(57)【要約】【課題】負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービン（圧縮機、燃焼器、膨張タービン）を備えた複合発電設備とする。【解決手段】電力系統６の負荷変動に伴う出力増加を膨張タービン２と蒸気タービン３で分担することで、燃焼器２３への燃料の増量を抑制して燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくすと共に、排熱回収ボイラ２６での蒸気量を増加させて蒸気タービン３の負荷追従性を向上させた状態で、速い負荷変動（増加）要求に対する複合発電設備５の出力上昇を迅速に追従させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１供給系統からの燃料を燃焼させて燃焼ガスを得る燃焼器と、
前記燃焼器で得られた前記燃焼ガスを膨張させて動力を得る膨張タービンと、
少なくとも、第２供給系統からの燃料が供給されることで発電を行う電力発生手段と、
負荷変動の要求に基づいて、前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統からの燃料の供給を制御して前記膨張タービン、及び、前記電力発生手段の出力を調整する制御手段とを備えた
ことを特徴とする複合発電設備。
【請求項２】
請求項１に記載の複合発電設備において、
前記制御手段は、
前記負荷が増加する際に、前記第１供給系統からの燃料の供給量に対して前記第２供給系統からの燃料の供給量を増加させる、もしくは、前記第１供給系統からの燃料の供給量を減少させると共に前記第２供給系統からの燃料の供給量を増加させる
ことを特徴とする複合発電設備。
【請求項３】
請求項２に記載の複合発電設備において、
前記電力発生手段は、
前記膨張タービンの排気ガス、及び、燃焼手段の熱により蒸気を発生させる蒸気発生手段と、
前記蒸気発生手段で発生した蒸気を膨張して動力を得る蒸気タービンとを有する
ことを特徴とする複合発電設備。
【請求項４】
請求項３に記載の複合発電設備において、
前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統に燃料を供給する一つの燃料供給源を備え、
前記制御手段は、
負荷変動の要求に応じて、前記燃料供給源からの燃料を前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統に分配する分配手段を有する
ことを特徴とする複合発電設備。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合発電設備において、
前記膨張タービン、及び、前記電力発生手段で発電された電力が送られる電力系統と、
前記電力系統に接続される再生可能エネルギー発電設備とを更に備え、
前記制御手段は、
前記再生可能エネルギー発電設備の出力の変動に応じた負荷変動の要求に基づいて、前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統からの燃料の供給を制御する
ことを特徴とする複合発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンによる発電出力、及び、発電手段による発電出力が複合される複合発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料を使用しない再生可能エネルギーを用いた再生可能エネルギー発電設備が導入されつつある。再生可能エネルギー発電設備は、自然環境により出力が大きく変化するため、電力需要に対応するためには、火力発電設備を同時に用い、火力発電設備での出力を追従させる必要がある。自然環境の変化により再生可能エネルギー発電設備の出力が変化（低下）した場合、需要電力を賄うために、火力発電設備の出力を短時間で変化（増加）させる必要がある。
【０００３】
このような状況から、系統の急激な負荷変動に対して、迅速に対応できる蒸気発電設備（火力発電設備）が提案されている（特許文献１）。特許文献１に開示された技術は、ボイラで発生した蒸気をアキュムレータに貯蔵し、通常時にはアキュムレータからの蒸気により非常用蒸気タービンを無負荷もしくは低負荷で運転を行い、緊急に発電が必要になった時にはアキュムレータからの蒸気により全負荷の運転に移行するようにした技術である。
【０００４】
特許文献１の技術を適用することにより、系統の出力を短時間で上昇させることができ、再生可能エネルギー発電設備の出力が変化（低下）した場合でも、電力需要に追従させることができる。しかしながら、アキュムレータは比較的小さなものであり、発電用蒸気タービンで使用する程の大きさで、高圧高温の水蒸気を多量に貯蔵することは不可能であり、放熱によるロスが大きく、現在の技術では実用的では無い。
【０００５】
また、ピストン形のアキュムレータの場合でも、ピストン摺動部の水蒸気スケールによる不具合を生じ、発電用蒸気タービンで使用するには耐久性が課題となる。また、大型のアキュムレータを作る場合、ボイラードラム程度の大きさは必要になり、放熱による熱効率の低下などの課題が生じる。
【０００６】
火力発電設備として、ガスタービン（圧縮機、燃焼器、膨張タービン）で発電を行う発電設備が適用されることが知られている。火力発電設備と再生可能エネルギー発電設備とを電力系統に繋いで負荷の電力を賄うことが行われるようになってきている。再生可能エネルギー発電設備とガスタービンで発電を行う火力発電設備を同時に電力系統に繋いだ系統設備では、通常時に、再生可能エネルギー発電設備及び火力発電設備を併用し、電力需要に対する電力を賄うことが考えられ、再生可能エネルギー発電設備の出力が変化（低下）した時に、運転中の火力発電設備の出力を迅速に対応させる必要がある。この場合、ガスタービンで発電を行う火力発電設備の系統の急激な負荷変動に対しては、燃焼ガスを発生させるための燃料の供給量を調整しているのが現状である。
【０００７】
しかし、再生可能エネルギー発電設備の出力の変化に対し、運転中のガスタービンの出力を細かく追従させるためには、燃焼器への燃料の供給を細かく制御する必要がある。燃焼器への燃料の供給を細かく制御するためには、燃料供給手段や燃料の供給を制御する燃料制御手段が大掛りになる等の問題があり、実現は困難であるのが現状であった。そして、急激な負荷変動に対して負荷の低下後に燃焼器への燃料を急激に増加した場合、燃焼ガスの温度が過剰に高くなる（燃焼ガスの温度がオーバーシュートする）虞があり、燃焼器や膨張タービンの機器に悪影響を及ぼす虞があった。
【０００８】
また、再生可能エネルギー発電設備と同時に電力系統につながれる火力発電設備として、ガスタービンで発電を行う火力発電設備に蒸気タービンが併設された複合発電設備が適用された場合、蒸気タービンは、膨張タービンの排気ガスを熱源として発生した蒸気で駆動されるため、ガスタービンに比較して負荷変動に対する追従能力が低いという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２３２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、負荷変動に対して迅速な追従を実施するために燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンを備えた複合発電設備を提供することを目的とする。
【００１１】
特に、再生可能エネルギー発電設備と、ガスタービン（圧縮機、燃焼器、膨張タービン）、及び、蒸気タービンを備えた火力発電設備を同時に用いた発電設備において、再生可能エネルギー発電設備の出力の変化に対し、運転中のガスタービンの出力を追従させる際に、負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンと、負荷変化速度を上昇させて負荷追従性を向上した蒸気タービンを備えた複合発電設備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】
【００１２】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の複合発電設備は、第１供給系統からの燃料を燃焼させて燃焼ガスを得る燃焼器と、前記燃焼器で得られた前記燃焼ガスを膨張させて動力を得る膨張タービンと、少なくとも、第２供給系統からの燃料が供給されることで発電を行う電力発生手段と、負荷変動の要求に基づいて、前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統からの燃料の供給を制御して前記膨張タービン、及び、前記電力発生手段の出力を調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に係る本発明では、負荷変動の要求により出力を増加させる際に、第１供給系統から燃焼器に燃料を供給すると共に、第２供給系統から電力発生手段に燃料を供給し、出力増加による燃料の増量を電力発生手段でも負担させ、負荷変動に伴う出力増加をガスタービンと電力発生手段で分担することで、燃焼器への燃料の増量を抑制して燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくした状態で、負荷変動（増加）要求に対する出力上昇を迅速に追従させる。
【００１４】
このため、負荷変動に対して迅速な追従を実施するために燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンを備えた複合発電設備となる。
【００１５】
そして、請求項２に係る本発明の複合発電設備は、請求項１に記載の複合発電設備において、前記制御手段は、前記負荷が増加する際に、前記第１供給系統からの燃料の供給量に対して前記第２供給系統からの燃料の供給量を増加させる、もしくは、前記第１供給系統からの燃料の供給量を減少させると共に前記第２供給系統からの燃料の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る本発明では、負荷変動の要求時に出力を急速に上げる際に、第１供給系統からの燃料の供給量に対して第２供給系統からの燃料の供給量を増加させる、もしくは、第１供給系統からの燃料の供給量を減少させると共に第２供給系統からの燃料の供給量を増加させることで、燃焼器への燃料の供給量を急増させることがなく（供給量を抑制して）、膨張タービンの入り口の燃焼ガスの温度が過剰に高くなること（オーバーシュート）が抑制され、燃焼ガスの温度のオーバーシュートを無くして、即ち、タービン翼等の機器の損傷を防止して、負荷変動（増加）要求に対する出力上昇の追従を速くする。
【００１７】
また、請求項３に係る本発明の複合発電設備は、請求項２に記載の複合発電設備において、前記電力発生手段は、前記膨張タービンの排気ガス、及び、燃焼手段の熱により蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段で発生した蒸気を膨張して動力を得る蒸気タービンとを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３に係る本発明では、負荷変動による出力増加時に、第２供給系統から燃焼手段に燃料を供給することで、燃焼手段を備えた排熱回収ボイラ（再燃型の排熱回収ボイラ）により蒸気を発生させ、排熱回収ボイラで発生した蒸気により蒸気タービンを駆動させて電力を得て出力の増加に対応する。つまり、負荷変動による出力増加による燃料の増量を再燃型の排熱回収ボイラで負担させ、膨張タービンで膨張される燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくすと共に、蒸気タービンの負荷変化速度を早くして負荷追従性を向上させる。
【００１９】
また、請求項４に係る本発明の複合発電設備は、請求項３に記載の複合発電設備において、前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統に燃料を供給する一つの燃料供給源を備え、前記制御手段は、負荷変動の要求に応じて、前記燃料供給源からの燃料を前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統に分配する分配手段を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る本発明では、一つの燃料供給源からの燃料を分配手段により第１供給系統、及び、第２供給系統に分配し、第１供給系統から燃焼器に燃料を供給すると共に、第２供給系統から電力発生手段に燃料を供給する。具体的には、燃料供給経路に流量調整弁を設け、それぞれの流量調整弁を分配割合に応じて開閉制御することができる。
【００２１】
また、請求項５に係る本発明の複合発電設備は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合発電設備において、前記膨張タービン、及び、前記電力発生手段で発電された電力が送られる電力系統と、前記電力系統に接続される再生可能エネルギー発電設備とを更に備え、前記制御手段は、前記再生可能エネルギー発電設備の出力の変動に応じた負荷変動の要求に基づいて、前記第１供給系統、及び、前記第２供給系統からの燃料の供給を制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る本発明では、再生可能エネルギー発電設備の出力が変化した時に、制御手段によって、第１供給系統、及び、第２供給系統からの燃料の供給を制御し、再生可能エネルギー発電設備の出力の変化に対し（負荷変動に対し）、膨張タービンの出力、電力発生手段の発電出力を追従させる。
【００２３】
これにより、再生可能エネルギー発電設備の出力の変化に対して、運転中の膨張タービンの出力、発電手段の発電出力を追従させる際に、負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンを備えた複合発電設備となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の複合発電設備は、負荷変動に対して迅速な追従を実施するために燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンを備えた複合発電設備となる。
【００２５】
特に、再生可能エネルギー発電設備とガスタービン、及び、蒸気タービンを備えた火力発電設備を同時に用いた発電設備において、再生可能エネルギー発電設備の出力の変化に対し、運転中のガスタービンの出力を追従させる際に、負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービンと、負荷変化速度を上昇させて負荷追従性を向上した蒸気タービンを備えた複合発電設備となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の発電設備を適用した電力供給系統の概略系統図である。
【図２】本発明の一実施例に係る複合発電設備の概略系統図である。
【図３】電力の要求出力の経時変化を表すグラフである。
【図４】本発明の第２実施例に係る複合発電設備の概略系統図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る複合発電設備の概略系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１には本発明の複合発電設備を適用した電力供給系統の全体の構成を説明するための概略系統、図２には蒸気タービンを備えた本発明の一実施例に係る複合発電設備である火力発電設備の概略系統、図３には要求出力における電力供給分布を説明するグラフを示してある。
【００２８】
図１に示すように、電力供給系統１は、ガスタービン（圧縮機、燃焼器、膨張タービン）１０、及び、蒸気タービン３で発電機４が駆動される複合発電設備５が電力系統６に接続されることで構築されている。複合発電設備５の発電機４で発電された電力は電力系統６に送られ、電力系統６からは外部の負荷７に電力が供給される。
【００２９】
電力系統６には、再生可能エネルギー発電設備１１からの電力が供給される。再生可能エネルギー発電設備１１は、例えば、複数の太陽光発電手段１２、複数の風力発電手段１３が適用される。尚、再生可能エネルギー発電設備１１の発電手段としては、水力、地熱、潮流、バイオマス燃料等、化石燃料を使用しない発電設備が適用される。
【００３０】
複合発電設備５と再生可能エネルギー発電設備１１は、多数の設備が並列して運用される。例えば、電力の要求負荷により、再生可能エネルギー発電設備１１による電力、及び、複合発電設備５の電力が電力系統６に供給されて負荷７の電力（要求負荷）が賄われる。再生可能エネルギー発電設備１１は、自然環境により出力が大きく変化するため、安定した電力需要（要求負荷）に対応する必要がある。
【００３１】
このため、再生可能エネルギー発電設備１１の出力が変動（低下）した場合、電力系統６の要求負荷を賄うために、複合発電設備５の出力を急速に上げて再生可能エネルギー発電設備１１の出力の変動（低下）に追従させる。つまり、再生可能エネルギー発電設備１１の出力の変動（低下）に応じて、燃焼器等への燃料の供給量を調整し、複合発電設備５の出力を急速に上昇させる。
【００３２】
これにより、運転中の複合発電設備５の出力を急速に上昇させて、再生可能エネルギー発電設備１１の出力変動に追従させることができ、負荷７の要求出力を維持することができる。本発明の複合発電設備５では、ガスタービン１０の燃焼器（後述する）への燃料量を急激に増加させずに出力を急速に上昇させているので、膨張タービン２（後述する図４参照）で膨張させる燃焼ガスの温度が過剰に高くなることが抑制されている。
【００３３】
図２に基づいて、複合発電設備５を具体的に説明する。
図に示すように、複合発電設備５のガスタービン１０は、圧縮機２１、及び、膨張タービン２を備え、圧縮機２１で圧縮された圧縮空気が燃焼器２３に送られる。燃焼器２３には第１供給系統２４が接続され、第１供給系統２４には第１流量調整弁２５が備えられている。第１流量調整弁２５により燃焼器２３に供給される燃料量が調整される。
【００３４】
第１供給系統２４から燃焼器２３に燃料Ｆ１（ガスもしくは液体：例えば、天然ガス、ガス化ガス、重油等の油）が送られ、燃焼器２３では燃焼ガスが得られる。燃焼器２３からの燃焼ガスは膨張タービン２で膨張されて動力が得られ、発電機４が駆動される。発電機４で得られた電力は電力系統６に送られる。
【００３５】
膨張タービン２の排気ガスの熱回収を行う排熱回収ボイラ２６が備えられ、排熱回収ボイラ２６で発生した蒸気は蒸気タービン３に送られて動力が回収され、発電機４が駆動される（電力発生手段）。発電機４で得られた電力は電力系統６に送られる。蒸気タービン３で仕事を終えた排気蒸気は復水器２７で復水され、給水ポンプ２８により排熱回収ボイラ２６に循環される。
【００３６】
排熱回収ボイラ２６には燃焼手段３１が備えられ、再燃型の排熱回収ボイラとされている（蒸気発生手段）。第１流量調整弁２５の下流側の第１供給系統２４から分岐して第２供給系統３２が備えられ、第２供給系統３２から燃焼手段３１に燃料Ｆ２（ガスもしくは液体）が送られる（分配手段）。第２供給系統３２には第２流量調整弁３３が備えられ、第２流量調整弁３３により燃焼手段３１に供給される燃料量が調整される。
【００３７】
再燃型の排熱回収ボイラ２６は、膨張タービン２の排気ガスの熱（ガスタービン１０の排熱）、及び、燃焼手段３１の燃焼熱により蒸気を発生させる。つまり、少なくとも、第２供給系統３２からの燃料Ｆ２が供給されることで、蒸気を増量させて蒸気タービン３により発電を行うようになっている。即ち、燃焼手段３１に燃料Ｆ２を供給することにより、発生する蒸気量を増加させることができ、第２流量調整弁３３により燃焼手段３１に供給される燃料量を調整することにより、発生する蒸気量を調整することができる。
【００３８】
第１流量調整弁２５、第２流量調整弁３３は制御手段３５からの指令により開閉制御される。制御手段３５には再生可能エネルギー発電設備１１から出力の情報（出力変動の情報）が送られ、出力変動に応じて第１流量調整弁２５、第２流量調整弁３３の開閉が制御され、即ち、第１供給系統２４、第２供給系統３２からの燃料の供給が制御される。これにより、燃焼器２３、燃焼手段３１に送られる燃料量が制御され、膨張タービン２、蒸気タービン３の出力が調整される。
【００３９】
再生可能エネルギー発電設備１１の出力が変動（低下）した場合、電力系統６の要求負荷を賄うために、複合発電設備５の出力を調整する。例えば、再生可能エネルギー発電設備１１の出力が低下と上昇を繰り返して変動した場合、変動に応じて（低下に応じて）複合発電設備５の出力を急速に上昇させる。
【００４０】
膨張タービン２の出力を上昇させる場合、燃焼器２３への燃料の供給量を急速に増加させて燃焼ガスの温度を高くすることで迅速に出力を増加させることができるが、燃料の供給量を急速に増加させると、燃焼ガスの温度が過剰に高くなり（燃焼ガスの温度がオーバーシュートし）、燃焼器２３や膨張タービン２の機器に悪影響を及ぼす虞があった。また、排熱回収ボイラ２６で発生した蒸気で蒸気タービン３を駆動する発電は、ガスタービンによる発電に比較して、負荷追従性が劣るのが現状である。
【００４１】
このため、上述した複合発電設備５では、電力系統６の負荷変動の要求により出力を増加させるために燃料を追加する場合、制御手段３５により、第１流量調整弁２５、第２流量調整弁３３の開閉を制御し、第１供給系統２４から燃焼器２３に燃料Ｆ１を供給すると共に、第２供給系統３２から燃焼手段３１に燃料Ｆ２を供給する。
【００４２】
具体的には、第１供給系統２４からの燃料の供給量に対して第２供給系統３２からの燃料の供給量を増加させる、もしくは、第１供給系統２４からの燃料の供給量を減少させると共に第２供給系統３２からの燃料の供給量を増加させる。
【００４３】
これにより、燃焼器２３への燃料の供給量が急増することなく（供給量が抑制されて）、膨張タービン２の入り口の燃焼ガスの温度が過剰に高くなること（オーバーシュート）が抑制される。つまり、燃焼ガスの温度のオーバーシュートがなくされた状態で、即ち、タービン翼等の機器の損傷が防止された状態で、電力系統６の負荷変動（増加）要求に対する複合発電設備５の出力上昇の追従を迅速に行うことができる。そして、排熱回収ボイラ２６が再燃型とされているため、蒸気量を増加させることができ、蒸気タービン３の負荷追従性を向上させることができる。
【００４４】
従って、燃焼器２３への燃料の供給量を急速に増加させずに膨張タービン２の出力を維持し、出力増加による燃料の増量を燃焼手段３１に供給して蒸気を迅速に発生させ、蒸気タービン３で増加する出力（出力の一部）を負担させることができる。
【００４５】
つまり、電力系統６の負荷変動に伴う出力増加を膨張タービン２と蒸気タービン３で分担することで、燃焼器２３への燃料の増量を抑制して燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくした状態で、負荷変動（増加）要求に対する複合発電設備５の出力上昇を迅速に追従させることができる。
【００４６】
このため、再生可能エネルギー発電設備１１の出力の変動に対して、運転中の膨張タービン２の出力、蒸気タービン３の発電出力を追従させる際に、電力系統６の負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービン１０と、負荷追従性の高い排熱回収ボイラ２６、及び、蒸気タービン３を備えた複合発電設備５となる。
【００４７】
尚、燃焼手段３１に燃料Ｆ２を供給する第２供給系統３２を第１供給系統２４から分岐して設けたが、第２供給系統３２を独立した系統とすることができる。この場合、第１供給系統２４、第２供給系統３２から異なる種類の燃料を供給することが可能になる。また、上記実施例では、膨張タービン２と蒸気タービン３に発電機４を接続しているが、膨張タービン２と蒸気タービン３を直列に配したり、膨張タービン２と蒸気タービン３を並列に配したりすることができる。
【００４８】
図３に基づいて電力の要求出力の経時変化を説明する。
自然環境の変化により、１日の中で再生可能エネルギー発電設備１１による発電が不安定になった場合、要求出力（実線で示してある）に対して、出力が低下して電圧や周波数が不安定な状況になる（点線で示してある）。再生可能エネルギー発電設備１１の出力変動（負荷変動）に対し、複合発電設備５における膨張タービン２の出力、蒸気タービン３の発電出力を迅速に追従させることで、図３に実線で示した要求出力と、点線で示した低下出力との間の部分（網目部分）の出力を賄うことができる。
【００４９】
つまり、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービン１０を備えた複合発電設備５により、再生可能エネルギー発電設備１１の出力変動（負荷変動）に対し、要求負荷に対する出力を迅速に追従させることができる。
【００５０】
図４に基づいて本発明の複合発電設備の第２実施例を説明する。図４は本発明の第２実施例に係る複合発電設備の概略系統を示してある。尚、図２に示した複合発電設備５と同一構成部材には同一の符号を付してある。
【００５１】
図に示すように、複合発電設備４０は、ガスタービン１０を備え、第１供給系統２４、及び、第２供給系統３２が独立して備えられており、第１供給系統２４から燃焼器２３に燃料Ｆ１が供給される。第２供給系統３２には発電手段としてのガスエンジン３７が接続され、第２供給系統３２からガスエンジン３７に燃料Ｆ２が供給される。ガスタービン１０の膨張タービン２、ガスエンジン３７には発電機４が連結され、発電機４で発電された電力は電力系統６に送られる。
【００５２】
電力系統６の負荷変動の要求により出力を増加させるために燃料を追加する場合、制御手段３５により、第１流量調整弁２５、第２流量調整弁３３の開閉を制御し、第１供給系統２４から燃焼器２３に燃料Ｆ１を供給すると共に、第２供給系統３２からガスエンジン３７に燃料Ｆ２を供給する。
【００５３】
電力系統６の負荷変動に伴う出力増加を膨張タービン２とガスエンジン３７で分担することで、燃焼器２３への燃料の増量を抑制して燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくした状態で、負荷変動（増加）要求に対する複合発電設備４０の出力上昇を迅速に追従させる。
【００５４】
つまり、電力系統６の負荷変動に伴う出力増加を膨張タービン２とガスエンジン３７で分担することで、燃焼器２３への燃料の増量を抑制して燃焼ガスの温度が過剰に高くなることをなくした状態で、負荷変動（増加）要求に対する複合発電設備４０の出力上昇を迅速に追従させることができる。
【００５５】
このため、再生可能エネルギー発電設備１１の出力の変動に対して、運転中の膨張タービン２の出力、ガスエンジン３７の発電出力を追従させる際に、電力系統６の負荷変動に対して燃料を追加しても、燃焼ガスの温度が過剰に高くなることがないガスタービン１０を備えた複合発電設備４０となる。
【００５６】
尚、ガスエンジン３７に代えて、マイクロガスタービン、燃料電池等、他の発電手段を適用することも可能である。また、第１供給系統２４、及び、第２供給系統３２を一つの燃料供給源から分岐して設けることも可能である。
【００５７】
図５に基づいて本発明の複合発電設備の第３実施例を説明する。図５は本発明の第３実施例に係る複合発電設備の概略系統を示してある。尚、図２に示した複合発電設備５と同一構成部材には同一の符号を付してある。
【００５８】
第３実施例の複合発電設備４５は、燃焼器２３、及び、燃焼手段３１に投入する燃料として、ガス化ガス（固体、液体をガス化したガス燃料：例えば、石炭ガス化ガス、バイオマスガス化ガス、重質ガス化ガス、高炉ガス等）を適用した場合の例である。
【００５９】
第２流量調整弁３３の後流側の第２供給系統３２には、燃料としてのガス化ガスを貯める容積室となるガスホルダー４１が配され、ガスホルダー４１後流側の第２供給系統３２には第３流量調整弁４２が配されている。制御手段３５の指令により第２流量調整弁３３が調整されてガスホルダー４１の内部のガス化ガスの量が制御され、制御手段３５の指令により第３流量調整弁４２が調整されて燃焼手段３１に送られるガス化ガスの量が制御され、蒸気タービン３の出力が調整される。
【００６０】
ガス化炉は負荷の変動に対する追従性に優れていないが、ガスホルダー４１を設けてガス化ガスを予め貯めることで、ガス化炉の負荷を変更することなく燃焼手段３１に送られるガス化ガスの量を負荷変動に追従させて良好に制御することができる。
【００６１】
尚、ガスホルダー４１、第３流量調整弁４２を設ける代わりに、ガス化ガスの総量を一定にした状態で、燃焼手段３１に送られるガス化ガスの量を所定量に増減する（燃焼器２３に送られるガス化ガスの量を減らしたり増やしたりする）ことで、燃焼手段３１に送られるガス化ガスの量を負荷変動に追従させることも可能である。
【００６２】
上述した実施例では、複合発電設備５、４０、４５を再生可能エネルギー発電設備１１と組み合わせた電力系統６に接続し、再生可能エネルギー発電設備１１の出力の変動に対して、出力を追従する例を挙げて説明したが、複合発電設備５、４０、４５が単独で運用される場合、複合発電設備５、４０、４５自体の運転スケジュールに応じた出力変動指令に対し、出力を追従させる運転を実施することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ガスタービンによる発電出力、及び、発電手段による発電出力が複合される複合発電設備の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  電力供給系統
２  膨張タービン
３  蒸気タービン
４  発電機
５、４０、４５  複合発電設備
６  電力系統
７  負荷
１０  ガスタービン
１１  再生可能エネルギー発電設備
１２  太陽光発電手段
１３  風力発電手段
２１  圧縮機
２３  燃焼器
２４  第１供給系統
２５  第１流量調整弁
２６  排熱回収ボイラ
２７  復水器
２８  給水ポンプ
３１  燃焼手段
３２  第２供給系統
３３  第２流量調整弁
３５  制御手段
３７  ガスエンジン
４１  ガスホルダー
４２  第３流量調整弁
【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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