(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１２）と、該ガスタービン（１２）によって直接駆動され作動周波数を有する交流電流を生成するジェネレータ（１８）とから構成されるタービン系統（１１）を備えた発電設備（１０）の作動方法であって、
前記ジェネレータ（１８）の出力側は、所定の商用周波数（Ｆ）を有する商用電源網（２１）に接続されており、
前記ジェネレータ（１８）と前記商用電源網（２１）との間に、前記作動周波数と前記商用周波数（Ｆ）とを結合解除する電子的な結合解除装置（２７）が配置されている作動方法において、
前記商用電源網（２１）において、過周波数が短時間発生した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を増加させることにより、前記ガスタービン（１２）のシャフト系統（１９）により回転エネルギーを吸収するか、または、不足周波数が短時間発生した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を低下させることにより、前記ガスタービン（１２）のシャフト系統（１９）から回転エネルギーを出力することを特徴とする作動方法。
【請求項２】
前記商用電源網（２１）の不足周波数が発生した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を、前記商用周波数の低下分より大きく低減するかまたは小さく低減する、請求項１記載の作動方法。
【請求項３】
前記商用電源網（２１）の過周波数が発生した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を、前記商用周波数（Ｆ）の増加分より大きく増加するかまたは小さく増加する、請求項１記載の作動方法。
【請求項４】
所定の運動パワーがシャフト系統（１９）から取り出されて電力として前記商用電源網（２１）へ供給されるように、前記回転数の勾配を制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項５】
前記シャフト系統（１９）の回転数の変化と、前記商用周波数の変化とを、固定的な比に制御する、請求項１記載の作動方法。
【請求項６】
前記商用周波数から結合解除されるガスタービン（１２）を、不足周波数の発生前に、上昇された機械的回転数で運転することにより、不足周波数の発生時には付加的な運動エネルギーが前記シャフト系統（１９）から電力として前記商用電源網（２１）へ出力されるようにする、請求項１から５までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項７】
前記商用周波数から結合解除されるガスタービン（１２）を、過周波数の発生前に、低下された機械的回転数で運転することにより、過周波数の発生時にはエネルギーが前記商用電源網（２１）から吸収されるようにする、請求項１から６までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項８】
前記商用電源網（２１）の周波数が変化した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を第１のリミットになるまで、前記商用周波数（Ｆ）の変化に対して第１の比で変化し、該第１のリミットに達したら第２のリミットになるまで、該商用周波数（Ｆ）の変化に対して第２の比で変化し、該第２のリミットに達したら、該商用周波数（Ｆ）に依存せずに一定に維持する、請求項１記載の作動方法。
【請求項９】
両リミットのうち少なくともいずれかのリミットは、前記ガスタービン（１２）の空気力学的回転数に依存する、請求項８記載の作動方法。
【請求項１０】
前記ガスタービン（１２）の機械的回転数の変化の勾配は制限されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１１】
不足周波数または過周波数が発生した後、前記ガスタービンの機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を低減された回転数勾配で、制御によって再び最適な作動点になるように制御する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１２】
前記ガスタービン（１２）の機械的回転数の変化の勾配に依存して、少なくとも１つの燃料制御弁のパイロット制御を行う、請求項１から１１までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１３】
前記商用電源網（２１）の不足周波数または過周波数が発生した場合には、周波数変化が、前記商用周波数の上下に設けられたデッドバンドを超えた場合に初めて制御部（３９）は応答する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１４】
前記商用電源網（２１）の不足周波数または過周波数が発生した場合には、前記商用周波数の平滑平均値に対して相対的な周波数変化が、所定のデッドバンドに対して相対的な周波数変化より大きくなった場合に初めて制御部（３９）は応答する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１５】
マトリクスインバータは、（ｍ×ｎ）行列で配置された複数の制御可能な双方向スイッチ（３２）を有し、
前記双方向スイッチ（３２）は制御回路（３１）によって制御されてｍ個の入力側とｎ個の出力側とを選択的に接続し、ただしｍ＞ｎであり、
前記入力側を流れる電流の正負符号を検出するための第１の手段（３４）と、該入力側の相互間の電圧の正負符号を検出するための第２の手段（３３）とが設けられており、
前記第１の手段（３４）と第２の手段（３３）とは信号線路（３８）によって前記制御回路（３１）に接続されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の作動方法。
【請求項１６】
前記商用電源網（２１）の不足周波数または過周波数が発生した場合、前記ガスタービン（１２）の機械的回転数（ｎｍｅｃｈ）を一定に維持する、請求項１記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電技術の分野に関し、請求項１の上位概念に記載された発電設備の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力が１００ＭＷを超える領域内にある次のような大規模な発電設備、すなわち、発電ジェネレータがガスタービンおよび／または蒸気タービンによって駆動制御され、生成された電力を、所定の商用周波数（たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を有する商用電源網に供給する大規模な発電設備では通常、タービンの（機械的または空気力学的な）回転数と商用周波数との間が固定的に結合されている。このような発電設備では、ジェネレータの出力側は接続部を介して、周波数結合するように商用電源網に接続される。その際には、ジェネレータはタービンによって直接（単軸設備）、回転数結合するように駆動されるか、または機械的な伝動装置を介して、回転数結合するように駆動される。図２および図３に、発電設備のこのような構成が非常に簡単に示されている。伝動装置では、商用周波数とタービンとの間に固定的な変速比のみを実現することができる。また、本来のガスタービンから偏差する回転数で運転することができる有効タービンによってジェネレータが駆動される構成も考えられる。
【０００３】
図１に、ジェネレータ１８に結合されたガスタービン１２によって電流を生成して商用電源網２１に供給する公知の形式の発電設備１０’が非常に簡略化されて示されている。ガスタービン１２とジェネレータ１８とは共通のシャフト１９によって接続されており、単軸タービン系統１１を構成する。非常に簡単な事例では、ガスタービンはコンプレッサ１３を有し、該コンプレッサ１３は空気流入口１６を介して燃焼用空気を吸引して圧縮する。コンプレッサ１３は、相互に前後に接続された複数の部分コンプレッサから構成することができる。このような複数の部分コンプレッサが動作する圧力レベルは上昇し、場合によっては、圧縮された空気を中間冷却することができる。コンプレッサ１３で圧縮された燃焼用空気は燃焼室１５内に到達する。この燃焼室１５内には、燃料供給部１７を介して液体燃料（たとえば油）または気体状燃料（たとえば天然ガス）が噴入され、燃焼用空気を消費して燃焼される。
【０００４】
燃焼室１５から流出した高温ガスは後続のタービン１４内で作業出力で膨張され、コンプレッサ１３と、フランジ結合されたジェネレータ１８とを駆動する。タービンから流出する際には未だ比較的高温である排ガスは、さらに付加的に、後続の廃熱蒸気生成器２３を通って送られることにより、別個の水‐蒸気循環路２５において蒸気タービン２４を作動させるための蒸気を生成することができる。このような組み合わせは、複合発電所と称される。このような複合発電所では、蒸気タービン２４をジェネレータ１８に、該タービン１４に対向する側で結合することができる。蒸気タービン２４はまた、固有のジェネレータを駆動することもできる。
【０００５】
図１の単軸設備では、ガスタービン１２の回転数とジェネレータ１８で生成される次のような交流電圧の周波数との比、すなわち、商用電源網２１の商用周波数に等しくなければならない交流電圧の周波数との比は固定的である。現在慣用されており１００ＭＷを超える出力の大型のガスタービンユニットでは、６０Ｈｚのジェネレータ周波数ないしは商用周波数には、３６００ｒｐｍのガスタービン（たとえば同出願人のガスタービンＧＴ２４）の回転数が対応し、５０Ｈｚのジェネレータ周波数には、３０００ｒｐｍの回転数（たとえば同出願人のガスタービンＧＴ２６）が対応する。
【０００６】
ガスタービン１２の回転数とジェネレータ周波数ないしは商用周波数との間で異なる比を実現しなければならない場合、図２の発電設備１０″では基本的に、ガスタービン１２のシャフト１９とジェネレータ１８との間に（タービン系統１１’）機械的な伝動装置２６を介挿することができる。この伝動装置２６は通常、減速伝動装置として構成されることにより、より高い回転数かつより小型のガスタービン１２を実現することができる。しかし耐性上の理由から、このような機械的伝動装置２６は最大約１３０ＭＷまでの電力でしか使用することができない。また、ガスタービン１機あたり１００ＭＷを超えるこのような大きな出力と高い効率とは、とりわけ比較的低速で回転する単軸機によって実現される。
【０００７】
タービン回転数と商用周波数との間の結合が固定的であることにより、以下の欠点が生じる。
【０００８】
・限られた条件でのみ、商用電源網で安定的に運転を行うことができる。
【０００９】
・ガスタービン流入温度の上昇により、タービンで出力が急激に降下したり、商用周波数を支えるためのダイナミック制御で熱的負荷および機械的負荷が高くなってしまう。
【００１０】
・商用周波数ないしは負荷に依存しない発電設備の出力制御を行うことができない。
【００１１】
・商用周波数ないしは負荷に依存しない発電設備の効率適応化を行うことができない。
【００１２】
・商用周波数ないしは負荷に依存しない発電設備の部分負荷最適化を行うことができない。
【００１３】
・ガスタービンのエミッション制御を、限られた条件でしか行えない。
【００１４】
・従来は、発電所は不足周波数の場合、とりわけ電力を損失していた。適切な追従制御によって過少出力を補償して初めて、発電所は能動的に出力上昇によって商用電源網を支えることができる。その逆に、発電所は過周波数の場合、とりわけ電力を上昇する。適切な追従制御によってこの電力の上昇を補償して初めて、発電所は能動的に出力低下によって商用電源網を支えることができる。
【００１５】
・周波数が変動すると過渡的現象が発生する。
【００１６】
○不足周波数の場合、まず第一に吸引質量流が低減される。このことにより、（燃料質量流が最初は一定である場合）オーバーファイアリングが発生し、通常はその後に短時間で、制御器介入によってアンダーファイアリングが発生する。
【００１７】
○同様に、過周波数の場合にはアンダーファイアリングが発生し、その後にオーバーファイアリングが発生する。
【００１８】
○このような過渡的現象によって寿命が短縮され、エミッション（オーバーファイアリングの場合にはＮＯｘ、アンダーファイアリングの場合にはＣＯ）が増加してしまう。
【００１９】
商用電源網において過周波数現象または不足周波数現象が（短時間）発生した場合、発電設備のシャフト系統は非常に大きく加速ないしは制動される。このような加速時には、大量のエネルギーが蓄積されるかないしは放出される。このようなエネルギー吸収ないしは放出により、発電設備は商用周波数を、シャフトの慣性トルクによって一瞬支える。
【００２０】
ＵＳ‐Ａ‐５６９４０２６から、減速伝動装置を有さない単軸タービンジェネレータセットが公知である。この単軸タービンジェネレータセットでは、ジェネレータの出力側と商用電源網との間にスタティックなインバータが配置され、これによって、ジェネレータによって生成された交流電圧周波数は商用電源網の周波数に変換される。ガスタービンの始動時にはジェネレータは、商用電源網からスタティックなインバータを介してエネルギーが供給されるモータとして使用される。
【００２１】
ＵＳ‐Ｂ２‐６９７９９１４から、ガスタービンとジェネレータとから成る単軸構成の発電設備が公知である。この発電設備でも、ジェネレータ出力側と商用電源網との間にインバータが設けられており、これによって、ジェネレータによって生成された交流電圧が商用周波数に適合される。
【００２２】
LJ.J Offringa, L.J.J. 等による『A 1600 kW IGBT Converter with interphase transformer for high speed gas turbine power plants』（Proc. IEEE - IAS Conf. 2000. 4, ２０００年１０月８〜１２日、ローマ）第２２４３〜２２４８頁から、高速回転ガスタービン（１８０００ｒｐｍ）を備え出力電力が比較的低い（１６００ｋＷ）発電設備が公知である。この発電設備では、ジェネレータと商用電源網との間の周波数結合はインバータによって行われる。
【００２３】
しかしこれらの刊行物には、短時間の過周波数または不足周波数時の発生時に商用周波数を支えるための特別な制御作動コンセプト（"Fast Frequency Support"）は示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】ＵＳ‐Ａ‐５６９４０２６
【特許文献２】ＵＳ‐Ｂ２‐６９７９９１４
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】LJ.J Offringa, L.J.J. 等による『A 1600 kW IGBT Converter with interphase transformer for high speed gas turbine power plants』（Proc. IEEE - IAS Conf. 2000. 4, ２０００年１０月８〜１２日、ローマ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の課題は、周波数結合された発電設備の作動方法において、商用電源網における過周波数または不足周波数の発生に対して迅速に応答して発電設備における不所望の過渡的現象を十分に回避する作動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記課題は、請求項１の特徴部分に記載された構成全体によって解決される。本発明による方法で重要なのは、商用電源網において過周波数または不足周波数の現象が短時間発生した場合に、ガスタービンの機械的な回転数を商用周波数に依存しないで制御できることである。商用電源網の周波数が不足する場合、ガスタービンの回転数を商用周波数より大きく低減するかまたは小さく低減し、商用電源網の周波数が過剰である場合には、ガスタービンの回転数を商用周波数より大きく低減するかまたは小さく低減することができる。
【００２８】
このようにして、ガスタービンのシャフト系統から得られる回転エネルギーを放出ないしは吸収することによって、周波数はより大きく支えられる。ここで商用周波数が短時間変化するということは、商用周波数が数秒または数十秒の間に変化することを意味し、たとえば、発電所のトリップまたは大きな負荷の投入接続によって商用周波数が数秒または数十秒の間に変化することを意味する。この表現では通常、短時間の変化とは数秒〜約３０秒の時間を指す。また、たとえば１つの発電所がフェールした後に遅延して第２の発電所が商用周波数の降下によりフェールした場合には、このような短時間の変化は最大で数分にも及び、段階的に発生することもある。このような短時間の変化は、商用周波数が比較的長い時間にわたって低減された周波数で作動される比較的長い変化とは反対である。通常、比較的長い変化とは、３０秒を超える時間をいう。このような変化はまた、最大で数分維持されることもあり、特別な事例では数時間維持されることもある。このような短時間の商用周波数の変化の後に、商用周波数が比較的長時間にわたって変化することがある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ガスタービンと単軸タービン系統とを有する、従来技術の発電設備の非常に簡単な回路図である。
【図２】ガスタービンと機械的な伝動装置とを有する、従来技術の発電設備の非常に簡単な回路図である。
【図３】本発明を実施するのに使用することができる、ガスタービンと電子的な結合解除装置とを備えた発電設備の非常に簡単な回路図である。
【図４】電子的な結合解除装置として図４の設備で使用できる、マトリクスインバータの内部構成の一例を示す。
【図５】本発明による方法を実施するための、図４と同様の設備装置を示す。
【図６】商用周波数の変化とガスタービン回転数の変化との関係が不足周波数の発生に及ぼす影響を示す。
【図７】商用周波数の変化とガスタービン回転数の変化との関係が、予測される不足周波数の発生に及ぼす影響を示す。
【図８】固定的な連結の場合の不足周波数の発生を示す。
【図８ａ】結合が固定的である場合に不足周波数が発生したときのガスタービン回転数およびダイナミックな出力の特性経過を示す。
【図８ｂ】電子的な連結解除が行われ回転数勾配が制御される場合に不足周波数が発生したときのガスタービン回転数およびダイナミックな出力の特性経過を示す。
【図９】電子的な連結解除が行われガスタービン回転数が一定である場合の不足周波数の発生を示す。
【図１０】電子的な連結解除が行われ不足周波数の発生が予測される場合の不足周波数の発生を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の１つの実施形態では、ガスタービンの回転数低下ないしは回転数上昇を制御によって行う。回転数低下は制御によって行われるので、適切なパイロット制御によって高温ガス温度で過渡的なオーバーシュートおよびアンダーシュートを縮小することができる。
【００３１】
本発明の別の実施形態では、出力が１００ＭＷを超えるガスタービンを使用し、電子的な結合解除装置として、マトリクスインバータの形態のインバータを使用する。
【００３２】
別の実施形態では、作動周波数は商用周波数ないしは第２の周波数と格段に異なり、とりわけ商用周波数ないしは作動周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。一般的にこのような構成では、商用周波数と作動周波数とが格段に異なるということは、５％を超える偏差で偏差することを意味する。５０Ｈｚのガスタービンを６０Ｈｚの商用電源網で使用するためには、また、６０Ｈｚのガスタービンを５０Ｈｚの商用電源網で使用するためには、２０％のオーダの差を期しなければならない。低速運転する大型機に適用する場合には、この偏差は１００％を格段に超えることもできる。
【００３３】
有利にはガスタービンとして、連続燃焼方式のガスタービンも使用される。
【００３４】
さらに有利には、使用されるマトリクスインバータが、（ｍ×ｎ）行列で配置された複数の制御可能な双方向スイッチを有し、該双方向スイッチは制御回路によって制御されてｍ個の入力側とｎ個の出力側とを選択的に接続し、ただしｍ＞ｎであり、前記入力側を流れる電流の正負符号を検出するための第１の手段と、該入力側の相互間の電圧の正負符号を検出するための第２の手段とが設けられており、前記第１の手段と第２の手段とは前記制御回路に作用接続されている。双方向スイッチは１つの部品から構成することもでき、また、複数の部品から構成することもできる。たとえば、導通方向が相互に逆である２つの逆並列のサイリスタを、制御可能な双方向スイッチとして使用することができる。電流の正負符号を検出するための手段は、たとえば電流測定器とすることができ、電圧の正負符号を検出するための手段はたとえば電圧測定器とすることができる。択一的にたとえば、正負符号のみを出力するバイナリセンサを使用することもできる。
【実施例】
【００３５】
図３に、ガスタービンと電子的な結合解除装置とを備えた発電設備を非常に簡単に示す回路図である。これは、本発明の方法を実施するのに適している。発電設備１０は、コンプレッサ１３を備えた連続燃焼方式のガスタービン１２を有し、このガスタービン１２では、第１の燃焼室１５が第１の燃料供給部１７を介して第１の燃料によって高温ガスを生成し、該高温ガスは第１のタービン１４ａ内で膨張された後に第２の燃焼室１５’内へ導かれ、第２の燃料供給部１７’を介して第２の燃料によって、該高温ガスが中間過熱され、第２のタービン１４ｂ内で膨張される。効率上特に有利な連続燃焼の代わりに、単段燃焼が実施されるように構成することもできる。この設備の他の部分は、図１または図２中の同一の参照番号を有する部分に相応する。
【００３６】
ジェネレータ１８はガスタービン１２のシャフト１９に直接フランジ結合されている。このことにより、ジェネレータ１８はガスタービン１２と等しい回転数で回転する。しかし、ジェネレータ１８の出力側と商用電源網２１との間には電子的な結合解除装置１７が配置されており、該電子的な結合解除装置１７によって、ジェネレータ１８で生成される作動周波数ないしはガスタービン１２の回転数と、商用電源網の所定の商用周波数とが分離される。
【００３７】
電子的な結合解除装置２７は‐損失電力を制限するために‐有利には、直流電流中間回路を有さないマトリクスインバータとして構成されている。ＥＰ‐Ａ２‐１９９７９４に、駆動制御方式から特に低損失で動作するこのようなマトリクスインバータの構成および動作が記載されている。ＥＰ‐Ａ１‐１５６１２７３、ＤＥ‐Ａ１‐１０２００４０１６４５３、ＤＥ‐Ａ１‐１０２００４０１６４６３およびＤＥ‐Ａ１‐１０２００４０１６４６４に、このようなマトリクスインバータに関するさらなる詳細が記載されている。図４に、入力相数が６であり出力相数が３であるマトリクスインバータの基本回路図が示されている。マトリクスインバータ２７は時間的順序で、ソースであるジェネレータ１８の６相Ｇ１〜Ｇ６を負荷３０の３相Ｌ１〜Ｌ３に接続する。そのために必要なパワーセクション２９は、逆並列接続されたサイリスタの形態の１８個の双方向スイッチ３２を有する（一般的には、入力相数／ソース相数がｍであり出力相数／負荷相数がｎである場合、スイッチ数はｍ×ｎとなる）。スイッチ３２は（６×３）行列で配置される。スイッチ３２を駆動制御するために制御部または制御回路３１が設けられており、この制御部または制御回路３１はクロック発生器２８からタイミング信号（クロック周波数）を受け取る。スイッチ３２のスイッチング状態（ＯＮ，ＯＦＦ）は監視され、そのつど第１の信号線路３６を介して制御回路３１へ通知される。スイッチ３２は制御回路３１によって、そのつど制御線路３５を介して駆動制御される。
【００３８】
ジェネレータ１８の個々の相Ｇ１〜Ｇ６にそれぞれ電流測定装置３４が配置されており、これらの電流測定装置３４は相電流の正負符号を、第２の信号線路３７を介して制御回路３１へ通知する。さらに、ジェネレータ１８の相Ｇ１〜Ｇ６の相互間に電圧測定装置３３が配置されており、これらの電圧測定装置３３はそれぞれの相間差電圧の正負符号を、第３の信号線路３８を介して制御回路３１に通知する。マトリクスインバータの動作の流れの詳細に関しては、上記の刊行物を参照されたい。
【００３９】
とりわけ上記の形式のマトリクスインバータの形態で構成された結合解除装置２７によって電子的な結合解除の以下の利点が得られる：
・商用電源網２１の商用周波数を、幅広い商用周波数領域において支えることができる。固定的な周波数結合の場合、商用周波数の５〜６％の領域で商用周波数を支えることができるのに対し、電子的な結合解除によって、最大２０％までの領域において支えることができる。
【００４０】
・周辺条件（たとえば入口温度）に依存して作動最適値（出力、効率）を適合することができる。
【００４１】
・出力を上昇することができる。
【００４２】
・効率を改善することができる。
【００４３】
・負荷変動時のフレキシビリティとタービンの寿命とを改善することができる。
【００４４】
・さらに一定の回転数でタービンを運転させることができる。回転数を支えるための手段によって必要とされて従来発生していた付加的な熱的負荷または機械的負荷が除去される。
【００４５】
・エミッション値を改善することができる。可変の回転数の自由度が増加することにより、より高い回転数またはより低い回転数で所望の出力を発生させることができる。このことには、ＣＯ２およびＮＯｘのエミッションの影響の作用によりタービン入口温度が低くなるか高くなることが関連する。とりわけ、周波数を支える場合にエミッションの上昇を回避することができる。
【００４６】
本発明において、発電設備においてタービン系統‐タービンおよびジェネレータ‐を商用周波数に依存せずに所望の（設計）回転数で安定的に作動させることができるこのような有利な手段により、送電網の安定化が支援される。周波数の急激な降下時には発電所は、通常の商用周波数で出力される電力を維持するか、ないしは理想的には、より高い電力を送電網へ出力できる必要がある。従来の発電システムは、このことを保証できる程度は限られていた。商用周波数の低下は、商用周波数に固定的に結合されたシステムでは、タービンおよびジェネレータにおいて不所望の回転数低下となってしまい、その他の作動パラメータが一定である場合、出力される電力が低下してしまう。この場合、ガスタービンシステムの応答は、燃料供給量の著しい上昇となり、このことによってタービン内の高温ガス温度が高くなる。ひいてはこのことによって、タービンの寿命が著しく短縮され、設備の作動コストが上昇する。このような作動フェーズでは、ＮＯｘの形態の有害物質排出量も格段に上昇する。それゆえ、商用周波数の降下時の出力上昇を大きく制限する２つの限界‐寿命およびエミッション‐がすでに定義される。第３の側面として、機械的適合性が重要となる。６％を超える大きな周波数降下により、発電設備は遮断される。というのも、発電設備は機械的に、相応に低減された回転数で動作することができないからだ。
【００４７】
商用周波数が結合解除されるシステムの場合、上記すべての欠点が解消される。最小許容周波数変動に関しては制限は存在しない。というのも、タービン系統には顕著な回転数変動が発生しないからである。それゆえ、有害物質の増加および寿命へのダメージも発生しない。
【００４８】
商用周波数に依存しない発電システムの別のポジティブな側面は、設備を異なる現場条件により良好に適合できることである。既述の商用電源網安定性は、現場に決定的に依存する重要な側面である。また、その他にもとりわけ、たとえば外部温度、空気圧、とりわけ設置高度に起因する空気圧、空気湿度、燃料組成等の、発電所の作動状態に影響する異なる周辺条件が存在する。商用周波数に依存しない回転数制御の自由度がさらに増大することにより、実際の周辺条件に相応してそのつど最適化された作動条件を得ることができる。
【００４９】
このようにして、効率改善も出力上昇も実現することができる。
【００５０】
上記のように、回転数でガスタービンを商用周波数ないしは接続された負荷の作動周波数から結合解除することにより、ガスタービンの作動を改善することができる。
【００５１】
ガスタービンはすべての作動領域において、商用周波数ないしは負荷の作動周波数に依存せずに、空気力学的な設計回転数に可能な限り近くで作動されることにより、パフォーマンスすなわち効率および出力が最適化されるようにする。
【００５２】
図５に、本発明による作動方法のために構成された発電設備１０の簡略図が示されている。ガスタービン１２およびジェネレータ１８を有するタービン系統１１は、図４に示されたタービン系統１１に相応する。このことは、電子的な結合解除装置２７と、接続された商用電源網２１とにも当てはまる。商用電源網２１は一般的な給電網とすることができ、また、鉄道送電網とすることもできる。相応の水／蒸気循環路を有する実施可能な付加的な蒸気タービンを図示するのは、スペースの都合により省略した。
【００５３】
ガスタービン１２を制御するためには、少なくとも位置調整可能なコンプレッサ翼列４２がコンプレッサ１３の入口で使用され、かつ、燃焼室１５，１５’への燃料供給部１７ないしは１７’内で制御弁４０および４１が使用される。相応の制御信号は、個々で使用されるかまたは選択可能な組み合わせで使用される所定の入口パラメータに応じて、制御部３９から到来する。使用可能なパラメータに、空気流入口１６に配置された第１の測定値センサ４３によって測定されるコンプレッサ入口温度がある。別の使用可能なパラメータに、第２の測定値センサ４４ないしは第３の測定値センサ４５によってコンプレッサの出口で測定されるコンプレッサ終端温度およびコンプレッサ終端圧がある。コンプレッサ１３からガスタービン１２の熱負荷される部品までの冷却空気供給部５０に配置された別の測定値センサ４６が、冷却空気の圧力および／または温度および／または流量を測定する。前記ガスタービン１２の熱負荷される部品は、たとえば両タービン１４ａおよび１４ｂに設けられた部品である。第２の燃焼室内の圧力を測定するために、別の測定値センサ４７を該第２の燃焼室１５’に配置することができる。ガスタービン１２の回転数をたとえばジェネレータ１８で取り出し、測定線路４８を介して制御部３９へ入力することができる。商用電源網２１において商用周波数を測定するために、商用周波数センサ４９を設けることができる。
【００５４】
このような構成によって制御部３９は、ガスタービン１２の空気力学的または機械的な回転数が商用電源網２１の商用周波数Ｆによって異なって影響されることなく、該回転数を一定値に制御することができる。
【００５５】
ガスタービン１２と商用電源網２１とが完全に分離されると、該ガスタービン１２において、たとえば燃料質量流およびコンプレッサ翼列の位置等の相応のパラメータを介して、ガスタービン回転数の制御を行うことができる。択一的にたとえば、ガスタービンの制御部３９において計算された目標回転数５１を結合解除装置２７の制御回路３１へ伝送し、ジェネレータを介して回転数をガスタービン１２に強制することによっても、回転数の制御を行うことができる。ジェネレータ１８は結合解除装置２７を介して、ガスタービン１２と比較して準静的な商用電源網２１に抗して支えられ、商用電源網Ｆとガスタービンの機械的回転数ｎｍｅｃｈとの周波数比の制御によって回転数ｎｍｅｃｈを制御する。結合解除装置２７はこの場合、ガスタービンの機械的回転数ｎｍｅｃｈと商用周波数Ｆとの間の変速比が制御される可変伝動装置として動作する。
【００５６】
本発明では、商用電源網２１において過周波数または不足周波数が短時間発生した場合、機械的回転数はあまり一定に維持されず、設備は以下のように運転される：
ｉ．不足周波数が発生した場合、周波数変換を介して、ガスタービン１２およびジェネレータ１８から成るシャフト系統は商用周波数より大きく低減される。機械的回転数がこのようにより大きく低下することにより、回転エネルギーの放出によって周波数がより支えられるようになる。この場合、回転数低下が制御によって行われるので、適切なパイロット制御によって高温ガス温度の過渡的なオーバーシュートおよびアンダーシュートを縮小することができる。
【００５７】
ii．同様に、商用電源網２１の過周波数が発生した場合、ガスタービン１２の機械的回転数を商用周波数より大きく上昇することができる。機械的回転数がこのようにより大きく上昇することにより、シャフト系統において回転エネルギーが吸収され、周波数がより支えられるようになる。この場合も、適切なパイロット制御によって高温ガス温度の過渡的なオーバーシュートおよびアンダーシュートを縮小することができる。
【００５８】
図６〜１０に、商用周波数の現象の特性経過と、電気的な結合解除がこのような現象の特性経過に及ぼすことができる影響とが、不足周波数に基づいて一例として図解されている。これらを５０Ｈｚの商用電源網２１の場合で説明するが、６０Ｈｚの商用電源網２１にも、他の設計周波数を有する商用電源網２１にも同様に当てはまる。これらは類似していることから、当業者であれば過周波数現象に対する相応のコンセプトも理解することができる。妨害信号、商用周波数Ｆの高周波の小さな変動またはノイズは無視できる程度であり、これらの図には示されていない。
【００５９】
商用周波数Ｆの高周波の小さな変動またはノイズが制御に及ぼす影響は、デッドバンドによって抑圧することができる。このことは、周波数変化に対しては限界値を超えて初めて応答することを意味する。
【００６０】
商用周波数がデッドバンドから緩慢に移行するようにすることは可能であるが、このような緩慢な周波数シフトには、ガスタービンの迅速な負荷変化によって応答してはならないので、制御部において、商用周波数の平滑平均値＋該平滑平均値の上下のデッドバンドに対する相対的な周波数偏差によって処理を行うことができる。平均給電網周波数とも称される平滑平均値およびデッドバンドは、ＥＰ０８５８１５３において、商用電源網２１とガスタービン１２との電気的な結合解除が行われない従来のガスタービン１２に関して詳細に記載されている。ＥＰ０８５８１５３と、商用電源網２１に対して電子的な結合解除が行われるガスタービン１２に該文献を適用することとは、本願の構成要素である。
【００６１】
図６および７に、ガスタービン１２のシャフト系統の回転数変化中に出力されるダイナミックな出力Ｐｄｙｎが、理想的な例に基づいて示されている。
【００６２】
図６には、不足周波数発生中のガスタービン回転数ｎｍｅｃｈの特性経過と、ガスタービンシャフト系統から商用電源網へ出力されるダイナミック出力Ｐｄｙｎとが概略的に示されている。この例では、商用周波数Ｆは時点Ｔ２と時点Ｔ３との間で一定の勾配で５０Ｈｚから４９Ｈｚまで下降する。シャフト系統の回転運動エネルギーの変化に起因して、回転数変化が生じると、該回転数変化の勾配に比例するダイナミック出力Ｐｄｙｎが出力される。商用周波数はここでは公称商用周波数ｆＧとして示されており、商用周波数の変化が予め決定されている場合に、該商用周波数の変化とガスタービン回転数の変化との関係が不足周波数の現象に与える影響を、３つの関係に基づいて説明する。初期のケースでは、ガスタービンシャフト系統の機械的回転数ｎｍｅｃｈ，１は商用周波数Ｆに対して１：１の比で変化する。このことは、機械的連結が固定的である場合にも必ず当てはまる。相応に、回転数が変化している間、公称のダイナミック出力Ｐｄｙｎ，１が出力される。この公称ダイナミック出力は、回転数変化の勾配と回転数とに比例する。ここでは簡単に、回転数勾配に対する依存性のみが図示されている。
【００６３】
第２のケースでは、回転数は２：１の比で、商用周波数ｆＧより大きく低減される。相応に、２倍のダイナミック出力Ｐｄｙｎ，２が出力される。しかしこうするためには、機械的回転数ｎｍｅｃｈ，３の低下も２倍になることを甘受しなければならない。
【００６４】
第３のケースでは、回転数は１：２の比で、商用周波数ｆＧより小さく低減される。相応に、半分のダイナミック出力Ｐｄｙｎ，３のみが出力される。こうするためには、機械的回転数ｎｍｅｃｈ，３の低下は半分のみになる。
【００６５】
図７に、不足周波数の発生が予測される場合に商用周波数の変化と電子的な結合解除のガスタービンの回転数の変化との関係が及ぼす影響が概略的に示されている。比較対照のために、シャフト系統の回転数の変化ｎｍｅｃｈ，１が公称商用周波数ｆＧの変化に精確に追従する次のような第１のケース、すなわち、時点Ｔ２と時点Ｔ３との間の移行中にダイナミック出力Ｐｄｙｎ，１が出力される第１のケースを再度示す。この実施例ではオペレータに対して、たとえば比較的大型の発電所が商用電源網から遮断されること、または比較的大型の負荷が商用電源網に投入されること等のイベントが間近に迫っていること、周波数の急激な降下が生じることが報告される。このことに相応して、オペレータは時点Ｔ０でガスタービンのスタンバイモードを選択する。ここで不足周波数の発生に備えるため、ガスタービンの機械的回転数ｎｍｅｃｈが上昇し、時点Ｔ１で、上昇された機械的回転数ｎｍｅｃｈに達する。このことに相応して、シャフト系統によってダイナミック出力Ｐｄｙｎが吸収される（図示されていない）。
【００６６】
予測される不足周波数発生のこの第１の例では、ガスタービン１２の機械的回転数ｎｍｅｃｈ，４は、まずＴ０とＴ１との間で１％上昇する。さらに、商用周波数がＴ２とＴ３との間で急激に降下する間、ガスタービンシャフト系統の回転数ｎｍｅｃｈ，４は商用周波数ｆＧより小さく、１：２の比で低下される。相応に、半分のダイナミック出力Ｐｄｙｎ，４のみが出力される。こうするために、機械的回転数ｎｍｅｃｈ，４は半分の低下分だけ低下され、商用周波数の急激な降下の終了時には、ガスタービン１２は未だ設計回転数で運転される。
【００６７】
予測される不足周波数発生の第２の例では、ガスタービン１２の機械的回転数ｎｍｅｃｈ，５は、まずＴ０とＴ１との間で２％上昇する。さらに、商用周波数がＴ２とＴ３との間で急激に降下する間、ガスタービンシャフト系統の回転数は商用周波数ｆＧより大きく、２：１の比で低下される。相応に、２倍のダイナミック出力Ｐｄｙｎ，５が出力される。こうするためには、機械的回転数ｎｍｅｃｈ，４の低下は２倍になる。しかし、回転数が商用周波数の急激な降下の前に上昇したことにより、ガスタービンは商用周波数のこの急激な降下の終了時にはなお、商用電源網２１とガスタービン１２とが固定的に連結されている基準例と等しい回転数ｎｍｅｃｈで運転される。
【００６８】
図８，９および１０では、上記のダイナミック出力Ｐｄｙｎは無視できる程度であり、ガスタービン１２の最も重要なプロセスパラメータおよび準定常状態の出力Ｐｒｅｌが示されている。準定常状態の出力とはここでは、ガスタービン１２が定常運転で、熱的なへり条件によってその時点の回転数で出力する出力を指す。図８ａおよび８ｂを例に、ダイナミック出力Ｐｄｙｎの特性経過を説明する。
【００６９】
まず図８には、ガスタービン１２と商用電源網２１との間が固定的に連結された不足周波数の発生の一例が概略的に示されている。完全負荷運転により、時点Ｔ２と時点Ｔ３との間に周波数の急激な降下が発生し、商用周波数Ｆが５０Ｈｚから４９Ｈｚに低下する。このことに相応して、機械的回転数ｎｍｅｃｈは１００％から９８％に低下する。回転数に比例して、ガスタービン１２の吸引質量流（図示されていない）は低下し、燃料質量流が当初は一定である場合には（このことも図示されていない）、高温ガス温度Ｔｈｏｔが上昇する。吸引質量流が低減されることにより、ガスタービン出力Ｐｒｅｌが低下する。その際には、出力損失は一時的にのみ、高温ガス温度Ｔｈｏｔの上昇に起因して小さくなる。時間遅延して、ガスタービン１２の制御部３９は高温ガス温度Ｔｈｏｔの急峻な上昇に対抗しようとする。実際にはこのことによって、不足周波数の現象の過渡的な特性経過、測定チェーンの速度および制御部３９の時定数に応じて、高温ガス温度Ｔｈｏｔのアンダーシュートが発生する。この例では、時点Ｔ３で最小高温ガス温度Ｔｈｏｔに達する。この時点で、商用周波数Ｆは４９Ｈｚに安定化することにもなる。時点Ｔ３で機械的回転数ｎｍｅｃｈが低く、かつ高温ガス温度Ｔｈｏｔが低いことに相応して、ガスタービン出力Ｐｒｅｌは格段に大きく降下する。時間遅延して初めて、制御回路は時点Ｔ４で高温ガス温度Ｔｈｏｔを、周波数を支えるために設計値より高くされた目標値に調整する。高温ガス温度Ｔｈｏｔの最小温度には、この例では単なる偶然により、時点Ｔ３で達する。
【００７０】
図８ａでは、図８に示されたガスタービン１２と商用電源網２１とが固定的に連結された不足周波数の発生の例のガスタービン回転数ｎｍｅｃｈの特性経過を再度示す。さらに、関連する公称のダイナミック出力Ｐｄｙｎが時間軸に対して概略的に示されている。この周波数変化の特性経過に相応して、回転数勾配が最も急峻な時点で、ダイナミック出力Ｐｄｙｎは最大になる。図中の公称ダイナミック出力Ｐｄｙｎは、この最大値で規格化される。
【００７１】
不足周波数の現象とシャフト系統の慣性とに応じて、この最大出力は、ガスタービン１２の完全負荷出力のオーダに達することがある。このような最大出力に相応して発電所を構成しなければならず、とりわけ、ガスタービン１２のシャフト系統および電気的設備を構成しなければならない。
【００７２】
電気的な連結解除により、ダイナミック出力Ｐｄｙｎのこのような最大値を回避することができる。図８ｂには比較対照のために、機械的回転数ｎｍｅｃｈの勾配が一定である場合にＴ２〜Ｔ３の間の時間で、図８ａの例と等しい運動エネルギーがどのように出力されるかが示されている。しかし、ダイナミック出力Ｐｄｙｎは図８ａの例の最大値の６０％に制限される。このことに相応して発電所は、連結解除部と、回転数勾配が制御または制限されることとにより、より低い最大値に対して構成することができる。商用電源網２１に依存せずに一定のガスタービン回転数ｎｍｅｃｈによって作動する場合、ダイナミック出力Ｐｄｙｎに対する構成を全く行わないことも可能である。
【００７３】
ガスタービン１２の回転数ｎｍｅｃｈが制御されて商用電源網２１から分離されて運転が行われる運転コンセプトをこのように選択することにより、制御部３９は吸引質量流の変化および燃焼室１５，１５＊のへり条件の変化を近似的に予め計算し、相応に制御弁１７，１７＊のパイロット制御を行うことができる。このことにより、過渡特性経過を改善し、高温ガス温度の最大値を回避または低減することができる。
【００７４】
図９に、図８と同様に、電子的な連結解除が行われガスタービン回転数が一定である同じ不足周波数の現象が概略的に示されている。ガスタービンｎｍｅｃｈの機械的回転数は、商用周波数Ｆに依存せずに一定に維持される。このことに相応して、商用周波数Ｆが高温ガス温度Ｔｈｏｔおよびガスタービン出力Ｐｒｅｌに時点Ｔ２で及ぼす直接的な影響も見られない。短時間の遅延後に初めて、制御部３９は高温ガス温度Ｔｈｏｔを上昇させることにより、周波数を支えるためにガスタービン出力Ｐｒｅｌが上昇するようにする。商用周波数Ｆは時点Ｔ３において、４９Ｈｚで安定化される。ガスタービン１２、測定部および制御部３９の慣性により、ガスタービン１２は短時間の時間遅延後に初めて、時点Ｔ４において、出力Ｐｒｅｌおよび高温ガス温度Ｔｈｏｔが一定である準定常運転になる。
【００７５】
別の例として図１０に、電子的な連結解除が行われ不足周波数の発生が予測される不足周波数の現象が概略的に示されている。この不足周波数の現象では、周波数の急激な降下中にはガスタービン回転数ｎｍｅｃｈが一定に維持される。この実施例ではオペレータに対して、たとえば比較的大型の発電所が商用電源網２１から遮断されること、または比較的大型の負荷が商用電源網２１に投入されること等のイベントが間近に迫っていること、周波数の急激な降下が生じることが報告される。このことに相応して、オペレータは時点Ｔ０でガスタービン１２のスタンバイモードを選択する。ここで不足周波数の発生に備えるため、ガスタービンの機械的回転数ｎｍｅｃｈが上昇し、時点Ｔ１でたとえば１０１％に達する。負荷Ｐｒｅｌを設計完全負荷に一定に維持するためには、上昇された回転数ｎｍｅｃｈに相応して高温ガス温度Ｔｈｏｔが低減される。その際には、設計回転数１００％および設計高温ガス温度で作動するのとは異なり、場合によっては効率勾配の急激な降下を甘受する。このような回転数上昇に相応して、シャフト系統によってダイナミック出力Ｐｄｙｎが吸収される（図示されていない）。さらに、過剰回転数での無負荷運転との機械的回転数ｎｍｅｃｈの差が低減される。
【００７６】
時点Ｔ２で、予測された不足周波数の発生が開始する。ガスタービン回転数ｎｍｅｃｈと商用周波数Ｆとが分離されていることにより、ガスタービン１２をさらに、上昇された回転数ｎｍｅｃｈで作動させることができる。ここで、時点Ｔ０と時点Ｔ１との間の回転数ｎｍｅｃｈの上昇時に行われた高温ガス温度Ｔｈｏｔの降下に相応して、高温ガス温度Ｔｈｏｔは出力上昇のために完全負荷値まで上昇される。その結果として、ガスタービン１２は設計高温ガス温度で、上昇された回転数ｎｍｅｃｈで作動され、この例では周波数を支えるために、完全負荷出力を超える公称出力を出力することができる。この公称出力は、この例では１０１％弱である。このことは、周波数を支えるために通常なされる寿命の急激な降下を甘受することなく実現することができる。
【００７７】
たとえば質量流、コンプレッサ圧、コンプレッサ出口温度、冷却空気温度および圧力等の別のプロセスパラメータ、ならびに排ガス温度は、当業者に公知のように、選択された運転コンセプトに依存して変化する。
【００７８】
連続燃焼方式のガスタービンにも、同様の運転コンセプトを実施することができる。その際には基本的に、２つの燃焼室１５，１５’の高温ガス温度Ｔｈｏｔを制御のために使用するか、または１つの燃焼室１５，１５’の高温ガス温度Ｔｈｏｔのみを変化することができる。その際には、運転コンセプトおよび作動点に応じて、別のパラメータとの組み合わせも実施することもできる。
【００７９】
回転数ｎｍｅｃｈおよび高温ガス温度Ｔｈｏｔがガスタービン出力Ｐｒｅｌに及ぼす影響の関係、ならびに制御部のダイナミックなフローは、ガスタービン１２の構成形態と、実装される制御部３９と、制御パラメータとに大きく依存する。たとえば、連続燃焼方式のガスタービン１２において第２の燃焼室１５’の高温ガス温度Ｔｈｏｔの影響は、第１の燃焼室１５の影響より格段に高い。ガスタービン１２のたとえば機械的要件、空気力学的要件および冷却要件等の設計基準と、商用電源網の要件とに依存して、ガスタービン１２の運転コンセプトを図中の実施例に相応して最適化することができる。その際には、運転コンセプトは図中の実施例に限定されることはなく、当業者によって要件に応じて組み合わせたり拡張したりすることができる。
【００８０】
商用電源網を高いダイナミック出力Ｐｄｙｎによって支えるためにはたとえば、まずはガスタービン回転数ｎｍｅｃｈを、商用周波数の変化の勾配より大きい回転数勾配で変化するのが有利である。ガスタービン１２の許容可能な回転数領域は機械的限界および空気力学的限界によって制限されるので、ダイナミック出力Ｐｄｙｎのこの出力にはもちろん限界が設けられる。このような限界に達する前に、ガスタービン回転数ｎｍｅｃｈを十分な安全間隔で安定化しなければならない。非常に高いダイナミック出力Ｐｄｙｎが出力される運転方式から、ダイナミック出力Ｐｄｙｎが出力されない運転方式に急激にならないようにするためには、たとえばまず、未だガスタービン１２の設計限界まで比較的大きいマージンを有する第１のリミットまで、商用周波数の変化の勾配より大きな勾配で機械的回転数ｎｍｅｃｈを低減することができる。この第１のリミットに達するとガスタービン１２の回転数ｎｍｅｃｈを、低減された勾配で、たとえば商用周波数の変化の勾配より小さい勾配で、さらに変化することができる。このような低減された勾配に相応して、第２のリミットに達するまでなお、ダイナミック出力Ｐｄｙｎを商用電源網２１へ出力することができる。この第２のリミットは、安全な作動を保証するために遵守しなければならないガスタービン１２の設計限界までの最小間隔である。この設計限界は機械的限界も空気力学的限界も含むので、この限界はガスタービン１２の作動条件に依存することができ、とりわけ、機械的回転数ｎｍｅｃｈ、空気力学的回転数、圧力または圧力比に依存することができる。
【００８１】
限界で段階的に変化する固定的な勾配または比による運転方式の他に、機械的回転数ｎｍｅｃｈの変化と商用周波数変化との関係を、ガスタービン１２の実際の機械的回転数ｎｍｅｃｈと設計リミットとの間隔に依存して選択することができる。その際には、機械的回転数ｎｍｅｃｈとガスタービン１２の設計リミットとの間隔が最小間隔に近づくと、この比はほぼ０になる。
【００８２】
商用周波数Ｆが不足周波数または過周波数の発生後に安定化すると、電気的な連結解除によってガスタービン１２は商用周波数Ｆの値に依存せずに、再び最適な機械的回転数ｎｍｅｃｈで運転することができる。こうするためには、シャフト系統は小さい勾配で制御されて加速ないしは減速される。とりわけシャフト系統の加速時には、該加速に必要なダイナミック出力Ｐｄｙｎによって、商用電源網２１へ出力される出力が有意に低減することがないように、勾配を十分に小さく選択しなければならない。通常は、最大でガスタービン出力の約５％のみがダイナミック出力Ｐｄｙｎとして加速に使用されるように、この勾配を選択すべきである。有利には、この割合を３％未満に維持すべきである。実際には、１％未満の割合で十分である。
【符号の説明】
【００８３】
１０，１０’，１０″  発電設備
１１，１１’  タービン系統
１２  ガスタービン
１３  コンプレッサ
１４，１４ａ，１４ｂ  タービン
１５，１５’  燃焼室
１６  空気流入口
１７，１７’  燃料供給部
１８  ジェネレータ
１９  シャフト
２０  商用電源網接続部（周波数結合）
２１  商用電源網
２２  排ガス排出口
２３  廃熱蒸気生成器
２４  蒸気タービン
２５  水‐蒸気循環路
２６  伝動装置（機械的）
２７  結合解除装置
２８  クロック発生器
２９  パワーセクション
３０  負荷
３１  制御回路
３２  スイッチ（双方向）
３３  電圧測定装置
３４  電流測定装置
３５  制御線路
３６〜３８  信号線路
３９  制御部
４０，４１  制御弁
４２  位置調整可能なコンプレッサ翼
４３〜４７  測定値センサ
４８  測定線路（回転数）
４９  商用周波数センサ
５０  冷却空気供給部
５１  ジェネレータ目標回転数
Ｇ１〜Ｇ６  相（ジェネレータ）
Ｌ１〜Ｌ６  相（負荷）
Ｔｈｏｔ  ガスタービンのタービン入口前の高温ガス温度
Ｐｒｅｌ  ガスタービンの相対的出力
ｎｍｅｃｈ  ガスタービンの公称機械的回転数
Ｆ  商用周波数、単位Ｈｚ
ｆＧ  公称商用周波数
Ｐｄｙｎ  回転数勾配に基づいて商用電源網へ出力されるガスタービンシャフト系統のダイナミック出力
Ｔ０  ガスタービンの回転数の上昇が開始される時点
Ｔ１  ガスタービンの回転数が上昇される時点
Ｔ２  商用周波数の低下が開始する時点
Ｔ３  商用周波数が低下する時点
Ｔ４  ＧＴが安定化される時点
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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