(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源媒体で低温媒体を加熱して高温媒体を生成する熱源装置、前記高温媒体との熱交換により蒸気を発生させる蒸気発生装置、及び前記蒸気で駆動する蒸気タービンを備える蒸気タービン発電プラントと、
再生可能エネルギー発電プラントと、
前記再生可能エネルギー発電プラントで利用される一部の再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源と、
前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方に取り付けられた予熱装置と、
前記供給源と前記予熱装置を接続する予熱ラインと、
前記予熱ラインに設けられた調整弁と、
前記蒸気タービンの停止日時及び起動開始日時に基づき、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方の予熱を開始すべき日時である予熱開始日時、及び前記熱媒体の蓄積開始日時を予測演算する予測部と、
前記予測部で予測された予熱開始日時を入力し、前記予熱開始日時に前記調整弁に信号を出力する蒸気タービン熱制御装置と、
前記蓄積開始日時を入力する熱媒体蓄積量制御装置と、
前記予熱ラインに設けられ、前記熱媒体を利用して二次熱媒体を生成し蓄積する熱媒体蓄積装置と、
前記熱媒体蓄積量制御装置からの信号を入力し、前記熱媒体蓄積装置に供給する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体蓄積量調整装置と
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
熱源媒体で低温媒体を加熱して高温媒体を生成する熱源装置、前記高温媒体との熱交換により蒸気を発生させる蒸気発生装置、及び前記蒸気で駆動する蒸気タービンを備える蒸気タービン発電プラントと、
再生可能エネルギー発電プラントと、
前記再生可能エネルギー発電プラントで利用される一部の再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源と、
前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方に取り付けられた予熱装置と、
前記供給源と前記予熱装置を接続する予熱ラインと、
前記予熱ラインに設けられた調整弁と、
前記蒸気タービンの停止日時及び起動開始日時に基づき、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方の予熱を開始すべき日時である予熱開始日時、及び前記熱媒体の蓄積開始日時を予測演算する予測部と、
前記予測部で予測された予熱開始日時を入力し、前記予熱開始日時に前記調整弁に信号を出力する蒸気タービン熱制御装置と、
前記蓄積開始日時を入力する熱媒体蓄積量制御装置と、
前記予熱ラインに設けられ、前記熱媒体を蓄積する熱媒体蓄積装置と、
前記熱媒体蓄積量制御装置からの信号を入力し、前記熱媒体蓄積装置に供給する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体蓄積量調整装置と
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の発電システムにおいて、前記熱媒体を利用して二次熱媒体を生成するエネルギー変換装置を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電システムにおいて、前記予熱装置は、前記蒸気タービンのケーシングに取り付けたケーシング予熱管であることを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電、水力発電、太陽光発電、太陽熱発電、地熱発電等に代表される再生可能エネルギーを用いた発電プラント（以下、再生可能エネルギー発電プラント）では、再生可能エネルギーから得られる発電量が季節、天候、時間帯等により変動し、また、電力需要の変動への対応幅も小さい。そのため、再生可能エネルギー発電プラントを備えた発電システムでは、蒸気タービン発電プラント（例えば、コンバインドサイクル発電プラント）を併用して系統電力を安定化させている。この蒸気タービン発電プラントに備えられた蒸気タービンには、燃料消費量を抑えつつ系統電力を安定化させるべく、起動時間の短縮（高速起動）が求められている。
【０００３】
蒸気タービンの起動では、タービンロータ（回転体）及びタービンロータを収納するケーシング（静止部）は高温の蒸気に晒されることにより加熱され、熱膨張により特にタービン軸方向に伸びる（熱伸び）。タービンロータとケーシングは構造も熱容量も異なるため、タービンロータの熱伸びとケーシングの熱伸びには差（熱伸び差）が生じる。この熱伸び差が大きくなると、タービンロータとケーシングとが接触し損傷する可能性がある。
【０００４】
ケーシングはタービンロータに比べて熱容量が大きいため、一般的には、起動開始時のケーシングの温度が低いほど熱伸び差が大きくなる。そこで、蒸気タービンの停止後経過時間あるいはケーシング内部の温度に応じて、ホットモード、ウォームモード、コールドモード等の複数の起動モードを使い分けて、蒸気タービンの起動を制御する方法がある。
【０００５】
しかしながら、複数の起動モードのうち、ホットモード以外の起動モード（例えば、ウォームモード及びコールドモード）では、蒸気タービンが十分に予熱されていないため熱伸び差が生じ易く、蒸気タービンの起動時間を長く設定せざるを得ない。そこで、複数のコンバインドサイクル発電プラントを配管で接続し、稼働しているコンバインドサイクル発電プラントから起動させるコンバインドサイクル発電プラントに蒸気を供給して蒸気タービンを予熱する方法が提唱されている（特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許６５１９９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、系統内の複数のコンバインドサイクル発電プラントが全て停止している場合、起動させるコンバインドサイクル発電プラントの蒸気タービンを予熱することができず、起動に時間を要する可能性がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、他に稼働中の蒸気タービン発電プラントがなくても、短時間で起動して再生可能エネルギー発電プラントの出力変動に柔軟に対応できる発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る発電システムは、熱源媒体で低温媒体を加熱して高温媒体を生成する熱源装置、前記高温媒体との熱交換により蒸気を発生させる蒸気発生装置、及び前記蒸気で駆動する蒸気タービンを備える蒸気タービン発電プラントと、再生可能エネルギー発電プラントと、前記再生可能エネルギー発電プラントで利用される一部の再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源と、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方に取り付けられた予熱装置と、前記供給源と前記予熱装置を接続する予熱ラインと、前記予熱ラインに設けられた調整弁と、前記蒸気タービンの停止日時及び起動開始日時に基づき、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方の予熱を開始すべき日時である予熱開始日時、及び前記熱媒体の蓄積開始日時を予測演算する予測部と、前記予測部で予測された予熱開始日時を入力し、前記予熱開始日時に前記調整弁に信号を出力する蒸気タービン熱制御装置と、前記蓄積開始日時を入力する熱媒体蓄積量制御装置と、前記予熱ラインに設けられ、前記熱媒体を利用して二次熱媒体を生成し蓄積する熱媒体蓄積装置と、前記熱媒体蓄積量制御装置からの信号を入力し、前記熱媒体蓄積装置に供給する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体蓄積量調整装置とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る発電システムは、熱源媒体で低温媒体を加熱して高温媒体を生成する熱源装置、前記高温媒体との熱交換により蒸気を発生させる蒸気発生装置、及び前記蒸気で駆動する蒸気タービンを備える蒸気タービン発電プラントと、再生可能エネルギー発電プラントと、前記再生可能エネルギー発電プラントで利用される一部の再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源と、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方に取り付けられた予熱装置と、前記供給源と前記予熱装置を接続する予熱ラインと、前記予熱ラインに設けられた調整弁と、前記蒸気タービンの停止日時及び起動開始日時に基づき、前記蒸気タービン及び前記蒸気発生装置の少なくとも一方の予熱を開始すべき日時である予熱開始日時、及び前記熱媒体の蓄積開始日時を予測演算する予測部と、前記予測部で予測された予熱開始日時を入力し、前記予熱開始日時に前記調整弁に信号を出力する蒸気タービン熱制御装置と、前記蓄積開始日時を入力する熱媒体蓄積量制御装置と、前記予熱ラインに設けられ、前記熱媒体を蓄積する熱媒体蓄積装置と、前記熱媒体蓄積量制御装置からの信号を入力し、前記熱媒体蓄積装置に供給する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体蓄積量調整装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、他に稼働中の蒸気タービン発電プラントがなくても、短時間で起動して再生可能エネルギー発電プラントの出力変動に柔軟に対応できる発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図２】電力需要予測装置による予測演算方法を説明するための図である。
【図３】電力需要予測装置による予測演算の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図８】電力需要予測装置による予測演算方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
（構成）
１．発電システム
図１は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【００１３】
図１に示すように、発電システム１００は、蒸気タービン発電プラント２００、熱媒体供給システム３００及び予熱システム４００を備えている。
【００１４】
２．蒸気タービン発電プラント
蒸気タービン発電プラント２００は、熱源装置１、蒸気発生装置２、蒸気タービン３、発電機４、熱源媒体量調整装置１４、蒸気加減弁１５、及び蒸気タービン起動制御装置２１を備えている。本実施形態では、熱源装置１がガスタービンである場合（つまり、蒸気タービン発電プラント２００がコンバインドサイクル発電プラントである場合）を例に挙げて説明する。
【００１５】
熱源装置１は、熱源媒体５（例えば、水素含有燃料等を含むガス燃料、液体燃料）に保有される熱量を用いて低温媒体６（空気等）を加熱し高温媒体７（ガスタービン排ガス）を生成して蒸気発生装置２に供給する。蒸気発生装置２（排熱回収ボイラ）は内部に熱交換器を備え、熱源装置１で生成された高温媒体７の保有熱との熱交換により給水を加熱して蒸気８を発生させる。蒸気タービン３は、蒸気発生装置２で発生した蒸気８により駆動される。蒸気タービン３には、温度計１３が設けられている。温度計１３は、蒸気タービン３のケーシング等のメタル温度を計測する。発電機４は、蒸気タービン３と同軸に連結され、蒸気タービン３の回転出力を電力に変換する。発電機４の電力は電力系統２２に供給される。
【００１６】
熱源媒体量調整装置１４（燃料調整弁）は、熱源装置１に対する熱源媒体５の供給経路に設けられている。熱源媒体量調整装置１４は、熱源装置１に供給される熱源媒体５の流量を調節して、熱源装置１で生成される高温媒体７の保有熱量を操作する。熱源媒体５の供給経路の熱源媒体量調整装置１４に対して熱源媒体５の流れ方向の下流側には、流量計１１が設けられている。流量計１１は、熱源装置１に供給される熱源媒体５の流量を計測する。蒸気加減弁１５は、蒸気発生装置２と蒸気タービン３を接続する蒸気配管に設けられている。蒸気加減弁１５は、蒸気タービン３に供給される蒸気８の流量を調節する。蒸気配管の蒸気加減弁１５に対して蒸気８の流れ方向の下流側（蒸気タービン３側）には、圧力計１２が設けられている。圧力計１２は、蒸気配管を流れる蒸気８の圧力を計測する。熱源媒体量調整装置１４及び蒸気加減弁１５は、蒸気タービン発電プラント２００の発電出力量を調整する調整装置として機能する。
【００１７】
蒸気タービン起動制御装置２１は、蒸気タービン発電プラント２００のプラント状態量を入力し、入力したプラント状態量に基づき蒸気タービン発電プラント２００を制御する指令値を出力する。蒸気タービン起動制御装置２１に入力されるプラント状態量の入力値としては、例えば、蒸気タービン発電プラント２００の構成要素や蒸気の温度や圧力、流量等の状態量を示す各種計測値がある。本実施形態では、蒸気タービン起動制御装置２１は、プラント状態量の入力値として流量計１１、圧力計１２及び温度計１３の計測値１６を入力し、操作量指令値１７として熱源媒体量調整装置１４に対する燃料調整指令値及び蒸気加減弁１５に対する蒸気加減指令値を出力する。
【００１８】
３．熱媒体供給システム
熱媒体供給システム３００は、蒸気タービン発電プラント２００以外で発生するエネルギーを利用して熱媒体を生成し、予熱システム４００に供給する。熱媒体供給システム３００は、再生可能エネルギー発電プラント５００（本実施形態では、太陽熱発電プラント）を備えている。
【００１９】
再生可能エネルギー発電プラント５００は、再生可能エネルギー取込装置１８、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９、再生可能エネルギー用蒸気タービン２０及び再生可能エネルギー用発電機２３を備えている。
【００２０】
再生可能エネルギー取込装置１８は、不図示の集熱器及び集熱媒体（例えば、油、水等の液体、塩）を有している。再生可能エネルギー取込装置１８は、集熱器を介して取り込んだ再生可能エネルギー（太陽熱）を集熱媒体に供給して熱媒体（不図示）を生成し、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９に供給する。つまり、本実施形態では、再生可能エネルギー取込装置１８は、再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源として機能する。再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９は内部に熱交換器を備え、熱媒体の保有熱との熱交換により給水を加熱して蒸気を発生させる。再生可能エネルギー用蒸気タービン２０は、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９で発生した蒸気により駆動される。再生可能エネルギー用発電機２３は、再生可能エネルギー用蒸気タービン２０と同軸に連結され、再生可能エネルギー用蒸気タービン２０の回転出力を電力に変換する。再生可能エネルギー用発電機２３の電力は、電力系統２２に供給される。
【００２１】
４．予熱システム
予熱システム４００は、ポンプ９、電力需要予測装置２４、蒸気タービン熱制御装置２５、蒸気タービン予熱調整弁２６、移送管２８，２９、及びケーシング予熱管３２を備えている。
【００２２】
移送管（第１移送管）２８は、再生可能エネルギー発電プラント５００の再生可能エネルギー取込装置１８とポンプ９を接続し、移送管（第２移送管）２９は、ポンプ９とケーシング予熱管３２を接続している。第１，２移送管２８，２９は、再生可能エネルギー取込装置１８で生成された一部の熱媒体を再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９に供給する配管とは別の配管であり、再生可能エネルギー取込装置１８で生成された熱媒体をケーシング予熱管３２に供給する。つまり、本実施形態では、第１，２移送管２８，２９は、再生可能エネルギー取込装置１８とケーシング予熱管３２を接続する予熱ラインとして機能する。
【００２３】
ポンプ９は、吸込み口が第１移送管２８を介して再生可能エネルギー取込装置１８に接続し、吐出口が第２移送管２９を介してケーシング予熱管３２に接続している。ポンプ９は、例えば、モータ（不図示）により駆動される。ポンプ９が駆動されると、ポンプ９は再生可能エネルギー取込装置１８で生成された熱媒体を第１移送管２８を介して吸い込み、第２移送管２９に吐出してケーシング予熱管３２に供給する。
【００２４】
蒸気タービン予熱調整弁（調整弁）２６は、第２移送管２９に設けられている。蒸気タービン予熱調整弁２６は蒸気タービン熱制御装置２５に電気的に接続しており、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号２７Ａ，２７Ｂに応じて第２移送管２９の開通及び遮断を切り換える。具体的に、蒸気タービン予熱調整弁２６は、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号（開通信号）２７Ａを入力したときは第２移送管２９を開通し、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号（遮断信号）２７Ｂを入力したときは第２移送管２９を遮断する。
【００２５】
ケーシング予熱管３２は、蒸気タービン３のケーシングの外壁面に取り付けられた熱交換器である。ケーシング予熱管３２は、再生可能エネルギー取込装置１８から供給された熱媒体を利用して、蒸気タービン３のケーシングを加熱する。つまり、本実施形態では、ケーシング予熱管３２は蒸気タービン３のケーシングを加熱する予熱装置として機能する。
【００２６】
電力需要予測装置（予測部）２４は、蒸気タービン３の停止日時、起動開始日時及び起動完了日時に関する実績及び予定のデータを記憶部（不図示）に記憶している。電力需要予測装置２４は、記憶部に記憶した蒸気タービン３の停止日時、起動開始日時及び起動完了日時に関する実績及び予定のデータを用いて、次回のケーシング予熱開始日時及び蒸気タービン起動開始日時（ケーシング予熱完了日時）を予測演算し、蒸気タービン熱制御装置２５に出力する。電力需要予測装置２４の予測演算方法については後述する。本実施形態において、予測演算するケーシング予熱開始日時とは、蒸気タービン３の起動が完了する日時（蒸気タービン起動完了日時）から逆算して予熱時間と起動時間の分だけ遡った日時若しくはそれより前の日時でかつ現在日時よりも先の日時を言う。
【００２７】
蒸気タービン熱制御装置２５は、電力需要予測装置２４で予測演算されたケーシング予熱開始日時及び蒸気タービン起動開始日時を入力する。蒸気タービン熱制御装置２５は、入力したケーシング予熱開始日時に、蒸気タービン予熱調整弁２６に信号２７Ａを出力して第２移送管２９を開通させる。一方、蒸気タービン熱制御装置２５は、入力した蒸気タービン起動開始日時に、蒸気タービン予熱調整弁２６に信号２７Ｂを出力して第２移送管２９を遮断させつつ蒸気タービン起動制御装置２１に信号（起動開始信号）２７Ｃを出力して蒸気タービン３を起動させる。
【００２８】
図２は、電力需要予測装置２４による予測演算方法を説明するための図である。図２の横軸は時間を示していて、原点を現在時刻としている。なお、図２は、今後一定期間電力需要が増加する一方、再生可能エネルギー発電プラント５００の発電能力が低下し、電力不足の状態に陥ることが予測される場合を例示している。
【００２９】
電力需要予測線５１は、現在から一定期間先の電力需要の予測値を示している。再生可能エネルギー発電能力予測線５２は、再生可能エネルギー発電プラント５００の発電能力（再生可能エネルギー発電プラント５００が出力可能な電力量）の予測値を示している。電力需要予測線５１及び再生可能エネルギー発電能力予測線５２は、季節、時間帯の変化及び過去の実績をパラメータにして、電力需要予測装置２４により予測される。なお、本実施形態では、再生可能エネルギー発電プラント５００の発電能力は、再生可能エネルギー発電プラント５００で何らかの手段により蓄えられた余剰エネルギーを用いて得られる電力量も含む。
【００３０】
ケーシング温度予測線５３は、蒸気タービン３のケーシングの温度の予測値を示している。図２に示すように、蒸気タービン３のケーシングの温度は、ケーシングの予熱が開始されるまでは、蒸気タービン３が停止してからの経過時間に伴い自然冷却により常温に向かって徐々に低下する。
【００３１】
再生可能エネルギー発電出力予測線５４は、再生可能エネルギー発電プラント５００の発電出力（電力需要に応じて再生可能エネルギー発電プラント５００が出力する電力量）の予測値を示している。例えば、電力需要が再生可能エネルギー発電プラント５００の発電能力を上回る場合、再生可能エネルギー発電出力は再生可能エネルギー発電能力となる。一方、電力需要が再生可能エネルギー発電プラント５００の発電能力を下回る（つまり、再生可能エネルギー発電能力より小さい電力量で需要電力をまかなえる）場合、再生可能エネルギー発電出力は再生可能エネルギー発電能力より小さくなる。このとき、再生可能エネルギー発電能力と再生可能エネルギー発電出力の差は、再生可能エネルギー発電プラント５００の余剰エネルギーとして不図示の蓄熱装置等に蓄えられる。
【００３２】
蒸気タービン発電プラント出力予測線５５は、蒸気タービン発電プラント２００の発電出力（蒸気タービン発電プラント２００が出力する電力量）の予測値を示している。
【００３３】
合計出力予測線５６は、再生可能エネルギー発電プラント５００が出力する電力量と蒸気タービン発電プラント２００が出力する電力量との合計値を示している。つまり、合計出力予測線５６は、再生可能エネルギー発電出力予測線５４と蒸気タービン発電プラント出力予測線５５とを足し合わせて得られる。
【００３４】
次に、電力需要予測装置２４による予測演算方法について説明する。
【００３５】
例えば、図２における現在のように、再生可能エネルギー発電プラント５００が稼働し、蒸気タービン発電プラント２００が停止している時点において、電力需要予測装置２４が、図２に例示した電力需要予測線５１、再生可能エネルギー発電能力予測線５２、及び合計出力予測線５６を予測したとする。この場合、電力需要予測装置２４は、電力需要予測線５１と再生可能エネルギー発電能力予測線５２とが交差する時点（図２の時点Ａ）以降、電力不足に陥ると予測し、蒸気タービン発電プラント２００を稼働させる必要があると判断する。
【００３６】
ところで、ホットモードで蒸気タービン３を起動した場合、蒸気タービン発電プラント２００の発電出力を示す曲線及び蒸気タービン３の起動開始から起動完了までの時間は一定となるため、電力需要予測装置２４の記憶部に予め記憶しておくことができる。したがって、電力需要予測装置２４は、電力需要予測線５１、再生可能エネルギー発電能力予測線５２、蒸気タービン発電プラント２００の発電出力を示す曲線及び蒸気タービン３の起動開始から起動完了までの時間に基づき、時点Ａで蒸気タービン発電プラント２００の発電出力と再生可能エネルギー発電プラント５００の発電出力との合計発電出力が電力需要を下回らないように、蒸気タービン起動開始日時を予測演算する。
【００３７】
一方、蒸気タービン３のケーシングを予熱する場合、予熱開始からケーシングの温度がホットモードに達する予熱完了までの時間（予熱時間）、予熱に必要な総エネルギー量及びケーシング温度予測線５３は、予熱開始時点のケーシングの温度に応じた関数（つまり、予熱開始時点のケーシングの温度をパラメータとして含む関数）で表すことができる。また、予熱開始時点のケーシングの温度は、蒸気タービン停止日時から予熱開始までの時間に応じた関数（つまり、蒸気タービン停止日時から予熱開始までの時間をパラメータとして含む関数）で表すことができる。したがって、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン停止日時と蒸気タービン起動開始日時に基づき、上述した関数を用いて、仮のケーシング予熱開始日時及び予熱に必要な総エネルギー量を演算する。
【００３８】
そして、電力需要予測装置２４は、仮のケーシング予熱開始日時から蒸気タービン起動開始日時までの余剰エネルギーの積算値を演算し、余剰エネルギーが予熱に必要な総エネルギー量を上回るように、仮のケーシング予熱開始日時を前倒しする（つまり、現在側に修正する）。仮のケーシング予熱開始日時を前倒しすると、ケーシング温度予測線５３に示すように予熱開始時のケーシングの温度が変わるため、予熱に必要な総エネルギー量も変化する。電力需要予測装置２４は、仮のケーシング予熱開始日時を前倒ししながら、仮のケーシング予熱開始日時から蒸気タービン起動開始日時までの余剰エネルギーの積算値の計算を繰り返し、最適なケーシング予熱開始日時（ケーシング予熱開始日時の最適値）を予測演算する。本実施形態において、最適なケーシング予熱開始日時とは、再生可能エネルギー発電プラント５００の余剰エネルギーが予熱に必要な総エネルギー量を下回ることなく、かつ余剰エネルギーと予熱に必要な総エネルギー量との差が最小となる日時を言う。
【００３９】
なお、上述の説明では、図２に示すように、現在からケーシング予熱開始日時まで蒸気タービン３が停止している場合を想定し、電力需要予測装置２４が電力需要予測線５１と再生可能エネルギー発電能力予測線５２との差に基づいて蒸気タービン起動開始日時を予測演算する場合を説明した。しかしながら、例えば、現在からケーシング予熱開始日時までの間に蒸気タービン３が停止するような場合は、電力需要予測装置２４は、電力需要予測線５１と合計出力予測線５６との差に基づいて蒸気タービン起動開始日時（つまり、蒸気タービン３の再起動開始日時）を予測演算する。
【００４０】
（動作）
図３は、電力需要予測装置２４による予測演算の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
図３に示すように、電力需要予測装置２４は、予測演算を開始するに先立ち、記憶部に記憶された過去の予測演算データをクリアして初期化する（ステップＳ１）。
【００４２】
続いて、電力需要予測装置２４は、電力需要予測線５１、再生可能エネルギー発電能力予測線５２、及び合計出力予測線５６を予測し（ステップＳ２）、蒸気タービン発電プラント２００を稼働させる必要があるか否か判断する（ステップＳ３）。具体的に、蒸気タービン発電プラント２００を稼働させる必要があると判断した場合（Ｙｅｓ）、電力需要予測装置２４はステップＳ３からステップＳ４に手順を移す。反対に、蒸気タービン発電プラント２００を稼働させる必要がないと判断した場合（Ｎｏ）、電力需要予測装置２４は予測演算の手順を終了して予測演算データをクリアする。
【００４３】
ステップＳ３において蒸気タービン発電プラント２００を稼働させる必要があると判断された場合、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン起動開始日時を予測演算する（ステップＳ４）。
【００４４】
次に、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン停止日時と蒸気タービン起動開始日時とに基づき、蒸気タービン３の予熱の要否を判定する（ステップＳ５）。具体的に、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン停止日時から蒸気タービン起動開始日時までの時間に基づき、蒸気タービン起動開始日時におけるケーシングの温度Ｔｃを予測演算する。そして、蒸気タービン起動開始日時におけるケーシングの温度Ｔｃがホットモードの条件を満たす設定温度Ｔｈ未満の場合（Ｙｅｓ）、電力需要予測装置２４は蒸気タービン３を予熱する必要があると判定し、ステップＳ５からステップＳ６に手順を移す。反対に、ケーシングの温度Ｔｃが設定温度Ｔｈ以上の場合（Ｎｏ）、電力需要予測装置２４は蒸気タービン３を予熱する必要はないと判定し、予測演算の手順を終了して予測演算データをクリアする。
【００４５】
ステップＳ５において蒸気タービン３を予熱する必要があると判断された場合、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン停止日時と蒸気タービン起動開始日時に基づき、仮のケーシング予熱開始日時及び予熱に必要な総エネルギー量を予測演算する（ステップＳ６）。
【００４６】
続いて、電力需要予測装置２４は、最適なケーシング予熱開始日時を予測演算する（ステップＳ７）。
【００４７】
続いて、電力需要予測装置２４は、最適なケーシング予熱開始日時及び蒸気タービン起動開始日時を蒸気タービン熱制御装置２５に出力する（ステップＳ８）。
【００４８】
電力需要予測装置２４は、蒸気タービン起動開始日時まで、上述した動作（ステップＳ１〜ステップＳ８）を一定時間毎に繰り返す。なお、蒸気タービン熱制御装置２５は、電力需要予測装置２４から一定時間毎に繰り返し出力されるケーシング予熱開始日時等の情報を順次入力して上書きし、常に最新の情報を記憶する。
【００４９】
（効果）
（１）本実施形態に係る発電システム１００では、蒸気タービン発電プラント２００以外で発生するエネルギーを利用して生成した熱媒体をケーシング予熱管３２に供給し、蒸気タービン３を予熱している。そのため、他に稼働中の蒸気タービン発電プラントがなくても、蒸気タービン３を予熱することができ、短時間で起動して再生可能エネルギー発電プラントの出力変動に柔軟に対応できる発電システムを提供することができる。
【００５０】
また、一般的に、蒸気タービンでは、流入する蒸気の温度が急激に上昇すると、ケーシングのメタル部分における温度分布が不均一となり熱変形が生じ得る。そのため、蒸気タービンの起動時においては、蒸気の温度上昇率が設定値以下となるように起動速度を制御する必要がある。これに対し、本実施形態では、蒸気タービン発電プラント２００以外で発生するエネルギーを利用して生成した熱媒体により蒸気タービン３を予熱しているので、蒸気タービン３に流入する蒸気８の温度が急上昇する場合でもケーシングのメタル部分における温度分布が不均一となることを抑制することができ、速やかに起動させることができる。
【００５１】
（２）本実施形態に係る発電システム１００では、蒸気タービン３の停止日時及び起動開始日時に基づいて予熱開始日時を予測演算し、予測演算した予熱開始日時に予熱を開始している。そのため、蒸気タービン３の起動開始日時に応じて蒸気タービン３を予熱することができる。
【００５２】
（３）本実施形態に係る発電システム１００では、再生可能エネルギー発電プラントの発電出力を電力需要に充当しつつ、再生可能エネルギー発電プラントで利用される一部の再生可能エネルギーを利用して熱媒体を生成し、蒸気タービン３を予熱して起動時間を短縮している。そのため、電力需要に対して再生可能エネルギー発電プラントの発電出力を最大限に利用し、かつ、系統電力を安定化させることができる。
【００５３】
また、一般的に、コンバインドサイクル発電プラント等の蒸気タービン発電プラントは、発電用の定格出力においてエネルギー効率が最大となるように設計されている。そのため、定格出力に満たない予熱及び起動時間が長くなるほど化石燃料の利用効率が低下する（つまり、発電量に対して化石燃料の供給量が増加する）。これに対し、本実施形態では、上述したように、再生可能エネルギーを利用して蒸気タービン３を予熱しているので、化石燃料を短時間のホットモード起動及び定格出力の発電にのみ使用することができ、化石燃料の利用効率を向上させることができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
（構成）
図４は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。図４において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態に係る発電システム１０１は、熱媒体蓄積システム６０１を更に備える点で第１実施形態に係る発電システム１００と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５５】
図４に示すように、熱媒体蓄積システム６０１は、熱媒体蓄積装置３４、熱媒体蓄積量制御装置３５、ポンプ３６及び熱媒体蓄積量調整装置３７を備えている。
【００５６】
本実施形態では、第１移送管２８は、第１，２，３供給配管２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを備えている。第１供給配管２８Ａは再生可能エネルギー取込装置１８とポンプ３６を接続し、第２供給配管２８Ｂはポンプ３６と熱媒体蓄積装置３４を接続し、第３供給配管２８Ｃは熱媒体蓄積装置３４とポンプ９を接続している。
【００５７】
ポンプ３６は、吸込み口が第１供給配管２８Ａに接続し、吐出口が第２供給配管２８Ｂに接続している。ポンプ３６は、例えば、モータ（不図示）により駆動される。ポンプ３６が駆動されると、ポンプ３６は再生可能エネルギー取込装置１８で生成された熱媒体を第１供給配管２８Ａを介して吸い込み、第２供給配管２８Ｂに吐出して熱媒体蓄積装置３４に供給する。
【００５８】
熱媒体蓄積装置（本実施形態では、蓄熱槽）３４は熱交換器を備えていて、再生可能エネルギー取込装置１８から供給された熱媒体との熱交換により、蓄積した熱媒体を加熱して二次熱媒体（不図示）を生成して蓄積し、第２，３供給配管２８Ｂ，２８Ｃを介してケーシング予熱管３２に供給する。
【００５９】
熱媒体蓄積量調整装置（熱媒体量調整弁）３７は、第２供給配管２８Ｂの途中に設けられている。熱媒体蓄積量調整装置３７は、熱媒体蓄積量制御装置３５に電気的に接続しており、熱媒体蓄積量制御装置３５からの信号（駆動信号）２７Ｄに応じて開度が調整される。つまり、熱媒体蓄積量調整装置３７は、熱媒体蓄積量制御装置３５からの信号２７Ｄを入力し、再生可能エネルギー取込装置１８から熱媒体蓄積装置３４に供給される熱媒体の流量を調整する。
【００６０】
本実施形態では、電力需要予測装置２４は、次回のケーシング予熱開始日時及び蒸気タービン起動開始日時に加えて、熱媒体蓄積装置３４内の二次熱媒体の残量（熱媒体残量）と、電力需要予測線５１、再生可能エネルギー発電能力予測線５２及び次回のケーシング予熱開始日時とに基づいて熱媒体蓄積開始日時を予測演算し、熱媒体蓄積量制御装置３５に出力する。本実施形態において、予測演算する熱媒体蓄積開始日時は、現在を基点として、蒸気タービン３の起動が完了すべき日時から逆算して予熱時間、起動時間、及び熱媒体蓄積装置３４の熱媒体残量が０の状態（つまり、熱媒体蓄積装置３４内に二次熱媒体が蓄積されていない状態）から熱媒体残量が満たされる状態（つまり、熱媒体蓄積装置３４内に二次熱媒体が最大量蓄積されている状態）までに必要な時間の分だけ遡った日時若しくはそれより前の日時でかつ現在日時よりも先の日時を言う。
【００６１】
熱媒体蓄積量制御装置３５は、電力需要予測装置２４で予測演算された熱媒体蓄積開始日時を入力する。熱媒体蓄積量制御装置３５は、入力した熱媒体蓄積開始日時に、熱媒体蓄積量調整装置３７に信号２７Ｄを出力して熱媒体蓄積量調整装置３７の開度を調整し、熱媒体蓄積装置３４に熱媒体を供給する。
【００６２】
（効果）
本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
【００６３】
本実施形態では、電力需要予測装置２４により予測演算された熱媒体蓄積開始日時に熱媒体蓄積装置３４に熱媒体を供給して二次熱媒体の生成及び蓄積を開始するため、予熱に必要な総エネルギーを予め確保しておくことができる。したがって、例えば、予熱時間が長期化し、実際の余剰電力が予測から変動してずれた場合でも、蒸気タービン起動開始日時までに予熱に必要な総エネルギーを確保し、蒸気タービン３を十分に予熱することができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
（構成）
図５は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。図５において、上記第２実施形態と同等の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
【００６５】
本実施形態に係る発電システム１０２は、予熱システム４０２がケーシング予熱管３２の代わりに電熱線４１を、第１，２移送管２８，２９の代わりに電線４２，４４，４５を、蒸気タービン予熱調整弁２６の代わりにスイッチ３９を備え、熱媒体蓄積システム６０２がポンプ３６を備えていない点で、第２実施形態に係る発電システム１０１と異なる。その他の構成は、第２実施形態と同様である。
【００６６】
電線４２は、再生可能エネルギー用発電機２３と熱媒体蓄積装置３４を接続し、再生可能エネルギー用発電機２３で発生した余剰電力の一部を熱媒体として熱媒体蓄積装置３４に供給している。つまり、本実施形態では、再生可能エネルギー用発電機２３が再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源として機能する。電線４４は熱媒体蓄積装置３４とスイッチ３９を接続し、電線４５はスイッチ３９と電熱線４１を接続している。電線４４，４５は、熱媒体蓄積装置３４に蓄えられた余剰電力を電熱線４１に供給する。つまり、本実施形態では、電線４２，４４，４５は、再生可能エネルギー用発電機２３と電熱線４１を接続する予熱ラインとして機能する。
【００６７】
電熱線４１は、電線４４，４５を介して熱媒体蓄積装置３４から供給された余剰電力を利用して、蒸気タービン３のケーシングを加熱する。つまり、本実施形態では、電熱線４１は、蒸気タービン３のケーシングを加熱する予熱装置として機能する。
【００６８】
スイッチ３９は、蒸気タービン熱制御装置２５に電気的に接続しており、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号２７Ａ，２７Ｂに応じて入り位置（電線４４と電線４５を接続する位置）と切り位置（電線４４と電線４５の接続を切断する位置）を切り換える。具体的に、スイッチ３９は、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号２７Ａを入力したときは切り位置から入り位置に切り換わって電線４４と電線４５を接続し、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号２７Ｂを入力したときは入り位置から切り位置に切り換わって電線４４と電線４５の接続を切断する。
【００６９】
熱媒体蓄積装置（本実施形態では、蓄電池）３４は、電線４２を介して再生可能エネルギー用発電機２３から供給された余剰電力を蓄える。
【００７０】
なお、本実施形態では、発電システム１０２が熱媒体蓄積装置３４及び熱媒体蓄積量調整装置３７を備える構成を例示したが、熱媒体蓄積装置３４及び熱媒体蓄積量調整装置３７を備えていなくても良い。その場合、再生可能エネルギー用発電機２３で発生した余剰電力の一部を電線４２，４４，４５を介して電熱線４１に直接供給する。また、電力需要予測装置２４は、第１実施形態で説明した手順で仮のケーシング予熱開始日時を予測演算した後、再生可能エネルギー発電出力予測線５４と電力需要予測線５１とに基づいて最適なケーシング予熱開始日時を予測演算する。
【００７１】
（効果）
本実施形態では、第２実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
【００７２】
本実施形態では、再生可能エネルギー用発電機２３で発生した余剰電力の一部を電熱線４１に供給し、蒸気タービン３のケーシングを加熱している。そのため、太陽光発電プラント、風力発電プラント、水力発電プラント等の熱利用以外の発電方式の発電プラントを再生可能エネルギー発電プラント５００として採用することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、第１，２移送管２８，２９の代わりに電線４２，４４，４５、ケーシング予熱管３２の代わりに電熱線４１を設けているため、上述の各実施形態に比べて配管の本数を減らすことができる。したがって、発電システムの保守性を向上させることができる。更に、上述のように、余剰電力を熱媒体としているため、液体や固体等を熱媒体とする場合に比べて、予熱装置への供給量等を容易に制御することができる。
【００７４】
＜第４実施形態＞
（構成）
図６は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。図６において、上記第３実施形態と同等の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
【００７５】
本実施形態に係る発電システム１０３は、予熱システム４０３がエネルギー変換システム７０３を備え、電熱線４１の代わりにケーシング予熱管３２を備えている点で、第３実施形態に係る発電システム１０２と異なる。その他の構成は、第３実施形態と同様である。
【００７６】
エネルギー変換システム７０３は、エネルギー変換装置４３、ポンプ４７、熱媒体供給装置４８、第１，２，３配管４９，５０，５７、及び電線５８を備えている。
【００７７】
第１配管４９は熱媒体供給装置４８とポンプ４７を接続し、第２配管５０はポンプ４７とエネルギー変換装置４３の熱交換器４６を接続し、第３配管５７は熱交換器４６とケーシング予熱管３２を接続している。
【００７８】
ポンプ４７は、吸込み口が第１配管４９に接続し、吐出口が第２配管５０に接続している。ポンプ４７は、例えば、モータ（不図示）により駆動される。ポンプ４７が駆動されると、ポンプ４７は第１配管４９を介して熱媒体を吸い込み、第２配管５０に吐出して熱交換器４６に供給する。
【００７９】
エネルギー変換装置（ヒートポンプ）４３は熱交換器４６を備えていて、電線４４を介して熱媒体蓄積装置３４から供給された余剰電力を利用して、熱媒体供給装置４８から供給された熱媒体を加熱して二次熱媒体（不図示）を生成し、第３配管５７を介してケーシング予熱管３２に供給する。つまり、本実施形態では、電線４４、エネルギー変換装置４３及び第３配管５７は、再生可能エネルギー用発電機２３とケーシング予熱管３２を接続する予熱ラインとして機能する。
【００８０】
電線５８は、エネルギー変換装置４３と熱媒体蓄積装置３４を接続している。電線５８は、熱媒体蓄積装置３４からエネルギー変換装置４３に供給され、熱媒体を加熱した余剰電力を熱媒体蓄積装置３４に戻す。
【００８１】
なお、第３実施形態と同様、本実施形態においても、発電システム１０３は熱媒体蓄積装置３４及び熱媒体蓄積量調整装置３７を備えていなくても良い。発電システム１０３が熱媒体蓄積装置３４及び熱媒体蓄積量調整装置３７を備えていない場合には、電力需要予測装置２４による予測演算の手順は第１実施形態と同様の手順で実行され、備えている場合には、第２実施形態と同様の手順で実行される。
【００８２】
本実施形態のように構成した場合でも、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
＜第５実施形態＞
（構成）
図７は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。図７において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
【００８４】
本実施形態に係る発電システム１０４は、予熱システム４０４がドラム予熱管６１、ドラム予熱調整弁６２及び移送管６３を備えている点で、第１実施形態に係る発電システム１００と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８５】
ドラム予熱管６１は、蒸気発生装置２のドラムの外壁面に取り付けられた熱交換器である。ドラム予熱管６１は、再生可能エネルギー取込装置１８から供給された熱媒体を利用して、蒸気発生装置２のドラムを加熱する。つまり、本実施形態では、ケーシング予熱管３２は蒸気タービン３のケーシングを加熱する予熱装置、ドラム予熱管６１は蒸気発生装置２のドラムを加熱する予熱装置として機能する。
【００８６】
移送管（第３移送管）６３は、第２移送管２９の蒸気タービン予熱調整弁２６に対して熱媒体の流れ方向の上流側で分岐し、蒸気発生装置２のドラム予熱管６１に接続している。つまり、第３移送管６３は、再生可能エネルギー取込装置１８とドラム予熱管６１を接続している。
【００８７】
ドラム予熱調整弁６２は、ドラム予熱管６１に設けられている。ドラム予熱調整弁６２は蒸気タービン熱制御装置２５に電気的に接続しており、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号２７Ｅ，２７Ｆに応じて第３移送管６３の開通及び遮断を切り換える。具体的に、ドラム予熱調整弁６２は、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号（開通信号）２７Ｅを入力したときは第３移送管６３を開通し、蒸気タービン熱制御装置２５からの信号（遮断信号）２７Ｆを入力したときは第３移送管６３を遮断する。つまり、本実施形態では、蒸気タービン熱制御装置２５は、蒸気タービン予熱調整弁２６に対して信号２７Ａ，２７Ｂを出力し、ドラム予熱調整弁６２に対して信号２７Ｅ，２７Ｆを出力する。
【００８８】
本実施形態では、電力需要予測装置２４は、ケーシング予熱開始日時及び蒸気タービン起動開始日時に加えて、ドラム予熱開始日時を予測演算する。
【００８９】
（動作）
図８は、電力需要予測装置２４による予測演算方法を説明するための図である。図８の横軸は時間を示していて、原点を現在時刻としている。
【００９０】
ドラム温度予測線７１は、蒸気発生装置２のドラムの温度の予測値を示している。図８に示すように、蒸気発生装置２のドラムの温度は、ドラムの予熱が開始されるまでは、高温媒体７の供給が停止してからの経過時間に伴い自然冷却により常温に向かって徐々に低下する。蒸気タービン発電プラント出力予測線５５は、図２に示したものと同様である。
【００９１】
熱源装置１に点火して高温媒体７を発生させた後、高温媒体７の発生量を可能な限り迅速に増加させて、蒸気タービン起動開始日時の時点で高温媒体７の発生量を定格状態とする条件下では、ドラム予熱完了から蒸気タービン起動開始までの時間は一定となる。したがって、電力需要予測装置２４は、図２に示した電力需要予測線５１、再生可能エネルギー発電能力予測線５２及び蒸気タービン発電プラント出力予測線５５に基づき、ドラム予熱完了日時を予測演算する。
【００９２】
一方、ドラムの予熱開始から予熱完了までの時間（ドラム予熱時間）、予熱に必要な総エネルギー量及びドラム温度予測線７１は、ドラム予熱開始時点のドラムの温度に応じた関数（つまり、予熱開始時点のドラムの温度をパラメータとした関数）で表すことができる。また、ドラム予熱開始時点のドラムの温度は、高温媒体７の供給停止日時からドラム予熱開始日時までの時間に応じた関数（つまり、高温媒体７の供給停止日時からドラム予熱開始日時までの時間をパラメータとして含む関数）で表すことができる。したがって、電力需要予測装置２４は、高温媒体７の供給停止日時と予測演算したドラム予熱完了日時とに基づき、上述した関数を用いて、仮のドラム予熱開始日時（不図示）及びドラムの予熱に必要な総エネルギー量を演算する。
【００９３】
そして、電力需要予測装置２４は、第１実施形態と同様の方法により、仮のケーシング予熱開始日時及び仮のドラム予熱開始日時を予測演算する。次に、電力需要予測装置２４は、仮のケーシング予熱開始日時と仮のドラム予熱開始日時のうち早い（現在に近い）日時（以下、日時ａ）、及びケーシング予熱完了日時とドラム予熱完了日時のうち遅い（現在から離れた）日時（以下、日時ｂ）を演算する。続いて、電力需要予測装置２４は、日時ａから日時ｂまでの余剰エネルギーの積算値（以下、エネルギーＥ）を演算し、エネルギーＥがケーシングの予熱に必要な総エネルギー量とドラムの予熱に必要な総エネルギー量との合計を上回るように、仮のケーシング予熱開始日時及び仮のドラム予熱開始日時を前倒しする。仮のケーシング予熱開始日時及び仮のドラム予熱開始日時を前倒しすると、ケーシング温度予測線５３及びドラム温度予測線７１に示すように予熱開始時のケーシング及びドラムの温度が変わるため、ケーシングの予熱に必要な総エネルギー量とドラムの予熱に必要な総エネルギー量との合計も変化する。続いて、電力需要予測装置２４は、仮のケーシング予熱開始日時及び仮のドラム予熱開始日時を前倒ししながら、エネルギーＥの演算を繰り返し、最適なケーシング予熱開始日時及び最適なドラム予熱開始日時（ドラム予熱開始日時の最適値）を予測演算する。そして、電力需要予測装置２４は、ケーシング予熱開始日時、蒸気タービン起動開始日時、ドラム予熱開始日時、及びドラム予熱完了日時を蒸気タービン熱制御装置２５に出力する。
【００９４】
蒸気タービン熱制御装置２５は、電力需要予測装置２４からのケーシング予熱開始日時、蒸気タービン起動開始日時、ドラム予熱開始日時、及びドラム予熱完了日時を入力する。蒸気タービン熱制御装置２５は、入力したドラム予熱開始日時に、ドラム予熱調整弁６２に信号２７Ｅを出力して第３移送管６３を開通させる。一方、蒸気タービン熱制御装置２５は、入力したドラム予熱完了日時に、ドラム予熱調整弁６２に信号２７Ｆを出力して第３移送管６３を遮断させる。そして、蒸気タービン熱制御装置２５は、入力した蒸気タービン起動開始日時に蒸気タービン起動制御装置２１に信号２７Ｃを出力して蒸気タービン３を起動させる。
【００９５】
本実施形態では、電力需要予測装置２４は、蒸気タービン起動開始日時まで上述した動作を一定時間毎に繰り返す。また、蒸気タービン熱制御装置２５は、電力需要予測装置２４から一定時間毎に繰り返し出力されるケーシング予熱開始日時、蒸気タービン起動開始日時、ドラム予熱開始日時、及びドラム予熱完了日時の情報を順次入力して上書きし、常に最新の情報を記憶する。
【００９６】
（効果）
本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
【００９７】
本実施形態では、再生可能エネルギー取込装置１８から供給された熱媒体を利用して、蒸気発生装置２のドラムを予熱することができるため、第１実施形態に比べてより迅速にコンバインドサイクル発電プラントを起動させることができる。
【００９８】
また、一般的に、蒸気発生装置では、流入する高温媒体の温度が急激に上昇すると、ドラムのメタル部分における温度分布が不均一となり熱変形が生じ得る。そのため、蒸気発生装置の起動時においては、高温媒体の温度上昇率が規定値以下となるように起動速度を抑制する必要がある。これに対し、本実施形態では、蒸気タービン発電プラント２００以外で発生するエネルギーを利用して生成した熱媒体により蒸気発生装置２を予熱しているので、蒸気発生装置２に流入する高温媒体７の温度が急上昇する場合でも、ドラムのメタル部分における温度分布が不均一となることを抑制することができ、速やかに起動させることができる。
【００９９】
＜第６実施形態＞
（構成）
図９は、本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。図９において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の記号を付し、適宜説明を省略する。
【０１００】
本実施形態に係る発電システム１０５は、予熱システム４０５が第１，２移送管２８，２９の代わりに移送管５９を備え、ポンプ９及びケーシング予熱管３２を備えていない点で、第１実施形態に係る発電システム１００と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１０１】
移送管（第４移送管）５９は、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９と、蒸気発生装置２と蒸気タービン３を接続する蒸気配管とを接続し、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９で発生した蒸気の一部を熱媒体として蒸気配管を介して蒸気タービン３に供給している。つまり、本実施形態では、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９が再生可能エネルギーを利用して生成した熱媒体を供給する供給源として機能する。第４移送管５９に供給される蒸気は、再生可能エネルギー用蒸気発生装置１９で発生した蒸気から再生可能エネルギー発電プラント５００の発電出力に使用される分を差し引いた余剰分の一部である。また、上述したように、蒸気タービンの起動では、回転体であるタービンロータと静止体であるケーシングとが接触して損傷する可能性があるため、いくつかの制約が設けられている。従って、本実施形態では、第４移送管５９から蒸気配管に供給される蒸気の流量が制約条件より低くなるようにしてある。
【０１０２】
なお、本実施形態に係る発電システム１０５に第４実施形態の熱媒体蓄積装置３４及びエネルギー変換装置４３を追加し、熱媒体蓄積装置３４から第４移送管５９を介して供給された蒸気を利用して、エネルギー変換装置４３において熱媒体供給装置４８から供給された熱媒体（蒸気）を加熱し、ケーシング予熱管３２に供給しても良い。この場合、第４移送管５９を供給配管まで引き延ばす必要がないので、本実施形態に比べて第４移送管５９を短くすることができ、発電システムの管理が容易になる。
【０１０３】
（効果）
本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
【０１０４】
本実施形態では、ケーシング予熱管３２等を設ける必要がないため、その分、製造コストの増加を抑制することができる。
【０１０５】
＜その他＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。
【０１０６】
上述した各実施形態では、電力系統２２に蒸気タービン発電プラント２００及び再生可能エネルギー発電プラント５００のみが接続している構成を説明した。しかしながら、本発明の本質的効果は、他に稼働中の蒸気タービン発電プラントがなくても、短時間で起動して再生可能エネルギー発電プラントの出力変動に柔軟に対応できる発電システムを提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも上述した構成に限定されない。例えば、再生可能エネルギー発電プラント５００の代わりに、原子力発電プラント、化石燃料を用いたコージェネレーションプラント等を電力系統２２に接続しても、上述した本質的効果が得られる。
【０１０７】
また、上述した各実施形態では、再生可能エネルギー発電プラント５００として太陽熱発電プラントを適用した場合を説明した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも太陽熱発電プラントである必要はない。例えば、地熱発電プラント、廃棄物燃焼発電プラント、バイオマス燃焼発電プラント等を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  熱源装置
２  蒸気発生装置
３  蒸気タービン
５  熱源媒体
６  低温媒体
７  高温媒体
１８  再生可能エネルギー取込装置（供給源）
１９  再生可能エネルギー用蒸気発生装置（供給源）
２３  再生可能エネルギー用発電機（供給源）
２４  電力需要予測装置（予測部）
２５  蒸気タービン熱制御装置
２６  蒸気タービン予熱調整弁（調整弁）
２８，２９  第１，２移送管（予熱ライン）
３２  ケーシング予熱管（予熱装置）
３４  熱媒体蓄積装置
３５  熱媒体蓄積量制御装置
３７  熱媒体蓄積量調整装置
４１  電熱線（予熱装置）
４２，４４，４５  電線（予熱ライン）
４３  エネルギー変換装置
６１  ドラム予熱管（予熱装置）
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５  発電システム
２００  蒸気タービン発電プラント
５００  再生可能エネルギー発電プラント
【図１】
0006613176.tif 000002
【図２】
0006613176.tif 000003
【図３】
0006613176.tif 000004
【図４】
0006613176.tif 000005
【図５】
0006613176.tif 000006
【図６】
0006613176.tif 000007
【図７】
0006613176.tif 000008
【図８】
0006613176.tif 000009
【図９】
0006613176.tif 000010