(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンに対して代替制御方式を用いてリアルタイム比較を実現するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】少なくとも１つの一次運転パラメータ３３０を含む一次適応タービンモデル３１０によってタービン１０をモデル化する段階５１０と、少なくとも１つの代替運転パラメータ３６０を含む代替適応タービンモデル３２０によってタービンをモデル化する段階５３０とを含むことができる。本方法はまた、一次制御方式に基づくタービンの動作に少なくとも部分的に対応する第１の出力値を一次適応タービンモデルから決定する段階５２５と、代替制御方式に基づき且つ第１の出力値に少なくとも部分的に基づいて１つ又は複数の代替運転パラメータを調節する段階とを含むことができる。更に本方法は、一次制御方式と代替制御方式との間の比較に少なくとも部分的に基づいて、比較データを求める段階５７５を含むことができる。【選択図】図５
2009162230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン（１０）を制御しモデル化するための方法であって、
少なくとも１つの一次運転パラメータ（３３０）を含む一次適応タービンモデル（３１０）によって前記タービン（１０）をモデル化する段階（５１０）と、
少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）を含む代替適応タービンモデル（３２０）によって前記タービン（１０）をモデル化する段階（５３０）と、
一次制御方式に基づいた前記タービン（１０）の運転に少なくとも部分的に関連する第１の出力値を前記一次適応タービンモデル（３１０）から決定する段階（５２５）と、
代替制御方式に基づき且つ前記第１の出力値に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）を調節する段階（５４０）と、
前記一次制御方式と前記代替制御方式との間の比較に少なくとも部分的に基づいて比較データを求める段階（５７５）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記タービン（１０）の動作状況に少なくとも部分的に基づいた調整アルゴリズムに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの一次運転パラメータを調節することによって、前記一次適応タービンモデル（３１０）を調整する段階（５１５）と、
前記調整アルゴリズムに少なくとも部分的に同様に基づいて前記少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）を調節することによって前記代替適応タービンモデル（３２０）を調整する段階（５３５）と、
を更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調整アルゴリズムがカルマンフィルタ（５２）を含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの一次運転パラメータ（３３０）が、前記タービン（１０）の燃料流量、入口ガイドベーン、又は入口抽気熱のうちの少なくとも１つを含み、
前記少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）が、前記代替適応タービンモデル（３２０）の燃料流量、入口ガイドベーン、又は入口抽気熱のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の出力値が、前記タービン（１０）のパワー出力を含む、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記タービン（１０）が部分負荷で運転されており、
前記少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）を調節する段階（５４０）が、前記代替適応タービンモデル（３２０）の第２の出力値が、前記一次適応タービンモデル（３１０）の第１の出力値に実質的に等しくなるまで実施され、
比較データを求める前記段階（５７５）が、前記第２の出力値が前記第１の出力値に実質的に等しくなった後に行われる、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記比較データを求める段階（５７５）が、
前記一次適応タービンモデル（３１０）の第１の燃料流量を前記代替適応タービンモデル（３２０）の第２の燃料流量と比較する段階（５７０）と、
燃料節減量に関連する出力を求める段階（５７５）と、
を含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記タービン（１０）がほぼベース負荷で動作しており、
前記少なくとも１つの代替運転パラメータ（３６０）を調節する段階（５４０）が、前記代替適応タービンモデル（３２０）が前記代替制御方式に基づいてほぼベース負荷で動作するタービン（１０）をモデル化するまで実施され、
前記比較データを求める段階（５７５）が、前記代替適応タービンモデル（３２０）がほぼベース負荷で運転するタービン（１０）をモデル化した後に行われる、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記比較データを求める段階（５７５）が、
前記タービン（１０）のパワー出力を前記代替適応タービンモデル（３２０）のパワー出力と比較する段階（５６５）と、
パワー差に関連する出力を求める段階（５７５）と、
を含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記比較データの一部又は全てをユーザに提示する段階を更に含む、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にタービン制御システムに関し、より具体的には、タービンに対して代替制御方式を用いてリアルタイム比較を実現するための方法及びシステムを可能にすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用及び発電用タービンは、これらタービンの運転を監視し制御する制御システム（「コントローラ」）を有する。これらのコントローラは、タービンの燃焼システム及びタービンの他の動作上の態様を統御する。コントローラは、タービンの安全で効率的な運転を保証するため燃料流量、入口ガイドベーン（ＩＧＶ）、及び他の制御入力を調節するスケジューリングアルゴリズムを実行することができる。
【０００３】
タービンコントローラは、測定された運転パラメータ及び望ましい運転設定の入力値を受け取り、スケジューリングアルゴリズムと連動して所望の運転を達成するための制御パラメータの設定を決定することができる。スケジューリングアルゴリズムが制御パラメータに対して規定した値は、所望のパワー出力レベル、及び所定のエミッション限界値の範囲内のような、所望の状況でタービンを動作させることができる。スケジューリングアルゴリズムは、タービンが、ある一定の効率、ある一定の流量能力、及び他の仮定条件で動作していることのようなタービンに関する仮定条件を組み込む。
【０００４】
タービンが長期間動作すると、要素効率は悪化する傾向になり、流量能力及び他の運転条件が、仮定条件から変化する可能性がある。この劣化に起因して、制御スケジューリングアルゴリズムは次第に調整外れになり、所望の動作状況から次第に逸脱した状況でタービンが動作するようになる。
【０００５】
これに応じて、運転中のタービンの特定の運転パラメータを推定するための適応タービンモデルを採用するタービン制御システムが開発された。このモデルは、制御アルゴリズムで用いるためのセンサによって直接感知（又は測定）されない運転パラメータを推定することができる。またこのモデルは、推定条件と測定条件とを比較することができるように測定された運転パラメータを推定することができる。この比較を用いて、タービンが運転し続けている間にモデルを自動的に調整することができる。
【０００６】
従って、適応タービンモデルによって制御されるタービンは、タービンの実際の運転条件に自動的に調整されるモデルを利用し、タービンの制御がタービンの状況を直接反映し、効率的に及び／又は最大閾値で動作することを可能にすることによる運転効率を生じることができる。これらの運転効率は、レガシー制御システムの下で又はこれに基づいて動作するタービンに対して有意な利点をもたらすが、適応タービンモデルを含む新しい制御システムに基づいて動作するタービンを、その現在の状況においてレガシー制御システムに基づいて動作していると仮定したタービンと比較する手段なしでは、得られた利点を定量化することは困難とすることができる。
【０００７】
更に、適応タービンモデルは、動作状況を反映するようリアルタイム又は準リアルタイムで調整される能力及びタービンの制御に対してもたらす柔軟性に起因して、運転条件及び制御方式、並びにタービンに現存するものとは異なる制御方式の下でのタービンの動作を予測するのに有用とすることができる。上記のことを行うことによって、代替制御方式を決定することを可能にすることができる。
【０００８】
しかしながら、代替制御方式に基づいたタービン分析を達成するには、タービンが、例えばアップグレードされた制御システムのような別の制御方式、或いは所望の目標、周囲条件、又はシステム状況を前提とした実際の制御方式に基づいて動作している間は、単一のタービンモデルを利用する現在の制御システムを用いることはできず、これは、このモデルがタービンの実際の動作の制御パラメータ及び／又は制御出力に応答することに起因する。
【０００９】
従って、タービンの運転条件及び状況に調整されるが、実際のタービン制御で用いられるものとは異なる制御方式に基づいて代替制御システムを分析することができる適応代替モデルを含む制御システムに対する必要性が存在する。
【００１０】
更に、タービンに対する代替制御方式を用いたリアルタイム比較を実現するための方法及びシステムに対する必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，１８９，６２０号公報
【特許文献２】米国特許第４，４２３，５９４号公報
【特許文献３】米国特許第６，８２３，６７５号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態は、上記に説明した必要性の一部又は全てに対処することができる。本発明の実施形態は、一般に、タービンに対する代替制御方式を用いたリアルタイム比較を可能にするための方法及びシステムに関する。本方法及びシステムは、実際の（又は一次の）制御方式に基づいて動作するタービンを代替制御方式に基づいて動作しているようにモデル化されたタービンと比較することで、実際のタービンの動作上の差違の定量化を可能にする代替適応タービンモデルを含むことができる。加えて、本明細書におけるこれらの方法及びシステムは、代替制御方式に基づく動作をモデル化する代替適応タービンモデルの分析に少なくとも部分的に基づいて、実際のタービン制御を調節することができる。
【００１３】
本発明の１つの例示的な実施形態によれば、タービンを制御及びモデル化するための方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの一次運転パラメータを含む一次適応タービンモデルによってタービンをモデル化する段階と、少なくとも１つの代替運転パラメータを含む代替適応タービンモデルによってタービンをモデル化する段階とを含むことができる。本方法はまた、一次制御方式に基づくタービンの動作に少なくとも部分的に対応する第１の出力値を一次適応タービンモデルから決定する段階と、代替制御方式に基づき且つ第１の出力値に少なくとも部分的に基づいて１つ又は複数の代替運転パラメータを調節する段階とを含むことができる。更に本方法は、一次制御方式と代替制御方式との間の比較に少なくとも部分的に基づいて、比較データを求める段階を含むことができる。
【００１４】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、タービン制御及びモデル化システムが提供される。本システムは、タービンの動作をモデル化するように動作可能な一次適応タービンモデルを含むことができる。一次適応タービンモデルは、少なくとも１つの一次運転パラメータを含むことができる。更に本システムは、同じタービンの動作をモデル化するように動作可能な代替適応タービンモデルを含むことができる。代替適応タービンモデルは、少なくとも１つの代替運転パラメータを含むことができる。記載された本システムは、タービンの動作に少なくとも部分的に関連する、一次適応タービンモデルからの第１の出力値を求め、代替制御方式に基づき且つ第１の出力値に少なくとも部分的に基づいて、１つ又はそれ以上の代替運転パラメータを調節するように動作可能にすることができる。記載された本システムはまた、一次制御方式と代替制御方式との間の比較に少なくとも部分的に基づいて、比較データを求めるように動作可能とすることができる。
【００１５】
本発明の更に別の例示的な実施形態によれば、タービンを制御しモデル化するための方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの一次運転パラメータを含む一次適応タービンモデルを用いてタービンをモデル化する段階と、少なくとも１つの代替運転パラメータを含む代替適応タービンモデルを用いてタービンをモデル化する段階とを含むことができる。更に本方法は、一次適応タービンモデル及び代替適応タービンモデルを調整する段階を含むことができる。本方法では、タービンが、一次制御方式に基づく部分負荷で運転されているときには、１つ又は複数の代替運転パラメータを調節し、タービンのパワー出力と実質的に等しい代替制御方式に基づく代替パワー出力を求めることができる。１つ又は複数の一次運転パラメータは、少なくとも１つの代替運転パラメータと比較することができる。本方法では、タービンが、一次制御方式に基づくベース負荷で運転されているときには、１つ又は複数の代替運転パラメータを調節し、代替制御方式に基づく代替最大パワー出力を求めることができる。タービンに関連する最大タービンパワー出力は、代替最大パワー出力と比較することができる。
【００１６】
本発明の他の実施形態及び態様は、添付図面と共に以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態と共に用いられるタービンの例示的なブロック図。
【図２】本発明の実施形態による適応タービンモデルを示す例示的なブロック図。
【図３】本発明の実施形態による一次適応タービンモデル及び代替適応タービンモデルを示す例示的なブロック図。
【図４】本発明の実施形態による代替制御方式を含むタービンを制御及びモデル化するための方法を示す例示的なフロー線図。
【図５】本発明の実施形態による代替制御方式を含むタービンを制御及びモデル化するための方法を示す例示的なフロー線図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、全てではなく一部の実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態を以下により完全に説明する。実際に、本発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書で記載された実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が適用される法的要件を満足するように提供される。全体にわたって同じ番号は同じ要素を示す。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態によれば、タービン制御システムは、第１の適応タービンモデル（例えば、一次適応タービンモデル又は実適応タービンモデル）、及び第２の適応タービンモデル（例えば、代替適応タービンモデル）を含むことができる。代替適応タービンモデルは、第１の適応タービンモデルの第２の具体例とすることができ、これらの両方は、関連する同じタービンを数学的にモデル化するように調整される。この数学的モデル化の一部として、適応タービンモデルは、タービンのリアルタイム動作状況及びリアルタイム運転パラメータをモデル入力として受け取ると共に、直接感知することができない運転パラメータを推定して、タービンの実際の状況をリアルタイム又は準リアルタイムで実質的に反映するようにすることができる。
【００２０】
第１又は一次の適応タービンモデル、及び第２又は代替的な適応タービンモデルを一般的に説明するのに用いることができる適応タービンモデルを説明する。適応タービンモデルは、例えば限定ではないが、周囲圧力、圧縮機入口ガイドベーン位置、燃料流量、入口抽気熱流量、発電機パワー損失、入口及び排気ダクトの圧力損失、及び圧縮機入口温度など、モデル入力パラメータとして測定された条件を受け取ることができる。適応タービンモデルは、例えば限定ではないが、排気ガス温度、圧縮機吐出圧力及び温度、並びにパワー出力など、推定された運転パラメータを決定することができる。モデル出力とも呼ぶことができる推定運転パラメータは、測定運転パラメータと併せて用いて、適切な制御動作を決定することができる。例えば、測定及び推定運転パラメータ（総称的にモデル出力）は、制御スケジュールに入力され、限定ではないが、所望のタービン排気温度、燃焼器の総燃料流量、燃料スプリットスケジュール、及び入口抽気熱流量のようなガスタービン運転状況を決定することができる。加えて、モデル出力を用いて、モデルの精度を評価しモデルを調整することができる。
【００２１】
ガスタービンモデルは、カルマンフィルタを用いて、定期的に、自動的に、リアルタイムで、及び／又は準リアルタイムで調整することができる。カルマンフィルタは、様々なセンサからの測定ガスタービンパラメータと、モデルから出力される推定パラメータとの間の差違を表す信号を入力として受け取ることができる。カルマンフィルタはまた、カルマンフィルタ利得行列（ＫＦＧＭ）を入力として受け取ることができ、これは、モデル性能乗数の変化に対するモデル推定パラメータの不確定重み付き感度を表す数値配列である。カルマンフィルタは、供給された入力を用いて、性能乗数を決定又は生成することができ、該性能乗数は、モデルを調整して推定ガスタービンパラメータの精度を高めるために適用される。
【００２２】
ＫＦＧＭは、数式列によって算出することができる。これらの式は、モデル感度行列（ＭＳＭ）、並びにモデル及び測定の不確定性の推定値を入力として受け取ることができる。ＭＳＭは、適応タービンモデルの外乱及び評価によって、リアルタイム又は準リアルタイムのオンラインで算出することができる。
【００２３】
カルマンフィルタは、推定運転パラメータと測定運転パラメータとの間の差違を最小にするように乗数を最適化する。
【００２４】
適応タービンモデルは、実際のタービンの変化する効率、流量能力、及び他のパラメータに適応することができる。カルマンフィルタによって決定される出力性能乗数は、タービンの測定パラメータに良好に整合するようにモデルを適応させる。カルマンフィルタは、例えば、長期運転中に発生する、タービンの要素効率の劣化、及び空気流容量の変化を考慮するようにモデルを調整することができる。
【００２５】
ＭＳＭ及びＫＦＧＭは、リアルタイム又は準リアルタイムのオンラインで算出することができるので、カルマンフィルタ構造は、利用可能なセンサの個数の変化、及びモデルの推定出力パラメータとの比較に利用可能な測定出力パラメータの種類の変化に適応することができる。タービンの運転パラメータが、センサの故障などに起因して測定されなくなると、カルマンフィルタ構造は、測定パラメータの損失を考慮するように補正することができ、タービンの残りの測定条件に基づいて性能乗数を引き続き決定することができる。
【００２６】
本発明の実施形態では、制御システムは、少なくとも２つの適応タービンモデルを含むことができる。各モデルは、同じタービンの等しいモデルであり、本明細書に説明するように同時に矛盾なく調整されるように構成することができる。第１の適応タービンモデルを用いて、タービンを制御するための制御動作を生成することができ、第２の適応タービンモデルを用いて、代替制御方式に基づいてタービン制御を分析することができる。代替制御方式に基づいてタービン制御を分析する段階は、例えば、現在のアップグレードされた制御システムにより制御されたときの現在のタービン制御及び効率をレガシー制御システムと対比して比較するように実施することができ、レガシー制御システムは、第２の適応代替モデルを制御することができる代替制御方式としての役割を果たすことができる。
【００２７】
図１は、圧縮機１２、燃焼器１４、圧縮機１２に駆動的に結合されたタービン１６、及び制御システム又はコントローラ１８を有する例示的なタービン１０（例えばガスタービン）を示している。圧縮機への入口ダクト２０は周囲空気を供給し、場合によっては圧縮機１２に水を注入する。入口ダクト２０は、例えば、ダクト、フィルタ、スクリーン、及び入口ダクト２０を通って圧縮機１２の入口ガイドベーン２１内に流れる周囲空気の圧力損失に寄与する吸音装置を有することができる。タービン１０における排気ダクト２２は、例えば、エミッション制御及び吸音装置を通ってタービン１０の出口から燃焼ガスを配向する。排気ダクト２２は、例えば、タービン１０に対して背圧を加える吸音材料及びエミッション制御デバイスを含むことができる。入口圧力損失及び背圧の量は、入口及び排気ダクト２０、２２への構成要素の追加に起因して、更に例えば粉塵及び汚れによる入口及び排気ダクト２０、２２の閉塞に起因して、時間と共に変化する可能性がある。タービン１０は、電力を生成する発電機２４を駆動することができる。圧縮機への入口損失及びタービンの排気圧力損失は、ガスタービンを通る補正流量の関数になる傾向がある。
【００２８】
例示的なタービン１０の動作は、タービン１０の１つ又はそれ以上の観測可能条件、又は運転パラメータ、発電機２４、及び周囲環境を検出する１つ又はそれ以上のセンサ２６によって監視することができる。多くの場合、２つ又は３つの冗長センサが同じ測定条件を測定することができる。例えば、３つの冗長温度センサ２６の群は、タービンを取り巻く周囲温度、圧縮機の吐出温度、タービンの排気ガス温度、及びタービンを通る他の温度測定値を監視することができる。同様に、３つの冗長圧力センサ２６の群は、周囲圧力と、圧縮機の入口及び出口、タービン排気部、タービンを通る他の場所における静的及び動的圧力レベルとを監視することができる。３つの冗長湿度センサ２６の群（例えば湿球温度計及び乾球温度計）は、圧縮機の入口ダクト内の周囲湿度を測定する。３つの冗長センサ２６の群はまた、タービン１０の動作に関連する様々なパラメータを感知する、流量センサ、速度センサ、火炎検出センサ、弁位置センサ、ガイドベーン角度センサ、又は同様のものを含むことができる。
【００２９】
本明細書で用いる「パラメータ」（又は「運転パラメータ」）とは、限定ではないが、タービン内の所定場所における温度、圧力、及びガス流量など、タービンの運転条件を定義するのに用いることができる項目を意味する。幾つかのパラメータは測定され、これらのパラメータは感知することができ、直接知ることができる。他のパラメータは、適応タービンモデルによって推定され、間接的に知られる。測定及び推定パラメータを用いて、所与のタービン動作状況を表すことができる。
【００３０】
燃料制御システム２８は、燃料供給部から燃焼器１４に流れる燃料を規制することができる。燃料コントローラはまた、燃焼器１４の燃料のタイプを選択することもできる。燃料制御システム２８は、別個のユニットとすることができ、又は主コントローラ１８の構成要素とすることができる。
【００３１】
コントローラ１８は、タービンの運転を制御するプログラムを実行する１つ又はそれ以上のプロセッサを有するコンピュータシステムとすることができる。この制御は、例えば、センサ入力又は人間のオペレータからの命令に依存することができる。コントローラ１８によって実行されるプログラムは、例えば、燃焼器１４への燃料流量を規制するもののような、スケジューリングアルゴリズムを含むことができる。コントローラ１８によって生成されるコマンドは、タービン上のアクチュエータに、例えば、燃焼器に流れる燃料の流量、燃料スプリット、及びタイプを規制する燃料供給部と燃焼器との間の弁をアクチュエータ２７を介して調節させ、アクチュエータ２９を介して圧縮機上の入口ガイドベーン２１を調節させ、或いはタービン上の他の制御設定をアクティブにさせることができる。
【００３２】
スケジューリングアルゴリズムは、コントローラ１８が、例えば、タービン排気内における窒素酸化物（ＮＯＸ）及び一酸化炭素（ＣＯ）エミッションをある所定のエミッション限界値の範囲内に維持し、燃焼器の点火温度を所定温度限界値の範囲内に維持できるようにすることができる。スケジューリングアルゴリズムは、限定ではないが、現在の圧縮機圧力比、周囲絶対湿度、入口圧力損失、及びタービン排気背圧などのパラメータ変数に対する入力を有することができる。制御システム１８は、例えば、所望のタービン排気温度及び燃焼器燃料スプリットを設定するなど、ガスタービンをスケジューリングするためのアルゴリズムを適用し、タービンの作動性限界に従いながら性能目標を満たすようにする。１つの例示的な実施形態では、スケジューリングアルゴリズムは、タービンに最適状態で動作させ、境界レベルからの偏差を最小にする境界制御を行う物理ベースモデル又は伝達関数を利用する運転可能限界により定義することができる。
【００３３】
図２は、例示的なタービン１０、及びタービン１０の１つ又はそれ以上の運転パラメータをリアルタイム又は準リアルタイムで数学的且つ電子的にモデル化する例示的な適応タービンモデル３０の高レベルブロック図である。タービン１０は、「基本入力」３２と呼ばれる（図２では、
【００３４】
【数１】
2009162230.tif 000003
で記載されている）幾つかの観測可能パラメータ（又は運転パラメータ）を有することができる。これらの基本入力は、センサによって直接測定することができ、限定ではないが、周囲条件（図２では「Ａ」として記載されている）、入口ガイドベーンの角度（図２では「ＩＧＶ」と記載されている）、燃焼器に流れる燃料の量（図２では「ＦＵＥＬ」と記載されており、本明細書では「燃料流量」と呼ぶ）、及びタービンの回転速度（図２では「ＳＰＥＥＤ」と記載されている）を含むことができる。列挙した例示的な基本入力３２は、入口抽気熱流量（本明細書では「ＩＢＨ」とも呼ぶ）又は同様のもの等、列挙していない他の入力を含むことができる。列挙した基本入力３２は例証的なものであり、感知された入力が収集されることを例示するために提示されているに過ぎない。具体的な感知入力は、制御システム及び、特定のタービン設備で利用可能なセンサに依存することになる。
【００３５】
用語「基本」とは、これらの測定パラメータの各々及び全てが本明細書に開示される適応タービンモデル３０の特定の実施形態に入力される必要があること、或いは、こうしたいずれかの適応タービンモデルが、これらのパラメータ又は入力を有する必要があることを意味するものではない。適応タービンモデル３０に対する基本入力３２は、幾つか、全て、及び／又は他のパラメータ又は入力を含むことができる。用語「基本」とは、単に、本明細書で開示される特定のモデルにおいて、これらの入力が実際の条件の測定値から取られ、且つ入力としてモデルに適用されることを示す。
【００３６】
基本入力３２は、タービン１０の適応タービンモデル３０に対する入力として適用することができる。これらの入力は、適応タービンモデル３０に対しモデル入力として適用され、タービン１０の運転パラメータに対応する適応タービンモデル３０の出力値（図２では、
【００３７】
【数２】
2009162230.tif 000004
で記載される）を求める。モデル出力は、タービン１０の対応する測定運転パラメータ又は調整入力４４と比較される一次モデル化出力（図２では
【００３８】
【数３】
2009162230.tif 000005
と記載される）３８を含むことができる。これらの出力はまた、例えば限定ではないが、タービンの入口温度など、直接測定されないタービンパラメータを予測することができる拡張モデル化出力（図２では、
【００３９】
【数４】
2009162230.tif 000006
で記載されている）４０を含むこともできでる。コントローラ１８が、拡張モデル化出力４０を用いてタービンの入口温度が設計限界値の範囲内に維持されるように燃焼器への実燃料流量（「Ｗｆ」としても記載されている）を調節することなどによってタービン１０を動作させることができる。
【００４０】
一次モデル化出力３８及びこれらの対応する測定運転パラメータ４４は、一次モデル化出力３８及び拡張モデル化出力４０が、タービン１０の運転条件を実質的に予測することができるように、適応タービンモデル３０を自動的及び定期的に調整することができる誤差補正システム４７に適用される。一次及び拡張モデル化出力３８、４０は、タービンの制御、保守のスケジューリング、又はタービンの性能予測に用いることができる。更に、基本入力３２、一次モデル化出力３８、及び／又は拡張モデル化出力４０は、代替適応タービンモデルにおいて、代替制御方式に基づいて稼働するタービン１０についての動作改善又は代替運転パラメータを求めるのに用いることができる。
【００４１】
モデルの一次モデル化出力３８は、例えば限定ではないが、発電機２４等へのモデル化パワー出力（図２では「ＰＯＷ＿ＭＯＤ」で記載される）、モデル化タービン排気温度（図２では「ＥＸＨＴＥＭＰ＿ＭＯＤ」で記載される）、及びモデル化圧縮機条件（図２では「Ｃ＿ＭＯＤ」で記載される）とすることができる。一次モデル化出力３８に対応する個数及び特定のパラメータは、タービンモデル間で異なるものとすることができる。更にモデル出力は、タービンの動作中に変化する可能性があり、例えばセンサが故障した場合には、対応する測定運転パラメータ４４は、一次モデル化出力３８のうちの１つとの比較として利用可能ではない。
【００４２】
一次モデル化出力３８は各々、限定ではないが、実パワー出力（図２では「ＰＯＷ＿Ａ」で記載される）、タービン排気温度（図２では「ＥＸＴＥＭＰ＿Ａ」で記載される）、又は圧縮機条件（図２では「Ｃ＿Ａ」で記載される）など、感知することができる測定運転パラメータ（図２では、
【００４３】
【数５】
2009162230.tif 000007
で記載される）に対応する。これらの測定運転パラメータ４４は、タービン１０の対応する実パラメータを監視するセンサの出力信号に基づくことができる。複数の冗長センサは、測定運転パラメータ４４の各々を観測することができる。測定（又は感知）運転パラメータ４４は、タービンに対する特定の制御システム、及び利用可能なセンサに基づいて選択することができる。
【００４４】
各適応タービンモデル３０は、タービン１０のコンピュータ生成モデルとすることができる。適応タービンモデル３０は、一次及び拡張モデル出力３８、４０の数学的表現の構成とすることができる。これらの表現の各々は、モデル出力パラメータ３８、４０の推定値を決定するためにモデル入力値、例えば基本入力３２に依存する。数学的表現は、測定パラメータ値が利用可能ではない環境で用いることができる代理パラメータ値として機能する。適応タービンモデル３０は、物理学ベースの空気熱力学コンピュータモデル、回帰適合モデル、ニューラルネットワークモデル、又はタービンの他の適切なコンピュータモデルとすることができる。
【００４５】
一次モデル化出力３８は、対応する測定運転パラメータ値４４と比較される。これらの測定運転パラメータ４４は、モデルを調整するのに用いることができるので、調整入力と呼ぶことができる。ブロック４６に示すように、一次モデル化出力３８及び測定運転パラメータ値４４が正規化され、正規化モデル化出力（図２では、
【００４６】
【数６】
2009162230.tif 000008
で記載される）及び正規化測定出力（図２では、
【００４７】
【数７】
2009162230.tif 000009
で記載される）が求められる。次いで、ブロック４８に示すように、これらの正規化出力が比較される。例えば、ＰＯＷ＿ＭＯＤはＰＯＷ＿Ａと比較され、（Δ（ＰＯＷ＿ＭＯＤ，ＰＯＷ＿Ａ））のような
【００４８】
【数８】
2009162230.tif 000010
が求められる。差分信号５０は、測定実パラメータ４４に対するモデル化出力パラメータ３８の誤差を示すことができる。一般に、一次モデル化出力３８の各々に対応する少なくとも１つの差分信号５０が存在することができ、特定のパラメータを測定する冗長センサの各々に対応する差分信号も存在することができる。差分信号５０を求めるには、各一次モデル化出力３８に対して少なくとも１つの測定運転パラメータ４４（例えば調整入力）が一般に必要とすることができる。例えば、故障したセンサに起因して、調整入力のうちの１つ又はそれ以上が利用可能ではない場合、対応する差分信号５０が求められない可能性があるが、誤差補正システムが、依然として適応タービンモデル３０を補正するよう動作することになる。
【００４９】
カルマンフィルタ利得行列、すなわちＫＦＧＭ（図２では「Ｋ」で記載される）５２は、差分信号５０を入力として受け取ることができ、ガスタービンモデル３０を調整するのに用いることができる補正及び正規化差分信号（図２では「
2009162230.tif 000011
【００５０】
」で記載される）を求めることができる。カルマンフィルタ利得行列５２は、１つ又はそれ以上の調整因子を適用して差分信号５０を調節し、補正及び正規化差分信号６０を求める。カルマンフィルタ利得行列５２は、差分信号６０に依存して、適応タービンモデル３０を調整する。比較的多数の差分信号６０、例えば、パワー出力、排気温度、及び圧縮機条件の各々に対しての冗長センサ出力により、カルマンフィルタ利得行列が適応タービンモデル３０を正確に調整することが可能になり、その結果、モデルは、正確な出力値、例えば一次及び拡張モデル化出力値３８、４０を求めることができる。
【００５１】
カルマンフィルタ利得行列５２は、差分信号５０に適用される１つ又はそれ以上の調整因子を求め、正規化補正因子調節量を求めることができる。ブロック５６に示すように、正規化補正因子は、ブロック５８で発生するように示されている前回の正規化補正因子と加算され、現在の補正因子と前回の補正因子との間の差分を平均化する。ブロック６２に示すように、平均化された補正因子は正規化されず、例えば限定ではないが、要素効率及び流量能力を含むことができる性能乗数６４（同様に非正規化補正因子）が生成される。次に、非正規化補正因子６４は、例えば、タービン１０をモデル化しモデル化出力パラメータ値３８、４０を求めるアルゴリズムに適用される乗数として適応タービンモデル３０に適用される。この乗数は、アルゴリズムが、タービンの実際の動作を正確に表すモデル化パラメータ値を求めるようにアルゴリズムを調節することによって、適応タービンモデル３０を調整する。モデル化出力値３８、４０は、ガスタービンへの燃料及び空気流量を求めるため、及びガスタービンへの他の制御入力を求めるために、或いは、代替適応タービンモデル３０の場合には代替制御方式に基づいてガスタービンが動作するときのガスタービンへの他の制御入力を求めるために適用することができる。
【００５２】
差分信号５０の損失は、カルマンフィルタ利得行列が適応タービンモデル３０を調整する能力を低下させる（排除することはないが）可能性がある。カルマンフィルタ利得行列５２の適応能力は、差分信号５０の少ないセットを用いて適応タービンモデル３０を調整し続けることができる。差分信号のうちの１つ又はそれ以上が利用可能でないときにモデルを自動的に調整するために、カルマンフィルタ利得行列５２は、差分信号５０の損失を考慮するよう修正することができる。従って、センサが故障し、観測可能な運転条件に関する調整入力データが利用可能ではないときでも、タービンは継続して動作し、自動的に調整を行うことができる。
【００５３】
図３は、一次適応タービンモデル３１０及び代替適応タービンモデル３２０の両方を含むコントローラの例示的な実施形態を示す機能ブロック図である。一次又はアクティブな適応タービンモデル３１０及び代替適応タービンモデル３２０は、図２を参照して上記で説明したように構成することができる。適応モデルの各々は、同じタービンをモデル化するが、各適応的モデルは、異なる動作条件及び／又は異なる制御方式で動作するように構成することができる。２つの適応的モデルによってタービン動作を分析するように構成されたコントローラは、例えば、その時点でタービンが制御されていない条件又は制御方式の下でタービンのリアルタイム劣化状況及び周囲条件を含む、現在の動作状況を考慮してタービンを分析することを可能にする。更に、代替適応タービンモデル３２０は、一次適応タービンモデル３１０と同じカルマン式調整を用いて調整されるので、代替適応タービンモデル３２０もまた、一次適応タービンモデル３１０のものと全く同様に、モデル化されているタービンのリアルタイム条件を適切に反映するように動的又は適応的に調整される。
【００５４】
１つの例示的な用途では、代替適応タービンモデル３２０は、実際のタービンを制御するのに現在用いられている制御システム構成とは異なる制御システム構成を反映する代替制御方式を適用する。例えば、代替適応タービンモデル３２０は、タービンの制御方式がアップグレードされる前に、同じタービンおいてレガシー制御システムに基づいて適用された制御方式を適用することができる。従って、この実施例では、一次適応タービンモデル３１０は、制御システムのアップグレード後の新しい現在の制御方式に基づいてタービンを制御するが、代替適応タービンモデル３２０は、タービンが現在の動作状況において以前のレガシー制御システムに基づいてどのように振る舞うかをモデル化することができる。このようにして、入力パラメータ及びパワー出力を含む、レガシー制御システムと新しい制御システムの動作挙動間の差違をリアルタイムで識別することができる。例えば、タービンを部分負荷で稼働すると、代替適応タービンモデル３２０が、レガシー制御方式に基づいて動作し、同じパワー出力を生成するタービンをモデル化するまで代替適応タービンモデル３２０を調節することができる。これによって、例えば、レガシー制御システムと比較して、新しい制御システムに基づいてタービンを制御することによって得られる効率利得を識別可能にすることができる。別の実施例では、タービンをベース負荷で稼働して最大パワー出力を得る場合に、代替適応タービンモデル３２０は、レガシー制御方式に基づく最大パワー出力がどのようなものであるかをモデル化することができる。従って、新しい制御システムとレガシー制御システムに基づくタービンの最大パワー出力容量の間で比較を行うことができる。タービンの実際の劣化状況に基づいてこれらの動作利得をリアルタイム又は準リアルタイムで識別することは、既にアップグレードされたタービンに基づいて、１つ又はそれ以上のタービンをアップグレードする予想効率利得を識別しようと試みているタービンオペレータ又は所有者にとって有利とすることができる。この例示的な実施形態において用いられる代替適応タービンモデル３２０を有するコントローラの動作については、以下で詳細に説明する。
【００５５】
別の例示的な実施形態では、代替適応タービンモデル３２０を有するタービンコントローラを用いて、タービンの現在の動作状況が与えられた場合、以前のすなわちレガシー制御システムが、タービンを制御するエフェクタをどこに配置したか、或いは設定限界値又は拘束条件をタービン上のどこに配置したかを特定することができる。レガシー制御システムに基づいて拘束条件を認識することによって、既知の実証された制御方式（レガシー制御システムで稼働されたような）に基づいて、調節に対する限界値を識別し設定することが可能になる。このことは、以前の制御方式に基づくタービンの限界値に関しての安全ゾーンを提供することによって新しい制御方式を実装し試験を行う間に有利とすることができ、試験及び実装中のタービンの極限動作又は故障が回避されるようになる。
【００５６】
更に図３を参照すると、一次適応タービンモデル３１０へのモデル入力３３０は、代替適応タービンモデル３２０にも供給されている。これらのモデル入力３３０は、図２を参照して上記に説明したように例えば、入口ガイドベーン、入口抽気熱、燃料流量、又はタービン速度などのパラメータとすることができる。図２を参照して上記に説明した一次適応タービンモデル３１０のカルマンフィルタによって算出される調整因子は、タービンのリアルタイム状況を正確に反映するようにモデルを調整するための、代替適応タービンモデル３２０に対する調整入力３４０としての役割を果たすことができる。
【００５７】
図２を参照して更に詳細に説明したように、例えば、パワー出力、排気温度、又は同様のものとすることができる、代替適応タービンモデル３２０の代替モデル出力３５０は、図示のように制御ループ閉合の誤差項を求めるために代替制御方式の境界限界値３６０に織り込まれるフィードバックとしての役割を果たすことができる。代替制御方式境界限界値３６０は、例えば、排気温度、圧縮機圧力比、及び入口抽気熱流量の設定点などの運転パラメータに対する限界値を与えることができる。代替制御方式境界限界値３６０は、代替制御方式に基づいて制御されるタービンが稼働することになる境界及び限界値を特徴付ける。更に１つの実施例では、代替制御方式境界限界値３６０は、比例−積分制御ループに提供され、実際のタービンの運転パラメータと代替モデルパラメータとの間の誤差に関するループを閉じることができる。次に、比例積分制御ループの出力は、モデル入力３３０として代替適応タービンモデルに再適用することができ、更に、代替制御方式境界限界値３６０のうちの１つ又はそれ以上に別のフィードバックループを介して再適用することもできる。代替方式境界限界値３６０から生じるもの以外の追加の入力を比例積分制御ループのうちの１つに提供することができる。例えば、動作中の実際のタービンからのパワー出力、又は一次適応タービンモデル３１０によってモデル化されたパワー出力を比例積分制御ループに供給し、次に、別の入力として代替適応的制御モデル３２０に供給することができる。一次適応タービンモデル３１０のモデル入力３３０及び調整入力３４０が代替適応タービンモデル３２０に供給され、代替モデル出力３５０が、フィードバックループを介して１つ又はそれ以上の代替制御方式境界限界値３６０、及び任意選択的に比例積分制御ループに供給されて、続いてモデル入力として代替適応タービンモデル３２０に戻される、この連続フィードバックループによって、動作中の実際のタービンの運転パラメータ及び出力パラメータを、タービンが代替制御方式に基づいて動作した場合に存在することになるパラメータと比較することが可能になる。
【００５８】
代替適応タービンモデル３２０によってモデル化されたパラメータのうちの１つ又はそれ以上は、１つ又は複数の比較器関数３８０において、実際のタービンのパラメータの１つ又はそれ以上、或いは一次適応タービンモデルによってモデル化された１つ又はそれ以上のパラメータと比較することができる。１つ又は複数の比較器関数３８０は、ユーザに表示するため、或いはコントローラ上又はコントローラもしくはタービン制御に関連する他のコンピュータベースのデバイスに関連するメモリへの書き込みを行うために、比較データ、例えばパーセント燃料節減量又はパーセントパワー差分のような燃料節減量又はパワー差分に関係する出力を求めることができる。
【００５９】
図４は、図３を参照しながら上記に説明したように、一次適応タービンモデルを用いて動作し、更に代替適応タービンモデルを適用するタービンの一般的な実施例をフロー線図４００を用いて示している。ブロック４１０では一次適応タービンモデルが与えられる。一次適応タービンモデルは、例えば、アップグレードされた制御システム、又はある特定の動作条件の下での使用が意図された制御方式を反映することができる一次制御方式に対し制御することができる。ブロック４１０に続くブロック４２０では、代替適応タービンモデルが与えられ、一次適応タービンモデルと同じタービンをモデル化する。ブロック４２０に続くブロック４３０では、代替適応タービンモデルのパラメータを一次適応タービンモデルにおいて適用されたものとは異なる代替制御方式に基づいて調節することができる。これらのパラメータは、一次適応タービンモデルの１つ又はそれ以上の出力値に少なくとも部分的に応答して調節することができる。例えば、部分負荷において、代替適応タービンモデルのパワー出力が一次適応タービンモデルによって制御される動作下での実際のタービンのパワー出力に一致するまで、代替適応タービンモデルの燃料流量を調節することができる。これに応じて、燃料流量の調節は、代替制御方式境界限界値に基づいて決定される、入口ガイドベーン又は入口抽気熱のような代替適応タービンモデルの他の運転パラメータの調節を必要とすることができる。ブロック４３０に続くブロック４４０では、一次適応タービンモデルの運転パラメータ、例えば燃料流量が、代替適応タービンモデルの運転パラメータと比較され、ブロック４５０での比較データの決定が可能になる。別の実施形態では、ブロック４４０において、一次適応タービンモデルの出力値、例えばパワー出力に関連する出力が、代替適応タービンモデルの運転パラメータと比較される。
【００６０】
ブロック４４０に続くブロック４５０では、例えば、部分負荷において同じパワー出力を得るために代替（又は古い／レガシーの）制御方式に基づいてタービンを動作させるのと比べて、一次（又は新しい／アップグレードされた）制御方式に基づいてタービンを動作させたときの燃料節減を示すことができる比較データが決定される。別の実施例では、ブロック４５０で決定される比較データは、ベース負荷において動作したときに代替（又は古い／レガシーの）制御方式に基づいてタービンを動作させるのと比べて一次（又は新しい／アップグレードされた）制御方式に基づいて動作するタービンの最大パワー出力の差分を示すことができる。比較データは、燃料節減、差分パワー利得というこれらの比較の組み合わせ、並びに異なる又は代替の制御方式に基づくタービンの仮定（モデル化した）動作と対比して既存又は一次制御方式に基づくタービンの実動作との間の他の運転パラメータ又はタービン特性を比較したものとすることができる点は更に理解される。
【００６１】
図５は、一次適応タービンモデル及び代替適応タービンモデルを有するタービンの動作のより詳細な実施例をフロー線図５００を用いて示している。ブロック５１０では、図２を参照して上記で詳細に説明したように一次適応タービンモデルが与えられる。一次適応タービンモデルは、運転中に意図された実際の又は一次制御方式に基づいて、タービン動作の制御を支援するように構成することができる。
【００６２】
ブロック５１０に続くブロック５１５では、一次適応タービンモデルが、運転中のタービンの運転パラメータ（直接感知されるパラメータとすることができ、又は感知できないモデル化パラメータに基づくことができる）に基づいて調節（又は調整）される。ブロック５１５は、例えば、上記に詳細に説明したようなカルマンフィルタなどの１つ又は複数の調整アルゴリズムを使用して一次モデルを調整する段階を提供する。調節（又は調整）の結果として、図２を参照しながらより詳細に議論したように１つ又はそれ以上の性能乗数を決定することができる。これらの性能乗数を用いて適応タービンモデル（一次及び代替）を調整し、パラメータが実際のタービンにおけるものをモデル化するように調整アルゴリズムを調節することができる。
【００６３】
ブロック５１５に続くブロック５２０では、一次制御方式に基づく一次適応タービンモデルに少なくとも部分的に基づいて、タービンを制御することができる。例えば、タービンは、部分負荷において、或いはベース負荷又はその近傍で動作するように制御することができる。部分負荷では、タービン運転パラメータは、一次適応タービンモデルを用いてタービンの特定のパワー出力を提供するように設定される。ベース負荷又はその近傍における別の実施例では、タービン運転パラメータは、タービンが動作して最大パワー出力を生成するように設定される。
【００６４】
ブロック５２０に続くブロック５２５では、実施例の部分負荷中のパワー出力、又はベース負荷中の燃料流量などの第１の出力値を後で比較するために求めることができる。他の実施形態では、出力値は、例えば、入口ガイドベーン、入口抽気熱、燃料流量特性、又は同様のものなどの他の運転パラメータとすることができ、これらは、タービン実装及びモデル構成によって異なることができる。
【００６５】
ブロック５２５に続くブロック５３０では、図２〜３を参照して上記で説明したように、代替適応タービンモデルを用いて同じタービンをモデル化し、代替制御方式に基づいてこのタービンを制御することを示している。ブロック５３０に続くブロック５３５では、代替適応タービンモデルが上記ブロック５１５で求められた同じ性能乗数に基づいて調節（又は調整）される。ブロック５３５によって示される段階は、ブロック５１５において起こる段階を等しく又は厳密に反映することができ、よって、代替適応タービンモデルは、一次適応タービンモデルと同様に調整される。
【００６６】
ブロック５３５に続くブロック５４０〜５６０は、図３を参照して説明した連続フィードバックプロセスを示しており、これによって、代替適応タービンモデルのパラメータが、一次適応タービンモデルのパラメータと一致するまでか、又はベース負荷で代替制御体系に基づいて動作する（この制御方式に基づいて最大パワー出力を発生する）タービンをモデル化するまで、代替適応タービンモデルのパラメータを調節することができる。ブロック５４０では、一次適応タービンモデルと同じ動作を得ようとする試みで、燃料流量などの、代替適応タービンモデルの第１の調節可能運転パラメータを調節することができる。ブロック５４０に続くブロック５４５では、第１の運転パラメータの調節に応答して、代替適応タービンモデルの１つ又は複数の第２の運転パラメータを調節することができる（幾つかの実施例では自動的に）。例えば、所望のパワー出力に到達しようとする試みで燃料流量を調節した後、これに応じて代替制御方式境界限界値によって課される制限に基づいて入口ガイドベーン又は入口抽気熱パラメータを調節することができる。
【００６７】
ブロック５４５に続くブロック５５０は、実際のタービンが部分負荷で動作している場合、代替適応タービンモデルのモデル出力値及びこの適応タービンモデルのパワー出力が、一次タービンモデルのものと一致するように制御され（２つの間の誤差を受けてループを閉じることによって）、その後比較される（図５に示すこのループを用いて）ことを例示している。しかしながら、ブロック５５０において、実際のタービンが、ベース負荷又はその近傍で稼働している場合には、代替適応タービンモデルも同様にそのベース負荷分布又はその近傍で稼働するように調節され、上記２つの少なくともパワー出力が比較され、任意選択的に他の運転パラメータを比較することができる。
【００６８】
ブロック５５０からの「はい」経路に続くブロック５５５では、代替適応タービンモデルの出力値が、ブロック５２５で特定された部分負荷において稼働している実際のタービンの第１の出力値（例えばパワー出力）と比較され、これらの出力値が一致又は実質的に同様であるかどうか、従って、代替適応タービンモデルが、動作中の実際のタービンと同じ又は同様の動作を効果的にモデル化しているかどうかが判定される。これらの出力値が同じではない（及び代替適応タービンモデルが、ブロック５６０で求められたその最大容量における動作をモデル化していない）場合には、ブロック５４０〜５６０は、これらの出力値が一致するまで繰り返される。ブロック５４０〜５６０の間の繰り返しループは、図３を参照してより詳しく説明したフィードバックループプロセスを示している。
【００６９】
ブロック５５０の「いいえ」経路、及びブロック５５５の「いいえ」経路に続くブロック５６０は、１つが、実際のタービンが部分負荷で稼働している場合であり、もう１つが、実際のタービンがベース負荷又はその近傍で稼働している場合である、２つの実施例を示している。実際のタービンが部分負荷で稼働している最初の実施例では、ブロック５６０で、実際のタービンの出力パワーが、代替制御方式に基づいて代替適応タービンモデルによってモデル化されることになる最大パワー出力以上であるかどうかを判定する。この実施例では、代替適応タービンモデルのモデル化パワー出力が最大又は実質的に最大になると、この代替モデルのパワー出力は、実際のタービンのパワー出力と比較（ブロック５６５）するために取り込まれる。２番目の実施例では、実際のタービンは、ベース負荷又はその近傍で動作しており（ブロック５５０で判定されたように）、代替適応タービンモデルは、同様にその最大パワー出力又は実質的に最大パワー出力で稼働するように調節されている（ループを用いて）。代替適応タービンモデルが、その最大パワー出力において動作している（代替制御方式に基づいてベース負荷をモデル化している）ときには、この代替モデルのパワー出力は、ブロック５６５に示すように、実際のタービンのパワー出力と比較することができる。
【００７０】
ブロック５５５の「はい」経路及びブロック５６５に続くブロック５７０は、代替モデル出力が実際のタービン出力と一致するか、又は実際のタービンと代替モデルの両方がベース負荷又はその近傍で動作しているときに、実際のタービンの運転パラメータ又は一次適応タービンモデルの運転パラメータを代替適応タービンモデルの運転パラメータと比較することができることを示している。例えば、代替モデルの燃料流量を同じ条件で動作している実際のタービンの燃料流量と比較し、代替制御方式と比べて実際の（新しい／アップグレードされた）制御方式に基づいた動作によってどれ程の燃料節減量を達成することができたかを特定することができる。他の実施例では、入口ガイドベーン、入口抽気熱、燃料流量、又は圧縮機圧力比、或いは同様のものなどの他の運転パラメータを比較することができる。
【００７１】
最後に、ブロック５７０に続くブロック５７５において、比較データを決定又は生成することができる。比較データは表示することができ、或いは後で及び／又は引き続きアクセスするためにメモリ内に書き込むことができる。例えば、燃料節減量を表示することができ、一次モデルと代替モデルとの間で燃料流量を比較したときの新しい制御方式に基づく燃料節減量が示される。また、ベース負荷又はその近傍で稼働しているとき（又は適応的モデルが、その最大パワー出力に達したとき）には、代替制御方式と比較したときのベース負荷又はその近傍で増大したパワー出力を示すためにパワー差を表示することができる。これらは、未処理の数値、グラフ描画技術を用いたグラフィック表示、パーセンテージ差を示すグラフィック表示、又は同様のものを示すインターフェースを介して表示することができる。幾つかの実施例では、データはまた（又は上記の代わりに）、データベース又は他のメモリデバイス内に記憶することができ、長期にわたる比較データ履歴の作成を可能にする。
【００７２】
本発明の例示的な実施形態によるシステム、方法、装置、及びコンピュータプログラム製品のブロック図について説明する。ブロック図の各ブロックの少なくとも一部、及びブロック図のブロックの組み合わせはそれぞれ、コンピュータプログラム命令によって少なくとも部分的に実施することができる点は理解されるであろう。これらコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、専用のハードウェアベースコンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置上にロードされ、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上で実行される命令が、議論したブロック図の各ブロックの少なくとも一部、又はブロック図内のブロックの組み合わせの機能を実施するための手段をもたらすような、マシンを生成することができる。
【００７３】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置に命令して特定の方法で機能することができるコンピュータ読み取り可能メモリ内に記憶することもでき、該コンピュータ読み取り可能メモリ内に記憶された命令が、１つ又は複数のブロックにおいて指定される機能を実施する命令手段を含む製造物品をもたらすようになる。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上にロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実施させ、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、１つ又は複数のブロックにおいて指定される機能を実施するためのステップを提供するようなコンピュータに実装されたプロセスを生成することができる。
【００７４】
本明細書で説明したシステムの１つ又はそれ以上の構成要素、及び方法の１つ又はそれ以上の要素は、コンピュータのオペレーティングシステム上で動作するアプリケーションプログラムを通じて実施することができる。これらはまた、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能な家庭用電化製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ等を含む他のコンピュータシステム構成で実施することもできる。
【００７５】
本明細書に記載されるシステム及び方法の構成要素であるアプリケーションプログラムは、特定の抽象的データ形式を実装し、特定の作業又は操作を実施するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、その他を含むことができる。分散コンピューティング環境では、アプリケーションプログラムは（全体的又は部分的に）、ローカルメモリ又は他のストレージ内に配置することができる。加えて、又は代替的に、アプリケーションプログラムは（全体的又は部分的に）、遠隔メモリ又はストレージ内に配置して、通信ネットワークを通じてリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実施される環境を可能にすることができる。
【００７６】
付随する本明細書に記載された例示的な説明及び関連する図面で提示された教示の利点を有する、該例示的な説明の多くの変更形態及び他の実施形態が想起されるであろう。このように、本発明は多くの形態で具現化することができ、上記で説明した例示的な実施形態に限定されるべきではない点は評価されるであろう。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されず、変更形態及び他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される点を理解されたい。本明細書では特定の用語が利用されているが、これらは、限定の目的ではなく、一般的及び説明的な意味でのみ用いられる。
【符号の説明】
【００７７】
１０  タービン
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  コントローラ
２０  入口ダクト
２１  入口ガイドベーン
２２  排気ダクト
２４  発電機
２６  センサ
２６  アクチュエータ
２８  燃料制御システム
２９  アクチュエータ
３０  モデル
３２  基本入力
３８  一次モデル化出力
４０  拡張モデル化出力
４４  調整入力
４６  ブロック
４７  誤差補正システム
４８  ブロック
５０  差分信号
５２  カルマンフィルタ利得行列
５６  ブロック
５８  ブロック
６０  正規化差分信号
６２  ブロック
６４  性能乗数
３１０  一次適応タービンモデル
３２０  代替適応タービンモデル
３３０  モデル入力
３４０  調整入力
３５０  モデル出力
３６０  代替運転パラメータ
３８０  比較器関数
４００  フロー線図
４１０  ブロック
４２０  ブロック
４３０  ブロック
４４０  ブロック
４５０  ブロック
５００  フロー線図
５１０  ブロック
５１５  ブロック
５２０  ブロック
５２５  ブロック
５３０  ブロック
５３５  ブロック
５４０  ブロック
５４５  ブロック
５５０  ブロック
５５５  ブロック
５６０  ブロック
５６５  ブロック
５７０  ブロック
５７５  ブロック
【図１】
2009162230.tif 000012
【図２】
2009162230.tif 000013
【図３】
2009162230.tif 000014
【図４】
2009162230.tif 000015
【図５】
2009162230.tif 000016