(57)【要約】【課題】発電ユニットを備えた発電プラントにおいて、燃料消費量を低減できるとともに、要求電力パターンに合わせて発電ユニットを起動できる発電プラント運転支援装置を提供する。【解決手段】蒸気タービンを有する発電ユニットＰＵｎと補助ボイラＡＸＢとを備える発電プラント１１０と、要求電力パターンを指定する給電指令装置１０１とに接続され、統括スケジュール計算装置１０８を備える。統括スケジュール計算装置１０８は、要求電力パターンを基に発電ユニットＰＵｎの停止・起動スケジュールを求め、停止スケジュールを基に発電ユニットＰＵｎの停止時に発電ユニットＰＵｎに残存する残存蒸気量を求め、起動スケジュールを基に発電ユニットＰＵｎの起動時に蒸気タービンが使用する起動時必要蒸気量を求め、起動時必要蒸気量と残存蒸気量と起動スケジュールと発電ユニットＰＵｎに残存する蒸気の圧力と温度とから、補助ボイラＡＸＢの起動時刻を求める。【選択図】図１
2017002796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが蒸気タービンを有する複数の発電ユニットと前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気を発生する補助ボイラとを備える発電プラントと、要求された電力の時間変化を示す要求電力パターンを指定する給電指令装置とに接続され、
前記要求電力パターンを前記給電指令装置から受信する要求電力量入力部と、統括スケジュール計算装置とを備え、
前記統括スケジュール計算装置は、
前記要求電力パターンを基に、前記発電ユニットの停止スケジュールと起動スケジュールとを求め、
前記停止スケジュールを基に、前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の量である残存蒸気量を求め、
前記起動スケジュールを基に、前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気の量である起動時必要蒸気量を求め、
前記起動時必要蒸気量と、前記残存蒸気量と、前記起動スケジュールと、前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の圧力と温度とから、前記補助ボイラの起動時刻を求める、
ことを特徴とする発電プラント運転支援装置。
【請求項２】
前記統括スケジュール計算装置は、
前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の圧力が、前記発電ユニットの解列時刻から予め定めた圧力閾値に低下するまでの時間と、前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の温度が、前記解列時刻から予め定めた温度閾値に低下するまでの時間とのうち、短い方の時間を求め、
前記短い方の時間を用いて、前記補助ボイラの起動時刻を求める請求項１に記載の発電プラント運転支援装置。
【請求項３】
前記統括スケジュール計算装置は、
前記起動時必要蒸気量から前記残存蒸気量を引いた量である不足蒸気量を求め、
前記不足蒸気量が０より大きい場合は、前記起動時必要蒸気量と、前記残存蒸気量と、前記起動スケジュールとから、前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気の量が不足し始める時刻である不足開始時刻を求め、
前記不足開始時刻を用いて、前記補助ボイラの起動時刻を求める請求項１に記載の発電プラント運転支援装置。
【請求項４】
前記統括スケジュール計算装置は、前記発電ユニットの停止方法が運転員により入力され、入力された前記停止方法に応じて前記残存蒸気量を求める請求項１に記載の発電プラント運転支援装置。
【請求項５】
前記統括スケジュール計算装置は、前記蒸気タービンが起動するときの前記蒸気タービンのメタル温度に応じて前記起動時必要蒸気量を求める請求項１に記載の発電プラント運転支援装置。
【請求項６】
前記統括スケジュール計算装置は、
前記起動時必要蒸気量から前記残存蒸気量を引いた量である不足蒸気量を求め、
前記不足蒸気量が０より大きい場合は、前記起動時必要蒸気量と、前記残存蒸気量と、前記起動スケジュールとから、前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気の量が不足し始める時刻である不足開始時刻を求め、
前記解列時刻に前記短い方の時間を加えた時刻と前記不足開始時刻とのうち、早い方の時刻を用いて、前記補助ボイラの起動時刻を求める請求項２に記載の発電プラント運転支援装置。
【請求項７】
前記統括スケジュール計算装置は、前記発電ユニットの停止時に、前記発電ユニットの蒸気の圧力と温度を上げるような運転をする指令を、前記発電ユニットに送信する請求項１に記載の発電プラント運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの運転を支援する発電プラント運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスタービン及び蒸気タービンを備える発電設備として複合発電設備が採用される傾向にあり、この場合には、複合発電設備を複数の発電軸（発電ユニット）を備えた発電プラントとして構成することが多い。このような発電プラントは、ガスタービンの特性を生かして、給電指令装置から与えられる需要側の要求電力（要求電力パターン）に速やかに追従して電力を供給することが求められる。
【０００３】
このため、発電プラントの制御のために設けられる発電プラント運転支援装置は、複数の発電軸を一体として管理する統括スケジュール計算機能と、統括スケジュール計算機能からの指令に基づいて起動され、個別の発電軸の事情を考慮する各軸スケジュール計算機能とを備え、全体と個別の事情を反映させて各発電軸の起動と停止のスケジュールを計算することが必要である。
【０００４】
ガスタービン及び蒸気タービンを備えた複数の発電軸で構成された発電プラントは、要求電力の調整用に使用されることが多い。このため、要求電力が需要側の状況により時刻と共に変更され、複数の発電軸が起動と停止を繰り返すパターンでの運用となることが多い。蒸気タービンの起動時には多くの補助蒸気を必要とするため、発電軸が頻繁に起動と停止を行うには、補助蒸気の供給源を確保することが不可欠である。
【０００５】
この点に関して、発電プラント内に補助蒸気の供給源として補助ボイラを備える構成が知られている。しかし、発電軸の起動のたびに、発電軸の起動時に必要な蒸気量を確保すべく補助ボイラを起動させると、各発電軸の起動・停止過程に必要な燃料を多量に消費するとともに、各発電軸の起動に必要な時間が長くなる。この結果、燃料消費量が増加するとともに、要求電力に追従した各発電軸のタイムリーな起動ができなくなる。このため、発電プラントの現在運転中のスケジュールと停止後に再起動するスケジュールとを調整し、複数の発電軸を最適に運用することは容易でなかった。
【０００６】
しかも、上記のような複数の発電軸を１つの発電設備として運転する構成の発電プラントでは、複数の発電軸があることからその運用が複雑化しているが、運用の実態としては、運転員の数が数名程度と少なくなる傾向にある。このため、運転員の負担を軽減するために、運転支援装置による発電プラントの運転支援が不可欠となっている。
【０００７】
これらの課題に関連して、特許文献１では、ガスタービン、蒸気タービン、排熱回収ボイラ、及び発電機を備える主機と補助ボイラを備える補機とから構成された発電軸を複数備える発電プラントにおいて、ある発電軸が起動する時に使用する補助蒸気を、他の発電軸で運転中の補助ボイラから供給する技術が記載されている。
【０００８】
また特許文献２では、補助蒸気ヘッダからの補助蒸気消費量を予測するとともに、補助蒸気を供給可能なプラント軸の補助蒸気圧力調節弁を先行的に動作させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２２６８６５号公報
【特許文献２】特開平４−１８７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された技術では、複数の発電軸の全てが停止した状態から発電軸を起動する場合には、必ず補助ボイラを起動させる必要がある。このため、補助ボイラを起動させるために燃料を消費するので、燃料消費量の低減に課題がある。また、補助ボイラを起動するための時間が必要となることから、急な要求電力の発生に合わせて発電軸を起動するのが困難であり、要求電力に追従して遅滞なく発電軸を起動するのが困難であるという課題もある。
【００１１】
特許文献２に記載された技術は、補助蒸気消費量を予測して、補助蒸気を供給可能なプラント軸の補助蒸気圧力調節弁を先行的に動作させるものであり、複数の発電軸の全てが停止した状態から発電軸を起動する場合については考慮されていない。このため、特許文献２に記載された技術は、特許文献１に記載された技術と同様に、燃料消費量を低減する点と要求電力に追従して遅滞なく発電軸を起動する点で課題がある。
【００１２】
このように、従来の技術では、発電プラントにおいて、特に複数の発電軸（発電ユニット）の全てが停止した状態から発電軸を起動する場合に、燃料消費量を低減するのが困難であるとともに、要求電力（要求電力パターン）に合わせて遅滞なく発電軸を起動するのが困難である。
【００１３】
本発明は、発電ユニットを備えた発電プラントにおいて、燃料消費量を低減できるとともに、要求電力パターンに合わせて発電ユニットを起動できる発電プラント運転支援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】
【００１４】
本発明による発電プラント運転支援装置は、それぞれが蒸気タービンを有する複数の発電ユニットと前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気を発生する補助ボイラとを備える発電プラントと、要求された電力の時間変化を示す要求電力パターンを指定する給電指令装置とに接続され、前記要求電力パターンを前記給電指令装置から受信する要求電力量入力部と、統括スケジュール計算装置とを備える。前記統括スケジュール計算装置は、前記要求電力パターンを基に、前記発電ユニットの停止スケジュールと起動スケジュールとを求め、前記停止スケジュールを基に、前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の量である残存蒸気量を求め、前記起動スケジュールを基に、前記発電ユニットの起動時に前記蒸気タービンが使用する蒸気の量である起動時必要蒸気量を求め、前記起動時必要蒸気量と、前記残存蒸気量と、前記起動スケジュールと、前記発電ユニットの停止時に前記発電ユニットに残存する蒸気の圧力と温度とから、前記補助ボイラの起動時刻を求める。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による発電プラント運転支援装置は、発電ユニットを備えた発電プラントにおいて、燃料消費量を低減できるとともに、要求電力パターンに合わせて発電ユニットを起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例による発電プラント運転支援装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】発電プラントの全体構成を説明する図である。
【図３】発電設備の停止時間における残存蒸気の圧力と温度の時間変化を説明する図である。
【図４Ａ】発電ユニットが停止してから起動するまでの間における、発電ユニットの操作イベント項目を説明する図である。
【図４Ｂ】補助ボイラの起動時刻の算出方法を説明する図である。
【図５Ａ】圧力による蒸気使用可能時間を長くする方法を説明する図である。
【図５Ｂ】温度による蒸気使用可能時間を長くする方法を説明する図である。
【図６】残存蒸気使用可能最終時刻の算出方法を説明する図である。
【図７】蒸気タービンの起動モードを説明する図である。
【図８】蒸気タービンの起動パターンを説明する図である。
【図９】蒸気タービンの起動モードによって決まる、発電ユニットの起動時必要蒸気量を説明する図である。
【図１０Ａ】蒸気タービンの停止モードを設定する画面の例である。
【図１０Ｂ】排熱回収ボイラの停止モードを設定する画面の例である。
【図１０Ｃ】復水器の停止モードを設定する画面の例である。
【図１０Ｄ】発電ユニットの停止スケジュールの計算を実行させ、計算結果を確定させる画面の例である。
【図１１】発電ユニットの停止パターンを説明する図である。
【図１２】補助ボイラの起動スケジュールを算出する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明による発電プラント運転支援装置は、蒸気タービンを有する発電ユニット（発電軸）を複数備える発電プラントにおいて、各発電ユニットの停止後に発電ユニットに残存する蒸気量を、発電プラントの停止前に停止スケジュールを計算することにより算出する。また、各発電ユニットの起動に必要な補助蒸気の量を、発電プラントの起動前に起動スケジュールを計算することにより算出する。この起動に必要な補助蒸気量が、残存する蒸気量より多い場合には、補助ボイラを起動させる。補助ボイラは、発電ユニットの起動に必要な量だけの蒸気を発電ユニットに供給するように、要求電力パターンに合わせて適切な時刻に起動する。
【００１８】
本発明によれば、全ての発電ユニットの停止後の再起動時において、補助ボイラを必要最小限の時間だけ運転するので、補助ボイラの燃料消費量を低減することができる。このため、本発明による発電プラント運転支援装置は、燃料費を節約することができるとともに、発電プラント全体としての発電端効率の向上に大きく寄与する。また、補助ボイラを要求電力パターンに合わせて適切な時刻に起動させるので、発電ユニットを要求電力パターンに追従させて遅滞なく起動させることができる。また、補助ボイラを起動させる必要がない場合には、補助ボイラの起動に必要な時間を考慮しなくてもよいので、発電プラント全体としての起動時間を短縮することができる。このように、本発明による発電プラント運転支援装置では、給電指令装置からの要求電力パターンに対し、要求通りの出力電力を遅滞なく送電することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施例による発電プラント運転支援装置を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本実施例による発電プラント運転支援装置の全体構成の一例を示す図である。図１には、需要者１００に電力を供給する発電プラント１１０と、発電プラント１１０の発電スケジュールの計算を司る発電プラント運転支援装置１０９と、要求電力パターン（給電指令）を指定する給電指令装置１０１とを示している。要求電力パターンは、需要者１００から要求された電力の時間変化を示す。発電プラント１１０は、複数の発電ユニットＰＵｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数）と、少なくとも１台の補助蒸気供給設備ＡＵとを備える。図１に示すように、発電プラント１１０は、複数の発電ユニットＰＵｉとして、発電ユニットＰＵ１、ＰＵ２、・・・ＰＵｎというｎ台（ｎ軸）の発電ユニットＰＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）を備える。以下では、発電ユニットＰＵｉのことを「第ｉ軸発電ユニットＰＵｉ」とも称する。発電プラント運転支援装置１０９は、コンピュータで構成することができ、複数の第ｉ軸発電ユニットＰＵｉの起動・停止等のスケジュール計算を司る。
【００２１】
発電プラント１１０の具体的な構成は、図２を用いて後述する。ここでは、発電プラント１１０内の第ｉ軸発電ユニットＰＵｉと補助蒸気供給設備ＡＵについて、簡単に説明する。
【００２２】
複数の第ｉ軸発電ユニットＰＵｉは、基本的には同一構成である。第ｉ軸発電ユニットＰＵｉは、第ｉ軸制御装置ＣＴｉと、第ｉ軸発電設備ＰＷｉを備える。また、第ｉ軸発電ユニットＰＵｉには、第ｉ軸スケジュール計算部ＳＣｉが設置される。第ｉ軸スケジュール計算部ＳＣｉは、発電プラント運転支援装置１０９の構成要素であるが、第ｉ軸発電ユニットＰＵｉ内に設置されるので、第ｉ軸発電ユニットＰＵｉと併せて説明する。なお、第ｉ軸制御装置ＣＴｉのことを「制御装置ＣＴｉ」と、第ｉ軸発電設備ＰＷｉのことを「発電設備ＰＷｉ」と、第ｉ軸スケジュール計算部ＳＣｉのことを「スケジュール計算部ＳＣｉ」と、それぞれ称することもある。以下では、発電ユニットＰＵｎを例に挙げて、発電ユニットＰＵｉの概略を説明する。
【００２３】
スケジュール計算部ＳＣｎは、発電プラント運転支援装置１０９が求めた第ｎ軸のスケジュール計算結果（発電ユニットＰＵｎに対する起動・停止のスケジュールを示す信号）に基づいて、発電設備ＰＷｎの起動・停止スケジュールを計算し、この計算結果を起動・停止スケジュール信号として制御装置ＣＴｎに送信する。制御装置ＣＴｎは、スケジュール計算部ＳＣｎからの起動・停止スケジュール信号に基づいて、発電設備ＰＷｎを制御する。発電設備ＰＷｎは、ガスタービンと、その排熱を回収して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備える複合発電プラントである。
【００２４】
なお、発電ユニットＰＵｎを起動・停止することと発電設備ＰＷｎを起動・停止することはほぼ同義であるので、本明細書では、発電設備ＰＷｎの起動・停止は発電ユニットＰＵｎの起動・停止も意味することとし、発電ユニットＰＵｎの起動・停止は発電設備ＰＷｎの起動・停止も意味することとする。
【００２５】
補助蒸気供給設備ＡＵは、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の起動時に蒸気タービンが必要とする補助蒸気を供給する（複合発電プラントの停止時に蒸気タービンが必要とする補助蒸気を供給することもできる）。補助蒸気供給設備ＡＵは、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬと補助ボイラＡＸＢとを備える。補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、補助蒸気全体の制御を行い、発電プラント運転支援装置１０９からの補助蒸気供給指令を受けて、補助ボイラＡＸＢを制御する。補助ボイラＡＸＢは、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬからの指令により、発電ユニットＰＵｎの起動時に蒸気タービンが使用する補助蒸気を発生する。なお、補助蒸気供給設備ＡＵは、複数の発電設備ＰＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対して少なくとも１つが設けられ、いずれの発電設備ＰＷｉに対しても補助蒸気の供給が可能な共有設備である。
【００２６】
次に、発電プラント運転支援装置１０９の構成について説明する。発電プラント運転支援装置１０９は、要求電力量入力部１０２と、統括スケジュール計算装置１０８と、上述したスケジュール計算部ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）とを備える。
【００２７】
要求電力量入力部１０２は、給電指令装置１０１から要求電力パターン（給電指令）を受信する。統括スケジュール計算装置１０８は、要求電力量入力部１０２から要求電力パターンを受信し、この要求電力パターン通りに運転が可能となるような発電プラント１１０の運転スケジュールを決定する。統括スケジュール計算装置１０８は、発電プラント１１０の発電ユニットＰＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）のスケジュール計算部ＳＣｉを統括して、発電プラント１１０の運転スケジュールを決定する。以下では、発電ユニットＰＵｉを代表して、発電ユニットＰＵｎを用いる。
【００２８】
統括スケジュール計算装置１０８は、スケジュール計算用情報設定部１０３、起動スケジュール計算部１０４、起動時必要蒸気量算出部１０４Ａ、停止スケジュール計算部１０５、停止時残存蒸気量算出部１０５Ａ、不足蒸気量算出部１０６、スケジュール計算確定部１０７、及び補助蒸気供給部１１１を備える。
【００２９】
スケジュール計算用情報設定部１０３では、発電ユニットＰＵｎの運転スケジュールを計算するために、計算用の情報Ｓａを設定する。計算用の情報Ｓａは、例えば、図１０Ａ〜１０Ｃ、図１１を用いて後述する発電ユニットＰＵｎの停止方法（停止パターン）であり、運転員が入力する。
【００３０】
起動スケジュール計算部１０４は、要求電力量入力部１０２が受信した要求電力パターンと、スケジュール計算用情報設定部１０３で設定した情報Ｓａとを基に、次回に発電ユニットＰＵｎが起動するためのスケジュール（起動スケジュール）、すなわち、発電設備ＰＷｎの起動スケジュール（起動時の発電設備ＰＷｎの出力の時間変化と起動開始・起動完了時刻など）を計算し、計算した起動スケジュールを情報Ｓｂとしてスケジュール計算部ＳＣｎに送信する。また、起動スケジュール計算部１０４は、スケジュール計算部ＳＣｎから、スケジュール計算部ＳＣｎの計算結果（例えば、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の起動・停止スケジュール）を情報Ｓｂとして受信する。すなわち、情報Ｓｂは、起動スケジュール計算部１０４とスケジュール計算部ＳＣｎとで送受信する信号である。
【００３１】
このように、起動スケジュール計算部１０４は、要求電力量入力部１０２が受信した要求電力パターンと、スケジュール計算用情報設定部１０３からの情報Ｓａとを用い、スケジュール計算部ＳＣｎと情報Ｓｂをやりとりしながら、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の起動開始から目標出力到達までの期間の発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の起動スケジュールを求める。
【００３２】
起動時必要蒸気量算出部１０４Ａは、起動スケジュール計算部１０４が求めた起動スケジュールを基に、発電設備ＰＷｎ（発電ユニットＰＵｎ）の起動時に発電設備ＰＷｎの蒸気タービンが使用する蒸気量（起動時必要蒸気量）を求める。起動時必要蒸気量は、蒸気量の積算量である。
【００３３】
停止スケジュール計算部１０５は、要求電力量入力部１０２が受信した要求電力パターンと、スケジュール計算用情報設定部１０３で設定した情報Ｓａとを基に、発電ユニットＰＵｎが停止するためのスケジュール（停止スケジュール）、すなわち、発電設備ＰＷｎの停止スケジュール（停止時の発電設備ＰＷｎの出力の時間変化と停止開始・停止完了時刻など）を計算し、計算した停止スケジュールを情報Ｓｄとしてスケジュール計算部ＳＣｎに送信する。また、停止スケジュール計算部１０５は、スケジュール計算部ＳＣｎから、スケジュール計算部ＳＣｎの計算結果（例えば、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の起動・停止スケジュール）を情報Ｓｄとして受信する。すなわち、情報Ｓｄは、停止スケジュール計算部１０５とスケジュール計算部ＳＣｎとで送受信する信号である。
【００３４】
このように、停止スケジュール計算部１０５は、要求電力量入力部１０２が受信した要求電力パターンと、スケジュール計算用情報設定部１０３からの情報Ｓａとを用い、スケジュール計算部ＳＣｎと情報Ｓｄをやりとりしながら、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の停止開始から停止完了までの期間の発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の停止スケジュールを求める。
【００３５】
停止時残存蒸気量算出部１０５Ａは、停止スケジュール計算部１０５が求めた停止スケジュールを基に、発電設備ＰＷｎ（発電ユニットＰＵｎ）の停止時に発電設備ＰＷｎに残存する蒸気量（残存蒸気量）を求める。残存蒸気量は、蒸気量の積算量である。
【００３６】
不足蒸気量算出部１０６は、起動時必要蒸気量と残存蒸気量との差分から、発電設備ＰＷｎ（発電ユニットＰＵｎ）の起動時に補助蒸気として発電設備ＰＷｎに残存する蒸気を用いるだけでは不足する蒸気量（不足蒸気量）を求める。
【００３７】
スケジュール計算確定部１０７は、不足蒸気量算出部１０６が不足蒸気量を求めた後、停止スケジュール計算部１０５が求めた発電設備ＰＷｎの停止スケジュールと起動スケジュール計算部１０４が求めた発電設備ＰＷｎの起動スケジュールとに従って発電ユニットＰＵｎを運転させるため、これらのスケジュールを確定させる。確定したスケジュール（情報Ｓｃ）は、統括スケジュール計算装置１０８の計算結果として、スケジュール計算部ＳＣｎに送信される。
【００３８】
スケジュール計算部ＳＣｎは、情報Ｓｃを基に、発電ユニットＰＵｎの個別の最終的なスケジュール計算を行い、計算結果を制御装置ＣＴｎに送信する。発電設備ＰＷｎは、制御装置ＣＴｎからの制御信号に従って発電運転を行い、発電ユニットＰＵｎの出力電力が需要者１００へ供給される。
【００３９】
補助蒸気供給部１１１は、スケジュール計算確定部１０７が確定させたスケジュールを基に、発電設備ＰＷｎの起動時に必要な補助蒸気の供給方法を決定する。補助蒸気供給部１１１は、必要な補助蒸気として、発電設備ＰＷｎに残存している蒸気を用いるか、補助ボイラＡＸＢの蒸気を用いるかを決定し、決定した結果を補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬに送信する。
【００４０】
補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、補助ボイラＡＸＢを制御する信号（制御信号）を補助ボイラＡＸＢに送信する。補助ボイラＡＸＢは、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬからの信号に従って運転し、補助蒸気を効率良く発電設備ＰＷｎに供給することができる。
【００４１】
このようにして、発電プラント運転支援装置１０９は、第ｉ軸発電設備ＰＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の起動に必要な補助蒸気の量を、発電設備ＰＷｉの停止開始前に実施するスケジュール計算により算出する。発電プラント運転支援装置１０９は、発電設備ＰＷｉに残存している蒸気と補助ボイラＡＸＢで発生する蒸気の利用を考慮し、発電設備ＰＷｉが最適量かつ必要最小量の補助蒸気を用いて起動できるような運転スケジュールを決定する。補助ボイラＡＸＢは、必要最小限の時間だけ運転し、発電設備ＰＷｉの起動に必要な量だけの蒸気を発生させる。
【００４２】
図２は、発電プラントの全体構成を説明する図である。図１に示したように、発電プラント１１０は、ｎ個の発電ユニットＰＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と補助蒸気供給設備ＡＵを備える。初めに、発電ユニットＰＵｉについて説明する。以下では、発電ユニットＰＵｎを例に挙げて説明するが、これ以外の発電ユニットＰＵｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）も基本的には発電ユニットＰＵｎと同じ構成である。
【００４３】
発電ユニットＰＵｎは、発電設備ＰＷｎを備える。発電設備ＰＷｎは、ガスタービンＧＴを主要機器とするガスタービン設備と蒸気タービンＳＴを主要機器とする蒸気タービン設備とを備え、ガスタービンＧＴと蒸気タービンＳＴにより発電機ＧＥＮを駆動する。
【００４４】
ガスタービン設備は、空気量調節弁ＶＡから取り込んだ空気Ａを圧縮する空気圧縮機ＣＯＭＰと、燃料量調節弁ＶＦから取り込んだ燃料Ｆと空気圧縮機ＣＯＭＰからの空気とを用いて燃焼を行なう燃焼器ＣＯＭＢと、高圧燃焼ガスで駆動されるガスタービンＧＴを備える。ガスタービンＧＴの出力は、空気Ａと燃料Ｆの量により決定される。これらの量を制御するため、制御装置ＣＴｎからの制御信号により、空気量調節弁ＶＡと燃料量調節弁ＶＦの開度が制御される。
【００４５】
ガスタービンＧＴで仕事をした後の燃焼排ガスは高温高圧であることから、複合発電プラントでは、ガスタービンＧＴの保有エネルギーを回収するために蒸気タービン設備を備える。
【００４６】
蒸気タービン設備は、ガスタービンＧＴの燃焼排ガスで給水Ｗを加熱して蒸気を得る排熱回収ボイラＨＲＳＧと、蒸気で駆動される蒸気タービンＳＴと、蒸気タービンＳＴから排出された蒸気を復水して再利用するための復水器ＣＯＮＤを備える。蒸気タービンＳＴの出力は、給水Ｗの量により決定される。給水Ｗの量を制御するため、給水量調節弁ＶＷが備えられ、制御装置ＣＴｎからの制御信号により、給水量調節弁ＶＷの開度が制御される。
【００４７】
発電機ＧＥＮは、ガスタービンＧＴと蒸気タービンＳＴに駆動されて発電を行なう。
【００４８】
以上のように、複合発電プラントを構成する発電設備ＰＷｎは、制御装置ＣＴｎにより制御される。軸制御装置ＣＴｎは、スケジュール計算部ＳＣｎからの制御指令を受けて、発電設備ＰＷｎを制御する。軸制御装置ＣＴｎの具体的な操作端は、燃焼器ＣＯＭＢに与える燃料Ｆの供給量を制御する燃料量調節弁ＶＦ、排熱回収ボイラＨＲＳＧに与える給水Ｗの供給量を制御する給水量調節弁ＶＷ、及び空気圧縮機ＣＯＭＰに与える空気Ａの供給量を制御する空気量調節弁ＶＡなどである。軸制御装置ＣＴｎは、燃料量調節弁ＶＦに制御信号ＳｎＦを、給水量調節弁ＶＷに制御信号ＳｎＷを、空気量調節弁ＶＡに制御信号ＳｎＡを、それぞれ送信する。
【００４９】
発電設備ＰＷ１は、スケジュール計算部ＳＣ１の制御指令を受けた制御装置ＣＴ１により制御される。その他の発電設備ＰＷｉ（ｉ＝２〜ｎ）も、発電設備ＰＷ１と同様である。
【００５０】
次に、補助蒸気供給設備ＡＵについて説明する。補助蒸気供給部１１１は、上述したように、補助蒸気の供給方法を決定し、決定した結果を制御信号として補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬに送信する。補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、受信した制御信号を基に補助ボイラＡＸＢの起動と停止を制御する。また、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、補助ボイラＡＸＢで発生した補助蒸気を、補助ボイラ蒸気供給弁ＶＢを介して補助蒸気ヘッダＡＸＨに供給する。さらに、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、蒸気抽出弁ＶＳｎを制御して、発電設備ＰＷｎから抽出された蒸気を補助蒸気ヘッダＡＸＨに送気するとともに、蒸気供給弁ＶＲｎを制御して、補助蒸気ヘッダＡＸＨから発電設備ＰＷｎへ蒸気を供給する。このように、補助蒸気制御装置ＡＸＢＣＬは、補助ボイラＡＸＢの制御だけでなく、発電設備ＰＷｎの補助蒸気の制御も含めた、補助蒸気の供給源の全体を制御する。
【００５１】
図３は、発電ユニットＰＵｎの停止時間における、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）に残存する蒸気（残存蒸気）の圧力と温度の時間変化を説明する図である。
【００５２】
図３の上から１番目の図は、給電指令装置１０１からの要求電力パターンを示している。要求電力パターンは、時刻ｔ１まで一定の電力を供給し、時刻ｔ１〜ｔ４の間は電力を供給せず、時刻ｔ４から再び一定の電力を供給するというパターンである。
【００５３】
図３の上から２番目の図は、発電ユニットＰＵｎの出力電力を示している。発電ユニットＰＵｎは、時刻ｔ１で停止を開始し、時刻ｔ２で解列し、時刻ｔ３で併入し、時刻ｔ４で起動が完了する。解列時刻ｔ２と併入時刻ｔ３の間が、発電ユニットＰＵｎの停止時間である。解列時刻ｔ２と併入時刻ｔ３は、停止開始時刻ｔ１に対する停止スケジュール、及び起動完了時刻ｔ４に対する起動スケジュールから求めることができる。
【００５４】
図３の上から３番目の図は、発電ユニットＰＵｎの停止時間における、残存蒸気の圧力の時間変化を示している。図３の上から４番目の図は、発電ユニットＰＵｎの停止時間における、残存蒸気の温度の時間変化を示している。発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）に残存する蒸気の圧力と温度は、解列時刻ｔ２から時間の経過と共に低下していく。これらの時間変化は、蒸気が残存している機器（特に、排熱回収ボイラＨＲＳＧとこれに接続されている配管）の部材の仕様と、発電設備ＰＷｎの運転条件から求められる発電ユニットＰＵｎの停止時の蒸気の圧力と温度とから得ることができる。
【００５５】
残存蒸気の圧力と温度が、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）に使用可能な圧力の閾値（圧力閾値）と温度の閾値（温度閾値）よりもそれぞれ高い場合は、残存蒸気は、発電設備ＰＷｎの起動時に使用する補助蒸気として使用可能である。しかし、残存蒸気の圧力と温度が圧力閾値と温度閾値をそれぞれ下回った場合は、残存蒸気は、発電設備ＰＷｎの起動時に使用する補助蒸気として使用するのに不適である。統括スケジュール計算装置１０８は、図６を用いて後述するように、解列時刻ｔ２から残存蒸気の圧力が圧力閾値に低下するまでの時間（圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐ）と残存蒸気の温度が温度閾値に低下するまでの時間（温度による蒸気使用可能時間Ｔｔ）とを求める。残存蒸気を発電設備ＰＷｎの起動時に使用する補助蒸気として使用可能な時間は、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔとのうち短い方の時間である。そこで、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔとのうち短い方の時間を「蒸気使用可能時間Ｔｓ」と称する。なお、圧力閾値と温度閾値は、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）に応じて、予め定めることができる。
【００５６】
図４Ａは、発電ユニットＰＵｎが停止してから起動（再起動）するまでの間における、発電ユニットＰＵｎの操作イベント項目を説明する図である。
【００５７】
図４Ａの上図は、図３の上から１番目の図と同じであり、給電指令装置１０１からの要求電力パターンを示している。
【００５８】
図４Ａの下図は、発電ユニットＰＵｎの停止から起動（再起動）までの間における、発電ユニットＰＵｎの操作イベント項目と、発電ユニットＰＵｎの出力電力を示している。発電ユニットＰＵｎは、時刻ｔ１で停止を開始して出力が低下し始め、時刻ｔ２で解列し、時刻ｔ３で併入し、時刻ｔ４で目標出力に到達して起動が完了する。発電ユニットＰＵｎの停止時間である時刻ｔ２〜ｔ３の間に、真空破壊が開始され、発電ユニットＰＵｎの停止が完了し、発電ユニットＰＵｎの起動が開始され、真空度の上昇が開始する。すなわち、発電ユニットＰＵｎの停止時の操作イベントは、出力低下の開始、解列、真空破壊の開始、及び停止完了であり、発電ユニットＰＵｎの起動時の操作イベントは、起動開始、真空上昇の開始、併入、目標出力の到達である。発電ユニットＰＵｎの起動開始の時刻は、要求電力パターンを満足するように定められ、後述する、発電ユニットＰＵｎが停止したときの停止方法（停止パターン）と発電ユニットＰＵｎの起動モードにより異なる。
【００５９】
解列時刻ｔ２から図３を用いて説明した蒸気使用可能時間Ｔｓを経過した時刻が、残存蒸気を発電設備ＰＷｎの起動時に使用する補助蒸気として使用可能な最終時刻である。この最終時刻を「残存蒸気使用可能最終時刻ｔａ」と称する。
【００６０】
図４Ｂは、補助ボイラＡＸＢの起動時刻ｔｂの算出方法を説明する図である。
【００６１】
図４Ｂの上図は、図４Ａの上図と同じであり、給電指令装置１０１からの要求電力パターンを示している。
【００６２】
図４Ｂの下図は、図４Ａの下図に、残存蒸気量と起動時必要蒸気量を示した図である。残存蒸気量と起動時必要蒸気量は、それぞれ縦線のハッチングと横線のハッチングで模式的に示している。図３を用いて説明したように、解列時刻ｔ２と併入時刻ｔ３とから発電ユニットＰＵｎの停止時間が求まる。残存蒸気量は、発電ユニットＰＵｎの停止パターンから求められる。起動時必要蒸気量は、発電ユニットＰＵｎ（蒸気タービンＳＴ）の起動モードから求められる。発電ユニットＰＵｎの停止パターンと起動モードについては、後述する。
【００６３】
残存蒸気量が起動時必要蒸気量より少ない場合は、補助蒸気として残存蒸気を用いるだけでは補助蒸気の量が不足するので、補助ボイラＡＸＢを起動して不足する補助蒸気を補う必要がある。起動時必要蒸気量から残存蒸気量を引いた蒸気量が、補助蒸気として残存蒸気を用いるだけでは不足する蒸気量（不足蒸気量）である。この場合には、起動時必要蒸気量と残存蒸気量と発電ユニットＰＵｎの起動スケジュールとから、補助蒸気の量が不足し始める時刻（補助蒸気不足開始時刻ｔｃ）を求めることができる。例えば、図４Ｂの下図において、残存蒸気量を起動時必要蒸気量として使ったとき、残存蒸気量を使い切った時刻が補助蒸気不足開始時刻ｔｃである。
【００６４】
残存蒸気量が起動時必要蒸気量以上の場合は、補助蒸気として残存蒸気だけを用いて発電ユニットＰＵｎの起動ができる。しかし、残存蒸気量が起動時必要蒸気量以上であっても、図４Ａを用いて説明した残存蒸気使用可能最終時刻ｔａを過ぎた場合には、残存蒸気を起動時の補助蒸気として使用できない。
【００６５】
これら２つの場合を考慮すると、補助蒸気不足開始時刻ｔｃと残存蒸気使用可能最終時刻ｔａの早い方の時刻ｔｄまでに、補助ボイラＡＸＢの起動を完了させて補助蒸気を発電ユニットＰＵｎに供給する必要がある。補助ボイラＡＸＢは、起動が完了するまでに時間がかかり、この時間（補助ボイラ起動所要時間）は、補助ボイラに応じて決まっている。そこで、時刻ｔｄよりも少なくとも補助ボイラ起動所要時間だけ前の時刻ｔｂに、補助ボイラＡＸＢの起動を開始する。
【００６６】
図５Ａは、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐを長くする方法を説明する図であり、図５Ｂは、温度による蒸気使用可能時間Ｔｔを長くする方法を説明する図である。図４Ａを用いて説明した残存蒸気使用可能最終時刻ｔａは、図３を用いて説明した蒸気使用可能時間Ｔｓを長くすると、遅らせることができる（すなわち、蒸気使用可能時間Ｔｓを長くすると、補助ボイラＡＸＢの起動を遅らせる可能性がある）。蒸気使用可能時間Ｔｓは、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔのうち短い方の時間であるので、これらの時間を長くすると、蒸気使用可能時間Ｔｓを長くすることができる。
【００６７】
圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔは、発電ユニットＰＵｎの停止過程における運転状態を変更し、発電ユニットＰＵｎの停止時に残存蒸気の圧力と温度がそれぞれ高くなるようにすることで、長くすることができる。統括スケジュール計算装置１０８は、発電ユニットＰＵｎの停止時に、発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）の蒸気の圧力と温度を上げるような運転をする指令を、発電ユニットＰＵｎに送信する。そして、発電ユニットＰＵｎの制御装置ＣＴｎが、発電設備ＰＷｎ（特に、排熱回収ボイラＨＲＳＧとこれに接続されている配管）の内部の蒸気の圧力と温度を上げるような指令を、発電設備ＰＷｎに送ることで、残存蒸気の圧力と温度を高くすることができる。なお、残存蒸気の圧力と温度は、蒸気を残存させる機器の部材の設計値（圧力と温度の最大許容値）に到達しないような値の範囲で、高くすることができる。
【００６８】
図５Ａに示したグラフの実線は、運転状態の変更前の残存蒸気の圧力の時間変化を示しており、破線は、運転状態の変更後の残存蒸気の圧力の時間変化を示している。図５Ｂに示したグラフの実線は、運転状態の変更前の残存蒸気の温度の時間変化を示しており、破線は、運転状態の変更後の残存蒸気の温度の時間変化を示している。変更後の残存蒸気は、圧力と温度が変更前の残存蒸気よりも高くなっており、圧力閾値と温度閾値に到達するまでの時間がそれぞれＴｐとＴｔからＴｐ’とＴｔ’に変わった。すなわち、変更後の残存蒸気は、圧力閾値に到達するまでの時間がΔＴｐ（＝Ｔｐ’ −Ｔｐ）だけ長くなり、温度閾値に到達するまでの時間がΔＴｔ（＝Ｔｔ’ −Ｔｔ）だけ長くなる。この長くなった時間（ΔＴｐまたはΔＴｔ）の分だけ、蒸気使用可能時間Ｔｓを長くすることができる。
【００６９】
図６は、残存蒸気使用可能最終時刻ｔａの算出方法を説明する図である。残存蒸気使用可能最終時刻ｔａは、統括スケジュール計算装置１０８（不足蒸気量算出部１０６）が算出する。
【００７０】
ステップ６０１で、発電ユニットＰＵｎの蒸気が残存している機器（特に、排熱回収ボイラＨＲＳＧとこれに接続されている配管）に許容される最大の圧力と温度の値が入力される。これらの値（許容最大圧力と許容最大温度）は、蒸気が残存している機器の部材の仕様（設計値）により定められる。
【００７１】
ステップ６０２で、現在運転中の蒸気の圧力とステップ６０１で入力した許容最大圧力との差を算出し、ステップ６０３で、現在運転中の蒸気の温度とステップ６０１で入力した許容最大温度との差を算出する。
【００７２】
ステップ６０４で、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐを算出し、ステップ６０５で、温度による蒸気使用可能時間Ｔｔを算出する。圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔは、図３を用いて説明した、発電ユニットＰＵｎの停止時間における、予め求めた残存蒸気の圧力の時間変化と温度の時間変化と、予め定めた圧力閾値と温度閾値と、測定することにより求めた解列時刻ｔ２での残存蒸気の圧力と温度を用いて、算出することができる。
【００７３】
ステップ６０６で、圧力による蒸気使用可能時間Ｔｐと温度による蒸気使用可能時間Ｔｔのうち、短い方の時間を蒸気使用可能時間Ｔｓとする。
【００７４】
ステップ６０７で、蒸気使用可能時間Ｔｓと解列時刻ｔ２とから、残存蒸気使用可能最終時刻ｔａを算出する。解列時刻ｔ２に蒸気使用可能時間Ｔｓを加えた時刻が、残存蒸気使用可能最終時刻ｔａである（図４Ａ）。
【００７５】
図７は、蒸気タービンＳＴの起動モード、すなわち、発電ユニットＰＵｎの起動モードを説明する図である。蒸気タービンＳＴの起動モードは、蒸気タービンＳＴのメタル温度の低下曲線から求めることができる。この低下曲線は、蒸気タービンの部材と解列時刻ｔ２でのメタル温度とから予め求めることができる。解列時刻ｔ２でのメタル温度は、蒸気タービンＳＴの運転条件から求めることができる。
【００７６】
蒸気タービンＳＴの解列時刻ｔ２から、時間の経過とともに蒸気タービンＳＴのメタル温度は滑らかに低下する。蒸気タービンＳＴが起動するときの蒸気タービンＳＴのメタル温度に応じて、蒸気タービンＳＴの起動モードが決定される。蒸気タービンＳＴが起動するときのメタル温度がＸ１℃以上であれば、起動モードは「ベリーホット」であり、Ｘ２℃以上Ｘ１℃未満であれば、起動モードは「ホット」であり、Ｘ３℃以上Ｘ２℃未満であれば、起動モードは「ウォーム」であり、Ｘ３℃未満であれば、起動モードは「コールド」である（Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３）。すなわち、解列時刻ｔ２からの経過時間によって、蒸気タービンＳＴの起動モードが決まる。
【００７７】
このような蒸気タービンＳＴの起動モードの区分（変更）は、起動時における蒸気タービンＳＴの熱応力を軽減させる目的で、従来から用いられている。
【００７８】
図８は、蒸気タービンＳＴの起動パターン（起動時の出力の時間変化）を説明する図である。蒸気タービンＳＴは、起動後、熱応力の軽減のために、出力値Ｐ（％）、出力値Ｐを保持する時間である出力保持時間Ｔ（分）、及び出力変化率Ｒ（％／分）というパラメータに従って出力が上昇する。図８に示すように、蒸気タービンＳＴは起動後、出力が、出力値Ｐ０の初負荷で出力保持時間Ｔ１だけ保持された後、出力変化率Ｒ１で増加し、出力値Ｐ１に到達する。蒸気タービンＳＴの出力は、出力値Ｐ１で出力保持時間Ｔ２だけ保持された後、出力変化率Ｒ２で増加し、出力値Ｐ２に到達する。このように、蒸気タービンＳＴの出力は、出力値Ｐ１〜Ｐ４、出力保持時間Ｔ１〜Ｔ４、及び出力変化率Ｒ１〜Ｒ５というパラメータに従って上昇する。
【００７９】
出力値Ｐ、出力保持時間Ｔ、及び出力変化率Ｒの数値（Ｐ１〜Ｐ４、Ｔ１〜Ｔ４、及びＲ１〜Ｒ５）は、蒸気タービンＳＴの起動モード（ベリーホット、ホット、ウォーム、コールド）に応じて異なる。起動モードが「ベリーホット」、「ホット」、「ウォーム」、「コールド」の順に、蒸気タービンＳＴが起動するのに必要な時間、すなわち、発電ユニットＰＵｎが起動するのに必要な時間が長くなる。例えば、起動モードがコールドモードであれば、蒸気タービンＳＴは、冷えているので急速に起動させると熱応力が発生してしまう。このため、コールドモードでは、出力変化率Ｒを小さくし、出力値Ｐを小さい値で保持しながら、ゆっくり蒸気タービンＳＴを暖める必要がある。また、コールドモードでは、出力保持時間Ｔを他のモードよりも長くして、時間を掛けてゆっくり蒸気タービンＳＴを起動させる必要がある。このように、起動モードに応じて蒸気タービンＳＴの起動パターンを変えることは、従来から行われている。
【００８０】
図９は、蒸気タービンＳＴの起動モードによって決まる、発電ユニットＰＵｎの起動時必要蒸気量を説明する図である。発電ユニットＰＵｎの起動時必要蒸気量は、蒸気タービンＳＴの起動モードによって異なる。
【００８１】
図９の上から１番目の図は、蒸気タービンＳＴの起動モードが「ベリーホット」の場合を示している。起動モードが「ベリーホット」の場合、発電ユニットＰＵｎは真空が保持されており、発電ユニットＰＵｎの各設備には蒸気が残存されている。このため、発電ユニットＰＵｎの起動に際し、蒸気タービンＳＴに補助ボイラ及び他の設備から蒸気を供給する必要はない。
【００８２】
図９の上から２番目の図は、蒸気タービンＳＴの起動モードが「ホット」の場合を示しており、図９の上から３番目の図は、蒸気タービンＳＴの起動モードが「ウォーム」の場合を示しており、図９の上から４番目の図は、蒸気タービンＳＴの起動モードが「コールド」の場合を示している。これらの図において、起動時必要蒸気量は、横線のハッチングで示している。図８を用いて説明したように、発電ユニットＰＵｎが起動するのに必要な時間（ユニット起動所要時間）、すなわち、目標出力に到達するまでの時間は、起動モードが「ホット」、「ウォーム」、「コールド」の順に長くなる。このため、起動時必要蒸気量も、この順に増加する。
【００８３】
図１０Ａ〜１０Ｄは、統括スケジュール計算装置１０８が表示する画面の一例であり、発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールを計算するための画面を示している。図１０Ａ〜１０Ｃは、スケジュール計算用情報設定部１０３（図１参照）で設定する、発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールを計算するための情報Ｓａを入力する画面の例を示している。発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールは、発電ユニットＰＵｎの停止パターンによって決まり、発電ユニットＰＵｎの停止パターンは、蒸気タービンＳＴ、排熱回収ボイラＨＲＳＧ、及び復水器ＣＯＮＤの停止方法（停止モード）の組合せによって決まる。図１０Ｄは、発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールの計算を実行し、計算結果を確定させるための画面の例を示している。
【００８４】
図１０Ａは、蒸気タービンＳＴの停止モードを設定する画面の例を示している。蒸気タービンＳＴには、発電ユニットＰＵｎの夜間停止時等に使用する「通常停止」と、発電ユニットＰＵｎの定検作業時等に使用する「冷却停止」という２つの停止モードがある。「通常停止」モードは蒸気タービンＳＴを冷却しないが、「冷却停止」モードは蒸気タービンＳＴを冷却して止める。運転員が画面上でボタン１０００を押すと、「通常停止」モードが設定され、ボタン１００１を押すと、「冷却停止」モードが設定される。
【００８５】
図１０Ｂは、排熱回収ボイラＨＲＳＧの停止モードを設定する画面の例を示している。排熱回収ボイラＨＲＳＧには、発電ユニットＰＵｎの夜間停止時等に使用する「バンキング停止」と、発電ユニットＰＵｎの定検作業時等に使用する「冷却停止」という２つの停止モードがある。「冷却停止」モードでは、排熱回収ボイラＨＲＳＧを冷却して止める。運転員が画面上でボタン１００２を押すと、「バンキング停止」モードが設定され、ボタン１００３を押すと、「冷却停止」モードが設定される。
【００８６】
図１０Ｃは、復水器ＣＯＮＤの停止モードを設定する画面の例を示している。復水器ＣＯＮＤには、発電ユニットＰＵｎの夜間停止時間帯に使用する大型機器の電力量により、「真空保持」と「真空破壊」という２つの停止モードがある。発電ユニットＰＵｎの定検作業時には、「真空破壊」モードを設定する。運転員が画面上でボタン１００４を押すと、「真空保持」モードが設定され、ボタン１００５を押すと、「真空破壊」モードが設定される。
【００８７】
図１０Ｄは、発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールの計算を実行させ、計算結果を確定させる画面の例を示している。運転員が、蒸気タービンＳＴ、排熱回収ボイラＨＲＳＧ、及び復水器ＣＯＮＤの停止モードを設定した後、画面上でボタン１００６を押すと、発電ユニットＰＵｎの停止スケジュールが計算される。停止スケジュールの計算結果が運転員の意図するところであれば、この計算結果で停止スケジュールを確定させるために、画面上でボタン１００７を押す。
【００８８】
図１１は、発電ユニットＰＵｎの停止パターンを説明する図である。上述したように、発電ユニットＰＵｎの停止パターンは、蒸気タービンＳＴ、排熱回収ボイラＨＲＳＧ、及び復水器ＣＯＮＤの停止モードの組合せによって決まる。図１０を用いて説明したようにこれらの停止モードはそれぞれ２つずつあるので、これらの停止モードの組合せは、図１１に示すようなＮｏ．１〜Ｎｏ．８という８パターンが存在する。この８パターンの中で、排熱回収ボイラＨＲＳＧが「バンキング停止」、蒸気タービンＳＴが「冷却停止」、及び復水器ＣＯＮＤが「真空保持」という組合せ（Ｎｏ．３）と、排熱回収ボイラＨＲＳＧが「冷却停止」、蒸気タービンＳＴが「冷却停止」、及び復水器ＣＯＮＤが「真空保持」という組合せ（Ｎｏ．７）は、発電ユニットＰＵｎの運転特性上有り得ない組合せである。従って、存在する組合せは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２とＮｏ．４〜Ｎｏ．６とＮｏ．８の６パターン（図１１で記号「○」で示した組合せ）である。
【００８９】
図１２は、補助蒸気不足開始時刻ｔｃと補助ボイラＡＸＢの起動時刻ｔｂを求めて、補助ボイラＡＸＢの起動スケジュールを算出する方法を説明する図である。統括スケジュール計算装置１０８は、図１２に示す処理を実行し、補助ボイラＡＸＢの起動スケジュールを求める。ステップ１２０１〜ステップ１２０３では、残存蒸気量を算出し、ステップ１２１１〜ステップ１２１３では、起動時必要蒸気量を算出する。
【００９０】
ステップ１２００で、補助ボイラＡＸＢの起動スケジュールの算出を開始する。
【００９１】
ステップ１２０１で、図１１を用いて説明した発電ユニットＰＵｎの６つの停止パターンのうち、運転員が設定（図１０Ａ〜１０Ｃ参照）した停止パターンを取得する。
【００９２】
ステップ１２０２で、設定した発電ユニットＰＵｎの停止パターンに応じて残存蒸気量係数を設定する。残存蒸気量係数は、図１１に示した停止パターンのうち、組合せＮｏ．１では１．０であり、組合せＮｏ．２では０．６であり、組合せＮｏ．４では０．５であり、組合せＮｏ．５では０．５であり、組合せＮｏ．６では０．１であり、組合せＮｏ．８では０．０である。残存蒸気量係数は、最も蒸気が残存する組合せＮｏ．１を基本（残存蒸気量係数が１．０）とした。
【００９３】
ステップ１２０３で、残存蒸気量（積算量）を算出する。残存蒸気量は、基本となる残存蒸気量に、ステップ１２０２で設定した残存蒸気量係数を掛けて求める。基本となる残存蒸気量は、組合せＮｏ．１の停止パターンに従って発電ユニットＰＵｎを停止したときに発電ユニットＰＵｎ（発電設備ＰＷｎ）に残存する蒸気量であり、発電設備ＰＷｎの仕様などから予め求めることができる。
【００９４】
ステップ１２１１で、図７を用いて説明した発電ユニットＰＵｎ（蒸気タービンＳＴ）の起動モードを取得する。既に述べたように、起動モードは、解列時刻ｔ２からの経過時間によって決まる。
【００９５】
ステップ１２１２で、発電ユニットＰＵｎの起動モードに応じて必要補助蒸気量係数を設定する。必要補助蒸気量係数は、図７に示した起動モードのうち、「ベリーホット」では０．０であり、「ホット」では１．０であり、「ウォーム」では１．２であり、「コールド」では１．５である。必要補助蒸気量係数は、「ホット」を基本（必要補助蒸気量係数が１．０）とした。
【００９６】
ステップ１２１３で、起動時必要蒸気量（積算量）を算出する。起動時必要蒸気量は、基本となる起動時必要蒸気量に、ステップ１２１２で設定した必要補助蒸気量係数を掛けて求める。基本となる起動時必要蒸気量は、起動モードが「ホット」で蒸気タービンＳＴが起動するときに必要な補助蒸気量であり、蒸気タービンＳＴの仕様などから予め求めることができる。
【００９７】
ステップ１２２１で、起動時必要蒸気量と残存蒸気量とから、不足蒸気量を算出する。起動時必要蒸気量から残存蒸気量を差し引いた量を、不足蒸気量とする。
【００９８】
ステップ１２２２で、不足蒸気量が０より大きいか否かを判定する。不足蒸気量が０より大きい場合は、起動時に必要な蒸気量が残存している蒸気量よりも多い場合であり、ステップ１２２３に進む。不足蒸気量が０以下の場合は、起動時に必要な蒸気量が残存している蒸気量以下の場合であり、補助ボイラＡＸＢを起動させる必要がない。このため、ステップ１２２６に進み、処理を終了する。
【００９９】
ステップ１２２３で、補助蒸気不足開始時刻ｔｃを求める。図４Ｂを用いて説明したように、補助蒸気不足開始時刻ｔｃは、起動時必要蒸気量と残存蒸気量と発電ユニットＰＵｎの起動スケジュールとから求めることができる。
【０１００】
なお、図６に示したステップ６０７で、残存蒸気使用可能最終時刻ｔａが算出される。
【０１０１】
ステップ１２２４で、補助蒸気不足開始時刻ｔｃと残存蒸気使用可能最終時刻ｔａのうち早い方の時刻を、補助ボイラＡＸＢの起動を完了させ補助蒸気を発電ユニットＰＵｎに供給する最も遅い時刻ｔｄとする。なお、時刻ｔｄについては、図４Ｂを用いて説明してある。
【０１０２】
ステップ１２２５で、補助ボイラＡＸＢの起動時刻ｔｂを算出する。補助ボイラＡＸＢの起動時刻ｔｂは、時刻ｔｄよりも、少なくとも補助ボイラ起動所要時間だけ前の時刻である（図４Ｂ）。図４Ｂを用いて説明したように、補助ボイラ起動所要時間は、補助ボイラに応じて決まっており、予め知ることができる値である。
【０１０３】
ステップ１２２６で、補助ボイラＡＸＢの起動スケジュールの算出を終了する。
【０１０４】
算出した起動スケジュールに従って補助ボイラＡＸＢを起動させると、補助ボイラＡＸＢを必要最小限の時間だけ運転することができ、補助ボイラＡＸＢの燃料消費量を低減することができる。また、補助ボイラＡＸＢを要求電力パターンに合わせて適切な時刻に起動させるので、発電ユニットＰＵｎを要求電力パターンに追従させて遅滞なく起動させることができる。このように、本発明による発電プラント運転支援装置は、発電プラントの燃料消費量を低減できるとともに、要求電力パターンに合わせて発電ユニットを起動することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、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、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００…需要者、１０１…給電指令装置、１０２…要求電力量入力部、１０３…スケジュール計算用情報設定部、１０４…起動スケジュール計算部、１０４Ａ…起動時必要蒸気量算出部、１０５…停止スケジュール計算部、１０５Ａ…停止時残存蒸気量算出部、１０６…不足蒸気量算出部、１０７…スケジュール計算確定部、１０８…統括スケジュール計算装置、１０９…発電プラント運転支援装置、１１０…発電プラント、１１１…補助蒸気供給部、ＰＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）…発電ユニット、ＣＴｉ（ｉ＝１〜ｎ）…制御装置、ＰＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）…発電設備、ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）…スケジュール計算部、ＡＵ…補助蒸気供給設備、ＡＸＢＣＬ…補助蒸気制御装置、ＡＸＢ…補助ボイラ、ＧＴ…ガスタービン、ＳＴ…蒸気タービン、ＧＥＮ…発電機、ＶＡ…空気量調節弁、ＣＯＭＰ…空気圧縮機、ＶＦ…燃料量調節弁、ＣＯＭＢ…燃焼器、ＧＴ…ガスタービン、ＨＲＳＧ…排熱回収ボイラ、ＣＯＮＤ…復水器、ＶＷ…給水量調節弁、ＶＢ…補助ボイラ蒸気供給弁、ＡＸＨ…補助蒸気ヘッダ、ＶＳｎ…蒸気抽出弁、ＶＲｎ…蒸気供給弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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