JPH0454809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一軸型複合サイクル発電プラント負荷
制御装置に係り、特に系列負荷変化率及び系列負
荷上下限制御に好適な負荷制御装置に関する。

〔従来の技術〕

複合サイクル発電プラントの負荷変化率制御に
ついて、従来の装置は特開昭59−122710号に記載
のように、各軸の負荷変化率の限界を示す信号を
出力する関数発生器と、この関数発生器からの信
号を各軸の負荷指令信号に加える負荷変化率制限
器と各軸の関数発生器からの信号の総和をプラン
ト全体の負荷指令信号に加えるプラント側の負荷
変化率制限器を備えることにより、負荷状態に応
じて適正な負荷増減率を設定できるようになつて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この装置では、各軸負荷制御の
自動←→手動切替時の負荷変化率制限器の出力の不
連続防止までは考慮していなかつた。

又、ガバナーフリー補償について、従来の装置
は特開昭59−122713号に記載のように、周波数バ
イアス信号を各軸の負荷指令信号に減算する減算
器と周波数バイアス信号の総和をプラント全体の
負荷指令信号に加算する加算器を設けることによ
りガバナーフリー分が有効に活用できるようにな
つていた。

しかしながら、この装置では軸側の上下限制限
値とは無関係に周波数バイアス信号をそのままプ
ラント側にもどしており、プラント出力指令とプ
ラント出力の偏差の増大、不必要な上下限制限器
の動作という問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、各軸負荷制御の自動から手動
又は手動から自動への切替時プラント側負荷変化
率制限器の出力が不連続となることを防ぐと共に
プラント出力指令とプラント出力の偏差をできる
かぎり小さくしてプラント側での閉ループ負荷制
御を良好に保つことのできる一軸型数合サイクル
発電プラント負荷制御装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

軸の負荷制御を自動から手動又は手動から自動
に切替える場合、変化率制限器の出力が不連続に
なるのは、自動←→手動切替時変化率制限器の初期
設定をプラントの実際の出力で行うためである。

プラントの実際の出力で行う理由は、プラント
の出力指令と出力の偏差をできるだけ小さく保ち
プラント側での閉ループ制御を良好に行うためで
ある。

例えばｎ台の軸を所定の負荷までたちあげて次
次に負荷制御手動から自動に切替えていく場合を
考えると、ある軸を自動投入する直前のプラント
の実際の出力により初期設定された変化率制限器
の値は所定の変化率で変化率制限器の入力
（DPC又はALR設定値）に向かつて増加する。こ
の時、上下限制限器の設定値は各軸側からのもど
された値によつて決められるが変化率制限器の出
力はDPC又はALR設定値とその時の変化率設定
値のみによつて決まり上下限制限器の設定値をこ
えてしまうことが多い。実際のプラント出力は上
下限制限器の出力によつて制御されており、この
状態では変化率制限器の出力と実際のプラント出
力の偏差が大きくなつていく。この時点で次の軸
を自動投入すると、変化率制限器はプラントの実
際の出力で初期設定されるため、自動投入直前の
変化率制限器の値との偏差が不連続となつてあら
われる。

この不連続は、その値が上下限制限値内にあれ
ばプラントの出力指令となる可能性がありどうし
ても避けなければならない。

対策としては、変化率制限器の出力が上下限制
限器の値を越えないようにすれば良い。そのため
の方法としてはモニターリレーにより変化率制限
器の出力と上下限制限器の設定値を比較し、モニ
ターが動作したら、変化率制限器の設定値を零に
することが考えられる。

更にこのモニターの不要な動作をさけるととも
に、プラント出力指令とプラント出力の偏差をで
きるだけ小さくし負荷の制御性を改善するために
軸側からのAFC指令とガバナーフリー補償値の
もどしは軸側での上下限制限を考慮したものとす
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明の一実施例が示されてお
り、第２図には一軸型複合発電プラントの構成が
示されている。

図において、負荷制御装置１からの負荷指令２
はガスタービン制御装置４に接続され、ガスター
ビン燃料流量指令７となつて調節弁１０を制御す
る。ガスタービン９は与えられた燃料流量に応じ
た出力を発電機１２により発生する。一方、高温
のガスタービン排ガス１１は排熱回収ボイラ１７
に導かれ蒸気１５を発生する。この蒸気は蒸気タ
ービン制御装置５からの加減弁開度指令８により
制御された調節弁１３を経由して蒸気タービン１
８に導かれ発電機１２を駆動して出力を発生す
る。

さて復水器１９で冷却された蒸気は給水１６と
なつて排熱回収ボイラ１７へもどされる。この給
水流量は排熱回収ボイラ制御装置１３からの給水
指令により制御される調節弁１４により調整され
る。

複合発電プラントにおける熱源はガスタービン
のみであり、負荷制御はガスタービンの燃料流量
のみの制御で実現される。蒸気タービンはいわゆ
る変圧運転で調節弁１３は通常運転時全開に保持
される。

第３図には、負荷制御装置の制御系統が示され
ている。

図において、中央給電所からの負荷指令１１
（以下DPCと称す。）変化率制限器１２、上下限
制限器１６を経由して系列出力２２と突き合わさ
れる。変化率制限器の設定値１３は第１軸から第
ｎ軸までの変化率の和である。加算器１４はこの
ための加算を行うものである。また上下限制限器
の設定値１８も同様に第１軸から第ｎ軸までの各
上下限設定値の和である。

偏差２３は積分器２４を経由して各軸に対する
負荷指令２５となる。この負荷指令は変化率制限
器２８、上下限制御器３２を経由して各軸出力３
４と突き合わされ、その偏差３６がガバナ操作器
３７に接続される。

負荷指令３３が各軸出力３４より大であればガ
バナ操作器からの出力３８はガバナ上げ指令とな
つてガスタービン制御装置４のガバナ設定器３９
の設定を上げる。逆に各軸の出力の方が大であれ
ばガバナ操作器からの出力３８はガバナ下げ指令
となる。

ガバナ設定値は燃料流量指令７となり、各軸の
出力を制御する。

負荷制御装置は共通制御部と各軸制御部の２つ
に分けることができる。第 図において一点鎖線
で囲んで表現してある部分が各軸部でそれ以外が
共通制御部である。

共通制御部の役目は中央給電所からのDPCを
各軸の負荷指令として分配することで、複数台設
置される軸を統括してあたかも１台の発電所の如
く運転することである。

各軸部は共通制御部より与えられた負荷指令に
もとづいて軸の出力を制御する役目を担う。起動
や停止時など必要に応じ共通制御部から切り離し
軸単独の負荷制御ができるように計画されてい
る。変化率や上下限制限値を各軸部で設定しこれ
を共通制御へもどして発電所負荷制御に使用する
のはこの理由による。

第４図は変化率及び軸出力の共通制御部へのも
どし方について説明したものである。

切替器２６３は各軸負荷制御が自動、すなわち
共通制御部からの負荷指令にもとづいて軸の出力
を制御している場合、所定の変化率（例えば５
％／分）２６１を共通制御部へのもどし変化率２
６２とする。各軸負荷制御が手動の場合は零の変
化率２６５をもどし変化率２６２とする。

切替器４０１の動作は上記とは逆になり各軸負
荷制御が自動の場合、もどしの軸出力を零４０２
とし、手動の場合は、実際の出力をもどしの軸出
力とする。

第５図は共通部の変化率制限器の内容を示すも
のである。

DPCと軸制御部の負荷制御が手動の状態にあ
る軸出力の加算値１３２の偏差１２７が切替器１
２６を経由し変化率制限器１２９へ接続されてい
る。変化率は加算器１４の出力として与えられる
が負荷制御が手動になつている軸のもどし変化率
は零であるから、負荷制御が自動になつている軸
の負荷変化率の加算値となる。変化率制限器の出
力１３０は加算器１３１で再び加算値１３２と加
算され上下限制限器への入力１５となる。

各軸の負荷制御を自動から手動又は手動から自
動に切替える場合、変化率制限器１２９の初期設
定を瞬時行う必要がある。これは前述の如く各軸
の負荷制御が手動の場合にはその軸を制御不可能
軸とみなし、プラント側での該当する軸のもどし
変化率の加算を止めて、該当する軸の軸出力を直
接変化率制限器１２９の出力に加算することにな
るが、この操作により、出力指令値と実際の出力
の偏差が大きくなるのを防ぎ、プラント側の負荷
制御をスムースに行うためである。

この初期値設定を切替器１２６により行う。す
なわち、ある軸の制御が自動から手動又は手動か
ら自動に切替わつた瞬時、切替器１２６は前述の
偏差１２６ではなく、偏差１３３を変化率制限器
１２９の入力１２８に接続する。偏差１３３はプ
ラント出力から各軸のAFCとガバナーフリー補
償を合計した値５９と負荷制御手動軸の軸出力の
合計値１３２の加算値１３５を引いた値である。

ここでプラントの実際の出力を使用する理由は
前述した変化率制限器初期値設定の目的に最も適
した値だからである。

又、AFCやガバナーフリー補償値、軸出力を
差し引くのは、これらがいずれも変化率制限器の
出口側で加算される構成になつているためであ
る。

第１図についてはまず軸側（一点鎖線内）から
説明する。尚、第２図〜第５図と説明の重複する
ところは省略する。

軸毎のAFC信号５０及びガバナーフリー補償
信号３１は加算器５２で加算されその出力５３は
加算器５５へ接続される。この目的は軸単位にま
ずAFC指令とガバナーフリー補償を有効とする
ためで、加算器５５の出力５６は軸側の出力指令
２９とAFC指令値とガバナーフリー補償値の和
になる。

プラント側での負荷制御の整合をとるために軸
側でのAFC指令値とガバナーフリー補償値をプ
ラント側にもどす必要があるが、軸側で有効とな
つた値、すなわち、AFC指令値とガバナーフリ
ー補償値の合計をそのままもどすのではなく、軸
側での上下限制限器３２の出力３３と、軸側の出
力指令２９との差５４を減算器５７で演算しても
どす。

この結果、プラント出力指令とプラント出力の
整合がとりやすくなりプラント側の負荷制御性が
向上する。

又、軸側からプラント側にもどすAFC指令値
及びガバナーフリー補償による、不必要なプラン
ト側の上下限制限器の動作を防ぐことができる。

次にプラント側を説明する。

変化率制限器１２の出力１３０と負荷制御手動
軸の軸出力の加算値１３２を加算器１３１で加算
し、この出力１５に軸側よりもどされたAFC指
令値とガバナーフリー補償値の合計値５９を加算
器６３により加算する。加算器６３の出力６０は
上下限制限器１６を経由してプラント出力指令値
２０となる。モニターリレー６１は加算器１３１
の出力１５と上下限制限器の設定値１８を比較
し、出力１５が上限設定値より大きくなつた場合
には変化率制限器１２の上げ側変化率を零に、又
出力１５が下限設定値より小さくなつた場合には
下げ側変化率を零に設定する。

すなわち、モニターリレー６１が動作するとモ
ニターリレーの出力６２は切替器６３をａ側に切
替えて変化率制限器１２に対する変化率設定値６
４を通常の設定値１３から零とする。変化率制限
器はこの時点で出力ホールドとなり、モニターリ
レー６１の動作が解除されるまでその状態を保持
する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、負荷制
御の自動から手動への切替あるいは手動から自動
への切替時、変化率制限器の不連続をなくすこと
ができる。

また、本発明によれば、変化率制限器の不要な
動作を防止し、かつプラント側での負荷制御特性
を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は負荷制御装置の制御系統図、第２図は
一軸型複合発電プラントの構成を示す図、第３図
は負荷制御装置の制御系統図、第４図は負荷制御
自動←→手動切替動作を示す図、第５図は変化率制
限器の動作を示す図である。 ６１……モニターリレー、６３……切替器、５
７……減算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の変化率制限器１２と、該第１の変化率
   制限器の出力に各軸の出力を加算する第１の加算
   器１３１と、該第１の加算器の出力に軸側からの
   AFC指令およびガバナフリー補償値を加算する
   第２の加算器６３と、該第２の加算器の出力の第
   １の上下限制限器１６と、該第１の上下限制限器
   の出力とプラント出力とを突き合せる減算器２１
   と、該減算器の出力に基づき閉ループ制御を行う
   調整器２４とを備え、前記第１の加算器１３１の
   出力と前記第１の上下限制限器１６の設定値を比
   較するモニター６１と、該モニターの動作により
   前記第１の変化率制限器１２の設定値を通常設定
   値に切り替える切替器６３を設けた第１の負荷制
   御装置と、前記調整器２４の出力の変化率を制御
   する第２の変化率制限器２８と、該第２の変化率
   制限器の出力にAFC指令とガバナフリー補償を
   加算する加算器５５と、該加算器の出力の上下限
   制限を行う第２の上下限制限器３２とを備え、該
   第２の上下限制限器３２の出力と前記第２の変化
   率制限器２８の出力の偏差を出力する減算器５７
   と、該減算器の出力を前記第１の負荷制御装置の
   第２の加算器６３に接続する第２の負荷制御装置
   とからなることを特徴とする一軸型複合サイクル
   発電プラント負荷制御装置。