(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと交流連系系統との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、系統連系運転時、
ガスタービンには、燃料を、このタービン発電装置から前記系統に出力する予め定める負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、燃料流量を制御して供給して、ガスタービンを回転駆動し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記予め設定された回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力電圧と出力周波数とに従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、前記同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、コンバータから出力される直流電圧が予め定める電圧に保たれるように、前記系統の電圧および前記系統の周波数で、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置。
【請求項２】
タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと負荷との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、自立運転時、
このタービン発電装置から前記負荷に出力する電力負荷を検出し、
ガスタービンには、燃料を、その検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、かつコンバータから出力される直流電圧が、予め定める電圧に保たれる燃料流量を制御して供給し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力周波数に従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、そのインバータから出力される交流電圧が予め定める電圧に保たれるように、かつインバータから出力される交流電圧の周波数が予め定める周波数に保たれるように、コンバータから出力される直流電圧を、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置。
【請求項３】
タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと負荷が接続された交流連系系統との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、系統連系運転時、
ガスタービンには、燃料を、このタービン発電装置から前記系統に出力する予め定める負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、燃料流量を制御して供給して、ガスタービンを回転駆動し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記予め設定された回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力電圧と出力周波数とに従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、前記同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、コンバータから出力される直流電圧が予め定める電圧に保たれるように、前記系統の電圧および前記系統の周波数で、前記パルス幅変調によって行わせ、
自立運転時、
このタービン発電装置から前記負荷に出力する電力負荷を検出し、
ガスタービンには、燃料を、その検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、かつコンバータから出力される直流電圧が、予め定める電圧に保たれる燃料流量を制御して供給し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力周波数に従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、そのインバータから出力される交流電圧が予め定める電圧に保たれるように、かつインバータから出力される交流電圧の周波数が予め定める周波数に保たれるように、コンバータから出力される直流電圧を、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置。
【請求項４】
コンバータとインバータとの間に、電力蓄積要素を装備することを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のタービン発電装置。
【請求項５】
制御手段はさらに、起動時、
インバータが、系統の電力を、系統の周波数で、パルス幅変調して、直流化し、
コンバータが、インバータから出力される直流電力をパルス幅変調することによって、同期電動機として動作する同期発電機に、周波数を、時間経過に伴って増加させながら、与え、
この周波数を増加して行く過程で、ガスタービンに与える燃料の流量を、時間経過に伴って増加し、
これによって同期発電機に向って流れていた電流が、同期発電機から流れ出すように逆転することを特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載のタービン発電装置。
【請求項６】
制御手段はさらに、停止時、
ガスタービンに与える燃料の流量を、時間経過に伴って減少し、
コンバータが、この燃料流量を減少して行く過程で、インバータに出力する直流電力をパルス幅変調する周波数を、時間経過に伴って減少して行くことを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載のタービン発電装置。
【請求項７】
コンバータは、
電力のオン／オフのスイッチング動作のための制御端子を有するコンバータ用スイッチング素子から成るコンバータ用ブリッジ回路と、
各コンバータ用スイッチング素子の制御端子にスイッチング動作のための制御信号を与えるコンバータ用制御回路とを含むことを特徴とする請求項１〜６のうちの１つに記載のタービン発電装置。
【請求項８】
インバータは、
電力のオン／オフのスイッチング動作のための制御端子を有するインバータ用スイッチング素子から成るインバータ用ブリッジ回路と、
各インバータ用スイッチング素子の制御端子にスイッチング動作のための制御信号を与えるインバータ用制御回路とを含むことを特徴とする請求項１〜７のうちの１つに記載のタービン発電装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちの１つに記載のタービン発電装置において、
前記制御手段は、必要とする電力がある規定値よりも少ないときに、コンバータの出力する周波数を減少させ、タービン回転数を減速させることで、タービンの効率が最適となる回転数での運転を可能とするタービン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンによって永久磁石式同期発電機を駆動して発電を行うタービン発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロガスタービンなど、ガスタービンと同期発電機が直結しているタービン発電機では、発電周波数はタービンの回転速度（以下、回転数ということがある）に発電機の極対数を乗じたものとなり、商用周波数（５０または６０Ｈｚ）に比べて高い周波数の電力を発生する。たとえば、６万ｒｐｍのタービンに直結した２極（極対数は１）の発電機は、１ｋＨｚの電力を発生する。また、このように高速回転の発電機は、遠心力に耐える強度とするため、また、小型とし出力密度を上げるため、ロータの磁極に強力な希土類の永久磁石を用いた発電機が使われる。すなわち、永久磁石式同期発電機は、界磁巻線のある発電機とは異なり、磁場の強さを操作することができず発電電圧の制御ができない発電機である。この発電出力を利用するには、商用の周波数（５０または６０Ｈｚ）および電圧（たとえば３相２２０Ｖ）に変換する必要がある。この電力変換をするための装置の先行技術では、整流回路により一旦直流に変換した後、その直流電力をインバータで再度所要の周波数と電圧の交流に変換する、という構成が採用される（たとえば特開平１１−３５６０９７）。
【０００３】
図１２は、この先行技術の発電時の構成を示すブロック図である。ガスタービン１１１によって永久磁石式同期発電機１１２を駆動し、この発電機１１２の出力を、ダイオードブリッジによって実現される整流回路１１３によって直流に変換し、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行うインバータ１１４によって商用交流電力の電圧、たとえば２２０Ｖ、周波数、たとえば５０または６０Ｈｚに変換する。
【０００４】
図１３は、図１２に示される先行技術における起動時の構成を示すブロック図である。商用交流電力を供給する系統１１５の電力は、整流回路１１３で直流化され、インバータ１１４で、発電機１１２に適した周波数、たとえば１〜１．６ｋＨｚに変換され、発電機１１２に与えられる。これによって発電機１１２は、電動機として動作し、ガスタービン１１１を回転駆動する。ガスタービン１１１に燃料を供給して点火し、ガスタービン１１１の出力が増大するに伴い、発電機１１２の出力が導出されるようになる。
【０００５】
この図１２および図１３に示される先行技術では、インバータ１１４のパルス幅変調の周波数は、図１２の系統連系時では前述のように５０〜６０Ｈｚであり、図１３の起動時ではインバータ１１４のパルス幅変調の周波数は１〜１．６ｋＨｚである。
【０００６】
また一般的に、ガスタービンは、定格出力より少ない出力の場合、定格回転数よりも低い回転数で運転した方が効率が高い、という特性を有しており、効率を重視した運用を行うには、出力に応じて回転数を変える必要が生じる。これに対し、ガスタービンによって駆動される同期発電機は、誘起電圧が回転数に比例するという特性を有しており、上記の永久磁石式同期発電機のように界磁が制御できない発電機は、回転数に応じて電圧も変動する。したがってタービン発電機を効率よく運用するには、発電電力の周波数変動と電圧変動にかかわらず一定の電圧と周波数に変換することが可能な電力変換装置が必要となる。
【０００７】
上記の図１２および図１３の先行技術では、発電電力を整流回路１１３により一旦直流に変換した後、その直流電力を再度所要の周波数と電圧の交流に変換し、整流回路１１３を受動的なダイオード整流回路とした構成を有する。したがって整流後の直流電圧は、発電電圧に比例して変動する。また、パルス幅変調ＰＷＭ方式のインバータ１１４を用いると、出力電圧は、ＰＷＭの変調率によって、ある程度の制御は可能であるが、その範囲は限られており、整流回路１１３の出力が与えられる直流部の電圧の変化が大きいと、インバータ１１４による交流変換後の出力電圧を一定に保持できなくなる。すなわち、直流部の電圧が上昇すると、ＰＷＭの各パルスのデューティ（１周期の間でパルスがＯＮになっている間隔）を小さくすればよいが、この調整可能な範囲は限られている。直流部電圧がある値以下になると、ＰＷＭの各パルスのデューティを最大にしても、出力電圧の保持が不可能になる。また、逆に直流部の電圧が限界を超すと、インバータ１１４のスイッチング用のパワートランジスタに耐圧を超す電圧が加わり、パワートランジスタが破壊する。したがってインバータから一定の電圧を出力するためには、発電機１１２の回転数は、直流部の電圧範囲に対する制約に対応して制約を受ける。
【０００８】
この先行技術で、インバータ１１４からの所定の出力電圧が得られる発電機１１２の回転数範囲を広げる手法は次のとおりとなる。先ず、発電機１１１の誘起電圧を高く設計し、低回転でも電圧を確保する。その上で、インバータ１１４のパワートランジスタの耐圧を高くし、発電機１１２の定格回転時の電圧上昇に耐えるようにする。この場合、定格回転時にはＰＷＭのデューティを絞って所定の電圧を発生することになる。そうすると、パワートランジスタの能力の一部分しか使わないという問題が生じることとなる。
【０００９】
パワートランジスタの能力の一部分しか使わないという上記の問題は、発電機の広い回転数範囲で、直流部を一定電圧に保持する整流方式をとれば、解決される。これについては、ＰＷＭコンバータという従来技術がある。これは、発電機電圧に応じてトランジスタブリッジの開閉をＰＷＭにより行うもので、変換後の直流電圧を操作できる特徴を持つ。したがって発電機の発電周波数と電圧の変動に対応する電力変換方式としては、ＰＷＭコンバータとＰＷＭインバータとを、直流部を介して組合せる、という構成が当業者に容易に考えられる。
【００１０】
しかるに、現状のパワートランジスタの応答速度の制約により、現実的なＰＷＭ周波数は１０ｋＨｚ前後が最大となる。また発電周波数が１ｋＨｚを超すような場合、たとえばマイクロコンピュータにより、ＰＷＭの制御を行っている場合、マイクロコンピュータの応答速度の制約により、発電電圧にＰＷＭのタイミングを合わせるのが困難になるという、さらに新たな問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高周波でかつ周波数と電圧が変動する同期発電機の出力を、所要の周波数と電圧に安定して変換して出力するタービン発電装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと交流連系系統との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、系統連系運転時、
ガスタービンには、燃料を、このタービン発電装置から前記系統に出力する予め定める負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、燃料流量を制御して供給して、ガスタービンを回転駆動し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記予め設定された回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力電圧と出力周波数とに従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、前記同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、コンバータから出力される直流電圧が予め定める電圧に保たれるように、前記系統の電圧および前記系統の周波数で、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置である。
【００１３】
本発明の構成を述べると、タービン発電機では、燃料流量によって出力制御可能なガスタービンと、そのガスタービンによって駆動される永久磁石式同期発電機とを備える。たとえば３相または単相の電圧、周波数を発電する同期発電機の出力電力を、コンバータとインバータとの働きによって、たとえば商用電力などの系統の電圧、周波数に変換する。コンバータの出力は直流電圧源に与えられ、すなわち、この直流電圧源と同期発電機の出力端子との間には、コンバータが介在される。また所要の電圧、周波数の電力を系統に出力する３相または単相の出力端子と、直流電圧源との間には、インバータが介在される。コンバータのパルス幅変調動作によって、同期発電機の同期化力を利用して、その発電機の出力端子電圧と周波数とを設定する。たとえば出力電圧と周波数とのパターンを予め定めておき、そのパターンに従って、デューティを設定してパルス幅変調制御を行う。
【００１４】
系統連系運転時、ガスタービンによって駆動される同期発電機の発電電力は、コンバータ経由で電力蓄積素子などの直流電圧源に流れ込む電流によって取出す。直流電圧源に流れ込んだ電力は、インバータによって、系統の電圧と系統の周波数に変換して、導出する。直流電圧源では、同期発電機から流れ込む電流による電力と、出力電力とを釣合わせることによって、その直流電圧が一定に維持される。
【００１５】
電力蓄積要素を装備することによって、電圧の変化を抑制することができるが、この電力蓄積要素は省略されてもよい。電力蓄積要素は、蓄電池またはコンデンサなどによって実現することができる。
【００１６】
ガスタービンである原動機の動力制御、したがってガスタービンに供給する燃料の流量の制御は、所要の電力負荷に対応して行う。ガスタービンの特性に基づいて、所要の動力を発生させるのに適した回転速度を設定し、その回転速度に対応する周波数を、同期発電機の出力端子に印加する。
【００１７】
こうして本発明に従えば、同期発電機による高周波の模擬系統を作り出し、同期発電機の同期化力によって、ガスタービンを同期運転し、発電電力を取出す。ガスタービンは、定格出力より少ない出力の運転時、定格回転速度よりも低い回転速度で運転した方が、効率が高い、という特性を有する。したがって効率を重視した運転を行うには、出力に応じて回転速度を変える必要が生じる。本発明に従えば、この回転速度の変動による直流電圧の変動を防いで安定化する機能を達成することができる。
【００１８】
本発明では、高速の同期発電機の発電端子電圧を、交直変換を行うたとえばトランジスタブリッジで実現され得るコンバータで設定し、そこに発電機を同期させることにより、発電電力を取出すとともに直流変換する。その直流をさらにインバータ系統の所定の周波数と電圧の交流に変換することにより、高速発電機の発電電力を変換する方式である。インバータ出力を系統連系している場合は、インバータは直流電圧部の電圧を一定に保持するためのＰＷＭ制御を行い、電力の制御はインバータの出力と、目標電力値との比較により、ガスタービンの燃料流量を調節することにより行う。
【００１９】
また、系統連系の場合だけでなく、自立運転のいずれの場合も、負荷に応じて、最適な回転数を選定して、コンバータが発生する発電機端子電圧の周波数を制御する。ＰＷＭコンバータであるため、永久磁石発電機で周波数が変化した場合、特に低回転のときの発電電圧降下時も、直流電圧部の電圧を一定に維持できる。
【００２０】
同期化力について述べる。発電機が発電している状態では、発電機の誘起電圧の位相は端子電圧に対して進んだ状態で動作しており、誘起電圧と端子電圧の差を発電機の巻線等のインピーダンスで除した電流が発電機端子からコンバータに向って流れる。インピーダンスには、巻線のインダクタンス、抵抗、ステータ鉄心およびロータの渦電流損とヒステリシス損、巻線に電流が流れることにより発生する磁場の影響（電機子反作用）等が含まれる。この電流と磁場との相互作用により、発電機のロータに対して減速トルクが作用し、この減速トルクと原動機からの動力が釣合えば、発電機は安定状態で発電を続ける。この状態で原動機の駆動トルクが減少すると、電気的な減速トルクの方が大きくなって、発電機ロータは減速され、コンバータが発生する電圧に対する発電機の誘起電圧の位相が減少する。この結果、発電機からコンバータに向う電流は減少し、電磁気的にロータを減速させるトルクも減少し、発電電力が減少した新たな釣合い状態に達する。
【００２１】
逆に、ガスタービンである原動機の駆動トルクが増大すると、電気的な減速トルクに対して原動機の駆動トルクの方が大きくなって、発電機のロータは加速され、コンバータが発生する電圧に対する発電機の誘起電圧の位相が増大する。この結果、発電機からコンバータに向う電流は増加し、電磁気的にロータに作用する減速トルクも増大して発電電力が増加した新たな釣合い状態に達する。
【００２２】
このように、誘起電圧とコンバータが規定する端子電圧との位相差に応じて発電機に加速トルクまたは減速トルクが電気的に発生する。これを同期化力と言い、コンバータが発生する電圧の周波数に対して、発電機の回転数に偏差を発生させないように作用する。すなわち、ある定常状態に対して、コンバータで設定する発電機端子電圧の周波数を増減させることにより、タービンの動作回転数をそれに追従させて増減させることが可能となる。
【００２３】
さらに、発電機を駆動するガスタービンのトルクが少ない場合には、発電機の端子電圧に対して、発電機の誘起電圧は位相が遅れることになり、発電時とは逆に端子から発電機の方に電流が流れて発電機はモータとして動作し、回転を加速する方向に電気的なトルクが発生する。
【００２４】
こうして、本発明の電力変換方式によると、発電機をモータとして回す状態から、発電機から電力を取出す状態まで、連続的に継ぎ目無く、発電機の回転を制御することが可能となる。これにより、同一の出力状態の中で、最適な回転数を選定して運転することが可能となる。
【００２５】
コンバータが発生する発電機端子電圧の周波数に発電機を追従させる同期化力には限界があり、急激な周波数変化には追従できなくなる。また、低い発電周波数で大きな電力を取出そうとすると、電気的に発生できるトルクの限界を超してタービンの駆動トルクが作用してやはり発電機の回転数が端子電圧、周波数に追従できなくなる。この現象を脱調と言う。脱調を防ぐためには、タービンの駆動トルクに見合って端子電圧、周波数を制御する、あるいは、設定された端子電圧、周波数に対応する回転数で発生可能な動力の範囲内に燃料を制御する、などして電力変換の制御とタービンの制御とを連繋させることにより、本発明の電力変換の効果が発揮される。
【００２６】
発電機の端子電圧を規定する量として、周波数と電圧値とがある。周波数は発電機の回転を規制するために設定するが、電圧値は、発電機端子での力率および誘起電圧と端子電圧との位相差に対する同期化力の比率を規制することになる。発電機端子の力率を１とする電圧値が存在する。端子電圧をこれより高くすると、同期化力は増大するが力率が低下、発電効率が悪化し、端子電圧をこれより低くすると、同期化力が低下するとともに力率も低下する。脱調を防ぐため、過渡状態では電圧を高くし、安定した段階で、力率が１となるような制御を行う。
【００２７】
インバータの出力を系統に連系している場合は、出力電圧は系統に支配される。インバータは電力を系統に対して送出す。この場合、インバータは電圧制御が不可能であり、その電圧制御の必要はなく、送出する電力を制御することになる。たとえば、▲１▼実施の一形態では、予め決められた電力をインバータは出力し、その電力に応じた回転数をコンバータで設定し、結果的に起こる直流電源の電圧の変化を制御するように、原動機の燃料を制御する。▲２▼あるいは、実施の他の形態では、原動機には所要の電力量に見合った燃料を投入し、その動力に応じた回転数をコンバータで設定し、インバータは直流電源の電圧が一定となるようにトランジスタの制御を行う。
【００２８】
本発明では、発電機の出力端子の電圧を電力変換装置によって設定することにより、発電機の同期化力を利用して発電機の回転周波数を追従させ、ガスタービンである原動機の発生する動力に対応する電力を取出す。すなわち、発電電圧に依存して電力変換動作をするのではなく、逆に電力変換装置で電圧と周波数を規定して、それに発電機の回転を追従させることにより、電力変換を行うことに特徴がある。
【００２９】
また本発明は、タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと負荷との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、自立運転時、
このタービン発電装置から前記負荷に出力する電力負荷を検出し、
ガスタービンには、燃料を、その検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、かつコンバータから出力される直流電圧が、予め定める電圧に保たれる燃料流量を制御して供給し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力周波数に従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、そのインバータから出力される交流電圧が予め定める電圧に保たれるように、かつインバータから出力される交流電圧の周波数が予め定める周波数に保たれるように、コンバータから出力される直流電圧を、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置である。
【００３０】
また本発明は、タービン発電装置において、
（ａ）燃料流量によって出力を制御可能なガスタービンに、永久磁石式同期発電機が連結されるタービン発電機と、
（ｂ）タービン発電機の前記同期発電機に接続され、前記同期発電機の出力をパルス幅変調して直流化するコンバータと、
（ｃ）コンバータと負荷が接続された交流連系系統との間に接続され、コンバータから出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化するインバータと、
（ｄ）制御手段であって、この制御手段は、系統連系運転時、
ガスタービンには、燃料を、このタービン発電装置から前記系統に出力する予め定める負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、燃料流量を制御して供給して、ガスタービンを回転駆動し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記予め設定された回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力電圧と出力周波数とに従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、前記同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、コンバータから出力される直流電圧が予め定める電圧に保たれるように、前記系統の電圧および前記系統の周波数で、前記パルス幅変調によって行わせ、
自立運転時、
このタービン発電装置から前記負荷に出力する電力負荷を検出し、
ガスタービンには、燃料を、その検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度となるように、かつコンバータから出力される直流電圧が、予め定める電圧に保たれる燃料流量を制御して供給し、
コンバータによる前記直流化を、ガスタービンが前記検出された負荷に対応して予め設定されている回転速度で回転駆動されるときにおける同期発電機の出力周波数に従う前記パルス幅変調によって行わせるとともに、同期発電機を、その同期化力を利用して同期させることによって発電電力を取出し、
インバータによる前記交流化を、そのインバータから出力される交流電圧が予め定める電圧に保たれるように、かつインバータから出力される交流電圧の周波数が予め定める周波数に保たれるように、コンバータから出力される直流電圧を、前記パルス幅変調によって行わせる制御手段とを含むことを特徴とするタービン発電装置である。
【００３１】
また本発明は、コンバータとインバータとの間に、電力蓄積要素を装備することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、自立運転の場合は、インバータは出力電圧一定の制御を行う。インバータの出力から負荷の変動を検知し、負荷に応じて燃料の制御を行う。この自立運転をしている場合は、電力負荷にかかわらず周波数と電圧を一定に保持する必要があり、そのために、インバータは、出力電圧と周波数一定の制御を行う。出力電力は負荷により変動する。電力変動には、ガスタービンである原動機の出力を変化させて対応する。原動機の出力が過渡的な負荷電力変動に追従できない場合は、直流電圧源に蓄電池やコンデンサなどの電力蓄積要素を装備してその蓄積電力で過渡的な電力変動に追従させる。
【００３３】
また本発明は、制御手段はさらに、起動時、
インバータが、系統の電力を、系統の周波数で、パルス幅変調して、直流化し、
コンバータが、インバータから出力される直流電力をパルス幅変調することによって、同期電動機として動作する同期発電機に、周波数を、時間経過に伴って増加させながら、与え、
この周波数を増加して行く過程で、ガスタービンに与える燃料の流量を、時間経過に伴って増加し、
これによって同期発電機に向って流れていた電流が、同期発電機から流れ出すように逆転することを特徴とする。
【００３４】
また本発明は、制御手段はさらに、停止時、
ガスタービンに与える燃料の流量を、時間経過に伴って減少し、
コンバータが、この燃料流量を減少して行く過程で、インバータに出力する直流電力をパルス幅変調する周波数を、時間経過に伴って減少して行くことを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、コンバータが発生する電圧の周波数を増加させると、発電機はモータとして動作し、コンバータが発生する電圧の周波数に追従して回転数が増加する。この過程で、燃料を投入し点火すると、原動機が起動する。引続き、燃料を増加させるとともに回転数を上げると、原動機は自立状態を経て動力を発生、それに接続された発電機は電力を発生するようになる。当初モータとして動作していた発電機に対して、直流電圧源から電力変換装置を介して流れていた電流は、発電機が電力を発生するのに伴って、方向が逆転し、発電機から直流電圧源に向って流れるようになる。すなわち、起動から定常の発電機としての運転まで、連続的な運転が可能となる。停止のときは、この逆の順序でやはり、連続的な操作が可能となる。
【００３６】
また本発明は、コンバータは、
電力のオン／オフのスイッチング動作のための制御端子を有するコンバータ用スイッチング素子から成るコンバータ用ブリッジ回路と、
各コンバータ用スイッチング素子の制御端子にスイッチング動作のための制御信号を与えるコンバータ用制御回路とを含むことを特徴とする。
【００３７】
また本発明は、インバータは、
電力のオン／オフのスイッチング動作のための制御端子を有するインバータ用スイッチング素子から成るインバータ用ブリッジ回路と、
各インバータ用スイッチング素子の制御端子にスイッチング動作のための制御信号を与えるインバータ用制御回路とを含むことを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、コンバータおよびインバータは、ブリッジ回路を有し、このブリッジ回路は、たとえばトランジスタなどのスイッチング素子から成り、したがってタービン発電機から系統または負荷に電力を供給する系統連系運転時および自立運転時の場合と、系統から同期発電機に電力を供給して起動する場合とにおける動作を円滑に行うことができる。本発明の実施の他の形態では、コンバータおよびインバータは、ブリッジ回路に代る他の構成を有していてもよい。
また本発明は、前述のタービン発電装置において、
前記制御手段は、必要とする電力がある規定値よりも少ないときに、コンバータの出力する周波数を減少させ、タービン回転数を減速させることで、タービンの効率が最適となる回転数での運転を可能とするタービン発電装置である。
本発明に従えば、同期発電機による高周波の模擬系統を作り出し、同期発電機の同期化力によって、ガスタービンを同期運転し、発電電力を取出す。ガスタービンは、定格出力より少ない出力の運転時、定格回転速度よりも低い回転速度で運転した方が、効率が高い、という特性を有する。高速の同期発電機の発電端子電圧を、交直変換を行うたとえばトランジスタブリッジで実現され得るコンバータで設定し、そこに発電機を同期させることにより、発電電力を取出すとともに直流変換する。必要とする電力がある規定値よりも少ないときに、コンバータの出力する周波数を減少させ、タービン回転数を減速させることで、ガスタービンの特性に基づいて、所要の動力を発生させるのに適した回転速度を設定し、タービンの効率が最適となる回転数での運転を可能とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示す簡略化したブロック図である。タービン発電機１は、ガスタービン２と永久磁石式同期発電機３とを含む。ガスタービン２には、燃料ガスを供給する燃料源４から、その燃料の供給流量を制御するガスコンプレッサ５を経て、さらに遮断弁６を経て、燃料が供給される。ガスタービン２には、燃料を火花点火する点火プラグ７が設けられる。燃料の流量を制御することによって、ガスタービン２の出力を制御し、回転速度を制御することができる。
【００４０】
永久磁石式同期発電機３は、永久磁石を有するロータと、界磁コイルを有するステータとを含み、ロータがガスタービン２の出力軸に直結されて回転駆動されることによって、その駆動される回転速度に対応する周波数を有する誘起電圧を発生する。また界磁コイルに交流電力が供給されて励磁されることによって、永久磁石式同期発電機３は、同期電動機として動作し、トルクを発生して、ガスタービン２の回転起動を行うことができる。
【００４１】
発電機３の界磁コイルは、たとえば星形であり、ライン１１，１２，１３を介してコンバータ１４に接続される。コンバータ１４は、ライン１５，１６間に接続されるコンバータ用ブリッジ回路１７を有する。このコンバータ用ブリッジ回路１７は、ライン１５，１６間に直列に接続される各相毎のスイッチングトランジスタＱ１ｃ，Ｑ２ｃ；Ｑ３ｃ，Ｑ４ｃ；Ｑ５ｃ，Ｑ６ｃとを含み、ライン１１，１２，１３に接続される。
【００４２】
ライン１５，１６には、直流電圧部１８が設けられ、さらにインバータ１９が設けられる。インバータ１９は、ライン１５，１６間に接続されるインバータ用ブリッジ回路２０を有する。このインバータ用ブリッジ回路２０は、前述のコンバータ用ブリッジ回路１７に類似し、各相毎に直列に接続されたインバータ用スイッチングトランジスタＱ１ｉ，Ｑ２ｉ；Ｑ３ｉ，Ｑ４ｉ；Ｑ５ｉ，Ｑ６ｉを有し、ライン２１，２２，２３に接続される。スイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃおよびＱ１ｉ〜Ｑ６ｉは、オン／オフのスイッチング動作をする制御端子を備えるトランジスタ以外のスイッチング素子によって実現されてもよい。
【００４３】
これらのライン２１，２２，２３は、リアクトル２４、突入電流防止回路２５および遮断器２０を経て、商用交流電力の系統２７に接続される。タービン発電機１とコンバータ１４と直流電圧部１８とインバータ１９と、リアクトル２４と突入電流防止回路２５と遮断器２６とは、タービン発電装置２９を構成する。このタービン発電装置２９は、系統２７に、ライン３１，３２，３３を介して接続される。
【００４４】
タービン発電機１とコンバータ１４とを接続するライン１１〜１３のうち、ライン１１，１２には、電流センサ４３，４４が設けられ、これらのライン１１，１２に流れる電流を検出する。インバータ１９とリアクトル２４との間を接続するライン２１〜２３のうち、ライン２１，２２には、それらのライン２１，２２に流れる電流を検出する電流センサ４６，４７が設けられる。遮断器２６と系統２７とを接続するライン３１〜３３には、線間電圧を検出する電圧センサ４９が接続される。直流電圧部１８のライン１５，１６には、その直流電圧部１８の電圧を検出する電圧センサ５１が接続される。
【００４５】
図２は、図１に示されるタービン発電装置２９と系統２７とが接続された系統連系運転時の構成を示す簡略化したブロック図である。ライン３１，３２，３３には、電力を消費する負荷３５が接続される。タービン発電装置２９からの３相交流電力および／または系統２７からの３相交流電力は、負荷３５に供給される。こうしてタービン発電装置２９は、系統連系運転されることができる。
【００４６】
図３は、タービン発電装置２９の系統連系運転時の簡略化したブロック図である。コンバータ１４は、コンバータ用ブリッジ回路１７を構成するコンバータ用スイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃのオン／オフのスイッチング動作のための制御端子であるゲートまたはベースに制御信号を与えるコンバータ用制御回路３７とを含む。直流電圧部１８は、ライン１５，１６間に接続される蓄電池３８、コンデンサ３９などの電力蓄積要素４０を含んでもよい。本発明では、蓄電池３８などの電力蓄積要素４０は、省略され、コンバータ１４とインバータ１９とがライン１５，１６によって接続される構成だけで実現されてもよい。
【００４７】
インバータ１９は、インバータ用ブリッジ回路２０と、そのインバータ用ブリッジ回路２０を構成するインバータ用スイッチングトランジスタＱ１ｉ〜Ｑ６ｉのオン／オフのスイッチング動作のためのゲートまたはベースに、スイッチング動作のための制御信号を与えるインバータ用制御回路４１とを含む。
【００４８】
図４は、タービン発電装置２９の系統連系運転時におけるコンバータ１４の制御のための構成を示すブロック図である。負荷設定手段５３は、タービン発電装置２９から系統２７に出力しようとする負荷、たとえば２０ｋＷなどの値を設定し、その設定された負荷を表す信号をライン５４に導出し、減算器５５に与える。減算器５５には、負荷検出手段５６の出力が与えられる。負荷検出手段５６は、電流センサ４６，４７によって検出されるインバータ１９からの電流と、電圧センサ４９によって検出される出力電圧との積を演算して負荷を検出する働きをする。減算器５５の出力は、ＰＩ制御を行う制御回路５７に与えられ、これによってライン５８からガスコンプレッサ５（前述の図１参照）には、ガスタービン２に供給される燃料の流量を制御する燃料指令信号が導出される。こうして負荷設定手段５３で設定された負荷に、負荷検出手段５６で検出される負荷が一致するように、ガスタービン２に与えられる燃料の燃料流量が、調整される。
【００４９】
負荷設定手段５３のライン５４を介する出力はまた、制御回路５９に与えられる。この制御回路５９は、ガスタービン２の負荷に対応する運転効率が良好な回転速度を表すタービン特性のマップをストアするメモリを含み、負荷設定手段５３で設定された負荷に対応するガスタービン２の発電機３を駆動する回転速度を表す信号を導出する。これによって発電機３によって発生される電圧Ｖを表す信号をライン６１に導出し、またその回転速度に対応する発電機３から導出される電圧の周波数を表す信号をライン６２に導出し、パルス幅変調ＰＷＭ発生器６３に与える。ＰＷＭ発生器６３は、コンバータ用ブリッジ回路１７を構成するスイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃのゲートまたはベースに、制御信号を与える。こうしてコンバータ１４は、負荷設定手段５３で設定された負荷におけるガスタービン２の回転速度に対応する周波数ｆで発電機３の出力を、パルス幅変調して、直流化し、その直流出力を、直流電圧部１８を経てインバータ１９に与える。
【００５０】
図５は、タービン発電装置２９の系統連系運転時におけるインバータ１９の制御を行うための構成を示すブロック図である。直流電圧設定回路６６で設定される直流電圧を表す信号は、ライン６７を介して減算器６８に与えられる。直流電圧部１８のライン１５，１６間の電圧は、電圧センサ５１によって検出され、その検出された電圧を表す信号はライン６９を経て減算器６８に与えられる。減算器６８の出力はＰＩ制御回路７１に与えられ、電圧センサ５１によって検出された電圧が直流電圧設定手段６６で設定された直流電圧に一致するための信号を、ライン７２を介して減算器７３に与える。
【００５１】
インバータ１９の出力電流を検出する電流センサ４６，４７によって検出された出力を表す信号は、ｄｑ軸変換回路７５に与えられ、有効電流Ｉｑと無効電流Ｉｄとに変換される。有効電流Ｉｑを表す信号は、ライン７６から減算器７３に与えられる。減算器７３の出力は、Ｐ制御回路７７に与えられ、有効電圧Ｖｑを表す信号が、ｄｑ軸逆変換回路７８に与えられる。このｄｑ軸逆変換回路７８は、インバータ用ブリッジ回路２０のスイッチングトランジスタＱ１ｉ〜Ｑ６ｉのゲートに制御信号を導出する。こうしてインバータ１９からライン２１〜２３を介して導出される電流の力率が１とされ、直流電圧部１８の直流電力が、系統２７の電圧、周波数に一致し、同一位相で供給されて負荷３５に与えられる。
【００５２】
ｄｑ軸変換回路７５から導出される無効電流Ｉｄを表す信号は、ライン７９から減算器８１に与えられる。無効電流を零となるように設定される設定回路８２の出力も、減算器８１に与えられる。減算器８１は、検出された無効電流Ｉｄが零となるようにするための信号を導出し、ＰＩ制御回路８３によって、ｄｑ軸逆変換回路７８には、ライン２１〜２３から導出されるインバータ１９からの電力の無効電圧Ｖｄが零となるように、前述のインバータ用ブリッジ回路２０の制御信号を作成する。こうしてインバータ１９は、コンバータ１４から出力される直流電圧が、直流電圧設定回路６６で定められた予め定める電圧に保たれるように、系統２７の電圧および系統２７の周波数で、直流電圧部１８の直流電圧を、パルス幅変調して交流化する。
【００５３】
図６は、タービン発電装置２９の自立運転時の制御のための構成を示す簡略化したブロック図である。自立運転は、ライン３１〜３３が系統２７に接続されているが、系統２７が停電している場合などにおいて行われる。この自立運転時、タービン発電装置２９は負荷３５に、系統２７の正常運転時における電圧、周波数と同一値で、負荷３５に電力を供給する。
【００５４】
図７は、図６に示されるタービン発電装置２９の自立運転時におけるコンバータ１４の制御のための構成を示すブロック図である。負荷検出手段５６は、前述のように電流センサ４６，４７によって検出されるインバータ１９からの電流と、電圧センサ４９によって検出される電圧との積によって、負荷を検出する。この検出された負荷を表す信号は、制御回路８９に与えられる。制御回路８９は、前述の制御回路５９と同様な構成を有し、検出された負荷に対応するガスタービン２の回転速度を表すタービン特性のマップがストアされたメモリを備える。制御回路８９からの検出された負荷に対応する回転速度に対応して、発電機３の電圧および周波数ｆを表す信号は、ライン６１，６２に導出されて、パルス幅変調ＰＷＭ発生器６３に与えられ、これによってコンバータ用ブリッジ回路１７に備えられるスイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃが制御される。
【００５５】
こうしてコンバータ１７は、負荷検出手段５６によって検出された負荷におけるガスタービン２の回転速度に対応する周波数ｆで、発電機３の出力を、パルス幅変調して直流化する。ライン６２の発電機３によって発生される電力の周波数ｆを表す信号は、係数器９１に与えられて、予め定める係数ｋが掛算され、ライン９２から加算器９３に与えられる。加算器９３の出力はライン５８を経てガスコンプレッサ５に与えられ、したがってガスタービン２に供給される燃料の流量が、負荷検出手段５６によって検出された負荷に対応して定められる。
【００５６】
さらに直流電圧設定手段６６は、直流電圧部１８の電圧を設定し、その設定された電圧を表す信号は、ライン６７を介して減算器６８に与えられる。電圧センサ５１は、直流電圧部１８のライン１５，１６間の電圧を検出し、その検出電圧を表す信号をライン６９を介して減算器６８に与える。減算器６８の出力は、ＰＩ制御回路８５に与えられる。これによって電圧センサ５１によって検出された直流電圧が直流電圧設定手段６６で設定された電圧に一致するための信号が、加算器９３に与えられる。こうしてガスタービン２に供給される燃料の流量はまた、コンバータ１４から出力される直流電圧が、直流電圧設定手段６６で設定された電圧に保たれるように、制御されることになる。
【００５７】
図８は、図６に示されるタービン発電装置２９の自立運転時におけるインバータ１９の制御を行う構成を示すブロック図である。ライン３１〜３３から出力される交流電圧は、交流電圧設定手段９７で設定され、その設定された交流電圧を表す信号は、減算器９８に与えられる。この設定される交流電圧は、前述のようにたとえば２２０Ｖであってもよい。
【００５８】
電圧センサ４９によってライン３１〜３３から自立運転時に出力される電圧を表す信号は、ｄｑ軸変換回路９９に与えられ、その有効電圧Ｖｑを表す信号は、減算器９８に与えられる。減算器９８は、有効電圧Ｖｑが、交流電圧設定手段９７で設定された交流電圧となるための信号を、ＰＩ制御回路１０１に与える。この制御回路１０１の出力は、ｄｑ軸逆変換回路７８に与えられる。さらにライン３１〜３３から導出される無効電圧Ｖｄが零となるための設定手段１０２からの出力もｄｑ軸逆変換回路７８に与えられる。ｄｑ軸逆変換回路７８は、インバータ用ブリッジ回路２０のスイッチングトランジスタＱ１ｉ〜Ｑ６ｉのゲートまたはベースに、制御信号を与える。これによってインバータ１９は、そのインバータ１９から出力される電圧センサ４９によって検出される交流電圧が、交流電圧設定手段９７によって設定された予め定める電圧Ｖｓに保たれるように、かつ電圧センサ４９によって検出される交流電圧の周波数ｆが系統２７の正常時の周波数たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ保たれるように、コンバータ１４から直流電圧部１８に出力される直流電圧を、パルス幅変調して交流化する。
【００５９】
図１を参照して、ゲートドライブ回路１０４は、前述のパルス幅変調ＰＷＭ発生器６３と、ｄｑ軸逆変換回路７８とを含む。図１に示される制御回路１０５は、ゲートドライブ回路１０４に信号を与える前述の図４〜図８の各構成要素を含み、さらにマイクロコンピュータ１０６を含む。このマイクロコンピュータ１０６もまた、ゲートドライブ回路１０４に信号を与える。
【００６０】
図９は、タービン発電装置２９の起動時における制御装置１０５に含まれる処理回路１０６の動作を説明するためのフローチャートである。ステップａ１からステップａ２に移り、この起動時、処理回路１０６はゲートドライブ回路１０４に信号を与えて、インバータ１９のインバータ用ブリッジ回路２０に備えられるスイッチングトランジスタＱ１ｉ〜Ｑ６ｉのスイッチング動作を行わせ、系統２７の電力を、その系統２７の周波数で、パルス幅変調して、直流化し、そのインバータ１９によって直流化された系統２７からの電力を、直流電圧部１８に与える。ステップａ３では、直流電圧部１８に備わる蓄電池３８のバッテリ電圧が昇圧される。
【００６１】
ステップａ４では、コンバータ１４のコンバータ用ブリッジ回路１７に備えられるスイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃのスイッチング動作を行うことによって、コンバータ１４は、インバータ１９から直流電圧部１８に出力される直流電力を、パルス幅変調することによって、発電機３が同期電動機として動作するように、ライン１１〜１３に与えられる交流電力の周波数を、時間経過に伴って増加させる。このコンバータ１４が発電機３に与える交流電力の周波数の増加の過程で、ステップａ５では、ガスタービン２に燃料を投入し点火することによって起動させ、ステップａ６では、ガスタービン２に与える燃料のガスコンプレッサ５による流量を、時間に伴って増加して燃焼させる。こうしてステップａ７では、コンバータ１４から発電機３に向かって流れていた電流は、ガスタービン２、したがって発電機３の回転速度が上昇することによって、発電機３からコンバータ１４に向かって流れ出すように逆転する。こうしてタービン発電装置２９の自動的な起動が行われる。
【００６２】
図１０は、タービン発電装置２９の運転を休止するときにおける制御装置１０５に備えられた処理回路１０６の動作を説明するためのフローチャートである。この運転の休止のための処理回路１０６の動作は基本的に、前述の図９における起動時の動作とは逆となる。ステップｂ１からステップｂ２に移り、ガスタービン２に与える燃料の流量を、ガスコンプレッサ５によって、時間経過に伴って減少する。ステップｂ３では、前述のステップｂ２における燃料流量を減少してゆく過程で、コンバータ１４は、インバータ１９に出力する直流電力をパルス幅変調する周波数を、時間経過に伴って減少してゆく。こうしてタービン発電機１を停止し、またコンバータ１４およびインバータ１９に備えられるスイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃ，Ｑ１ｉ〜Ｑ６ｉを開放する。
【００６３】
図１１は、コンバータ１４のコンバータ用ブリッジ回路１７のパルス幅変調動作を説明するための波形図である。系統連系運転時、発電機３からライン１１〜１３には、図１１（１）に示される電圧が導出される。この発電機３からの出力電圧の周期は、参照符Ｔ１で示され、その周波数は、たとえば１〜１．６ｋＨｚである。
【００６４】
図１１（２）は、コンバータ用ブリッジ回路１７のスイッチングトランジスタＱ１ｃ〜Ｑ６ｃのスイッチング状態を示す図である。一定の周期Ｔ２（ただしＴ２＜Ｔ１）で、オンとなる期間Ｔ２１とオフとなる期間Ｔ２２（ただしＴ２＝Ｔ２１＋Ｔ２２）は、直流電圧部１８の電圧に対応して設定され、すなわちデューティＤ（＝Ｔ２１／Ｔ２）が設定される。このことはインバータ１９のインバータ用ブリッジ回路２０に関しても同様である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータの出力を系統に連系している場合、ガスタービンによって駆動される永久磁石式同期発電機からの高周波で、かつ周波数と電圧が変動する同期発電機の出力から、所要の周波数と電圧に安定して変換して電力を出力することができる。また同期発電機の回転速度が低下したときであっても、その同期発電機の出力変動にかかわらず、安定した出力を導出する変換を達成することができる。
【００６６】
また本発明によれば、自立運転時、ガスタービンの出力を変化させて、インバータの出力電圧および周波数を一定に保つことができる。
【００６７】
さらに本発明によれば、起動時、同期発電機を電動機として動作させ、自動的な起動動作を行うことができ、起動から定常の発電機としての運転まで、連続的な運転が可能となり、また運転の停止を連続的な操作で可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す簡略化したブロック図である。
【図２】図１に示されるタービン発電装置２９と系統２７とが接続された系統連系運転時の構成を示す簡略化したブロック図である。
【図３】タービン発電装置２９の系統連系運転時の簡略化したブロック図である。
【図４】タービン発電装置２９の系統連系運転時におけるコンバータ１４の制御のための構成を示すブロック図である。
【図５】タービン発電装置２９の系統連系運転時におけるインバータ１９の制御を行うための構成を示すブロック図である。
【図６】タービン発電装置２９の自立運転時の制御のための構成を示す簡略化したブロック図である。
【図７】図６に示されるタービン発電装置２９の自立運転時におけるコンバータ１４の制御のための構成を示すブロック図である。
【図８】図６に示されるタービン発電装置２９の自立運転時におけるインバータ１９の制御を行う構成を示すブロック図である。
【図９】タービン発電装置２９の起動時における制御装置１０５に含まれる処理回路１０６の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】タービン発電装置２９の運転を休止するときにおける制御装置１０５に備えられた処理回路１０６の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】コンバータ１４のコンバータ用ブリッジ回路１７のパルス幅変調動作を説明するための波形図である。
【図１２】先行技術の発電時の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示される先行技術における起動時の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  タービン発電機
２  ガスタービン
３  永久磁石式同期発電機
５  ガスコンプレッサ
１４  コンバータ
１７  コンバータ用ブリッジ回路
１８  直流電圧部
１９  インバータ
２０  インバータ用ブリッジ回路
２７  系統
３７，４１  パルス幅変調ＰＷＭ制御回路
４０  電圧蓄積要素
４３，４４；４６，４７  電流センサ
４９，５１  電圧センサ
【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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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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