(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転方法において、商用電源が停電のときには複数台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、
商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備それぞれの停止動作開始時期を異ならせて停止動作を開始させて、
複数台の前記ガスタービン発電設備が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたことを特徴とする非常用ガスタービン発電装置の運転方法。
【請求項２】
複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転方法において、商用電源が停電のときには複数台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、
商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備の１台目の停止動作を開始させ、前記１台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、
複数台の前記ガスタービン発電設備の２台目の停止動作を開始させ、前記２台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、
以下同様に順次ずらせていき、
複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目の停止動作を開始させて、
複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたことを特徴とする非常用ガスタービン発電装置の運転方法。 
【請求項３】
２台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転方法において、商用電源が停電のときには２台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、
商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、２台の前記ガスタービン発電設備の１台目の停止動作を開始させ、前記１台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、
２台の前記ガスタービン発電設備の２台目の停止動作を開始させて、
２台の前記ガスタービン発電設備の２台目が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、２台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、２台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたことを特徴とする非常用ガスタービン発電装置の運転方法。
【請求項４】
複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転装置において、
ガスタービン機関と発電機を有する複数のガスタービン発電設備と、
複数の前記ガスタービン発電設備を配電系統に接続する複数の遮断器と、
商用電源の停電,復電信号並びに配電系統の配電信号を受けて前記ガスタービン発電設備
の起動停止と前記遮断器の開閉を制御し、他の制御器に自己のガスタービン発電設備の運転状況を伝達する複数の制御器を備え、
複数の前記制御器は、
商用電源が停電のときには複数台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、
商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力が供給されると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備の１台目の停止動作を開始させ、前記１台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、
複数台の前記ガスタービン発電設備の２台目の停止動作を開始させ、前記２台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、
以下同様に順次ずらせていき、
複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目の停止動作を開始させて、
複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたことを特徴とする非常用ガスタービン発電装置の運転装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置において、短時間で再起動を行い負荷への電力供給を速やかに再開する非常用ガスタービン発電装置の運転方法及び運転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に非常用ガスタービン発電装置では、火災や台風などで商用電源が停電となると、送電系統から配電系統を切離すと共に、その停電信号により、ガスタービン機関を自動で起動させ発電機を駆動し、配電系統を通してスプリンクラーや防災設備などの非常用負荷へ電力を供給している。また、商用電源が復電すると、送電系統と配電系統を同期させて接続し、電力供給ルートを商用電源側に切替えると共に、その復電信号により、ガスタービン機関を自動で停止させるという制御を行っている。なお、関連技術文献としては、特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４１９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の非常用ガスタービン発電装置では、上述したように、商用電源が復電すると、自動でガスタービン機関を停止させるという制御を行っているが、台風など災害時の場合は、一旦復電した商用電源が、すぐに停電（再停電）する場合も少なくない。その場合は、ガスタービン発電設備を直ちに再起動させなければならないが、ガスタービン機関は一般的に停止動作を開始すると、回転数がある一定値（回転数Ｎ）以下にまで下がらなければ再起動できないという制約が有り、結果的に負荷設備へ再度電力供給するまでに時間がかかってしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、商用電源が再停電となった場合においても、速やかに非常用ガスタービン発電設備を再起動して電力供給を再開する非常用ガスタービン発電装置の運転方法及び運転装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる非常用ガスタービン発電装置の運転方法は、複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転方法において、商用電源が停電のときには複数台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備それぞれの停止動作開始時期を異ならせて停止動作を開始させて、複数台の前記ガスタービン発電設備が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたものである。
【０００７】
また、この発明に係わる非常用ガスタービン発電装置の運転方法及び運転装置は、複数台のガスタービン発電設備を有する非常用ガスタービン発電装置の運転方法及び運転装置において、商用電源が停電のときには複数台の前記ガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備の１台目の停止動作を開始させ、前記１台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、複数台の前記ガスタービン発電設備の２台目の停止動作を開始させ、前記２台目が再起動開始可能な回転数以下になってから、以下同様に順次ずらせていき、複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目の停止動作を開始させて、複数台の前記ガスタービン発電設備の最終台目が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合には、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動し得るようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係わる非常用ガスタービン発電装置の運転方法及び運転装置によれば、商用電源が停電のときには複数台のガスタービン発電設備を運転して負荷に電力を供給し、商用電源が復電したときは、商用電源から負荷に電力を供給すると共に、複数台の前記ガスタービン発電設備それぞれの停止動作開始時期を異ならせて停止動作を開始させるようにしたので、複数台の前記ガスタービン発電設備が再起動開始可能な回転数以下になる前に再停電が発生した場合でも、複数台の前記ガスタービン発電設備の内の少なくとも１台を、複数台の前記ガスタービン発電設備を同時に停電動作を開始したときよりも早く再起動させ負荷への電力供給を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるガスタービン発電設備を２台有する非常用ガスタービン発電装置を示す構成図である。発電機１１,２１はガスタービン機関１２,２２により駆動され、発電機１１とガスタービン機関１２、及び発電機２１とガスタービン機関２２で２台のガスタービン発電設備１９,２９を構成する。発電機１１,２１により発電された電力は、それぞれ遮断器１３,２３を介して配電系統５から遮断器３３を経て負荷設備に供給される。制御器１４,２４は商用電源６の停電,復電信号６１,６２と配電系統の配電信号５１,５２を受ける。制御器１４は自己のガスタービン発電設備１９の運転状況（起動,停止,回転数など）を他の制御器２４に連絡する。同様に、制御器２４は自己のガスタービン発電設備２９の運転状況を他の制御器１４に連絡する。その結果、制御器１４,２４はガスタービン機関１２,２２の起動停止及び遮断器１３,２３の開閉を制御する。７は断路器である。
【００１０】
遮断器４３は送電系統８と配電系統５の接続を開閉する。制御器４４は商用電源６の停電,復電信号６３による停電信号を受けて遮断器４３を開放する。さらに、制御器４４は
商用電源６の停電,復電信号６３による復電信号と、配電系統５の配電信号５３により遮
断器４３を投入する制御を行う。このとき制御器４４は、商用電源６の復電信号を受け、配電信号５３で配電系統に電力が発生していないことを確認後、遮断器４３を投入して送電系統８と配電系統５とを接続し、負荷に電力を供給する。なお、配電系統５に電力が発生している状態で同期投入する必要があれば、停電,復電信号６１,６２による復電信号を受けた制御器１４,２４でガスタービン発電設備１９,２９を調整して、送電系統８と配電系統５とを同期させた後に、商用電源６の復電信号と配電信号５３で同期を確認した制御器４４は、遮断器４３を投入して送電系統８と配電系統５とを接続し、その後、制御器１４，２４で遮断器１３，２３を開放するようにしてもよい。
【００１１】
図２はガスタービン発電設備を２台有する非常用ガスタービン発電装置において、再起動を行う場合の一般的なタイムスケジュールを示す図である。図では縦軸にガスタービン機関の回転数をとり、横軸に時間をとっている。その上図はガスタービン発電設備１９の運転状況を示し、下図はガスタービン発電設備２９の運転状況を示している。図において、最初、商用電源６は停電中であり、遮断器４３は開放されている。制御器１４は（停電,復電信号６１の）停電信号を受けガスタービン発電設備１９を駆動し定格回転数で遮断器１３を閉じ、遮断器３３を経て負荷へ電力を供給する。制御器２４も同様に（停電,復電信号６２の）停電信号を受けガスタービン発電設備２９を駆動し、定格回転数まで上昇させ、配電信号５２により配電系統５の電圧と周波数に同期させた後、遮断器２３を閉じ、遮断器３３を経て負荷へ電力を供給する。これによりガスタービン発電設備１９,２９が共に運転中となり、この状態が領域Iである。
【００１２】
その後、商用電源６が復電すると、（停電,復電信号６１,６２による）復電信号により制御器１４,２４は遮断器１３,２３を開放すると共に、ガスタービン発電設備１９,２９
を、一定時間の無負荷冷却運転にする（領域II）。制御器４４は復電信号を受けると共に、配電信号５３により配電系統５に電圧が発生していないことを確認すると、遮断器４３を投入し、配電系統５に電力を送電し負荷に供給する。無負荷冷却運転を完了すると、制御器１４,２４はガスタービン発電設備１９,２９の停電動作を開始し、ガスタービン発電設備１９,２９は徐々に回転数を下げていく。
【００１３】
この停止動作中に商用電源６の再停電が発生すると、（停電、復電信号６３による）停電信号により制御器４４は直ちに遮断器４３を開放する。制御器１４，２４が（停電、復電信号６１,６２による）停電信号を受けても、上述の制約（停止動作を開始すると、回
転数がある回転数Ｎ以下にまで下がらなければ再起動できないという制約）により起動要求はあるもののガスタービン発電設備１９,２９は回転数Ｎになるまでは回転数を下げ続
けなければならない（領域III）。回転数Ｎまで低下すると、ガスタービン発電設備１９,２９は再起動可能となり、制御器１９,２９はガスタービン発電設備１９,２９の再起動を開始しガスタービン発電設備１９,２９は回転速度を上げていく（領域IV）。
【００１４】
ガスタービン発電設備１９が定格回転数に達すると、制御器１４は遮断器１３を投入して再度電力を供給し負荷へ送電する。制御器２４は配電信号５２を受けて配電系統５の電圧と周波数にガスタービン発電設備２９の電圧と周波数を同期させ遮断器２３を投入して電力を供給し負荷へ送電する。これによりガスタービン発電設備１９,２９が共に電力を
負荷に供給する状態となる（領域V）。
【００１５】
図２のタイムスケジュールの中で、領域III,領域IVは、遮断器１３，２３の再投入ができない時間帯である。この場合、２台目の発電設備２９も１台目の発電設備１９と同様の動作を行っているので、結果として、領域III,領域IVの時間帯は、負荷側から見れば停電が継続していることになる。ガスタービン機関１２，２２にもよるが、この時間帯は、一般には、３〜５分程度を要し、停止状態からの起動時間（以下、通常起動時間といい、一般に４０秒以内）に対しかなり長い時間となる。
【００１６】
図３はこの発明の実施の形態１によるガスタービン発電設備を２台有する非常用ガスタービン発電装置において、再起動を行う場合のタイムスケジュールを示す図である。その上図はガスタービン発電設備１９の運転状況を示し、下図はガスタービン発電設備２９の運転状況を示している。設備の構成は図１のとおりであり、制御器１４，２４の設定動作が図２の場合と異なっている。図２のタイムスケジュールと比べ２台目のガスタービン発電設備２９の停止動作の開始時期を遅らせている。
【００１７】
次に、図３のタイムスケジュールに基づいて実施の形態１の動作を説明する。図において、領域Iでは、図２と同じであり、商用電源６は停電中であり、遮断器４３は開放され
ている。ガスタービン発電設備１９，２９は共に運転中であり、閉じた遮断器１３，２３を経て負荷へ電力が供給されている。その後、商用電源６が復電すると、（停電,復電信
号６１,６２による）復電信号により制御器１４,２４は遮断器１３,２３を開放すると共
に、ガスタービン発電設備１９,２９を、一定時間の無負荷冷却運転にする（領域II）。
【００１８】
制御器４４は復電信号を受けると共に、配電信号５３により配電系統５に電圧が発生し
ていないことを確認すると、遮断器４３を投入し、配電系統５に電力を送電し負荷に供給する。無負荷冷却運転を完了すると、２台のガスタービン発電設備１９,２９の中、１台
目のガスタービン発電設備１９は制御器１４の制御により停電動作を開始し、ガスタービン発電設備１９は徐々に回転数を下げていく。やがてガスタービン発電設備１９の回転数は、回転数Ｎに達しいつでも再起動が開始できる状態になる。ガスタービン発電設備１９の運転状況は制御器１４から制御器２４に伝達されている。ガスタービン発電設備１９の運転状況を伝達されている制御器２４は、ガスタービン発電設備１９の回転数が回転数Ｎに達した時点（又はこの時点以後）に、２台目であるガスタービン発電設備２９の停電動作を開始させ、ガスタービン発電設備２９は徐々に回転数を下げていき、やがてガスタービン発電設備１９の回転数は、回転数Ｎに達しいつでも再起動が開始できる状態になる。
【００１９】
一方、領域IIの初めに復電した商用電源が再停電する場合、その時期によって動作が異なる。ガスタービン発電設備が冷却運転中は直ちに再運転して電力供給できるので、商用電源が再停電し、制御器４４で遮断器４３が開放されたとき、図３の上図の領域IIでは、直ちに２台のガスタービン発電設備１９,２９から電力供給できる（状態である）。図３
の上図の領域IIIでは、１台目のガスタービン発電設備１９は停止動作開始中であり、上
述の制約により回転数Ｎに下がるまで再起動できないが、２台目のガスタービン発電設備２９はまだ冷却運転中であるため、１台のガスタービン発電設備２９から直ちに電力供給できる。
【００２０】
図３の上図の領域IVでは、２台目のガスタービン発電設備２９は停止動作開始中であり、再起動できないが、１台目のガスタービン発電設備１９は回転数がすでに回転数Ｎまで低下し再起動可能な状態であるので、直ちに再起動を開始し、通常起動時間で１台のガスタービン発電設備１９から電力供給できる。図３の下図の領域IVでは、１台目,２台目ともガスタービン発電設備１９,２９は回転数がすでに回転数Ｎまで低下し再起動可能な状態であるので、直ちに再起動を開始し、通常起動時間で２台のガスタービン発電設備１９,２９から電力供給できる。
【００２１】
図３では、その上図の領域IIIに商用電源が再停電する場合を示しており、１台目のガ
スタービン発電設備１９は直ちに再起動を開始し、定格回転数に達した段階で遮断器１３を投入し負荷に電力供給する。並行して、２台目のガスタービン発電設備２９は回転数が回転数Ｎまで低下した時点で再起動を開始し、定格回転数に達した段階で配電系統５と同期をとり、遮断器２３を投入して負荷に電力供給する。２台のガスタービン発電設備１９,２９が運転中となった状態が下図の領域Vである。
【００２２】
このように実施の形態１では、１台目のガスタービン発電設備１９が再起動可能となる時期（回転数が再起動可能な回転数Ｎ以下）以降まで２台目のガスタービン発電設備２９の停止動作の開始時期を遅らせている。そのため、商用電源６の復電後のどのタイミングで再停電が発生した場合においても、少なくともガスタービン発電設備１台分以内の電力を、通常起動時間で送電することが可能である。
【００２３】
以上のように、従来方式では１台目,２台目とも同時に停止動作を開始しているので、
図２の領域IIIで再停電した場合には、少なくとも３〜５分の再送電時間を要していたが
、実施の形態１では、再停電がいかなるタイミングで発生しても通常起動時間（４０秒以内）で１台分以内の電力を再送電が可能となる。防災設備等、長時間の停電が許されない重要負荷へ電力供給を行う非常用ガスタービン発電装置の用途を考えると、負荷の停電時間を少しでも短くするという観点でその効果は大きい。しかも制御器を改修することで既存設備への適用も容易である。
【００２４】
実施の形態１では、１台目のガスタービン発電設備１９の回転数が回転数Ｎに達した時
点（又はこの時点以後）に、２台目であるガスタービン発電設備２９の停電動作を開始させているが、１台目のガスタービン発電設備２９の停止動作の開始時期に対して２台目のガスタービン発電設備２９の停止動作の開始時期を遅らせることにより、１台目,２台目
とも同時に停止動作を開始するより、再起動時間を短くできる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態１では、ガスタービン発電設備２台の場合で説明を行ったが、３台以上の場合のおいても同様であるのは言うまでもなく、３台目の停止動作を開始させる時期を２台目が再起動可能な回転数以下となる時期まで、４台目の停止動作を開始させる時期を３台目が再起動可能な回転数以下となる時期まで、というように順次ずらしていくことにより、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１による非常用ガスタービン発電装置を示す構成図である。
【図２】非常用ガスタービン発電装置の再起動を行う場合の一般的なタイムスケジュールを示す図である。
【図３】非常用ガスタービン発電装置の再起動を行う場合の実施の形態１によるタイムスケジュールを示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１,２１  発電機                     １２,２２  ガスタービン機関
１３,２３  遮断器                     １４,２４,４４  制御器
５  配電系統                          ６  商用電源
７  断路器                            ８  送電系統
１９,２９  ガスタービン発電設備       ５１,５２,５３  配電信号
６１,６２,６３  停電,復電信号
【図１】
0005052409.tif 000002
【図２】
0005052409.tif 000003
【図３】
0005052409.tif 000004