が低下することがないように、ガスタービン１０の出力を制御する。これにより、負荷降下制御を通じて、ガスタービン１０の出力を所定の許容範囲内に制御することができる。
【００５３】
また、負荷降下制御時に整定時の蒸気タービン出力を推定し、発電プラント１の目標出力を設定することにより、ガスタービン１０の出力を許容範囲内に制御するための運転員による調節が不要となる。従って、調整の手間を省くとともに、調整ミスに起因するトラブルの未然防止が可能となる。
【００５４】
なお、図２で例示した制御装置１００は、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８を備えない構成としてもよい。その場合の制御装置１００は、図１１のフローチャートのステップＳ１９を除いた処理によって負荷降下制御を実行する。
【００５５】
＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による負荷降下制御について図１２〜図１４を参照して説明する。
図１２は、本発明に係る第二実施形態における制御装置のブロック図である。
本発明の第二実施形態に係る構成のうち、第一実施形態に係る制御装置１００を構成する機能部と同じものには同じ符号を付し、それぞれの説明を省略する。
図示するように制御装置１００Ａは、入力受付部１０１、センサ情報取得部１０２、ガスタービン目標出力算出部１０３Ａ、排ガスエネルギー算出部１０４Ａ、蒸気タービン出力推定部１０５、発電プラント目標出力算出部１０６、ガスタービン出力制御部１０７、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａ、蒸気タービン出力制御部１０９、記憶部１１０を備えている。
【００５６】
ガスタービン目標出力算出部１０３Ａは、ガスタービンの出力に影響を与える種々のパラメータの値に応じて補正を行ったガスタービン１０の目標出力を算出する。ガスタービンの出力に影響を与える種々のパラメータとは、例えば、大気温度、大気湿度、大気圧力などのガスタービン１０が吸入する空気に関するパラメータである。
排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、排ガスエネルギーに影響を与える種々のパラメータの値に応じて補正を行った排ガスエネルギーを算出する。排ガスエネルギーに影響を与える種々のパラメータは、ガスタービンの出力に影響を与える種々のパラメータと同様である。
【００５７】
ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａは、ガスタービンの出力に影響を与える種々のパラメータの値に応じて補正を行ったＬＤＣＳＯ下限値を算出する。
なお、ガスタービンの出力や排ガスエネルギーに影響を与えるパラメータは、上記例の他、燃料ガスカロリー、燃料の種類・組成、燃料温度、燃料密度、メタン濃度、ウォッベ指数などであってもよい。
【００５８】
図１３は、本発明に係る第二実施形態におけるコンバインドサイクル発電プラントの制御方法を説明する図である。
図１３を用いて本実施形態の負荷降下制御の説明を行う。図３と同様の処理については説明を省略する。また、ガスタービンの出力や排ガスエネルギーに影響を与えるパラメータとして大気温度を例に説明を行う。
まず、ガスタービン目標出力算出部１０３Ａが、ガスタービン１０の目標出力を算出する。次にガスタービン目標出力算出部１０３Ａが、大気温度に応じたゲインを、所定の関数等により算出し、ガスタービン１０の目標出力にゲインを乗じる（Ｓ１０１）。同様にガスタービン目標出力算出部１０３Ａは、所定の関数等によって大気湿度に応じたゲインを算出し、大気湿度に応じたゲインを目標出力に乗じてもよい。同様にガスタービン目標出力算出部１０３Ａは、所定の関数等によって大気圧力に応じたゲインを算出し、大気湿度に応じたゲインを目標出力に乗じてもよい。これら大気温度等に応じたゲインを算出する関数は記憶部１１０に記憶されている。
【００５９】
次に排ガスエネルギー算出部１０４Ａが、図３と同様の処理を行って排ガス流量を算出する。排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、さらに所定の関数等によって大気温度に応じたゲインを算出し、このゲインを排ガス流量に乗じる（Ｓ１０２）。排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、大気圧力に応じたゲイン、大気湿度に応じたゲインを算出し、それぞれのゲインを排ガス流量に乗じてもよい。
【００６０】
また、排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、図３と同様の処理を行って排ガスエンタルピーを算出する。排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、さらに所定の関数等によって大気温度に応じたゲインを算出し、このゲインを排ガスエンタルピーに乗じる（Ｓ１０３）。排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、大気圧力に応じたゲインや大気湿度に応じたゲインを算出し、それぞれのゲインを排ガスエンタルピーに乗じてもよい。
【００６１】
排ガスエネルギー算出部１０４Ａは、大気温度等についてゲインを乗じて補正した排ガス流量と排ガスエンタルピーとを積算して排ガスエネルギーを算出する。以降の処理は、第一実施形態と同様である。つまり、蒸気タービン出力推定部１０５が、排ガスエネルギーの値と関数Ｆｘ５から蒸気タービン３０の出力を推定し、発電プラント目標出力算出部１０６が、ガスタービン１０の目標出力と、蒸気タービン３０の出力推定値とを合計して、発電プラント１の目標出力を算出する。
【００６２】
ガスタービン１０の出力には大気条件が大きく影響することが知られている。本実施形態によれば、大気温度等によりガスタービン目標出力、排ガスエネルギーを補正する。大気温度等の影響を考慮に入れることにより、蒸気タービンの出力の推定精度が向上し、ガスタービン１０の出力が許容範囲から逸脱する可能性を更に低減することができる。
また、大気条件だけでなく、燃料ガスカロリー、燃料の種類・組成、燃料温度、燃料密度等に応じたゲインで補正を行うようにしてもよい。
【００６３】
次に図１４を用いて本実施形態のＬＤＣＳＯ下限値の算出方法の説明を行う。
図１４は、本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンの出力制御指令値の算出方法の一例を示す図である。
図８と同様の処理については説明を省略する。また、ガスタービンの出力や排ガスエネルギーに影響を与えるパラメータとして大気温度を例に説明を行う。
ガスタービン出力制御部１０７は、発電プラント１の出力と目標出力の偏差を０とするようなＬＤＣＳＯを算出する。
ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａが、目標Ｔ１Ｔからガスタービン目標出力を算出する。ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａは、大気温度ごとにガスタービン出力とＣＳＯとの関係を定めた関数にガスタービン目標出力と大気温度とを入力し、ガスタービン目標出力と大気温度に応じたＣＳＯを算出する（Ｓ１０４）。大気温度が低いほどＣＳＯは大きくなり（ａ１）、大気温度が高いほどＣＳＯは小さくなる（ａ２）関係がある。図１４に例示した大気温度ごとにガスタービン出力とＣＳＯとの関係を定めた関数は、この関係性を示している。補正処理Ｓ１０４で算出したＣＳＯがＬＤＣＳＯ下限値である。ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａは、さらに大気圧力、大気湿度、燃料ガスカロリー等に応じたゲインを算出する関数等によってゲインを算出し、Ｓ１０４の結果得られたＣＳＯにそのゲインを乗じて補正を行ってもよい。
ガスタービン出力制御部１０７は、ＰＩ制御によって算出したＬＤＣＳＯに基づいて出力制御を行うが、ＰＩ制御によるＬＤＣＳＯが、ＬＤＣＳＯ下限値未満であれば、大気温度に応じて補正されたＬＤＣＳＯ下限値に基づいてガスタービン１０の出力制御を行う。
【００６４】
ガスタービン１０の出力には大気条件が大きく影響することが知られている。大気温度等に応じたＣＳＯを算出し、このＣＳＯ（ＬＤＣＳＯ下限値）に見合う出力を、負荷降下正常時におけるガスタービン１０の下限値に設定することで、例えば、所定の基準温度を大気温度として仮定してガスタービン１０の下限値を設定する場合に比べ、ガスタービン１０の出力が許容範囲から逸脱する可能性を更に低減することができる。
なお、図１３、図１４で説明した補正処理Ｓ１０１〜Ｓ１０４は全て行うことが望ましいが、何れか１つまたは２つの補正処理だけを行うように構成されていてもよい。
【００６５】
次に本実施形態の処理の流れについて、図１１を参照しつつ説明する。
まず、入力受付部１０１が負荷降下指示信号を取得する（ステップＳ１１）。次にガスタービン目標出力算出部１０３Ａが、大気温度等のガスタービン出力に影響を与えるパラメータの値により補正を行ったガスタービン１０の目標出力を算出する（ステップＳ１２）。次にセンサ情報取得部１０２が、大気温度の計測値を取得する（ステップＳ１３）。次に排ガスエネルギー算出部１０４Ａが、ＩＧＶ開度を算出する（ステップＳ１４）。次に排ガスエネルギー算出部１０４Ａが、大気温度等の排ガスエネルギーに影響を与えるパラメータの値により補正を行った排ガス流量を算出する（ステップＳ１５）。また、排ガスエネルギー算出部１０４Ａが、大気温度等の排ガスエネルギーに影響を与えるパラメータの値により補正を行った排ガスエンタルピーを算出する（ステップＳ１６）。次に排ガスエネルギー算出部１０４Ａが、排ガス流量と排ガスエンタルピーとに基づいて排ガスエネルギーを算出する。次に蒸気タービン出力推定部１０５が、蒸気タービン３０の出力を推定する（ステップＳ１７）。次に発電プラント目標出力算出部１０６が、発電プラント１の目標出力を算出する（ステップＳ１８）。
一方、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８Ａは、大気温度等のガスタービン出力に影響を与えるパラメータの値により補正を行ったＬＤＣＳＯ下限値を算出する（ステップＳ１９）。
ガスタービン出力制御部１０７は、ＰＩ制御によりガスタービン１０の出力を制御する（ステップＳ２０）。
【００６６】
図１７は、本発明の第一実施形態〜第二実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える例えばＰＣ（Personal Computer）やサーバ端末装置である。上述の制御装置１００、１００Ａは、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶部１１０に対応する記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
【００６７】
なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、入出力インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、当該プログラムは、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い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６８】
入力受付部１０１、センサ情報取得部１０２、ガスタービン目標出力算出部１０３，１０３Ａ、排ガスエネルギー算出部１０４，１０４Ａ、蒸気タービン出力推定部１０５、発電プラント目標出力算出部１０６、ガスタービン出力制御部１０７、ガスタービン出力下限指令値算出部１０８，１０８Ａ、蒸気タービン出力制御部１０９の全て又は一部は、マイコン、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
【００６９】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。図１に１軸のＧＴＣＣ（Gas Turbine Combined Cycle）を例示したが、制御装置１００、１００Ａは多軸のＧＴＣＣに適用することができる。
ＩＧＶ開度は、圧縮機が吸入する大気流量の一例である。ガスタービン出力下限指令値算出部１０８、１０８Ａは、ガスタービン出力下限値設定部の一例である。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・ガスタービン
１１・・・圧縮機
１２・・・燃焼器
１３・・・タービン
１４・・・燃料流量調節弁
１５・・・温度センサ
１６・・・出力計
２０・・・排熱回収ボイラー
２１・・・高圧蒸気発生部
２２・・・中圧蒸気発生部
２３・・・再加熱部
２４・・・低圧蒸気発生部
３０・・・蒸気タービン
３１・・・高圧蒸気タービン
３２・・・中圧蒸気タービン
３３・・・低圧蒸気タービン
３４・・・発電機
３５・・・復水器
４１・・・高圧主蒸気ライン
４２・・・高圧蒸気止め弁
４３・・・高圧主蒸気加減弁
４４・・・中圧蒸気ライン
４５・・・中圧蒸気止め弁
４６・・・中圧蒸気加減弁
５１・・・低圧主蒸気ライン
５２・・・低圧蒸気止め弁
５３・・・低圧主蒸気加減弁
５４・・・中圧タービン排気ライン
５５・・・給水ライン
６１・・・中圧主蒸気ライン
１００、１００Ａ・・・制御装置
１０１・・・入力受付部
１０２・・・センサ情報取得部
１０３，１０３Ａ・・・ガスタービン目標出力算出部
１０４，１０４Ａ・・・排ガスエネルギー算出部
１０５・・・蒸気タービン出力推定部
１０６・・・発電プラント目標出力算出部
１０７・・・ガスタービン出力制御部
１０８，１０８Ａ・・・ガスタービン出力下限指令値算出部
１０９・・・蒸気タービン出力制御部
１１０・・・記憶部
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース
【図１】
2019120139.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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