(57)【要約】【課題】停電時においても安定して電力を負荷に供給することができるガスタービン発電装置を提供する。【解決手段】ガスタービン発電装置は、タービン１により駆動される発電機３と、発電機の出力交流電力を商用交流電力に変換する逆変換装置４と、タービン発電装置と商用電源系統とを接続および分離する第１遮断器７と、第１遮断器と逆変換装置との間の分岐点から延びる出力ライン１０に負荷４０を電気的に接続および分離するための第２遮断器８と、逆変換装置と第１遮断器との間に設けられた開閉器９と、第１遮断器と商用電源系統３０との間に設けられた停電検知器２５と、タービン発電装置の動作を制御する制御部２２とを備える。定常時には第１遮断器と第２遮断器を閉じてタービン発電装置および商用電源系統から負荷に電力を供給し、停電時には第１遮断器を開いてタービン発電装置を商用電源系統から切り離し、逆変換装置から負荷に電力を供給する。【選択図】図１
2008131694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を発生させるガスタービン発電装置であって、
タービンと、
前記タービンにより駆動される発電機と、
前記発電機から出力される交流電力を商用交流電力に変換する逆変換装置と、
前記タービン発電装置と商用電源系統とを接続および分離する第１遮断器と、
前記第１遮断器と前記逆変換装置との間の分岐点から延びる出力ラインに少なくとも１つの負荷を電気的に接続および分離するための第２遮断器と、
前記逆変換装置と前記第１遮断器との間に設けられた開閉器と、
前記第１遮断器と商用電源系統との間に設けられた停電検知器と、
前記タービン発電装置の動作を制御する制御部とを備え、
定常時には前記第１遮断器と前記第２遮断器の両方を閉じて前記タービン発電装置および商用電源系統から負荷に電力を供給し、
停電時には前記第１遮断器を開いて前記タービン発電装置を商用電源系統から切り離し、前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給することを特徴とするガスタービン発電装置。
【請求項２】
前記停電検知器が停電を検知すると、前記逆変換装置からの電力の出力を停止するとともに前記開閉器を開いて前記タービン発電装置を商用電源系統から切り離し、
前記第１遮断器を開き、
前記第１遮断器を開くと同時にあるいは所定時間をおいて前記第２遮断器を開いて負荷を切り離し、
次に前記逆変換装置の制御方式を電圧制御モードに切り換えるとともに、前記開閉器を閉じて前記逆変換装置から前記商用交流電力を出力させ、
続いて前記第２遮断器を閉じて前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給するように動作することを特徴とする請求項１に記載のガスタービン発電装置。
【請求項３】
前記負荷は、並列に接続された複数の負荷であり、
前記複数の負荷を前記出力ラインに接続および分離するための少なくとも１つの第３遮断器を設け、
前記第３遮断器は、前記複数の負荷を所定の間隔をおいて順次前記出力ラインに電気的に接続させるように動作することを特徴とする請求項２に記載のガスタービン発電装置。
【請求項４】
商用電源系統が停電から復旧したことを前記停電検知器が検知すると、前記逆変換装置からの電力の出力を停止するとともに前記開閉器を開いて負荷への電力供給を停止し、
前記第１遮断器を閉じて商用電源系統から負荷に電力を供給し、
その後、前記逆変換装置の制御方式を電流制御モードに切り換えるとともに、前記開閉器を閉じて前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給するように動作することを特徴とする請求項２または３に記載のガスタービン発電装置。
【請求項５】
低圧の燃料ガスを昇圧する燃料ガス圧縮機と、
高圧の燃料ガスを供給する高圧燃料ガス供給源と、
前記高圧燃料ガス供給源から供給される高圧の燃料ガスの圧力を前記燃料ガス圧縮機により昇圧された燃料ガスの圧力よりも下げる少なくとも１つの減圧弁と、
前記燃料ガス圧縮機の下流側に配置される第１逆止弁と、
前記減圧弁の下流側に配置される第２逆止弁とをさらに備え、
前記第１逆止弁と前記第２逆止弁とは燃料ガス供給ラインを通じて連通していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスタービン発電装置。
【請求項６】
前記高圧燃料ガス供給源は、高圧の燃料ガスが充填された高圧燃料ガス容器であり、
前記少なくとも１つの減圧弁は、複数の減圧弁であることを特徴とする請求項５に記載のガスタービン発電装置。
【請求項７】
前記燃料ガス圧縮機に電力を供給する予備電源をさらに設け、
商用電源系統および前記ガスタービン発電装置のいずれからも電力が前記燃料ガス圧縮機に供給されないときに、前記予備電源から前記燃料ガス圧縮機に電力が供給されることを特徴とする請求項５に記載のガスタービン発電装置。
【請求項８】
前記第２遮断器と前記負荷との間に予備電源を設け、
商用電源系統および前記ガスタービン発電装置のいずれからも電力が負荷に供給されないときに、前記予備電源から前記負荷に電力が供給されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン発電装置に係り、特に非常用電源として用いることができるガスタービン発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、比較的手軽に利用が可能な発電装置としては、レシプロエンジンを用いた発電装置が一般に知られている。これは、レシプロエンジンに石油等の液体燃料を供給して発電装置を駆動することで交流電力を生成するものである。かかる装置によれば、手軽に交流電力を生成できるので、非常用発電装置として用いられている。
【０００３】
しかしながら、この種の発電装置は大型で重量も大きく、設置場所が限られるという問題がある。また、レシプロエンジン型発電装置は、冷却水を循環させるシステムや液体燃料を貯留するためのタンクを必要とするため、災害時にはこれらが破損して発電装置が稼働できない場合が多く、非常用電源として用いる観点からは信頼性が低かった。
【０００４】
そこで、最近では、電力規制緩和に伴い、従来のレシプロエンジン型発電装置に代わる非常用電源としてマイクロガスタービン発電装置が注目を集めている。このマイクロガスタービン発電装置は、小型かつ軽量であり、さらに振動も少ないため、建物の屋上に設置することができる。また、冷却水および液体燃料用のタンクが不要であるため、シンプルかつ信頼性の高い発電装置が実現できる。さらには、耐震性の高い都市ガス供給ラインからの都市ガスを燃料とすることができるので、災害時でも燃料供給が安定して確保でき、連続的な燃料の供給により長時間運転が可能である。
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０７３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マイクロガスタービン発電装置は、急激な負荷の変動によって運転が停止しやすいという欠点がある。例えば、停電が起こったときに、マイクロガスタービン発電装置から電気機器に急に電力を供給すると、過負荷によりタービンの回転速度が低下してマイクロガスタービン発電装置の運転が停止するおそれがある。したがって、停電発生時に、安定した運転を維持しつつ、電気機器に電力を供給することがマイクロガスタービン発電装置にとって重要である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、停電時においても安定して電力を電気機器（負荷）に供給することができるガスタービン発電装置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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、電力を発生させるガスタービン発電装置であって、タービンと、前記タービンにより駆動される発電機と、前記発電機から出力される交流電力を商用交流電力に変換する逆変換装置と、前記タービン発電装置と商用電源系統とを接続および分離する第１遮断器と、前記第１遮断器と前記逆変換装置との間の分岐点から延びる出力ラインに少なくとも１つの負荷を電気的に接続および分離するための第２遮断器と、前記逆変換装置と前記第１遮断器との間に設けられた開閉器と、前記第１遮断器と商用電源系統との間に設けられた停電検知器と、前記タービン発電装置の動作を制御する制御部とを備え、定常時には前記第１遮断器と前記第２遮断器の両方を閉じて前記タービン発電装置および商用電源系統から負荷に電力を供給し、停電時には前記第１遮断器を開いて前記タービン発電装置を商用電源系統から切り離し、前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給することを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記停電検知器が停電を検知すると、前記逆変換装置からの電力の出力を停止するとともに前記開閉器を開いて前記タービン発電装置を商用電源系統から切り離し、前記第１遮断器を開き、前記第１遮断器を開くと同時にあるいは所定時間をおいて前記第２遮断器を開いて負荷を切り離し、次に前記逆変換装置の制御方式を電圧制御モードに切り換えるとともに、前記開閉器を閉じて前記逆変換装置から前記商用交流電力を出力させ、続いて前記第２遮断器を閉じて前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給するように動作することを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記負荷は、並列に接続された複数の負荷であり、前記複数の負荷を前記出力ラインに接続および分離するための少なくとも１つの第３遮断器を設け、前記第３遮断器は、前記複数の負荷を所定の間隔をおいて順次前記出力ラインに電気的に接続させるように動作することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、商用電源系統が停電から復旧したことを前記停電検知器が検知すると、前記逆変換装置からの電力の出力を停止するとともに前記開閉器を開いて負荷への電力供給を停止し、前記第１遮断器を閉じて商用電源系統から負荷に電力を供給し、その後、前記逆変換装置の制御方式を電流制御モードに切り換えるとともに、前記開閉器を閉じて前記逆変換装置から負荷に前記商用交流電力を供給するように動作することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、低圧の燃料ガスを昇圧する燃料ガス圧縮機と、高圧の燃料ガスを供給する高圧燃料ガス供給源と、前記高圧燃料ガス供給源から供給される高圧の燃料ガスの圧力を前記燃料ガス圧縮機により昇圧された燃料ガスの圧力よりも下げる少なくとも１つの減圧弁と、前記燃料ガス圧縮機の下流側に配置される第１逆止弁と、前記減圧弁の下流側に配置される第２逆止弁とをさらに備え、前記第１逆止弁と前記第２逆止弁とは燃料ガス供給ラインを通じて連通していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記高圧燃料ガス供給源は、高圧の燃料ガスが充填された高圧燃料ガス容器であり、前記少なくとも１つの減圧弁は、複数の減圧弁であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記燃料ガス圧縮機に電力を供給する予備電源をさらに設け、商用電源系統および前記ガスタービン発電装置のいずれからも電力が前記燃料ガス圧縮機に供給されないときに、前記予備電源から前記燃料ガス圧縮機に電力が供給されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２遮断器と前記負荷との間に予備電源を設け、商用電源系統および前記ガスタービン発電装置のいずれからも電力が負荷に供給されないときに、前記予備電源から前記負荷に電力が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガスタービン発電装置と商用電源系統との切り離し（解列）および接続（並列）をスムーズに行うことができ、停電時においても安定して負荷に電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るガスタービン発電装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明するガスタービン発電装置には、発電出力が３００ｋＷ以下のマイクロガスタービン発電装置も含まれる。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態によるガスタービン発電装置の全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、ガスタービン発電装置は、空気を圧縮する空気圧縮機２と、低圧燃料ガス供給源１３から供給される燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機１４と、高温・高圧の燃焼ガスを発生させる燃焼器５と、燃焼器５において発生した燃焼ガスを受けて高速で回転する複数の回転翼を有するタービン１と、タービン１の回転により発電を行う発電機３とを備えている。
【００１６】
タービン１、空気圧縮機２、及び発電機３は、回転軸１０を介して同軸上に配置されており、回転軸１０は、図示しない軸受により回転自在に支持されている。回転軸１０の一端部には発電機３が連結されており、タービン１、空気圧縮機２、及び発電機３は回転軸１０を介して一体に回転するようになっている。
【００１７】
空気圧縮機２から吐出された圧縮空気は燃焼器５に導入され、ここで燃料ガス圧縮機１４から供給される燃料ガスと混合される。これにより、燃焼器５の内部には圧縮空気と燃料ガスとの混合気が形成される。この混合気は燃焼器５の内部で燃焼され、この混合気の燃焼によって高温・高圧の燃焼ガスが発生する。燃焼器５における燃焼により発生した燃焼ガスを受けてタービン１が高速で回転し、このタービン１の高速回転に伴って、発電機３及び空気圧縮機２が高速で回転駆動され、発電機３にて交流電力が生成される。なお、燃料ガスとしては、都市ガスや天然ガスなどが用いられる。図１に示すように、本実施形態のガスタービン発電装置には、二系統の燃料供給ラインが設けられている。この構成については後述する。
【００１８】
タービン１は高速で回転するため、タービン１によって駆動される発電機３からは高周波数の交流電力が発生する。そこで、発電機３で発生した電力は逆変換装置（Power  Conditioner）４によって５０／６０Ｈｚの周波数を有する商用交流電力に変換される。この逆変換装置４には蓄電池２１が接続されており、逆変換装置４の駆動電力は蓄電池２１から供給される。蓄電池２１は逆変換装置４を通じて発電機３に電気的に接続されており、ガスタービン発電装置の起動時には、発電機３に電力が供給されて発電機３がスタータとして使用される。ガスタービン発電装置全体の動作を制御する制御部２２は蓄電池２１に接続されており、蓄電池２１から電力の供給を受けて制御部２２が動作するようになっている。
【００１９】
逆変換装置４は系統連系ライン６を介して商用電源系統３０に連結されている。逆変換装置４はゲートブロック機能を有しており、このゲートブロック機能を動作させると、ガスタービン発電装置が商用電源系統３０から電気的に分離される。系統連系ライン６には、電磁開閉器（開閉器）９、第１電動遮断器（第１遮断器）７、および停電検知器２５が設けられている。電磁開閉器９は逆変換装置側に配置され、第１電動遮断器７は商用電源系統側に配置されている。
【００２０】
電磁開閉器９は、上記逆変換装置４と協働して、ガスタービン発電装置と商用電源系統３０との連系および連系解除（並列および解列）に使用される。すなわち、商用電源系統３０と連系するときは、逆変換装置４のゲートブロック機能をＯＦＦにするとともに、電磁開閉器９が閉じられる。一方、商用電源系統３０との連系を解除するときは、逆変換装置４のゲートブロック機能をＯＮにするとともに、電磁開閉器９が開かれる。
【００２１】
停電検知器２５は、停電が起こって商用電源系統３０からの電力の供給が停止されたことを検知するとともに、商用電源系統３０が復旧したことを検知するためのものである。第１電動遮断器７は機械式の開閉器であり、モータドライブによって開閉動作が行われる。電磁開閉器９、第１電動遮断器７、および停電検知器２５は、この順序で逆変換装置４と商用電源系統３０との間に直列に配置されている。
【００２２】
電磁開閉器９と第１電動遮断器７との間に設けられた分岐点からは、出力ライン１０が延びており、この出力ライン１０の先端には複数の負荷（電気機器）４０が並列に連結されている。なお、負荷４０の数は複数に限らず、１つであってもよい。出力ライン１０上には第２電動遮断器（第２遮断器）８が設けられており、また、第２電動遮断器８と各負荷４０との間には第３電動遮断器（第３遮断器）１１が設けられている。これら第２および第３電動遮断器８，１１の構成は第１電動遮断器７の構成と同じである。なお、図１に示す例では、すべての負荷４０の上流側に第３電動遮断器１１が設けられているが、図２に示すように、複数の負荷４０のうちの１つは第３電動遮断器１１を介さずに直接出力ライン１０に連結してもよい。この直接出力ライン１０に連結される負荷４０としては、常に電力の供給を必要とする重要負荷４０を選択することができる。
【００２３】
定常時においては、第１電動遮断器７、第２電動遮断器８、第３電動遮断器１１、および電磁開閉器９はいずれも閉じられている。また、逆変換装置４のゲートブロックはＯＦＦになっていて、逆変換装置４からは電力（変換後の商用交流電力）が出力される。この状態（すなわち系統連系）の間は、出力ライン１０に連結されている負荷４０には、商用電源系統３０からの電力と、ガスタービン発電装置からの電力とが供給される。一方、停電時には、商用電源系統３０からの電力供給が途絶えるので、負荷４０はガスタービン発電装置からのみ電力の供給を受けることとなる。
【００２４】
ここで、停電が起きたときのガスタービン発電装置の動作について説明する。
停電が起きたことを停電検知器２５が検知すると、まず逆変換装置４のゲートブロック機能を作動させて電気的な流通を遮断するとともに、電磁開閉器９を開く。これによりガスタービン発電装置と商用電源系統３０との連系を解除（解列）する。これと同時またはその後に、第１電動遮断器７を開き、ガスタービン発電装置と商用電源系統３０とを切り離す。第１電動遮断器７を開くと同時または所定の時間をおいて第２電動遮断器８を開き、負荷４０を電気的に切り離す。
【００２５】
負荷４０を切り離した後、逆変換装置４の制御方式を電圧制御モード（自立運転モード）に切り換えるとともに電磁開閉器９を閉じる。この電圧制御モードとは、予め設定された電圧および周波数を維持するように制御しつつ、負荷４０の容量によって決定される電流を出力する制御方式（電力生成方式）である。この逆変換装置４での電圧制御はパルス幅変調（ＰＷＭ）によって行われる。
【００２６】
そして、逆変換装置４から出力される電力の電圧が確立された後、第２電動遮断器８を閉じて負荷４０を電気的に接続する。この状態では、ガスタービン発電装置は商用電源系統３０から切り離され（解列され）ており、ガスタービン発電装置からの電力のみが負荷４０に供給される。この状態は一般に自立運転と呼ばれる。
【００２７】
上述のように第２電動遮断器８を開いてからガスタービン発電装置の自立運転を開始する理由は次の通りである。もし負荷４０が電気的に接続されたまま自立運転を開始すると、急激な負荷がガスタービンエンジンにかかることになり、タービン１の回転速度が低下して運転が停止してしまうことがある。そこで、第２電動遮断器８を開いて一旦負荷４０を切り離し、ガスタービン発電装置を自立運転させ、出力電力の電圧が確立された後に、第２電動遮断器８を閉じて負荷４０に電力を供給する。なお、第２電動遮断器８を開くタイミングは、自立運転が開始される前（すなわち、逆変換装置４の制御方法が電圧制御モードに切り換えられる前）であれば特に限定されない。
【００２８】
第３電動遮断器１１は、第２電動遮断器８に連動して開閉動作を行うように構成されている。すなわち、第２電動遮断器８が開くと第３電動遮断器１１が開き、第２電動遮断器８が閉じると、それに続いて第３電動遮断器１１が閉じるようになっている。この場合、自立運転開始後に負荷４０に電力の供給を開始する際、すべての負荷４０を同時に電気的に接続すると、過負荷によりタービン１が停止するおそれがある。そこで、本実施形態では、第３電動遮断器１１は所定の時間的間隔を置いて順次閉じられるようになっている。このように、複数の負荷４０に対応して第３電動遮断器１１を設け、これらを順次閉じることにより、ガスタービン発電装置の過負荷による緊急停止を防止することができる。なお、出力ライン１０に連結されている負荷４０の容量が小さい場合には、第３電動遮断器１１を一斉に閉じるようにしてもよい。
【００２９】
なお、すべての負荷４０を駆動するのに必要な電力はガスタービン発電装置の定格出力以下であることが必要である。言い換えれば、ガスタービン発電装置に連結される負荷４０の数（容量）は、ガスタービン発電装置の定格出力に応じて決定される。したがって、停電時にも駆動が必要とされる重要な電気機器（例えば、防災設備）のみにガスタービン発電装置から電力が供給されるように負荷４０を選定することが好ましい。
【００３０】
停電が発生すると負荷が急激にゼロとなるため、タービン１の回転速度が急上昇し、異常回転速度検知（オーバースピード）によりガスタービン発電装置が停止することがある。また、ガスタービン発電装置が停止しているときに停電が起こる場合もある。このような場合は、第１および第２電動遮断器７，８を開いた後、ガスタービン発電装置を起動し、自立運転を開始する。
【００３１】
ガスタービン発電装置が自立運転している間に商用電源系統３０が復旧したときは、ゲートブロック機能を動作させて逆変換装置４からの電力の出力を停止し、同時に電磁開閉器９を開き、負荷４０への給電を停止する。続いて、第１電動遮断器７を閉じて商用電源系統３０から負荷４０への電力供給を開始する。その後、逆変換装置４の制御方式を後述する電流制御モード（系統連系モード）に切り換える。そして、電磁開閉器９を閉じてガスタービン発電装置を商用電源系統３０と連系（並列）し、ガスタービン発電装置から負荷４０への電力供給を開始する。なお、停電検知器２５が復電を検知してからガスタービン発電装置から負荷４０への電力供給が開始されるまでの時間は、３００秒以上であることが必要とされる。
【００３２】
ここで、電流制御モード（系統連系モード）とは、逆変換装置４の出力電力の電圧、周波数、および位相を、商用電源系統３０から供給される電力の電圧、周波数、および位相にそれぞれ同期させつつ、設定された出力電力を維持するように電流値を制御する制御方式（電力生成方式）である。系統連系時には、商用電源系統３０から電力が負荷４０に供給されると同時に、ガスタービン発電装置からも負荷４０に電力が供給される。このような場合、ガスタービン発電装置からの電力は、商用電源系統３０に逆流しないように制御する必要がある。したがって、逆変換装置４は、商用電源系統３０からの受電量に応じて決定された出力電力設定値を維持するように出力電力の電流値を制御する。この逆変換装置４での電流制御はパルス幅変調（ＰＷＭ）によって行われる。
【００３３】
このような一連の動作は、制御部２２からの指令に基づいて行われる。制御部２２には蓄電池２１が接続されているので、制御部２２は停電時においても動作することができる。
【００３４】
燃料ガス圧縮機１４は、第１電動遮断器７と電磁開閉器９との間の分岐点から延びる電力供給ライン１２に接続されている。このため、停電が起こって第１電動遮断器７および電磁開閉器９が開かれると、燃料ガス圧縮機１４への給電が停止され、燃焼器５への燃料ガスの供給が停止してしまう。そこで、本実施形態では、停電が起こった場合でも常に燃料ガスが燃焼器５に供給されるように、二系統の燃料ガス供給ライン（第１燃料ガス供給ライン２３および第２燃料ガス供給ライン２４）が設けられている。
【００３５】
図１に示すように、燃料ガス圧縮機１４は第１燃料ガス供給ライン２３に接続され、低圧燃料ガス供給源１３から供給される低圧の燃料ガスが燃料ガス圧縮機１４によって昇圧される。燃料ガス圧縮機１４の下流側には第１逆止弁１７が設けられており、第１燃料ガス供給ライン２３を通る燃料ガスの逆流が防止されている。一方、第２燃料ガス供給ライン２４には、高圧の燃料ガスが充填された高圧燃料ガス容器（高圧燃料ガス供給源）１５が接続されている。高圧燃料ガス容器１５の下流側には２つの減圧弁１６，１９が設けられており、高圧燃料ガス容器１５から供給される高圧の燃料ガスが２段階に、すなわち減圧弁１６，１９により減圧されるようになっている。減圧弁１６，１９の下流側には第２逆止弁１８が設けられており、第２燃料ガス供給ライン２４を通る燃料ガスの逆流が防止されている。
【００３６】
第１燃料ガス供給ライン２３および第２燃料ガス供給ライン２４は合流点２７において１本の燃料ガス供給ライン２６に合流する。上述した第１逆止弁１７および第２逆止弁１８は合流点２７の上流側に位置している。減圧弁１６，１９により減圧された燃料ガスの圧力は、燃料ガス圧縮機１４により昇圧された燃料ガスの圧力よりもやや低くなるように設定される。例えば、低圧燃料ガス供給源１３からの低圧（例えば０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａ）の燃料ガスは燃料ガス圧縮機１４によって０．６ＭＰａに昇圧され、一方では、高圧燃料ガス容器１５に充填された高圧（例えば２０ＭＰａ）の燃料ガスは２つの減圧弁１６，１９によって０．５９ＭＰａに減圧される。
【００３７】
このような圧力差を設けると、第１逆止弁１７は開かれ、第２逆止弁１８は閉じられることになる。したがって、低圧燃料ガス供給源１３からの燃料ガスが優先的に燃焼器５に送られ、タービン１の駆動に供される。この状態で、燃料ガス圧縮機１４への給電が停止されると、第１燃料ガス供給ライン２３を通過する燃料ガスの圧力が低下し、第２燃料ガス供給ライン２４内の燃料ガスの圧力を下回る。このとき、第２逆止弁１８が開かれて高圧燃料ガス容器１５から燃料ガスが燃焼器５に供給され、同時に、第１逆止弁１７が閉じられて、低圧燃料ガス供給源１３からの燃料ガスの供給が停止される。その後、燃料ガス圧縮機１４への給電が再開されると、第１燃料ガス供給ライン２３内の燃料ガスの圧力が高まり、やがて第１逆止弁１７が開かれるとともに第２逆止弁１８が閉じられる。これにより、低圧燃料ガス供給源１３からの燃料ガスの供給が開始され、同時に高圧燃料ガス容器１５からの燃料ガスの供給が停止される。
【００３８】
このように、燃料ガス圧縮機１４への給電が停止した場合であっても、燃焼器５への燃料ガスの供給が停止されることがないので、ガスタービン発電装置の運転継続および起動動作を行うことができる。また、燃料ガス圧縮機１４が停止したときにのみ高圧燃料ガス容器１５から燃料ガスが燃焼器５に供給されるので、高圧燃料ガス容器１５内の燃料ガスの消費量を最小限に抑えることができる。なお、高圧燃料ガス容器１５内の高圧燃料ガスの圧力は圧力計２０によって計測されるようになっており、高圧燃料ガス容器１５内の燃料ガスの残量が圧力計２０の計測値から判断できるようになっている。
【００３９】
本実施形態では、２つの減圧弁１６，１９が用いられているが、燃料ガスの圧力を減圧しつつ一定に維持できるのであれば１つの減圧弁を用いてもよい。しかしがなら、２つまたはそれ以上の減圧弁を用いると、減圧された燃料ガスの圧力を一定に維持することが容易である。このような理由から、本実施形態では２つの減圧弁が用いられている。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態によるガスタービン発電装置の全体構成を模式的に示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、第１の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００４１】
図３に示すように、電力供給ライン１２には予備電源としてのＵＰＳ（無停電電源）２８が設けられており、商用電源系統３０および逆変換装置４からの給電が停止したときには、このＵＰＳ２８から燃料ガス圧縮機１４に電力が供給されるようになっている。したがって、停電が起こった場合でも燃料ガス圧縮機１４への給電が確保されるので、ガスタービン発電装置の運転継続および起動動作を行うことができる。
【００４２】
また、負荷４０にもＵＰＳ２９が接続されており、商用電源系統３０および逆変換装置４からの給電が停止したときには、このＵＰＳ２９から負荷４０に電力が供給されるようになっている。したがって、停電が起こって商用電源系統３０およびガスタービン発電装置のいずれからも電力の供給が途絶えた場合であっても、負荷４０に電力を供給し続けることができる。このように、本実施形態におけるガスタービン発電装置は、完全な無停電型の非常用電源として用いることができる。
【００４３】
なお、図３には１つの負荷４０のみが記載されているが、本発明はこれに限らず、図４に示すように、複数の負荷４０を並列に接続し、それぞれの負荷４０にＵＰＳ２９を接続することができる。この場合は、第１の実施形態と同様に、第２電動遮断器８と各ＵＰＳ２９との間に第３電動遮断器１１を設けて、負荷４０の電気的接続時には、各第３電動遮断器１１を所定の間隔をおいて順次閉じるように操作される。
【００４４】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるガスタービン発電装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示すガスタービン発電装置の変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるガスタービン発電装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図４】図３に示すガスタービン発電装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      タービン
２      空気圧縮機
３      発電機
４      逆変換装置
５      燃焼器
６      系統連系ライン
７      第１電動遮断器
８      第２電動遮断器
９      電磁開閉器
１０      出力ライン
１１      第３電動遮断器
１２      電力供給ライン
１３      低圧燃料ガス供給源
１４      燃料ガス圧縮機
１５      高圧燃料ガス容器
１６，１９    減圧弁
１７      第１逆止弁
１８      第２逆止弁
２０      圧力計
２１      蓄電池
２２      制御部
２３      第１燃料ガス供給ライン
２４      第２燃料ガス供給ライン
２５      停電検知器
２６      燃料ガス供給ライン
２７      合流点
２８，２９    ＵＰＳ
３０      商用電源系統
４０      負荷（電気機器）
【図１】
2008131694.tif 000003
【図２】
2008131694.tif 000004
【図３】
2008131694.tif 000005
【図４】
2008131694.tif 000006