JPH0333889B2 - - Google Patents
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- JPH0333889B2 JPH0333889B2 JP22806382A JP22806382A JPH0333889B2 JP H0333889 B2 JPH0333889 B2 JP H0333889B2 JP 22806382 A JP22806382 A JP 22806382A JP 22806382 A JP22806382 A JP 22806382A JP H0333889 B2 JPH0333889 B2 JP H0333889B2
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- gas turbine
- output
- load
- δmw
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はガスタービンと蒸気タービンの複合サ
イクル発電プラント（以下、複合サイクルプラン
トという。）、特に複数軸形の複合サイクルプラン
トの負荷制御装置であつて、電力系統からみて１
つのユニツトとして機能するように構成された総
括的な負荷制御装置に関する。そして、特に電力
周波数変動を補償するための改良に関する。
イクル発電プラント（以下、複合サイクルプラン
トという。）、特に複数軸形の複合サイクルプラン
トの負荷制御装置であつて、電力系統からみて１
つのユニツトとして機能するように構成された総
括的な負荷制御装置に関する。そして、特に電力
周波数変動を補償するための改良に関する。
複合サイクルプラントの概要
複合サイクルプラントとは、ガスタービンにお
いて燃料を燃焼することにより発電機を回転駆動
するとともに、その排熱を排熱回収ボイラにより
回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気により蒸
気タービンを駆動し、かつ発電機を駆動する方式
を用いた発電プラントのことである。この意味に
おいて、結合サイクルプラントあるいは組み合せ
サイクルプラントともいわれる。この複合サイク
ルプラントの全体的な出力はガスタービンの燃料
の供給量に依存し、したがつてこの燃量流量を制
御することによりプラント全体の出力制御を行う
ことができる。一般に、複合サイクルプラントは
ガスタービンと蒸気タービンとが同一軸で結合さ
れているかまたは複数の軸に分けられているかに
よつて一軸型と複数軸型に大別される。
いて燃料を燃焼することにより発電機を回転駆動
するとともに、その排熱を排熱回収ボイラにより
回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気により蒸
気タービンを駆動し、かつ発電機を駆動する方式
を用いた発電プラントのことである。この意味に
おいて、結合サイクルプラントあるいは組み合せ
サイクルプラントともいわれる。この複合サイク
ルプラントの全体的な出力はガスタービンの燃料
の供給量に依存し、したがつてこの燃量流量を制
御することによりプラント全体の出力制御を行う
ことができる。一般に、複合サイクルプラントは
ガスタービンと蒸気タービンとが同一軸で結合さ
れているかまたは複数の軸に分けられているかに
よつて一軸型と複数軸型に大別される。
負荷制御
次に、以上の複合サイクルプラントの負荷制御
装置について説明するが、説明を簡単にするため
一軸型の複合サイクルプラントの例により説明す
る（第１図参照）。第１図において、まず、ガス
タービン９の出力制御は次の通りである。速度設
定器１からの速度設定信号は減算器２に与えられ
る。一方、コンプレツサ８に設けられた回転数検
出器６からガスタービン９、蒸気タービン１３お
よび発電機１０の回転数検出信号が減算器２にフ
イードバツクされる。減算器２は速度設定値とフ
イードバツクされた検出値との偏差を求め、その
偏差信号を演算増幅器３に出力する。演算増幅器
３は入力された偏差信号に基づき「比例」または
「比例積分」演算を行ない、その演算値をサーボ
増幅器４を介して燃料調整弁５に送り、その開度
を制御する。この開度調節により、ガスタービン
９の燃焼器７に供給される燃料流量が制御され、
その結果、ガスタービン９の出力が速度設定値に
合うように制御される。
装置について説明するが、説明を簡単にするため
一軸型の複合サイクルプラントの例により説明す
る（第１図参照）。第１図において、まず、ガス
タービン９の出力制御は次の通りである。速度設
定器１からの速度設定信号は減算器２に与えられ
る。一方、コンプレツサ８に設けられた回転数検
出器６からガスタービン９、蒸気タービン１３お
よび発電機１０の回転数検出信号が減算器２にフ
イードバツクされる。減算器２は速度設定値とフ
イードバツクされた検出値との偏差を求め、その
偏差信号を演算増幅器３に出力する。演算増幅器
３は入力された偏差信号に基づき「比例」または
「比例積分」演算を行ない、その演算値をサーボ
増幅器４を介して燃料調整弁５に送り、その開度
を制御する。この開度調節により、ガスタービン
９の燃焼器７に供給される燃料流量が制御され、
その結果、ガスタービン９の出力が速度設定値に
合うように制御される。
次に蒸気タービン１３の出力制御について述べ
る。排熱回収ボイラ１１から蒸気タービン１３に
供給される蒸気エンタルピーは、ガスタービン９
の排ガスのエンタルピーにより決定されるので蒸
気加減弁１２を全開または一定開度にしておくこ
とにより復水器１４の真空度との関係で一義的に
タービン出力が決定されることとなる。
る。排熱回収ボイラ１１から蒸気タービン１３に
供給される蒸気エンタルピーは、ガスタービン９
の排ガスのエンタルピーにより決定されるので蒸
気加減弁１２を全開または一定開度にしておくこ
とにより復水器１４の真空度との関係で一義的に
タービン出力が決定されることとなる。
以上のことから、複合サイクルプラントにおい
て電力系統への出力はガスタービン９と蒸気ター
ビン１３の出力の和に発電機１０の効率を乗じた
値となる。
て電力系統への出力はガスタービン９と蒸気ター
ビン１３の出力の和に発電機１０の効率を乗じた
値となる。
負荷（発電機出力）の制御は、負荷設定器１６
からの負荷設定信号と負荷検出器１５による実負
荷検出信号との偏差を減算器１７により求め、求
めた偏差信号を速度設定器１に与えて設定器１を
制御することにより行う。その結果、最終的には
偏差を零（すなわち、負荷が負荷設定値と等しく
なる）となるように制御することができる。
からの負荷設定信号と負荷検出器１５による実負
荷検出信号との偏差を減算器１７により求め、求
めた偏差信号を速度設定器１に与えて設定器１を
制御することにより行う。その結果、最終的には
偏差を零（すなわち、負荷が負荷設定値と等しく
なる）となるように制御することができる。
負荷制御における問題点
複合サイクルプラントにおいては、一軸型、複
数軸にかかわらず、ガスタービンの出力応答が早
いのに対して蒸気タービンの出力応答が遅れると
いう問題がある。これは、ガスタービン９の出力
が燃料流量の変化に応動して直ちに変化するのに
対し、蒸気タービン１３は「ガスタービンからの
排ガスエネルギーの変化」→「排熱回収ボイラの
蒸気量」→「蒸気タービン出力」という系が存在
するためにエネルギーの伝達に大きな時定数が生
じ、その結果蒸気タービン出力が燃料流量変化に
応動するまでに時間遅れが生じることに起因する
ものである。なお、その他一般にガスタービン出
力と蒸気タービン出力の比率はほぼ一定となる特
徴がある。以上の状態を第２図に示す。
数軸にかかわらず、ガスタービンの出力応答が早
いのに対して蒸気タービンの出力応答が遅れると
いう問題がある。これは、ガスタービン９の出力
が燃料流量の変化に応動して直ちに変化するのに
対し、蒸気タービン１３は「ガスタービンからの
排ガスエネルギーの変化」→「排熱回収ボイラの
蒸気量」→「蒸気タービン出力」という系が存在
するためにエネルギーの伝達に大きな時定数が生
じ、その結果蒸気タービン出力が燃料流量変化に
応動するまでに時間遅れが生じることに起因する
ものである。なお、その他一般にガスタービン出
力と蒸気タービン出力の比率はほぼ一定となる特
徴がある。以上の状態を第２図に示す。
第２図に示すように、燃量流量のステツプ変化
１８に対してガスタービン出力の時間的変化１９
は時間TGTの遅れとなるが、蒸気タービン出力２
０は時間TSTの遅れとなる。具体的にはTGTは数
秒のオーダであり、TSTは約１分程度である。第
２図中、斜線で示した特性が燃量のステツプ変化
に対するオープンループ時の複合サイクルプラン
トとしての出力応答である。
１８に対してガスタービン出力の時間的変化１９
は時間TGTの遅れとなるが、蒸気タービン出力２
０は時間TSTの遅れとなる。具体的にはTGTは数
秒のオーダであり、TSTは約１分程度である。第
２図中、斜線で示した特性が燃量のステツプ変化
に対するオープンループ時の複合サイクルプラン
トとしての出力応答である。
以上が複合サイクルプラントの負荷制御につい
ての説明であるが、次に複合サイクルプラントに
おける電力周波数制御について説明する。
ての説明であるが、次に複合サイクルプラントに
おける電力周波数制御について説明する。
周波数制御
第１図の負荷制御装置において、電力系統に供
給される電力周波数変動の制御は演算増幅器（速
度調定率ゲイン）３によつて行われる。ここで、
電力周波数変化とガスタービン出力との関係を速
度設定器１の出力（負荷指令）をパラメータとし
て第３図に示す（但し、調定率４％の場合）。
給される電力周波数変動の制御は演算増幅器（速
度調定率ゲイン）３によつて行われる。ここで、
電力周波数変化とガスタービン出力との関係を速
度設定器１の出力（負荷指令）をパラメータとし
て第３図に示す（但し、調定率４％の場合）。
速度偏差がない場合、速度設定器１の出力100
％は無負荷時ガスタービン燃料信号となり、104
％は定格負荷時のガスタービン燃料信号となる。
％は無負荷時ガスタービン燃料信号となり、104
％は定格負荷時のガスタービン燃料信号となる。
一方、速度偏差が発生した場合、すなわち、系
統周波数が変化した場合には調定率によりガスタ
ービン燃料は素速く変化する。例えば、定格負荷
において、周波数が１％変動した場合のガスター
ビン燃料は、 100％×１％／４％＝20％ の変化を示し、ガスタービン出力も25％変化する
ことになる。
統周波数が変化した場合には調定率によりガスタ
ービン燃料は素速く変化する。例えば、定格負荷
において、周波数が１％変動した場合のガスター
ビン燃料は、 100％×１％／４％＝20％ の変化を示し、ガスタービン出力も25％変化する
ことになる。
ところが、複合サイクルプラントの場合先にオ
ープンループ特性での問題点で述べたように、蒸
気タービン出力が長い遅れ時間をもつてタービン
出力に追従するため、複合サイクルプラント全体
の調定率Ｒは、次の(1)式で与えられる。
ープンループ特性での問題点で述べたように、蒸
気タービン出力が長い遅れ時間をもつてタービン
出力に追従するため、複合サイクルプラント全体
の調定率Ｒは、次の(1)式で与えられる。
１／Ｒ＝△PG＋△PS／△ｆ＝△PG／△ｆ（
１＋△PS／△PG）＝１／RG（１＋Ｋ・e-LS／１＋TS）…
……(1) ここに、RG：ガスタービン調定率、△ｆ：系
統周波数変化、△PG：ガスタービン出力変化、
△PS：蒸気タービン出力変化、Ｔ：蒸気タービン
出力の応答時定数、Ｓ：ラプラス演算子、Ｋ：調
定率ゲインである。
１＋△PS／△PG）＝１／RG（１＋Ｋ・e-LS／１＋TS）…
……(1) ここに、RG：ガスタービン調定率、△ｆ：系
統周波数変化、△PG：ガスタービン出力変化、
△PS：蒸気タービン出力変化、Ｔ：蒸気タービン
出力の応答時定数、Ｓ：ラプラス演算子、Ｋ：調
定率ゲインである。
また、調定率Ｒは最終値を考えれば、ガスター
ビン出力と蒸気タービン出力比率を１：３とした
場合、 １／Ｒ＝１／RG(1+K)＝１／４％(1+0.3)＝１／３％ ………(2) となる。
ビン出力と蒸気タービン出力比率を１：３とした
場合、 １／Ｒ＝１／RG(1+K)＝１／４％(1+0.3)＝１／３％ ………(2) となる。
以上からわかることは、系統周波数の変化△ｆ
による複合サイクルプラントによる出力変化は、
ガスタービンの調定率RGと、排気回収ボイラ〜
蒸気タービンへの出力応答の遅れＴと、ガスター
ビンと蒸気タービンとの出力比率に依存して変化
することである。
による複合サイクルプラントによる出力変化は、
ガスタービンの調定率RGと、排気回収ボイラ〜
蒸気タービンへの出力応答の遅れＴと、ガスター
ビンと蒸気タービンとの出力比率に依存して変化
することである。
複数軸型複合サイクルプラントの負荷制御
以上の特性を有する複合サイクルプラントが複
数軸型のものであつた、当該複合サイクルプラン
トが電力系統からみて１つのユニツトとして機能
するように計画された場合の統括的な負荷制御装
置の例を第４図に示す。
数軸型のものであつた、当該複合サイクルプラン
トが電力系統からみて１つのユニツトとして機能
するように計画された場合の統括的な負荷制御装
置の例を第４図に示す。
第４図において、中央発電所２１から与えられ
る複合サイクルプラントの負荷指令値、はたは負
荷設定器２３から与えられる所内モード負荷指令
値のいずれかが切替器２２により選択された加算
器２４に入力され、一方、系統周波偏差を補償す
るための周波数偏差バイアス発生器２５から周波
数バイアス信号が加算器２４に入力されて両信号
が加算される。その加算信号は減算器２６におい
て加算器２７から与えられる複合サイクルプラン
ト全体の出力（第１軸〜第ｎ軸までの複合サイク
ルプラントの出力の総和）と減算されて偏差が求
められる。次いでこの偏差は総括負荷コントロー
ラである比例積分器２８に入力され、比例積分器
２８は入力偏差値に基づいて各軸に対する負荷目
標指令を発する。各軸には減算器３０、各軸の発
電機出力検出器２９、比例積分演算器３１がそれ
ぞれ設けられている。これらは全て同一のものな
ので、各軸について同一の符号で示す。
る複合サイクルプラントの負荷指令値、はたは負
荷設定器２３から与えられる所内モード負荷指令
値のいずれかが切替器２２により選択された加算
器２４に入力され、一方、系統周波偏差を補償す
るための周波数偏差バイアス発生器２５から周波
数バイアス信号が加算器２４に入力されて両信号
が加算される。その加算信号は減算器２６におい
て加算器２７から与えられる複合サイクルプラン
ト全体の出力（第１軸〜第ｎ軸までの複合サイク
ルプラントの出力の総和）と減算されて偏差が求
められる。次いでこの偏差は総括負荷コントロー
ラである比例積分器２８に入力され、比例積分器
２８は入力偏差値に基づいて各軸に対する負荷目
標指令を発する。各軸には減算器３０、各軸の発
電機出力検出器２９、比例積分演算器３１がそれ
ぞれ設けられている。これらは全て同一のものな
ので、各軸について同一の符号で示す。
さて、負荷目標指令が各軸の減算器３０に与え
られると、各減算器３０は各軸の発電機出力検出
器２９からの検出信号との減算を行ない、その偏
差を比例積分演算器３１に出力する。比例積分演
算器３１は入力された偏差値に基づいて各軸の速
度設定信号を発生する。以下の動作は第１図の制
御動作と同じであり、速度設定信号は負荷設定器
１６を介して各軸に与えられ、第１図の制御装置
により複合サイクルプラントの出力制御が行われ
る。
られると、各減算器３０は各軸の発電機出力検出
器２９からの検出信号との減算を行ない、その偏
差を比例積分演算器３１に出力する。比例積分演
算器３１は入力された偏差値に基づいて各軸の速
度設定信号を発生する。以下の動作は第１図の制
御動作と同じであり、速度設定信号は負荷設定器
１６を介して各軸に与えられ、第１図の制御装置
により複合サイクルプラントの出力制御が行われ
る。
ここで、周波数バイアス発生器２５による負荷
指令へのバイアスが加算機能の目的は、系統周波
数の変動に基づくガスタービン側の調定率による
ガバナフリー分を打ち消さないためであり、調定
率制御による負荷変化分を指令値側においても加
算することにより負荷偏差の発生を防止し、それ
によつてガバナによる調定率制御を有効に生かす
ためである。もし、この機能がないとすると、調
定率による制御の負荷変化分は負荷指令の偏差と
なり、逆に負荷変化が相殺されてしまうこととな
る。
指令へのバイアスが加算機能の目的は、系統周波
数の変動に基づくガスタービン側の調定率による
ガバナフリー分を打ち消さないためであり、調定
率制御による負荷変化分を指令値側においても加
算することにより負荷偏差の発生を防止し、それ
によつてガバナによる調定率制御を有効に生かす
ためである。もし、この機能がないとすると、調
定率による制御の負荷変化分は負荷指令の偏差と
なり、逆に負荷変化が相殺されてしまうこととな
る。
そこで、本発明は複数軸型の複合サイクルプラ
ントにおいて、複合サイクルプラントの負荷制御
装置特有の調定率制御によるガバナフリー分を有
効に活用すべく周波数補償を行いうる周波数バイ
アス回路を備えた負荷制御装置を提供することを
目的とする。
ントにおいて、複合サイクルプラントの負荷制御
装置特有の調定率制御によるガバナフリー分を有
効に活用すべく周波数補償を行いうる周波数バイ
アス回路を備えた負荷制御装置を提供することを
目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による負荷
制御装置は、電力系統の電力周波数の変動分△ｆ
に基づいて周波数バイアス回路３８により各軸に
対する周波数変動分△ｆを補償する周波数バイア
ス信号△MW1〜△MWoを各軸の制御系に個別的
加算し、かつ、前記各周波数バイアス信号△
MW1〜△MWoの総和を求めてその総和信号を複
合プラント全体の負荷指令信号に加算するように
した点に特徴を有する。
制御装置は、電力系統の電力周波数の変動分△ｆ
に基づいて周波数バイアス回路３８により各軸に
対する周波数変動分△ｆを補償する周波数バイア
ス信号△MW1〜△MWoを各軸の制御系に個別的
加算し、かつ、前記各周波数バイアス信号△
MW1〜△MWoの総和を求めてその総和信号を複
合プラント全体の負荷指令信号に加算するように
した点に特徴を有する。
以下、図面を参照して本発明による複合サイク
ルプラントの負荷制御装置の実施例について説明
する。第５図に本発明による負荷制御装置の要部
を示す。なお、第５図において第４図（従来装
置）を重複する部分には同一の符号を付して以下
説明する。
ルプラントの負荷制御装置の実施例について説明
する。第５図に本発明による負荷制御装置の要部
を示す。なお、第５図において第４図（従来装
置）を重複する部分には同一の符号を付して以下
説明する。
構 成
複合サイクルプラントの各軸A1，A2…Aoには
それぞれ周波数バイアス回路３８が設けられてい
る。各周波数バイアス回路３８から出力される各
軸ごとの周波数バイアス信号△MW1〜△MWoは
それぞれ対応する制御系の減算器３０に個別的に
与えられて加算されるととももに、加算器３７に
与えられて周波数バイアス信号△MW1〜△MWo
の総和信号が求められ、周波数バイアス回路２４
に入力される。
それぞれ周波数バイアス回路３８が設けられてい
る。各周波数バイアス回路３８から出力される各
軸ごとの周波数バイアス信号△MW1〜△MWoは
それぞれ対応する制御系の減算器３０に個別的に
与えられて加算されるととももに、加算器３７に
与えられて周波数バイアス信号△MW1〜△MWo
の総和信号が求められ、周波数バイアス回路２４
に入力される。
周波数バイアス回路３８は、第６図に示すよう
に、電力周波数変動検出値△ｆに基づいて、ガス
タービンの速度調定率RGにより決まるガスター
ビン出力変化分△ｆ／RG信号を発生する第１の
関数発生器３２と、前記ガスタービン出力変化分
△ｆ／RGにガスタービン負荷応答時定数T1を加
味してガスタービン出力変化分の一次遅れ演算を
行う一次遅れ演算器３４と、前記電力周波数変動
検出値△ｆに基づいて、ガスタービンの速度調定
率RGおよび当該制御系の比例ゲインＫによつて
決まるガスタービン出力変化分△ｆ／RG・Ｋ信
号を発生する第２の関数発生器３３と、この第２
の関数発生器３３からのガスタービン出力変化分
に対する蒸気タービンの出力の遅れ時間Ｌおよび
応答時定数T2を加味して蒸気タービン出力変化
分の一次遅れ演算を行う二次遅れ演算器３５と、
前記一次遅れ演算値と二次遅れ演算値とを加算
し、その加算器を周波数バイアス信号△MW1〜
△MWoとして出力する加算器３６とを備えて構
成される。
に、電力周波数変動検出値△ｆに基づいて、ガス
タービンの速度調定率RGにより決まるガスター
ビン出力変化分△ｆ／RG信号を発生する第１の
関数発生器３２と、前記ガスタービン出力変化分
△ｆ／RGにガスタービン負荷応答時定数T1を加
味してガスタービン出力変化分の一次遅れ演算を
行う一次遅れ演算器３４と、前記電力周波数変動
検出値△ｆに基づいて、ガスタービンの速度調定
率RGおよび当該制御系の比例ゲインＫによつて
決まるガスタービン出力変化分△ｆ／RG・Ｋ信
号を発生する第２の関数発生器３３と、この第２
の関数発生器３３からのガスタービン出力変化分
に対する蒸気タービンの出力の遅れ時間Ｌおよび
応答時定数T2を加味して蒸気タービン出力変化
分の一次遅れ演算を行う二次遅れ演算器３５と、
前記一次遅れ演算値と二次遅れ演算値とを加算
し、その加算器を周波数バイアス信号△MW1〜
△MWoとして出力する加算器３６とを備えて構
成される。
作 用
次に第５図、第６図に基づく作用について説明
する。第７図に周波数バイアス回路３８（第６
図）により求められる各軸の周波数バイアス値
（代表して△MW1で示す）の変化を示す。一軸分
の周波数バイアス値△MW1は次の(3)式で与えら
れる。
する。第７図に周波数バイアス回路３８（第６
図）により求められる各軸の周波数バイアス値
（代表して△MW1で示す）の変化を示す。一軸分
の周波数バイアス値△MW1は次の(3)式で与えら
れる。
△MW1＝△ｆ／RG・１／１＋T1S＋Ｋ／RG△ｆ・e-
LS／１＋T2S＝△ｆ／RG（１＋１／T1S＋Ｋ・e-LS／１＋
T2S………(3) この(3)式で求められる周波数バイアス値△
MW1は式(1)の複合サイクルプラント全体の調定
率による負荷変化幅と一致する。但し、この場合 △MW1＝１／Ｒ・△ｆ で表される。また第６図に関数発生器３２及び３
３のグラフに図示されているように、例えば△ｆ
が正の場合、即ち系統周波数が高い場合には１／
（RG・△ｆ）は負になり、△MW1自体は負の値
として減算器３０に加算されることになる。つま
り、各軸の発電機出力検出器２９からの出力が、
ガバナフリー動作により低下した分だけ比例積分
器２８から出力される負荷目標指令に負の△
MW1が加算される。
LS／１＋T2S＝△ｆ／RG（１＋１／T1S＋Ｋ・e-LS／１＋
T2S………(3) この(3)式で求められる周波数バイアス値△
MW1は式(1)の複合サイクルプラント全体の調定
率による負荷変化幅と一致する。但し、この場合 △MW1＝１／Ｒ・△ｆ で表される。また第６図に関数発生器３２及び３
３のグラフに図示されているように、例えば△ｆ
が正の場合、即ち系統周波数が高い場合には１／
（RG・△ｆ）は負になり、△MW1自体は負の値
として減算器３０に加算されることになる。つま
り、各軸の発電機出力検出器２９からの出力が、
ガバナフリー動作により低下した分だけ比例積分
器２８から出力される負荷目標指令に負の△
MW1が加算される。
以上より、ガスタービン出力の応答時定数T1、
蒸気タービン出力の応答時定数T2および時間Ｌ
を適正に選択すれば、系統周波数変化時の負荷変
化を周波数バイアス値△MW1により正確に求め
ることができる。したがつて各周波数バイアス△
MW1〜△MWoを各軸にそれぞれ対応して負荷目
標指令に加算するとともに、複合プラントの統括
的負荷指令に第１軸A1〜第ｎ軸Aoまでの各周波
数バイアス△MW1〜△MWoの総和を周波数バイ
アス値として加算器３７により加えることによつ
て、比例積分演算器３１への偏差信号にガバナフ
リー動作による変化が生じないように補償し、ガ
バナフリーを総合的に負荷制御することができ
る。
蒸気タービン出力の応答時定数T2および時間Ｌ
を適正に選択すれば、系統周波数変化時の負荷変
化を周波数バイアス値△MW1により正確に求め
ることができる。したがつて各周波数バイアス△
MW1〜△MWoを各軸にそれぞれ対応して負荷目
標指令に加算するとともに、複合プラントの統括
的負荷指令に第１軸A1〜第ｎ軸Aoまでの各周波
数バイアス△MW1〜△MWoの総和を周波数バイ
アス値として加算器３７により加えることによつ
て、比例積分演算器３１への偏差信号にガバナフ
リー動作による変化が生じないように補償し、ガ
バナフリーを総合的に負荷制御することができ
る。
以上の通り、本発明によれば、複数軸型の複合
サイクルプラントにおいて、複合サイクルプラン
トの負荷制御装置において特有の調定率制御にす
るガバナフリー分を有効に活用して周波数補償を
行いうる周波数バイアス回路を備えた負荷制御装
置を提供することができる。
サイクルプラントにおいて、複合サイクルプラン
トの負荷制御装置において特有の調定率制御にす
るガバナフリー分を有効に活用して周波数補償を
行いうる周波数バイアス回路を備えた負荷制御装
置を提供することができる。
第１図は従来の複合サイクルプラント（一軸
型）の負荷制御装置の構成例を示すブロツク図、
第２図は従来の複合サイクルプラントにおけるガ
スタービン燃料変化に対するガスタービン出力、
蒸気タービン出力および複合サイクルプラントと
しての出力のオープンループ特性を示す説明図、
第３図は従来の複合サイクルプラントにおける系
統周波数変化とガスタービン出力との関係を速度
設定器の出力をパラメータとして示した説明図、
第４図は複数軸複合サイクルプラント全体の総括
負荷制御装置の構成例を示すブロツク図、第５図
は本発明による総括負荷制御装置の一実施例を示
すブロツク図、第６図は本発明に係る周波数バイ
アス回路の一軸分の構成を示すブロツク図、第７
図は本発明に係る周波数バイアス回路で得られる
周波数バイアス値の時間的変化を示す説明図であ
る。 １…速度設定器、２…減算器、３…演算増幅
器、４…サーボ増幅器、５…燃料調整弁、６…周
波数検出器、７…ガスタービン燃焼器、８…コン
プレツサ、９…ガスタービン、１０…発電機、１
１…排熱回収ボイラ、１２…蒸気加減弁、１３…
蒸気タービン、１４…復水器、１５…負荷検出
器、１６…負荷設定器、１７…減算器、３０…減
算器、３２…関数発生器、３３…関数発生器、３
４…一次遅れ演算器、３５…二次遅れ演算器、３
６…加算器、３７…加算器、△ｆ…周波数変動
分、△MW1〜△MWo…各軸の周波数バイアス信
号。
型）の負荷制御装置の構成例を示すブロツク図、
第２図は従来の複合サイクルプラントにおけるガ
スタービン燃料変化に対するガスタービン出力、
蒸気タービン出力および複合サイクルプラントと
しての出力のオープンループ特性を示す説明図、
第３図は従来の複合サイクルプラントにおける系
統周波数変化とガスタービン出力との関係を速度
設定器の出力をパラメータとして示した説明図、
第４図は複数軸複合サイクルプラント全体の総括
負荷制御装置の構成例を示すブロツク図、第５図
は本発明による総括負荷制御装置の一実施例を示
すブロツク図、第６図は本発明に係る周波数バイ
アス回路の一軸分の構成を示すブロツク図、第７
図は本発明に係る周波数バイアス回路で得られる
周波数バイアス値の時間的変化を示す説明図であ
る。 １…速度設定器、２…減算器、３…演算増幅
器、４…サーボ増幅器、５…燃料調整弁、６…周
波数検出器、７…ガスタービン燃焼器、８…コン
プレツサ、９…ガスタービン、１０…発電機、１
１…排熱回収ボイラ、１２…蒸気加減弁、１３…
蒸気タービン、１４…復水器、１５…負荷検出
器、１６…負荷設定器、１７…減算器、３０…減
算器、３２…関数発生器、３３…関数発生器、３
４…一次遅れ演算器、３５…二次遅れ演算器、３
６…加算器、３７…加算器、△ｆ…周波数変動
分、△MW1〜△MWo…各軸の周波数バイアス信
号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の軸にガスタービンと蒸気タービンとが
個別に連結され、前記ガスタービンの排熱を利用
して発生した蒸気により蒸気タービンを駆動する
複数軸形の複合サイクル発電プラントを電力系統
側からみて１つのユニツトとして機能するよう
に、速度調定率制御によつて負荷制御を行う負荷
制御装置において、 電力系統の電力周波数の変動分検出値Δfに基
づいて各軸に対する電力周波数変動分Δfの補償
をする周波数バイアス信号ΔMW1〜ΔMWoを個
別的に与える周波数バイアス回路３８群と、 各周波数バイアス回路３８からの周波数バイア
ス信号ΔMW1〜ΔMWoを各軸の負荷指令信号に
それぞれ個別的に加算して与える減算器３０群
と、 個々の周波数バイアス信号ΔMW1〜ΔMWoを
全軸について加算してその総和を求め、その総和
信号を当該複合サイクル発電プラント全体の負荷
指令信号に加算する加算器３７と、 を備えたことを特徴とする複合サイクル発電プラ
ントの負荷制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
前記周波数バイアス回路３８は、 電力周波数変動検出値Δfに基づいて、ガスタ
ービンの速度調定率RGにより決まるガスタービ
ン出力変化分Δf／RG信号を発生する第１の関数
発生器３２と、 前記ガスタービン出力変化分Δf／RGにガスタ
ービン負荷応答時定数T1を加味してガスタービ
ン出力変化分の一時遅れ演算を行う一次遅れ演算
器３４と、 前記電力周波数変動検出値Δfに基づいて、ガ
スタービンの速度調定率RGおよび当該制御系の
比例ゲインＫによつて決まるガスタービン出力変
化分Δf／RG・Ｋ信号を発生する第２の関数発生
器３３と、 この第２の関数発生器３３からのガスタービン
出力変化分に対する蒸気タービンの出力の遅れ時
間Ｌおよび応答時定数T2を加味して蒸気タービ
ン出力変化分の二次遅れ演算を行う二次遅れ演算
器３５と、 前記一次遅れ演算値と二次遅れ演算値とを加算
し、その加算値を周波数バイアス信号ΔMW1〜
ΔMWoとして出力する加算器３６と、 を備えたことを特徴とする複合サイクル発電プラ
ントの負荷制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22806382A JPS59122713A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 複合サイクル発電プラントの負荷制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22806382A JPS59122713A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 複合サイクル発電プラントの負荷制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59122713A JPS59122713A (ja) | 1984-07-16 |
| JPH0333889B2 true JPH0333889B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=16870607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22806382A Granted JPS59122713A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 複合サイクル発電プラントの負荷制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59122713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102409120A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-04-11 | 中国十九冶集团有限公司 | 高炉炉底更换方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2450535A1 (de) * | 2008-06-27 | 2012-05-09 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zur Primärregelung einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP22806382A patent/JPS59122713A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102409120A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-04-11 | 中国十九冶集团有限公司 | 高炉炉底更换方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59122713A (ja) | 1984-07-16 |
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