(57)【要約】【課題】  ガスタービン装置の許容温度以下に排気温度を抑えつつ最大の発電電力を得ることができ、しかも、回路構成を簡素化して処理速度を向上させることができる制御システムを備えたガスタービン装置及び発電電力の制御方法を提供する。【解決手段】  燃焼ガスが供給されることにより回転するタービン１と、タービン１に連結された発電機５と、燃料調節弁１０の弁開度を調節することによりタービン１の回転速度を略一定に制御する回転速度用ＰＩＤ演算部１６と、燃料調節弁１０の弁開度を調節することにより排気される燃焼ガスの温度を所定温度以下に制御する排気温度用ＰＩＤ演算部１７と、排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値と回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値に基づいて発電機５の発電電力を制御する発電電力制御部２１とを設けた。【選択図】図１
2004204841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスが供給されることにより回転するタービンと、
前記タービンに連結された発電機と、
開度を変更可能に構成された燃料調節弁と、
前記燃料調節弁の弁開度を調節することにより前記タービンの回転速度を略一定に制御する第１の演算部と、
前記燃料調節弁の弁開度を調節することにより排気される燃焼ガスの温度を所定温度以下に制御する第２の演算部と、
前記第２の演算部の出力値と前記第１の演算部の出力値に基づいて前記発電機の発電電力を制御する発電電力制御部と、
を備えたことを特徴とするガスタービン装置。
【請求項２】
前記発電電力制御部は、
前記第１の演算部の出力値から前記第２の演算部の出力値を減算して第１の算出値を計算する第１の減算部と、
前記第１の減算部における前記第１の算出値に所定の係数を乗算して第２の算出値を計算する数値変換部と、
予め設定された基準発電指令値から前記数値変換部における前記第２の算出値を減算する第２の減算部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン装置。
【請求項３】
前記発電電力制御部は、負荷要求信号のうちの１つを前記基準発電指令値として前記第２の減算部に送るセレクタを備えたことを特徴とする請求項２に記載のガスタービン装置。
【請求項４】
前記燃料調節弁を調節するタービン制御部と、
前記第１の演算部と前記第２の演算部の出力値のうち小さい方を選択して前記タービン制御部に送るセレクタと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のガスタービン装置。
【請求項５】
燃焼ガスが供給されることにより回転するタービンと、
前記タービンに連結された発電機と、
開度を変更可能に構成された燃料調節弁と、
前記燃料調節弁の弁開度を調節することにより前記タービンの回転速度を略一定に制御する第１の演算部と、
前記燃料調節弁の弁開度を調節することにより排気される燃焼ガスの温度を所定温度以下に制御する第２の演算部と、
前記排気される燃焼ガスの温度に基づいて前記発電機の発電電力を制御する発電電力制御部と、
を備えたことを特徴とするガスタービン装置。
【請求項６】
前記発電電力制御部は、前記排気される燃焼ガスの温度を予め設定された目標値と比較して負荷要求信号を生成する比較器をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のガスタービン装置。
【請求項７】
前記発電電力制御部は、前記比較器により生成された負荷要求信号を含む負荷要求信号のうちの１つを選択するセレクタをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載のガスタービン装置。
【請求項８】
前記第１の演算部及び前記第２の演算部の少なくとも一方が、ＰＩＤ演算部であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のガスタービン装置。
【請求項９】
前記第１の演算部及び前記第２の演算部の少なくとも一方が、デッドバンドまたはリミット制御を用いることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のガスタービン装置。
【請求項１０】
ガスタービン装置内の発電機の発電電力の制御方法であって、
燃料調節弁を介して燃焼器に燃料を供給して燃焼ガスを生成し、
前記燃焼ガスによってタービンを回転させ、
前記タービンの回転速度が略一定に維持されるように、第１の演算部を用いて前記燃料調節弁を介して供給される燃料の量を調節し、
排気される燃焼ガスの温度が所定温度以下に維持されるように、第２の演算部を用いて前記燃料調節弁を介して供給される燃料の量を調節し、
前記第２の演算部を用いて前記発電機の発電電力を制御することを特徴とする発電電力の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の演算部及び前記第２の演算部の少なくとも一方は、ＰＩＤ制御、デッドバンド、またはリミット制御によって制御されることを特徴とする請求項１０に記載の発電電力の制御方法。
【請求項１２】
前記第１の演算部の出力値と前記第２の演算部の出力値との差に応じて前記発電機の発電電力を増減させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の発電電力の制御方法。
【請求項１３】
前記発電電力を制御する工程において、
前記第１の演算部の出力値から前記第２の演算部の出力値を減算して第１の算出値を計算し、
前記第１の算出値に所定の係数を乗算して第２の算出値を計算し、
予め設定された基準発電指令値から前記第２の算出値を減算することを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の発電電力の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン装置に係り、特に、排気される燃焼ガスの温度に基づいて発電機の発電電力を制御する制御システムを備えたガスタービン装置及び発電電力の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスタービン装置は、流体を受けて回転するタービンと、燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼器と、燃焼器への燃料供給量を調節する燃料調節弁と、燃焼器に空気を圧送する空気圧縮機などから基本的に構成される。燃焼器では、混合気が燃焼することにより高温高圧の燃焼ガスが発生し、この燃焼ガスがタービンに供給されることによりタービンが高速で回転するようになっている。
【０００３】
上記ガスタービン装置は、燃料調節弁を介して燃焼器への燃料供給量を調節することによりタービンを一定の回転速度に制御する回転速度用ＰＩＤ演算部を備えている。回転速度用ＰＩＤ演算部では、タービンの現在の回転速度を所定の目標回転速度に近づけるためのフィードバック制御が行われている。即ち、タービンの回転速度は回転速度用ＰＩＤ演算部にフィードバックされ、現在の回転速度と予め設定された目標回転速度との偏差を最小にするための最適な燃料供給量が回転速度用ＰＩＤ演算部によって演算されるようになっている。この回転速度用ＰＩＤ演算部では、ＰＩＤ制御に基づいて燃料供給量が演算される。
【０００４】
ここで、ＰＩＤ制御について説明する。ＰＩＤ制御は、制御対象の現在値を予め設定された目標値に近づけるための制御方法である。このＰＩＤ制御は、現在値と目標値との偏差をゼロとするための操作量（制御出力値）を、比例動作（Proportional action）、積分動作（Integral action）、微分動作（Derivative action）に基づいて演算するようになっており、それぞれの頭文字を取って「ＰＩＤ」制御と称されている。このＰＩＤ制御によれば、偏差の大きさに応じた比例動作と、偏差の継続時間に応じた積分動作と、偏差の変化量に応じた微分動作とを組み合わせた制御動作が可能となる。
【０００５】
一般に、ガスタービン装置の起動時には、タービンを速やかに定格回転速度まで引き上げようとして多くの燃料が供給されるため、混合気が激しく燃焼する。燃焼ガスは、ガスタービン装置の温度、特に燃焼器や、排気口近傍に設置される再生器（熱交換器）の温度に直接影響を与えるため、起動時にガスタービン装置が過度に高温となってしまうおそれがある。このため、ガスタービン装置は、排気される燃焼ガスの温度（以下、適宜、排気温度という）が、所定の温度以下で推移するよう燃料供給量を制御する排気温度用ＰＩＤ演算部を備えている。この排気温度用ＰＩＤ演算部は、混合気に着火してから定格回転に至るまでの間に作動するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このガスタービン装置には、タービンの回転軸に発電機を取り付け、タービンにより発電機を駆動することにより発電を行うガスタービン装置がある。一般に、発電機の発電電力を増大させると燃料供給量は増大し、これに伴ってガスタービン装置の温度が上昇する。このため、ガスタービン装置が過度に高温とならないように発電機の発電電力を制御する必要がある。この発電電力の制御は、従来専用の制御ロジックを用いて行われているため、制御システム全体の回路構成が複雑にならざるを得ないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ガスタービン装置の許容温度以下に排気温度を抑えつつ最大の発電電力を得ることができ、しかも、回路構成を簡素化して処理速度を向上させることができる制御システムを備えたガスタービン装置及び発電電力の制御方法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】
上述した従来の問題点を解決するために、本発明は、燃焼ガスが供給されることにより回転するタービンと、上記タービンに連結された発電機と、開度を変更可能に構成された燃料調節弁と、上記燃料調節弁の弁開度を調節することにより上記タービンの回転速度を略一定に制御する第１の演算部と、上記燃料調節弁の弁開度を調節することにより排気される燃焼ガスの温度を所定温度以下に制御する第２の演算部と、上記排気される燃焼ガスの温度に基づいて上記発電機の発電電力を制御する発電電力制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、ガスタービン装置が許容し得る温度以下に排気温度を抑えつつ最大の発電電力を発生させることができる。また、第２の演算部の出力値を発電電力制御部に流用することにより、制御システム全体の構成を簡素化でき、処理速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガスタービン装置の過度な温度上昇を抑えつつ発電電力を発生させることができる。また、第２の演算部の出力値を発電電力制御部に流用することにより、制御システム全体の構成を簡素化でき、制御システム全体の処理速度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るガスタービン装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態におけるガスタービン装置の全体構成を示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、ガスタービン装置は、タービン１と、燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼器２と、燃焼器２への燃料の供給量を調節する燃料調節弁１０と、燃焼器２に空気を圧送する空気圧縮機３とを備えている。また、ガスタービン装置は、タービン１に連結された発電機５と、タービン１を制御対象とするタービン制御部１２とを備えている。
【００１３】
タービン１は、ケーシング（図示せず）の内部に配置されると共に回転軸６に固定されている。回転軸６は軸受（図示せず）により回転自在に支持され、回転軸６とタービン１とは一体的に回転するようになっている。空気圧縮機３は回転軸６を介してタービン１により駆動されて空気を圧縮するように構成されている。この空気圧縮機３は配管７を介して燃焼器２に接続されており、空気圧縮機３により圧縮された空気は配管７を通って燃焼器２に供給されるようになっている。また、配管７の途中には、燃焼ガスの熱を利用して配管７を通過する空気を加熱する熱交換器４が配置されている。
【００１４】
燃料調節弁１０は、図示しない燃料供給源と燃焼器２とを接続する配管９に配置されている。燃料供給源から供給された燃料は、配管９及び燃料調節弁１０を介して燃焼器２に供給される。燃料調節弁１０は弁の開度が可変に構成されており、燃料調節弁１０を操作することにより、燃焼器２への燃料の供給量が調節されるようになっている。
【００１５】
燃焼器２に供給された燃料および空気は混合気を形成し、燃焼器２にて混合気が燃焼することで高温高圧の燃焼ガスが発生する。そして、この燃焼ガスがタービン１に供給されることによりタービン１が高速で回転するようになっている。なお、タービン１に供給された燃焼ガスは、配管８を介して熱交換器４に供給された後に排気される。
【００１６】
回転軸６の端部付近には発電機５が連結されており、タービン１により回転軸６を介して発電機５が高速で回転駆動されることで発電が行われる。発電機５にはインバータ２５が接続され、発電機５の交流発電電力はインバータ２５を介して商用電源系統へ送出されるようになっている。発電電力制御部２１は、発電すべき電力を指令する発電指令値をインバータ２５に送信するように構成されており、インバータ２５を介して発電機５が送出する発電電力を制御するようになっている。発電機５にて発生した交流電力は、図示しない直流変換部、昇圧部などにより所要の直流電力に変換され、インバータ２５により商用電源系統に連系した交流電力として出力される。なお、本実施形態では発電機５にはＤＣブラシレス型発電機が使用されている。
【００１７】
配管８には、排気される燃焼ガスの温度（排気温度）を測定するための排気温度測定部１３が設けられている。また、回転軸６の端部付近には、タービン１の回転速度を測定する回転速度測定部１４が設けられている。そして、排気温度測定部１３及び回転速度測定部１４により測定された各測定値は、それぞれタービン制御部１２に送られるようになっている。
【００１８】
図２は本実施形態に係るタービン制御部の構成を示す模式図である。
図２に示すように、タービン制御部１２は、第１の演算部としての回転速度用ＰＩＤ演算部１６と、第２の演算部としての排気温度用ＰＩＤ演算部１７と、セレクタ（ローシグナルセレクト）１８とから基本的に構成されている。回転速度用ＰＩＤ演算部１６は、予め設定された目標回転速度でタービン１が回転するように、回転速度測定部１４からのフィードバック値に基づいて最適な燃料供給量を演算するようになっている。より詳しくは、回転速度用ＰＩＤ演算部１６には回転速度測定部１４が接続されており、この回転速度測定部１４によって測定されたタービン１の現在の回転速度が回転速度用ＰＩＤ演算部１６に常時フィードバックされるようになっている。また、回転速度用ＰＩＤ演算部１６には、タービン１が目標とすべき定格回転速度、即ち、目標回転速度が予め設定されている。そして、この目標回転速度とタービン１の現在の回転速度との偏差を最小とするための最適な燃料供給量が回転速度用ＰＩＤ演算部１６によって演算されるようになっている。
【００１９】
排気温度用ＰＩＤ演算部１７には、燃焼器２などが熱的に許容することができる保護温度が予め設定されている。この保護温度は、燃焼器２または熱交換器４が熱的に許容し得る最大温度よりも低い温度に設定されている。そして、排気温度用ＰＩＤ演算部１７によって、排気温度が保護温度で推移するように最適な燃料供給量が演算されるようになっている。より詳しくは、排気温度用ＰＩＤ演算部１７には排気温度測定部１３が接続されており、この排気温度測定部１３によって測定された現在の排気温度が排気温度用ＰＩＤ演算部１７に常時フィードバックされるようになっている。この排気温度用ＰＩＤ演算部１７には、上述した保護温度が目標温度として予め設定されている。そして、保護温度と現在の排気温度との偏差を最小とするための最適な燃料供給量が排気温度用ＰＩＤ演算部１７よって演算されるようになっている。この排気温度用ＰＩＤ演算部１７によれば、排気される燃焼ガスの温度、即ち、排気温度を保護温度で推移させることができ、燃焼器２などが過度に高温となってしまうことを防止することができる。
【００２０】
各ＰＩＤ演算部１６，１７の出力値はそれぞれセレクタ１８に送られる。セレクタ１８は、各ＰＩＤ演算部１６，１７の出力値を比較し、最も小さい出力値のみを通過させるように構成されている。セレクタ１８を通過した出力値はタービン制御部１２の最終的な出力値として燃料調節弁１０に送られる。そして、燃料調節弁１０はこの出力値に応じた弁開度となるように操作され、これにより、燃焼器２に供給すべき燃料供給量が決定される。なお、上記ＰＩＤ演算部１６，１７に加え、タービン１の回転加速度を制御するための回転加速度用ＰＩＤ演算部（図示せず）が設けられており、起動時には排気温度用ＰＩＤ演算部と協働して排気温度を一定値以下に保ちつつ、タービンを昇速させるようになっている。
【００２１】
図３は本実施形態に係る発電電力制御部の構成を示す模式図である。
図３に示すように、発電電力制御部２１は、回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値から排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値を減算する第１の減算部２２と、第１の減算部２２の算出値に所定の係数を乗算する数値変換部２３と、予め設定された所定の基準発電指令値から数値変換部２３の算出値を減算する第２の減算部２４とを備えている。
【００２２】
第１の減算部２２には、セレクタ１８の出力値（回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値又は排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値）ａと排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値ｂが送られるようになっている。そして、第１の減算部２２にて、セレクタ１８の出力値ａから排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値ｂが減算される（第１の減算工程ａ−ｂ）。次に、第１の減算部２２の算出値（ａ−ｂ）は数値変換部２３に送られ、数値変換部２３にて所定の係数ｃが乗算される（数値変換工程（ａ−ｂ）×ｃ）。続いて、数値変換部２３の算出値は第２の減算部２４に送られる。第２の減算部２４では基準発電指令値（Ｓ）が予め設定されており、この基準発電指令値（Ｓ）から数値変換部２３の算出値が減算される（第２の減算工程Ｓ−（ａ−ｂ）×ｃ）。
【００２３】
ここで、排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値及び回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値は、いずれもパーセント（％）として表される。これに対し、発電電力制御部２１は、発電機５の発電電力を制御するために設けられているので、発電電力制御部２１から出力される発電指令値は、発電電力の単位、即ち、キロワット（ｋＷ）として表される。従って、排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値及び回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値を発電機５の発電電力の制御に用いるためには、キロワット（ｋＷ）に対応した値に変換する必要がある。数値変換部２３では、この変換を行うために好適な所定の係数を乗算することにより、求めるべき発電指令値に対応した値に変換している。
【００２４】
発電電力制御部２１から出力された発電指令値（ｋＷ）は、インバータ２５に送られる。そして、発電機５からの発電電力は、インバータ２５によって発電指令値に応じた電力に変換される。このようにして、発電電力制御部２１は、インバータ２５を介して発電機５の発電電力を制御するようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態に係る発電電力制御部２１の動作について具体的に説明する。
タービン１が定格回転速度で回転しているとき、負荷が増大して排気温度が上昇すると、排気温度用ＰＩＤ演算部１７では燃料供給量を少なくして温度の上昇を抑えようとするので、排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値ｂは減少する。一方、回転速度用ＰＩＤ演算部１６の出力値ａは、回転速度が一定に維持されているので、ほぼそのままの値で推移する。そうすると、第１の減算部２２の算出値（ａ−ｂ）は、排気温度が上昇する前と比較して増大することになる。従って、第２の減算部２４において、基準発電指令値（Ｓ）から減算される量が多くなり、最終的に出力される発電電力制御部２１の出力値（発電指令値）は減少する。その結果、発電機５の発電電力は減少し、タービン１に必要とされるトルクも減少するので、より少ない燃料が燃焼に供され、排気温度を所定温度にまで低下させることができる。
【００２６】
このように、発電電力制御部２１は、タービン制御部１２に使用されている排気温度用ＰＩＤ演算部１７を用いているので、専用のＰＩＤ演算部などを設けることが不要となる。従って、タービン制御部１２と発電電力制御部２１を含む全体の制御システムの構成を簡素化することができ、演算処理の負荷を大幅に低減させることができる。
【００２７】
なお、本実施形態における回転速度用演算部１６及び排気温度用演算部１７はＰＩＤ演算部としたが、これに限られるものではなく、デッドバンドやリミット制御などの他の手段を用いることもできる。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施形態におけるタービン制御部１２と発電電力制御部４１の構成を示すブロック図である。図４において、第１の実施形態と同様のまたは対応する部材には同一の参照符号を用いる。図４に示すように、タービン制御部１２は、排気温度用ＰＩＤ演算部１７から出力された信号を切り替えるソフトウェアスイッチＳ１を備えている。発電電力制御部４１は、排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値からセレクタ１８の出力値を減算する第１の減算部４２と、第１の減算部４２の算出値に所定の係数を乗算する数値変換部４３と、負荷要求から数値変換部４３の算出値を減算する第２の減算部４４とを備えている。
【００２９】
また、発電電力制御部４１は、商用電源からの取込電力値と予め決められた最小取込電力値との差と各ガスタービン装置において測定された出力との比較値に基づいて負荷要求信号を生成する電力出力制御部４５を備えている。ここで、取込電力値とは商用電源から使用される電力量を意味し、典型的には、商用電源から設備又は負荷に流れる電流量である。また、最小取込電力値とは、商用電源から取り込まれる電力量の最小値であり、取込電力値が最小取込電力値よりも小さい場合に装置の出力が下げられる。電力出力制御部４５は、商用電源からの取込電力値を予め決められた最小取込電力値と比較する比較器４６と、比較器４６の出力値に基づいて負荷要求信号を生成するＰＩＤ演算部４７とを備えている。また、他の負荷要求も発電電力制御部４１に入力される。そのような他の負荷要求には、装置外部の機器により要求された外部負荷要求、装置自身により要求された内部負荷要求、発電機５の最大出力値（装置の出力可能な最大な出力値）などが含まれる。たとえば、外部負荷要求は顧客の要望やその他の要求であり、内部負荷要求は装置の前面に配置されたタッチパネルで設定された負荷要求である。また、発電機５の最大出力値は予め設定され、これをオペレータが変更することはできない。また、負荷要求は、１以上の負荷制限パラメータまたは負荷制御パラメータに基づいて生成または決定することができる。そのような場合、発電電力制御部４１は、どのパラメータによって負荷を制御するのかを決定する。どのパラメータによって負荷を制御するのかを決定する方法の１つは、最も低い負荷要求を表すパラメータを選択することである。本実施形態では、発電電力制御部４１は、電力出力制御部４５からの負荷要求信号及び他の負荷要求信号のうち最も小さなものを選ぶセレクタ４８を備えている。
【００３０】
このような構成により、ガスタービン装置の始動時の燃料要求と、ガスタービン装置を商用電源に接続して運転している間の発電機５の出力要求の双方を生成し、あるいは、調整するために排気温度測定部１３の出力値を用いることができる。
【００３１】
ガスタービン装置が始動すると、排気温度用ＰＩＤ演算部１７は他の論理回路と協動し、燃料供給を直接制御して、燃焼器２を含む構成要素が過度に加熱されることを防止する。すなわち、ガスタービン装置が始動すると、タービン制御部１２のソフトウェアスイッチＳ１が閉位置になり、排気温度用ＰＩＤ演算部１７において排気温度測定部１３からの信号が目標値と比較され、装置が過度な高温から保護されるように燃料調節弁１０を制御する信号を生成する。
【００３２】
タービン１が通常の運転速度になると、排気温度用ＰＩＤ演算部１７は発電機５の出力を制御するために使用される。すなわち、タービン１が通常の運転速度になると、タービン制御部１２のソフトウェアスイッチＳ１を開く指令が送られる。これにより、排気温度用ＰＩＤ演算部１７における比較の出力信号が、出力負荷要求を以下のように低減するために用いられる。
【００３３】
まず、排気温度用ＰＩＤ演算部１７において、排気温度測定部１３からの信号が目標値と比較される。この目標値は、固定値であってもよく、１以上の入力パラメータに基づく変数であってもよい。また、この目標値は、始動時に用いられる目標値と同一であってもよく、あるいは、異なっていてもよい。排気温度用ＰＩＤ演算部１７の出力値と現在の燃料調節弁要求との差によって、燃焼器２を含む構成要素の温度を限界値以下にするために必要な低減量が決定される。なお、本実施形態の第１の減算部４２は正の値のみを出力する。数値変換部４３は、上記差（正の値）に既知の定数を乗算する。この定数は、ある値をｋＷ単位による要求偏差に変換するための換算係数を表している。そして、第２の減算部４４は、負荷要求からこの偏差を減算する。上述したように、この負荷要求は１以上の負荷要求から生成することができる。この負荷要求は、インバータに送られる前に発電電力制御部４１により低減される。
【００３４】
このように、燃料供給と出力負荷の双方が同一のＰＩＤ演算部１７によって制御される。本実施形態では、排気温度用ＰＩＤ演算部１７を用いて排気温度測定部１３からの出力値と目標値の比較を行ったが、これに限られず、デッドバンドやリミット制御などの他の手段を用いて比較を行うこともできる。また、回転速度用演算部１６においても、デッドバンドやリミット制御などの他の手段を用いることもできる。
【００３５】
図５は、本発明の第３の実施形態におけるタービン制御部１２と発電電力制御部５１の構成を示すブロック図である。図５において、第１の実施形態と同様のまたは対応する部材には同一の参照符号を用いる。図５に示すように、発電電力制御部５１は、排気温度測定部１３の出力値と目標温度（目標値）とを比較して負荷要求信号を生成する比較器５２と、商用電源からの取込電力値と予め決められた最小取込電力値との差と各ガスタービン装置において測定された出力との比較値に基づいて負荷要求信号を生成する電力出力制御部５３とを備えている。すなわち、電力出力制御部５３は、商用電源からの取込電力値を予め決められた最小取込電力値と比較する比較器５４と、比較器５４の出力値に基づいて負荷要求信号を生成するＰＩＤ演算部５５とを備えている。また、他の負荷要求も発電電力制御部５１に入力される。そのような他の負荷要求には、外部負荷要求、内部負荷要求、発電機５の最大出力値などが含まれる。負荷要求は、１以上の負荷制限パラメータまたは負荷制御パラメータに基づいて生成または決定することができる。そのような場合、発電電力制御部５１は、どのパラメータによって負荷を制御するのかを決定する。どのパラメータによって負荷を制御するのかを決定する方法の１つは、最も低い負荷要求を表すパラメータを選択することである。本実施形態では、発電電力制御部５１は、電力出力制御部５３からの負荷要求信号及び他の負荷要求信号のうち最も小さなものを選ぶセレクタ５６を備えている。なお、偏差を加えることによって決定した後の負荷に１以上のパラメータが影響を与える場合がある。
【００３６】
このような構成により、排気温度測定部１３の出力値は、比較器５２により目標温度（目標値）と比較され、負荷要求信号が生成される。この目標値は、固定値であってもよく、１以上の入力パラメータに基づく変数であってもよい。比較した結果値は、ガスタービン装置を商用電源に接続して運転している間の発電機５の出力要求を生成し、あるいは、調整するために用いることができる。比較器５２は、デジタルの矩形信号を生成するデッドバンドや負荷要求または負荷要求偏差を表すように変換された値を生成するＰＩＤ演算部を用いることができる。また、本実施形態では、排気温度用ＰＩＤ演算部１７を用いて排気温度測定部１３からの出力値と目標値の比較を行ったが、これに限られず、デッドバンドやリミット制御などの他の手段を用いて比較を行うこともできる。また、回転速度用演算部１６においても、デッドバンドやリミット制御などの他の手段を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービン装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるタービン制御部の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるタービン制御部及び発電電力制御部の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるタービン制御部及び発電電力制御部の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるタービン制御部及び発電電力制御部の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      タービン
２      燃焼器
３      空気圧縮機
４      熱交換器
５      発電機
６      回転軸
７，８，９    配管
１０      燃料調節弁
１２      タービン制御部
１３      排気温度測定部
１４      回転速度測定部
１６      回転速度用ＰＩＤ演算部
１７      排気温度用ＰＩＤ演算部
１８      セレクタ
２１，４１，５１    発電電力制御部
２２，４２    第１の減算部
２３，４３    数値変換部
２４，４４    第２の減算部
２５      インバータ
４５，５３    電力出力制御部
４６，５２，５４    比較器
４７，５５    ＰＩＤ演算部
４８，５６    セレクタ
【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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