JPH1181920A - コンバインドサイクル制御装置およびガスタービン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に動作させ
るのを防止して、系統運用を安定させること。 【解決手段】ガスタービン１、蒸気タービン２、発電機
３を一軸上に配置し、ガスタービン１の排熱を排熱回収
ボイラ４で蒸気エネルギーに変換して、蒸気タービン２
のトルクを発生させるように構成された一軸型コンバイ
ンドサイクル発電プラントの軸負荷制御装置において、
系統周波数の変動によるガスタービン１の出力変動量を
算出する手段5bと、系統周波数の変動による蒸気タービ
ン２の出力変動量を算出する手段5c，5dと、ガスタービ
ン出力変動量と蒸気タービン出力変動量とを加算して総
合変動量を得、当該総合変動量により軸負荷設定信号を
補正する手段とを備える。

Description

【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、蒸
気タービン、発電機を一軸上に配置して構成される一軸
型コンバインドサイクル発電プラントにおけるコンバイ
ンドサイクル制御装置およびガスタービン制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、この種の一般的な一軸型コン
バインドサイクル発電プラントの構成例を示すブロック
図である。

【０００３】図１７において、一軸型コンバインドサイ
クル発電プラントは、ガスタービン１、蒸気タービン
２、発電機３を同一軸上に配置して連結し、ガスタービ
ン１の排ガス（排熱）を排熱回収ボイラ４に供給し、排
熱回収ボイラ４で排ガスを蒸気エネルギーに変換した
後、蒸気タービン加減弁２ａを経由して、蒸気タービン
２に蒸気を供給する、すなわち蒸気タービン２のトルク
を発生させるように構成されている。

【０００４】図１８は、上記一軸型コンバインドサイク
ル発電プラントにおける、従来の軸負荷制御装置および
軸ガバナ制御装置の構成例を示すブロック図である。

【０００５】図１８において、軸負荷設定信号を軸負荷
制御器５に入力する。

【０００６】また、軸負荷制御器５から出力される軸負
荷制御指令を、軸ガバナ制御器６に入力する。

【０００７】さらに、軸ガバナ制御器６から出力される
軸速度・負荷制御指令を、ガスタービン１を過温度から
保護する排ガス温度制御器７の出力指令と、軸の昇速を
行なう軸起動制御器８の出力指令と共に低値選択器９に
入力し、低値選択器９により選択された信号を、ガスタ
ービン燃料指令とするように構成している。

【０００８】すなわち、軸負荷制御器５では、図示しな
い外部からの軸負荷設定信号と系統周波数とを入力し、
系統周波数と定格周波数を設定している設定器５ａから
の出力との偏差を比例演算器５ｂに入力する。

【０００９】また、比例演算器５ｂから出力される周波
数変動補償信号と軸負荷設定信号とを加算して、軸負荷
補正設定信号を求める。

【００１０】さらに、この軸負荷補正設定信号と軸負荷
測定信号との偏差信号である軸負荷制御指令を、軸ガバ
ナ制御器６へ出力する。

【００１１】なお、比例演算器５ｂは、系統周波数変動
時のガバナ動作によるガスタービン１の出力変動量を算
出するように設定されている。

【００１２】一方、軸ガバナ制御器６では、軸負荷制御
指令をガバナ設定器６ａに入力する。

【００１３】また、ガバナ設定器６ａから出力される軸
ガバナ設定信号と軸速度測定信号との偏差を求めて、こ
の偏差信号を比例演算器６ｂに入力する。

【００１４】さらに、比例演算器６ｂから出力される軸
出力指令に、設定器６ｃに設定している無負荷定格速度
を維持するための燃料設定値を加算して、軸速度・負荷
制御指令とするように構成している。

【００１５】なお、ガバナ設定器６ａは、入力信号に応
じて出力を増減し、積分器と同じ動きをする。

【００１６】また、比例演算器６ｂは、ガバナ調定率の
ゲインが設定されており、５％調定率であれば、軸ガバ
ナ設定信号と速度との偏差が５％動くことにより、軸負
荷が１００％動くように設定している。

【００１７】すなわち、速度が１００％で安定している
場合、ガバナ設定器６ａが、１００％設定で軸速度・負
荷制御指令が無負荷定格速度の燃料指令になり、１０５
％設定で定格負荷燃料指令になるように構成している。

【００１８】図１９は、上記一軸型コンバインドサイク
ル発電プラントにおける、従来の蒸気タービン速度制御
装置の構成例を示すブロック図である。

【００１９】図１９において、ガバナ設定器６ａの出力
信号を、蒸気タ一ビン速度制御器１０に入力する。

【００２０】また、蒸気タ一ビン速度制御器１０から出
力される蒸気タービン速度制御信号と、スケジュール制
御器１１からの出力信号とを低値選択器１２に入力し、
低値選択器１２により選択された信号を、蒸気タ一ビン
加減弁流量指令とするように構成している。

【００２１】すなわち、蒸気タービン速度制御器１０で
は、軸ガバナ設定信号と設定器１０ａからの値とを加算
した信号と軸速度測定信号との偏差を、比例演算器１０
ｂに入力する。

【００２２】そして、比例演算器１０ｂから出力される
信号を、蒸気タービン速度制御信号とするように構成し
ている。

【００２３】なお、設定器１０ａは、２％程度の値が設
定されており、また比例演算器１０ｂには、５０倍程度
の値が設定されている。

【００２４】これにより、軸速度が軸ガバナ設定以上に
なると、蒸気タービン加減弁２ａを閉め始めて、軸速度
が軸ガバナ設定より２％高い値になると、蒸気タービン
加減弁２ａを全閉するように動作する。

【００２５】また、定格負荷では、軸速度が１０５％以
上になると、蒸気タービン加減弁２ａが閉まり始めて、
１０７％で全閉する。

【００２６】さて、以上のように構成された従来の軸負
荷制御装置および軸ガバナ制御装置においては、系統周
波数が安定している場合には、図示しない外部からの軸
負荷設定信号を増減させることにより、軸ガバナ設定を
増減することによって、ガスタービン１の燃料を増減さ
せている。

【００２７】そして、ガスタービン１の負荷を増減させ
ると同時に、ガスタービン１の排ガス温度および排ガス
流量を増減させて、排熱回収ボイラ４の入熱を増減させ
ている。

【００２８】これにより、蒸気エネルギーを増減させ
て、蒸気タービン２の負荷を増減させている。

【００２９】すなわち、ガスタービン１の負荷と蒸気タ
ービン２の負荷とを同時に制御している。

【００３０】なお、蒸気タービン加減弁２ａの動作は、
起動時は蒸気条件が成立したことで、スケジュール制御
により全閉から全開まで動作させており、また停止時は
所定負荷まで降下したことで、スケジュ一ル制御により
全開から全閉まで動作させている。

【００３１】すなわち、通常の負荷運転中では蒸気ター
ビン加減弁２ａは全開であり、蒸気タービン速度制御は
負荷遮断発生時等に軸速度が過速度になるのを制限する
ために蒸気タービン加減弁２ａを閉める。

【００３２】以上の説明のように、ガスタービン１のガ
バナ設定を軸の軸ガバナ設定信号として使用しており、
また蒸気タ一ビン加減弁２ａを軸ガバナ設定に関係なく
スケジュール制御で動作させている。

【００３３】一方、系統周波数が変動した場合、従来の
軸負荷制御装置では、系統周波数と定格周波数を設定し
ている設定器５ａからの出力との偏差が発生し、比例演
算器５ｂからガバナ動作によるガスタービン出力変動量
を軸負荷設定信号に加算することにより、軸負荷補正設
定信号と軸負荷測定信号との偏差が発生しないため、軸
負荷制御指令が増減しないで軸ガバナ制御器６が安定す
る。

【００３４】この場合、軸負荷補正設定信号の算出は、
系統周波数上昇時は、ガバナ動作で負荷を減少させるた
め、軸負荷設定信号に対してガスタービン出力変動分を
減少させて算出する。

【００３５】また、系統周波数低下時は、この逆でガス
タービン出力変動分を増加させて算出する。

【００３６】この周波数変動補償機能は、系統周波数変
動時にガバナ動作による負荷の変動が発生した場合に、
負荷設定との偏差が発生し、あたかも外部からの負荷設
定が増減したかのように、軸ガバナ設定信号を増減させ
てしまうのを防止させる機能である。

【００３７】すなわち、周波数変動補償機能を持たせて
いないと、ガバナ動作を打ち消してしまう方向に動作す
るため、系統運用上好ましくないことから、かかる機能
を持たせている。

【００３８】例えば、この周波数変動補償機能が無く
て、定格負荷運転中に何らかの原因で電力の需要に対し
て供給が多くなり、需要と供給のバランスが崩れて系統
周波数が上昇した場合、ガバナ動作で負荷、すなわち電
力供給を下げて、系統周波数を安定させるように動作す
る。

【００３９】しかしながら、外部からの負荷設定は変動
しないため、負荷制御の負荷設定に対して負荷実測信号
が低下した状態になり、軸ガバナ設定信号を増加させる
ように動作してしまう。

【００４０】そこで、このガバナ動作の逆動作を防止す
るために、ガバナ動作によるガスタービン出力変動量を
軸負荷設定信号に加算するようにしている。

【００４１】以下、従来の軸負荷制御装置に含まれる周
波数変動補償機能において生じる問題点について、図２
０を用いて詳細に説明する。

【００４２】なお、図２０は、従来のコンバインドサイ
クル軸負荷制御装置の動作例を示す図である。

【００４３】すなわち、従来の周波数変動補償機能で
は、ガスタービン１の出力しか補償していないことか
ら、系統周波数変動が継続して、蒸気タービン２の出力
が遅れて変動してきた場合に、軸負荷測定信号の変動量
に対して軸負荷補正設定信号の補正量が少ない。

【００４４】このため、軸負荷制御指令が変動し、軸ガ
バナ設定信号を誤ってガバナ動作の逆に変動させてしま
うという問題がある。

【００４５】また、最近のガスタービンは、低ＮＯｘ化
のために予混合燃焼を行なっているが、この予混合燃焼
では安定燃焼のための運用負荷帯が狭くなっており、系
統周波数の上昇が大きい場合に、ガバナ動作により安定
燃焼の負荷帯を逸脱してしまうという問題がある。

【００４６】すなわち、この場合、安定燃焼の負荷帯
は、例えば６０％〜１００％負荷の範囲であり、５％調
定率のガバナであれば、２％の周波数変動で４０％の負
荷を変動させるため、１００％負荷運転中に周波数が２
％以上上昇すれば、安定燃焼の負荷帯を逸脱することに
なる。

【００４７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
コンバインドサイクル制御装置においては、系統周波数
の変動が継続して蒸気タービン出力が変動した場合に、
軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に動作させてしまう
という問題があった。

【００４８】また、系統周波数の上昇が大きい場合に、
ガスタービンの安定燃焼の負荷帯を逸脱してしまうとい
う問題があった。

【００４９】本発明の第１の目的は、系統周波数の変動
が継続して蒸気タービン出力が変動した場合において
も、軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に動作させるの
を防止して、系統運用を安定させることが可能なコンバ
インドサイクル制御装置を提供することにある。

【００５０】また、本発明の第２の目的は、系統周波数
の上昇が大きい場合においても、ガスタービンの安定燃
焼の負荷帯を維持し、かつガバナ動作量を所定量に維持
することが可能なコンバインドサイクル制御装置を提供
することにある。

【００５１】さらに、本発明の第３の目的は、系統周波
数の上昇が大きい場合においても、ガスタービンの安定
燃焼の負荷帯を維持し、かつガバナ動作量を所定量に維
持することが可能なガスタービン制御装置を提供するこ
とにある。

【００５２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、ガスタービン、蒸気タービン、発電機を一軸
上に配置し、ガスタービンの排熱を排熱回収ボイラで蒸
気エネルギーに変換して、蒸気タービンのトルクを発生
させるように構成された一軸型コンバインドサイクル発
電プラントの軸負荷制御装置において、請求項１の発明
では、系統周波数の変動によるガスタービンの出力変動
量を算出する手段と、系統周波数の変動による蒸気ター
ビンの出力変動量を算出する手段と、ガスタービン出力
変動量と蒸気タービン出力変動量とを加算して総合変動
量を得、当該総合変動量により軸負荷設定信号を補正す
る手段とを備えている。

【００５３】従って、請求項１の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、ガスタービン燃料変動後遅
れて変動する蒸気タービン出力を算出して、ガスタービ
ン出力変動量との総合変動量で軸負荷設定信号を補正す
ることにより、系統周波数変動が継続した場合にも、軸
負荷測定信号と軸負荷設定信号とが一致するため、系統
周波数変動によるガバナ動作を逆動作させることが無く
なる。

【００５４】これにより、系統運用を安定させることが
できる。

【００５５】また、請求項２の発明では、軸ガバナ設定
信号またはこれ相当の信号に基づいて、系統が安定して
いる時の軸仮想負荷を算出する手段と、軸仮想負荷と軸
負荷測定信号との偏差を得、当該偏差により軸負荷設定
信号を補正する手段とを備えている。

【００５６】従って、請求項２の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、軸ガバナ設定信号もしくは
相当信号から、系統周波数が安定している時の軸仮想負
荷を算出し、この軸仮想負荷と軸負荷測定信号との偏差
から、ガバナ動作による軸負荷の変動量を算出して、軸
負荷設定信号を補正することにより、系統周波数変動が
継続した場合にも、軸負荷測定信号と軸負荷設定信号と
が一致するため、系統周波数変動によるガバナ動作を逆
動作させることが無くなる。

【００５７】これにより、系統運用を安定させることが
できる。

【００５８】さらに、請求項３の発明では、軸ガバナ設
定信号またはこれ相当の信号に基づいて、系統が安定し
ている時の軸仮想負荷を算出する手段と、軸仮想負荷と
軸負荷測定信号とを入力し、系統周波数の安定中は軸負
荷測定信号と軸負荷設定信号との偏差に基づく軸負荷フ
ィードバック制御を、また系統周波数変動中は軸仮想負
荷と軸負荷設定信号との偏差に基づく軸仮想負荷フィー
ドバック制御を行なうように切換える切換手段とを備え
ている。

【００５９】従って、請求項３の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、軸ガバナ設定信号もしくは
相当信号から、系統周波数が安定している時の軸仮想負
荷を算出し、系統周波数が変動している時には、軸仮想
負荷フィードバック制御を行なうことにより、系統周波
数変動による軸負荷の変動を無視して、軸負荷設定信号
に追従して軸ガバナ設定信号を制御できるため、系統周
波数変動によるガバナ動作を逆動作させることが無くな
る。

【００６０】これにより、系統運用を安定させることが
できる。

【００６１】一方、上記第２の目的を達成するために、
ガスタービン、蒸気タービン、発電機を一軸上に配置
し、ガスタービンの排熱を排熱回収ボイラで蒸気エネル
ギーに変換して、蒸気タービンのトルクを発生させるよ
うに構成された一軸型コンバインドサイクル発電プラン
トの軸ガバナ制御装置において、請求項４の発明では、
ガスタービンの燃料指令の下限値によりガスタービン燃
料指令の下限を制限する手段と、制限されたガスタービ
ン燃料指令と軸ガバナ指令との偏差に基づいて、蒸気タ
ービン蒸気流量指令を減少させる手段とを備えている。

【００６２】従って、請求項４の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、系統周波数上昇時にガスタ
ービン燃料指令の下限を制限することにより、ガスタ一
ビン安定燃焼の負荷帯を維持することができる。

【００６３】また、ガバナ動作によるガスタ一ビン燃料
減動作が下限値で制限された時に、蒸気タ一ビン側の出
力を減少させることにより、ガバナ動作による軸出力の
減少を所定量に維持することができる。

【００６４】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【００６５】また、請求項５の発明では、上記請求項４
の発明のコンバインドサイクル制御装置において、ガス
タービン燃料指令の変動による蒸気タービンの出力変動
の遅れを、ガスタービン燃料指令で補正する手段を付加
している。

【００６６】従って、請求項５の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、ガバナ動作によるガスター
ビン燃料減動作が下限値で制限された時に、制限された
出力減少量を蒸気タービン側の出力を減少させた場合に
おいて、系統周波数の上昇が継続した場合に、ガスター
ビン燃料減少に伴なう蒸気タービン出力の減少が発生す
る。そして、この蒸気タービン出力の減少量をガスター
ビン出力を上昇させることで補正する、すなわちガスタ
ービン燃料指令の変動による蒸気タービンの出力変動の
遅れをガスタービン側で吸収することにより、ガバナ動
作による軸出力変動量を所定量に維持することができ
る。

【００６７】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【００６８】さらに、請求項６の発明では、上記請求項
４の発明のコンバインドサイクル制御装置において、ガ
スタービン燃料指令の変動による蒸気タービンの出力変
動の遅れを、蒸気タービン蒸気流量指令で補正する手段
を付加している。

【００６９】従って、請求項６の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、ガバナ動作によるガスター
ビン燃料減動作が下限値で制限された時に、制限された
出力減少量を蒸気タービン側の出力を減少させた場合に
おいて、系統周波数の上昇が継続した場合に、ガスター
ビン燃料減少に伴なう蒸気タービン出力の減少が発生す
る。そして、この蒸気タービン出力の減少量を蒸気ター
ビン流量指令を増加させることで補正する、すなわちガ
スタービン燃料指令の変動による蒸気タービンの出力変
動の遅れを蒸気タービン側で吸収することにより、蒸気
タービン出力を上昇させて、ガバナ動作による軸出力変
動量を所定量に維持することができる。

【００７０】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【００７１】さらにまた、請求項７の発明では、軸ガバ
ナ動作指令により蒸気タービン蒸気流量指令を優先的に
変動させる手段と、変動された蒸気タービン蒸気流量指
令と軸ガバナ指令との偏差に基づいて、ガスタービン燃
料指令を減少させる手段とを備えている。

【００７２】従って、請求項７の発明のコンバインドサ
イクル制御装置においては、系統周波数上昇時に、まず
蒸気タービン出力を減少させ、蒸気タ一ビン加減弁が全
閉になると、ガスタービン側の出力を減少させることに
より、ガスタ一ビンの燃料指令を減少させるのを系統周
波数上昇の大きい時に限定することができ、ガスタービ
ンの安定燃焼を維持することができ、かつガバナ動作を
所定量に維持することができる。

【００７３】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【００７４】一方、上記第３の目的を達成するために、
請求項８の発明では、ガスタービンを複数台設けて構成
された系列プラントの軸ガバナ制御装置において、ガス
タービンの燃料指令の下限値により各軸のガスタービン
燃料指令の下限を制限する手段と、制限されたガスター
ビン燃料指令と所定軸のガバナ指令との偏差に基づい
て、他の軸のガスタービン燃料指令を減少させる手段と
を備えている。

【００７５】従って、請求項８の発明のガスタービン制
御装置においては、系統周波数上昇時に、各軸のガスタ
ービン燃料指令の下限を制限することにより、各軸のガ
スタービンの安定燃焼の負荷帯を維持することができ
る。

【００７６】また、所定軸でガバナ動作によるガスター
ビン燃料減動作が下限値で制限された時に、他の軸のガ
スタービン出力を減少させることにより、ガバナ動作に
よる軸出力の減少を系列として所定量に維持することが
できる。

【００７７】これにより、ガスタービンを複数台設けて
構成された系列プラントの安定運転と系統運用の安定の
両方を同時に満足させることができる。

【００７８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００７９】（第１の実施の形態：請求項１対応）図１
は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装置
の構成例を示すブロック図であり、前記図１８と同一部
分または相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００８０】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、前述した図１８の従来の装置と異なる点
は、系統周波数と定格周波数を設定している設定器５ａ
からの出力との偏差を、比例演算器５ｂに入力すると共
に、比例演算器５ｃに入力してガバナ動作によるＳＴ出
力変動目標量を算出し、排熱回収ボイラ４の遅れ時間を
設定した一次遅れ演算器５ｄに入力し、さらに一次遅れ
演算器５ｄから出力される蒸気タービン２の出力変動量
と、比例演算器５ｂから出力されるガスタービン１の出
力変動量とを加算して、総合変動量である周波数変動補
償信号を求め、この周波数変動補償信号により軸負荷設
定信号を補正するようにした点である。

【００８１】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、系統周波数の変動によるガスター
ビン１の出力変動量を算出すると共に、系統周波数の変
動による蒸気タービンの出力変動量を算出し、これらガ
スタービン出力変動量と蒸気タービン出力変動量とを加
算して総合変動量を得、この総合変動量により軸負荷設
定信号を補正する構成としている。

【００８２】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数が変動した時に、ガバナ動作による蒸気タービン２の
出力変動量を算出することができる。そして、ガバナ動
作によるガスタービン１の出力変動量と、蒸気タービン
２の出力変動量とを加算して得られる周波数変動補償信
号で軸負荷設定信号を補正することにより、軸負荷測定
信号との偏差が無くなり、軸ガバナ設定信号を逆動作さ
せることが無くなる。

【００８３】図２は、この場合における周波数変動補償
の動作例を示す時間特性図である。

【００８４】図２に示すように、系統周波数変動に対し
てガスタービン１の出力は瞬時に変動し、蒸気タービン
２の出力は遅れて変動する。よって、この両者を加算し
た信号を周波数変動補償信号にすることにより、ガバナ
動作による軸負荷測定信号の変動に合わせるように、軸
負荷設定信号の補正を行なうことができる。

【００８５】このようにして、ガバナ動作の逆動作を無
くし、系統運用を安定に行なうことができる。

【００８６】なお、排熱回収ボイラ４の特性（容量等に
より決まる）によっては、一次遅れ演算器５ｄの時定数
を蒸気圧力等で補正してもよい。

【００８７】また、一次遅れ演算器５ｄの代わりに、二
次遅れ演算器を使用したり、あるいは一次遅れ演算器５
ｄの前に無駄時間演算器を追加して、蒸気タービン２の
出力変動量の算出精度をさらに高めることが考えられ
る。

【００８８】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、ガスタービン燃料変動後遅
れて変動する蒸気タービン２の出力を算出して、ガスタ
ービン１の出力変動量との総合変動量で軸負荷設定信号
を補正するようにしているので、負荷運転中に系統周波
数変動が継続して蒸気タービン２の出力が変動した場合
にも、軸負荷測定信号と軸負荷設定信号とが一致するた
め、軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に動作させるの
を防止し、すなわち系統周波数変動によるガバナ動作を
逆動作させることが無くなり、これにより系統運用を安
定させることが可能となる。

【００８９】また、従来の装置に比べて、比例演算器５
ｃ、一次遅れ演算器５ｄ、および加算手段を付加した構
成とするだけでよいため、構成を複雑とすることなく、
既設の装置に容易に適用することが可能となる。

【００９０】（第２の実施の形態：請求項２対応）図３
は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装置
の構成例を示すブロック図であり、前記図１８と同一部
分または相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００９１】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、前述した図１８の従来の装置と異なる点
は、系統周波数の入力と、定格周波数を設定している設
定器５ａおよび比例演算器５ｂをそれぞれ省略した点、
およびガバナ設定器６ａから出力される軸ガバナ設定信
号もしくはこれに相当する信号を関数発生器５ｅに入力
して、系統が安定している時の軸仮想負荷を算出し、こ
の軸仮想負荷と軸負荷測定信号との偏差を周波数変動補
償信号として、軸負荷設定信号と加算して軸負荷補正設
定信号を算出し、さらにこの軸負荷補正設定信号と軸負
荷測定信号との偏差を軸負荷制御指令として、軸ガバナ
設定器６へ出力するようにした点である。

【００９２】図４は、上記関数発生器５ｅの設定の一例
として、調定率５％の時の設定を示す特性図である。

【００９３】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、軸ガバナ設定信号またはこれ相当
の信号に基づいて、系統が安定している時の軸仮想負荷
を算出し、この軸仮想負荷と軸負荷測定信号との偏差を
得、この偏差により軸負荷設定信号を補正する構成とし
ている。

【００９４】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、軸ガバナ
設定信号もしくは相当信号から、系統が安定している時
の軸仮想負荷を算出することができる。そして、系統周
波数が変動した時に、この軸仮想負荷と軸負荷測定信号
との偏差から、系統周波数変動時の軸ガバナ動作による
軸負荷の変動量を算出して軸負荷補正設定信号を補正す
ることにより、系統周波数変動が継続した場合にも、軸
負荷補正設定信号と軸負荷測定信号との偏差が無くな
り、軸ガバナ設定信号を逆動作させることがなくなる。

【００９５】図５は、この場合における周波数変動補償
の動作例を示す時間特性図である。

【００９６】図５に示すように、軸負荷補正設定信号を
軸負荷の変動量だけ補正することにより、軸負荷測定信
号との偏差が無くなり、軸ガバナ設定信号の変動をなく
すことができる。

【００９７】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、軸ガバナ設定信号もしくは
相当信号から、系統周波数が安定している時の軸仮想負
荷を算出し、この軸仮想負荷と軸負荷測定信号との偏差
から、ガバナ動作による軸負荷の変動量を算出して、軸
負荷設定信号を補正するようにしているので、負荷運転
中に系統周波数変動が継続して蒸気タービン２の出力が
変動した場合にも、軸負荷測定信号と軸負荷設定信号と
が一致するため、軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に
動作させるのを防止し、すなわち系統周波数変動による
ガバナ動作を逆動作させることが無くなり、これにより
系統運用を安定させることが可能となる。

【００９８】また、従来の装置に比べて、関数発生器５
ｅ、および幾つかの加算手段のみで構成するだけでよい
ため、極めて簡単な構成とすることが可能となる。

【００９９】（第３の実施の形態：請求項３対応）図６
は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装置
の構成例を示すブロック図であり、前記図１８と同一部
分または相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０１００】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、前述した図１８の従来の装置と異なる点
は、系統周波数の入力と、定格周波数を設定している設
定器５ａおよび比例演算器５ｂをそれぞれ省略した点、
およびガバナ設定器６ａから出力される軸ガバナ設定信
号もしくはこれに相当する信号を関数発生器５ｅに入力
して、系統が安定している時の軸仮想負荷を算出し、さ
らにこの軸仮想負荷と軸負荷測定信号とを信号切換器５
ｆに入力し、系統周波数安定中は軸負荷測定信号を、系
統周波数変動中は軸仮想負荷をそれぞれ出力して、軸負
荷設定信号との偏差に基づくフィードバック制御指令を
軸負荷制御指令として、軸ガバナ設定器６へ出力するよ
うにした点である。

【０１０１】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、軸ガバナ設定信号またはこれ相当
の信号に基づいて、系統が安定している時の軸仮想負荷
を算出し、この軸仮想負荷と軸負荷測定信号とを入力
し、系統周波数の安定中は軸負荷測定信号と軸負荷設定
信号との偏差に基づく軸負荷フィードバック制御を、ま
た系統周波数変動中は軸仮想負荷と軸負荷設定信号との
偏差に基づく軸仮想負荷フィードバック制御を行なう構
成としている。

【０１０２】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数が変動した時には、軸負荷フィードバック制御から、
蒸気タービン出力変動の遅れの影響を受けない系統周波
数が安定している時の軸仮想負荷をフィードバックとす
る制御に切換えることができるため、軸ガバナ設定信号
を逆動作させることが無くなる。

【０１０３】図７は、この場合における周波数変動補償
の動作例を示す時間特性図である。

【０１０４】図７に示すように、系統周波数変動時は、
軸負荷設定信号が軸仮想負荷との偏差が無いために、軸
ガバナ設定信号の変動をなくすことができる。

【０１０５】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、軸ガバナ設定信号もしくは
相当信号から、系統周波数が安定している時の軸仮想負
荷を算出し、系統周波数が変動している時には、軸仮想
負荷フィードバック制御を行なうようにしているので、
系統周波数変動による軸負荷の変動を無視して、軸負荷
設定信号に追従して軸ガバナ設定信号を制御できるた
め、軸ガバナ設定信号をガバナ動作の逆に動作させるの
を防止し、すなわち系統周波数変動によるガバナ動作を
逆動作させることが無くなり、これにより系統運用を安
定させることが可能となる。

【０１０６】また、従来の装置に比べて、関数発生器５
ｅ、信号切換器５ｆ、および加算手段のみで構成するだ
けでよいため、極めて簡単な構成とすることが可能とな
る。

【０１０７】（第４の実施の形態：請求項４対応）図８
は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装置
の構成例を示すブロック図であり、前記図１８および図
１９と同一部分または相当部分には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【０１０８】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、まず、前述した図１８の従来の装置と異
なる点は、設定器６ｃからの出力と比例演算器６ｂから
の出力とを加算した信号の下限を制限する（例えば、ガ
スタービン１の最大出力の７０％以下とならないように
制限する）下限制限器６ｄを付加し、この下限制限器６
ｄからの出力信号を軸速度・負荷制御指令とした点、お
よび下限制限器６ｄの入力信号からその出力信号を減算
したガスタービン燃料制限信号を、蒸気タービン速度制
御器１０に出力するようにした点である。

【０１０９】また、前述した図１９の従来の装置と異な
る点は、蒸気タービン速度制御器１０に上記ガスタービ
ン燃料制限信号を入力し、ガスタービン燃料指令を蒸気
タービン流量指令に出力レベルで等価変換する比例演算
器１０ｃを通した信号を、比例演算器１０ｂからの出力
信号に加算し、この加算信号を蒸気タービン速度制御信
号とするようにした点である。

【０１１０】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、ガスタービン燃料指令の下限値に
よりガスタービン燃料指令の下限を制限し、この制限さ
れたガスタービン燃料指令と軸ガバナ指令との偏差に基
づいて、蒸気タービン蒸気流量指令を減少させる構成と
している。

【０１１１】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数上昇が大きく、ガバナ動作によるガスタービン燃料減
指令が大きい場合にも、下限制限器６ｄによりガスター
ビン１の安定燃焼のための最低燃料を維持することがで
きる。

【０１１２】また、ガバナ動作によるガスタービン１の
燃料減動作が、下限制限器６ｄで制限された時には、こ
の制限された出力減少量、すなわちガスタービン燃料制
限信号を、蒸気タービン速度制御器１０に入力して、蒸
気タービン２の蒸気流量を減少させる。

【０１１３】すなわち、ガスタービン１の出力の減少制
限量を蒸気タービン２側で出力減少させることにより、
ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持すること
ができる。

【０１１４】なお、下限制限器６ｄは、軸負荷測定信号
が所定の値以上になったことで動作させ、所定の値以下
になったことで動作を停止させる。

【０１１５】すなわち、起動・停止中は、下限制限動作
を停止させて、下限制限器６ｄの入力信号と出力信号と
が一致するようにする。

【０１１６】図９は、この場合におけるガバナ指令の動
作例を示す時間特性図である。

【０１１７】図９に示すように、系統周波数上昇時のガ
バナ動作によるガスタービン１の出力減少指令が制限さ
れた時に、蒸気タービン２の出力を減少させることによ
り、軸出力としてガバナ動作量を所定量にすることがで
きる。

【０１１８】このようにして、系統周波数上昇時にガス
タービン１の安定燃焼の負荷帯を維持することができる
と共に、ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持
することができる。

【０１１９】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、系統周波数上昇時に、ガス
タービン燃料指令の下限を制限するようにしているの
で、ガスタ一ビン１の安定燃焼の負荷帯を維持すること
が可能となる。

【０１２０】また、ガバナ動作によるガスタ一ビン１の
燃料減動作が下限値で制限された時に、蒸気タ一ビン２
側の出力を減少させるようにしているので、ガバナ動作
による軸出力の減少を所定量に維持することが可能とな
る。

【０１２１】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１２２】（第５の実施の形態：請求項５対応）図１
０は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装
置の構成例を示すブロック図であり、前記図１８および
図１９と同一部分または相当部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。

【０１２３】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、まず、前述した図１８の従来の装置と異
なる点は、設定器６ｃからの出力と比例演算器６ｂから
の出力とを加算した信号に、比例演算器６ｂからの出力
と軸負荷測定信号をガスタ一ビン燃料指令に出力レベル
で等価変換する比例演算器６ｅからの出力との偏差を、
ガスタービン燃料指令補正信号として加算した信号の下
限を制限する下限制限器６ｄを付加し、この下限制限器
６ｄからの出力信号を軸速度・負荷制御指令とした点、
および下限制限器６ｄの入力信号からその出力信号を減
算したガスタービン燃料制限信号を、蒸気タービン速度
制御器１０に出力するようにした点である。

【０１２４】また、前述した図１９の従来の装置と異な
る点は、蒸気タービン速度制御器１０に上記ガスタービ
ン燃料制限信号を入力し、ガスタービン燃料指令を蒸気
タービン流量指令に出力レベルで等価変換する比例演算
器１０ｃを通した信号を、比例演算器１０ｂからの出力
信号に加算し、この加算信号を蒸気タービン速度制御信
号とするようにした点である。

【０１２５】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、前述した図８の第４の実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置における、ガスタービ
ン燃料指令の変動による蒸気タービン２の出力変動の遅
れを、ガスタービン燃料指令で補正する構成としてい
る。

【０１２６】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数上昇が大きく、ガバナ動作によるガスタービン燃料減
指令が大きい場合にも、下限制限器６ｄによりガスター
ビン１の安定燃焼のための最低燃料を維持することがで
きる。

【０１２７】また、ガバナ動作によるガスタービン１の
燃料減動作が、下限制限器６ｄで制限された時には、こ
の制限された出力減少量、すなわちガスタービン燃料制
限信号を、蒸気タービン速度制御器１０に入力して、蒸
気タービン２の蒸気流量を減少させる。

【０１２８】すなわち、ガスタービン１の出力の減少制
限量を蒸気タービン２側で出力減少させることにより、
ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持すること
ができる。

【０１２９】また、前述した第４の実施の形態のコンバ
インドサイクル制御装置では、系統周波数の上昇が継続
した時に、ガスタービン燃料指令の変動による蒸気ター
ビン２の出力変動の遅れを補償することができない。

【０１３０】この点、本実施の形態では、軸負荷測定信
号に相当するガスタービン燃料指令を算出し、このガス
タービン燃料指令と軸出力指令との偏差を下限制限器６
ｄの入力に加算していることにより、ガスタービン燃料
指令変動による蒸気タービン２の出力変動を、ガスター
ビン１の出力を上昇させることで補正する、すなわちガ
スタービン燃料指令の変動による蒸気タービン２の出力
変動の遅れをガスタービン１側で吸収することにより、
ガバナ動作による軸出力変動量を所定量に維持すること
ができる。

【０１３１】なお、下限制限器６ｄは、軸負荷測定信号
が所定の値以上となったことで動作させ、所定の値以下
になったことで動作を停止させる。

【０１３２】すなわち、起動・停止中は、下限制限動作
を停止させて、下限制限器６ｄの入力信号と出力信号と
が一致するようにする。

【０１３３】図１１は、この場合におけるガバナ指令の
動作例を示す時間特性図である。

【０１３４】図１１に示すように、系統周波数上昇時の
ガバナ動作によるガスタービン１の出力減少指令が制限
された時に、蒸気タービン２の出力を減少させることに
より、軸出力としてガバナ動作量を所定量にすることが
できる。

【０１３５】また、系統周波数上昇が継続した時に、ガ
スタービン１の出力減少に伴なって蒸気タービン２の出
力が減少するが、この蒸気タ一ビン２の出力の減少量
を、ガスタービン燃料指令を増加させて軸出力が所定量
を維持するように補正する。

【０１３６】このようにして、系統周波数上昇時にガス
タービン１の安定燃焼の負荷帯を維持することができる
と共に、ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持
することができる。

【０１３７】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、ガバナ動作によるガスター
ビン１の燃料減動作が下限値で制限された時に、制限さ
れた出力減少量を蒸気タービン２側の出力を減少させた
場合において、系統周波数の上昇が継続した場合に、ガ
スタービン１の燃料減少に伴なう蒸気タービン２の出力
の減少が発生するが、この蒸気タービン２の出力の減少
量をガスタービン１の出力を上昇させることで補正する
ようにしているので、ガバナ動作による軸出力変動量を
所定量に維持することがことが可能となる。

【０１３８】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１３９】（第６の実施の形態：請求項６対応）図１
２は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装
置の構成例を示すブロック図であり、前記図１８および
図１９と同一部分または相当部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。

【０１４０】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、まず、前述した図１８の従来の装置と異
なる点は、設定器６ｃからの出力と比例演算器６ｂから
の出力とを加算した信号の下限を制限する下限制限器６
ｄを付加し、この下限制限器６ｄからの出力信号を軸速
度・負荷制御指令とした点、および軸負荷測定信号をガ
スタービン燃料指令に出力レベルで等価変換する比例演
算器６ｅからの出力と比例演算器６ｂからの出力との偏
差を蒸気タービン蒸気流量指令補正信号として、下限制
限器６ｄの入力信号からその出力信号を減算した信号に
加算し、この加算信号であるガスタービン燃料制限信号
を、蒸気タービン速度制御器１０に出力するようにした
点である。

【０１４１】また、前述した図１９の従来の装置と異な
る点は、蒸気タービン速度制御器１０に上記ガスタービ
ン燃料制限信号を入力し、ガスタ一ビン燃料指令を蒸気
タービン流量指令に出力レベルで等価変換する比例演算
器１０ｃを通した信号を、比例演算器１０ｂの出力信号
から加算し、この信号を蒸気タービン速度制御信号とす
るようにした点である。

【０１４２】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、前述した図８の第４の実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置における、ガスタービ
ン燃料指令の変動による蒸気タービン２の出力変動の遅
れを、蒸気タービン蒸気流量指令で補正する構成として
いる。

【０１４３】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数上昇が大きく、ガバナ動作によるガスタービン燃料減
指令が大きい場合にも、下限制限器６ｄによりガスター
ビン１の安定燃焼のための最低燃料を維持することがで
きる。

【０１４４】また、ガバナ動作によるガスタービン１の
燃料減動作が、下限制限器６ｄで制限された時には、こ
の制限された出力減少量、すなわちガスタービン燃料制
限信号を、蒸気タービン速度制御器１０に入力して、蒸
気タービン２の蒸気流量を減少させる。

【０１４５】すなわち、ガスタービン１の出力の減少制
限量を蒸気タービン２側で出力減少させることにより、
ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持できる。

【０１４６】また、前述した第４の実施の形態のコンバ
インドサイクル制御装置では、系統周波数の上昇が継続
した時に、ガスタービン燃料指令の変動による蒸気ター
ビン２の出力変動の遅れを補償することができない。

【０１４７】この点、本実施の形態では、軸負荷測定信
号に相当するガスタービン燃料指令を算出し、このガス
タービン燃料指令と軸出力指令との偏差をガスタービン
燃料制限信号に加算していることにより、ガスタービン
燃料指令変動による蒸気タービン２の出力変動を、ＳＴ
出力を上昇させることで補正する、すなわちガスタービ
ン燃料指令の変動による蒸気タービン２の出力変動の遅
れを蒸気タービン２側で吸収することにより、蒸気ター
ビン２出力を上昇させて、ガバナ動作による軸出力変動
量を所定量に維持することができる。

【０１４８】なお、下限制限器６ｄは、軸負荷測定信号
が所定の値以上になったことで動作させ、所定の値以下
になったことで動作を停止させる。

【０１４９】すなわち、起動・停止中は、下限制限動作
を停止させて、下限制限器６ｄの入力信号と出力信号と
が一致するようにする。

【０１５０】図１１は、この場合におけるガバナ指令の
動作例を示す時間特性図である。

【０１５１】図１１に示すように、系統周波数上昇時の
ガバナ動作によるガスタービン１の出力減少指令が制限
された時に、蒸気タービン２の出力を減少させることに
より、軸出力としてガバナ動作量を所定量にすることが
できる。

【０１５２】また、系統周波数上昇が継続した時に、ガ
スタービン１の出力減少に伴なって蒸気タービン２の出
力が減少するが、この蒸気タ一ビン２の出力の減少量
を、ガスタービン燃料指令を増加させて軸出力が所定量
を維持するように補正する。

【０１５３】このようにして、系統周波数上昇時にガス
タービン１の安定燃焼の負荷帯を維持することができる
と共に、ガバナ動作による軸出力の減少を所定量に維持
することができる。

【０１５４】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、ガバナ動作によるガスター
ビン１の燃料減動作が下限値で制限された時に、制限さ
れた出力減少量を蒸気タービン２側の出力を減少させた
場合において、系統周波数の上昇が継続した場合に、ガ
スタービン１の燃料減少に伴なう蒸気タービン２の出力
の減少が発生するが、この蒸気タービン２の出力の減少
量を蒸気タービン２の蒸気流量指令を増加させることで
補正するようにしているので、ガバナ動作による軸出力
変動量を所定量に維持することがことが可能となる。

【０１５５】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１５６】（第７の実施の形態：請求項７対応）図１
３は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装
置の構成例を示すブロック図であり、前記図１８および
図１９と同一部分または相当部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。

【０１５７】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、まず、前述した図１８の従来の装置と異
なる点は、ガバナ設定器６ａから出力される軸ガバナ設
定信号と定格軸速度を設定している設定器６ｆからの出
力との偏差と、後述する蒸気タービン速度制御制限信号
をガスタービン燃料指令に出力レベルで等価変換する関
数発生器６ｇからの出力とを加算してガスタービン燃料
指令補正信号を算出し、このガスタービン燃料指令補正
信号、および軸ガバナ設定信号と軸速度測定信号との偏
差を信号切換器６ｈに入力し、系統周波数安定中は軸ガ
バナ設定信号と軸速度測定信号との偏差を、また系統周
波数変動中はガスタービン燃料指令補正信号を、比例演
算器６ｂに入力するようにした点である。

【０１５８】また、前述した図１９の従来の装置と異な
る点は、設定器１０ａを省略した点、および比例演算器
１０ｂからの出力信号の下限を制限（蒸気タービン加減
弁全閉位置に相当する値を設定している）する下限制限
器１０ｄを付加し、この下限制限器１０ｄからの出力信
号を蒸気タービン速度制御信号とし、下限制限器１０ｄ
の入力信号からその出力信号を減算した蒸気タービン速
度制御制限信号を、軸ガバナ制御器６に出力するように
した点である。

【０１５９】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、軸ガバナ動作指令により蒸気ター
ビン蒸気流量指令を優先的に変動させ、この変動された
蒸気タービン蒸気流量指令と軸ガバナ指令との偏差に基
づいて、ガスタービン燃料指令を減少させる構成として
いる。

【０１６０】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、系統周波
数が変動した時には、蒸気タービン蒸気流量指令が優先
的に変動し、蒸気タービン加減弁２ａが全閉した後にガ
スタービン燃料指令を変動させることになる。

【０１６１】これにより、周波数変動が小さい時には、
ガスタービン１の負荷を変動させることなく、系統運用
を安定させることができる。

【０１６２】また、周波数変動が大きい時にも、ガスタ
ービン１の安定燃焼を維持することができ、かつガバナ
動作を所定量に維持することができる。

【０１６３】なお、比例演算器１０ｂの設定は、５％調
定率となる値に変更する。

【０１６４】図１４は、この場合におけるガバナ指令の
動作例を示す時間特性図である。

【０１６５】図１４に示すように、系統周波数変動時に
は、蒸気タービン蒸気流量指令が優先的に変動し、蒸気
タービン加減弁２ａ全閉後にガスタービン燃料指令を変
動させることにより、ガスタービン１の安定燃焼を維持
することができ、かつガバナ動作を所定量に維持するこ
とができる。

【０１６６】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、系統周波数上昇時に、まず
蒸気タービン２の出力を減少させ、蒸気タ一ビン加減弁
２ａが全閉になると、ガスタービン１側の出力を減少さ
せるようにしているので、ガスタ一ビン１の燃料指令を
減少させるのを系統周波数上昇の大きい時に限定するこ
とができ、ガスタービン１の安定燃焼を維持することが
でき、かつガバナ動作を所定量に維持することが可能と
なる。

【０１６７】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１６８】（第８の実施の形態：請求項８対応）図１
５は、本実施の形態によるコンバインドサイクル制御装
置の構成例を示すブロック図であり、前記図１８と同一
部分または相当部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０１６９】なお、図１５中の６Ａ〜６Ｄは、それぞれ
コンバインドサイクルＡ〜Ｄ軸に対応して設けられてい
る軸ガバナ制御器を示すものである。

【０１７０】また、各軸ガバナ制御器６Ａ〜６Ｄの構成
は同一であるので、ここでは一例として軸ガバナ制御器
６Ａについてのみ説明し、他の軸ガバナ制御器６Ｂ〜６
Ｄの説明については、軸ガバナ制御器６Ａと同様である
ためその説明を省略する。

【０１７１】本実施の形態のコンバインドサイクル制御
装置において、前述した図１８の従来の装置と異なる点
は、コンバインドサイクルを複数台（本例では４台）設
けた系列プラントであり、軸ガバナ制御器が６Ａ〜６Ｄ
の４台ある点、それぞれの軸ガバナ制御器６Ａ〜６Ｄ
に、設定器６ｃＡからの出力と比例演算器６ｂＡからの
出力とを加算した信号と、他の軸からの燃料制限信号を
加算した信号の下限を制限する下限制限器６ｄＡを付加
し、この下限制限器６ｄＡからの出力信号を軸速度・負
荷制御指令とした点、および下限制限器６ｄＡの入力信
号からその出力信号を減算したガスタービン燃料制限信
号を、他の軸ガバナ制御器６Ｂに出力するようにした点
である。

【０１７２】すなわち、本実施の形態のコンバインドサ
イクル制御装置では、ガスタービン１の燃料指令の下限
値により各軸Ａ〜Ｄのガスタービン燃料指令の下限を制
限し、この制限されたガスタービン燃料指令と所定軸の
ガバナ指令との偏差に基づいて、他の軸のガスタービン
燃料指令を減少させる構成としている。

【０１７３】次に、以上のように構成した本実施の形態
のコンバインドサイクル制御装置においては、複数台設
けた軸ガバナ制御器６に番号を付けて、ガスタービン燃
料制限信号を番号順に渡すようにし、最終番号のガスタ
ービン燃料制限信号は先頭番号に渡すようにする。

【０１７４】例えば、軸ガバナ制御器６を６Ａ〜６Ｄの
４台設けた系列プラントで、最低安定負荷が６０％のガ
スタービン１である場合で、Ａ軸が１００％で運転して
おり、Ｂ軸が７０％、Ｃ軸が７５％、Ｄ軸が９０％でそ
れぞれ運転している時に、系統周波数が１％上昇し、軸
ガバナ動作で各軸Ａ〜Ｄの負荷を２０％低下させるよう
に動作した場合の状況は、次のようになる。

【０１７５】図１６は、この場合における各軸Ａ〜Ｄの
ガバナ指令の動作例を示す時間特性図である。

【０１７６】図１６に示すように、Ｂ軸が７０％負荷か
ら最低負荷の６０％まで１０％負荷低下するが、許容で
きない残り１０％の負荷制限信号ＬＢをＣ軸に渡す。

【０１７７】Ｃ軸は、自系のガバナ動作と合わせて３０
％の負荷低下を要求されることになるが、１５％しか負
荷を低下できないため、許容できない残り１５％の負荷
制限信号ＬＣをＤ軸に渡す。

【０１７８】Ｄ軸は、自系のガバナ動作と合わせて３５
％の負荷低下を要求されることになるが、３０％しか負
荷を低下できないため、許容できない残り５％の負荷制
限信号ＬＤをＡ軸に渡す。

【０１７９】Ａ軸は、自系のガバナ動作と合わせて２５
％の負荷低下を行なう。

【０１８０】なお、図１６では、表現を簡略化するため
に、自系ガバナ動作の延長で他系からの負荷制限信号に
よる動作が発生するように表現しているが、実際には、
自系ガバナ動作と他系からの負荷制限信号による動作が
同時に動作する。このため、系統周波数変動と同期した
状態で、各系のガバナが動作する。

【０１８１】また、以上では、一例として順番方式でガ
スタービン燃料制限信号を連続して渡すようにしている
が、これに限らず、運転パターンが固定されている系列
プラントでは、負荷制限信号を渡す先を固定するように
していてもよい。

【０１８２】このようにして、系統周波数上昇時に、複
数台設けられたガスタービン１の安定燃焼の負荷帯をそ
れぞれ維持することができると共に、ガバナ動作による
軸出力の減少を系列として所定量に維持することができ
る。

【０１８３】なお、本実施の形態では、コンバインドサ
イクル発電プラントとして説明しているが、蒸気タービ
ンを配置しないガスタービン発電プラントについても、
前述と同様の効果が得られるものである。

【０１８４】上述したように、本実施の形態のコンバイ
ンドサイクル制御装置では、系統周波数上昇時に、各軸
Ａ〜Ｄのガスタービン燃料指令の下限を制限するように
しているので、各軸Ａ〜Ｄのガスタービン１の安定燃焼
の負荷帯を維持することが可能となる。

【０１８５】また、所定軸でガバナ動作によるガスター
ビン１の燃料減動作が下限値で制限された時に、他の軸
のガスタービン１の出力を減少させるようにしているの
で、ガバナ動作による軸出力の減少を系列として所定量
に維持することが可能となる。

【０１８６】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１８７】なお、本実施の形態では、コンバインドサ
イクル発電プラントに適用した場合の例について述べた
が、これに限らず、ガスタービンを複数台設けて構成さ
れた系列プラントについても、同様に適用することがで
きるものである。

【０１８８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項３の発明によれば、ガスタービン燃料変動後遅れて変
動する蒸気タービン出力を算出して、ガスタービン出力
変動量との総合変動量で軸負荷設定信号を補正するか、
軸ガバナ設定信号もしくは相当信号から系統周波数が安
定している時の軸仮想負荷を算出し、この軸仮想負荷と
軸負荷測定信号との偏差からガバナ動作による軸負荷の
変動量を算出して軸負荷設定信号を補正するか、軸ガバ
ナ設定信号もしくは相当信号から系統周波数が安定して
いる時の軸仮想負荷を算出し、系統周波数が変動してい
る時には軸仮想負荷フィードバック制御を行なうように
したので、系統周波数の変動が継続して蒸気タービン出
力が変動した場合においても、軸ガバナ設定信号をガバ
ナ動作の逆に動作させるのを防止して、系統運用を安定
させることが可能なコンバインドサイクル制御装置が提
供できる。

【０１８９】また、請求項４乃至請求項７の発明によれ
ば、系統周波数上昇時にガスタービン燃料指令の下限を
制限し、ガバナ動作によるガスタ一ビン燃料減動作が下
限値で制限された時に蒸気タ一ビン側の出力を減少さ
せ、さらに必要に応じて、ガスタービン燃料指令の変動
による蒸気タービンの出力変動の遅れを、ガスタービン
燃料指令、または蒸気タービン蒸気流量指令で補正する
か、系統周波数上昇時に蒸気タービン出力を減少させ、
蒸気タ一ビン加減弁が全閉になるとガスタービン側の出
力を減少させるようにしたので、系統周波数の上昇が大
きい場合においても、ガスタービンの安定燃焼の負荷帯
を維持し、かつガバナ動作量を所定量に維持することが
可能なコンバインドサイクル制御装置が提供できる。

【０１９０】これにより、コンバインドサイクル発電プ
ラントの安定運転と系統運用の安定の両方を同時に満足
させることができる。

【０１９１】さらに、請求項８の発明によれば、系統周
波数上昇時に、各軸のガスタービン燃料指令の下限を制
限し、所定軸でガバナ動作によるガスタービン燃料減動
作が下限値で制限された時に他の軸のガスタービン出力
を減少させるようにしたので、系統周波数の上昇が大き
い場合においても、ガスタービンの安定燃焼の負荷帯を
維持し、かつガバナ動作量を所定量に維持することが可
能なガスタービン制御装置が提供できる。

【０１９２】これにより、ガスタービンを複数台設けて
構成された系列プラントの安定運転と系統運用の安定の
両方を同時に満足させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンバインドサイクル制御装置の
第１の実施の形態を示すブロック図。

【図２】同第１の実施の形態のコンバインドサイクル制
御装置における周波数変動補償の動作例を示す時間特性
図。

【図３】本発明によるコンバインドサイクル制御装置の
第２の実施の形態を示すブロック図。

【図４】同第２の実施の形態のコンバインドサイクル制
御装置における軸仮想負荷を算出する関数発生器の一例
を示す特性図。

【図５】同第２の実施の形態のコンバインドサイクル制
御装置における周波数変動補償の動作例を示す時間特性
図。

【図６】本発明によるコンバインドサイクル制御装置の
第３の実施の形態を示すブロック図。

【図７】同第３の実施の形態のコンバインドサイクル制
御装置における周波数変動補償の動作例を示す時間特性
図。

【図８】本発明によるコンバインドサイクル制御装置の
第４の実施の形態を示すブロック図。

【図９】同第４の実施の形態のコンバインドサイクル制
御装置におけるガバナ指令の動作例を示す時間特性図。

【図１０】本発明によるコンバインドサイクル制御装置
の第５の実施の形態を示すブロック図。

【図１１】同第５の実施の形態のコンバインドサイクル
制御装置におけるガバナ指令の動作例を示す時間特性
図。

【図１２】本発明によるコンバインドサイクル制御装置
の第６の実施の形態を示すブロック図。

【図１３】本発明によるコンバインドサイクル制御装置
の第７の実施の形態を示すブロック図。

【図１４】同第７の実施の形態のコンバインドサイクル
制御装置におけるガバナ指令の動作例を示す時間特性
図。

【図１５】本発明によるコンバインドサイクル制御装置
の第８の実施の形態を示すブロック図。

【図１６】同第８の実施の形態のコンバインドサイクル
制御装置におけるガバナ指令の動作例を示す時間特性
図。

【図１７】一般的な一軸型コンバインドサイクル発電プ
ラントの構成例を示すブロック図。

【図１８】図１７の一軸型コンバインドサイクル発電プ
ラントにおける、従来の軸負荷制御装置および軸ガバナ
制御装置の構成例を示すブロック図。

【図１９】図１７の一軸型コンバインドサイクル発電プ
ラントにおける、従来の蒸気タービン速度制御装置の構
成例を示すブロック図。

【図２０】従来のコンバインドサイクル軸負荷制御装置
の動作例を示す図。

【符号の説明】

１…ガスタービン、 ２…蒸気タービン、 ２ａ…蒸気タービン加減弁、 ３…発電機、 ４…排熱回収ボイラ、 ５…軸負荷制御器、 ５ａ…設定器、 ５ｂ…比例演算器、 ５ｃ…比例演算器、 ５ｄ…一次遅れ演算器、 ５ｅ…関数発生器、 ５ｆ…信号切換器、 ６…軸ガバナ制御器、 ６ａ…ガバナ設定器、 ６ｂ…比例演算器、 ６ｃ…設定器、 ６ｄ…下限制限器、 ６ｅ…比例演算器、 ６ｆ…設定器、 ６ｇ…関数発生器、 ６ｈ…信号切換器、 ７…排ガス温度制御器、 ８…軸起動制御器、 ９…低値選択器、 １０…蒸気タービン速度制御器、 １０ａ…設定器、 １０ｂ…比例演算器、 １０ｃ…比例演算器、 １０ｄ…下限制限器、 １１…スケジュール制御器、 １２…低値選択器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
   一軸上に配置し、前記ガスタービンの排熱を排熱回収ボ
   イラで蒸気エネルギーに変換して、前記蒸気タービンの
   トルクを発生させるように構成された一軸型コンバイン
   ドサイクル発電プラントの軸負荷制御装置において、 系統周波数の変動による前記ガスタービンの出力変動量
   を算出する手段と、 前記系統周波数の変動による前記蒸気タービンの出力変
   動量を算出する手段と、 前記各手段により算出されたガスタービン出力変動量と
   蒸気タービン出力変動量とを加算して総合変動量を得、
   当該総合変動量により軸負荷設定信号を補正する手段
   と、 を備えて成ることを特徴とするコンバインドサイクル制
   御装置。
2. 【請求項２】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
   一軸上に配置し、前記ガスタービンの排熱を排熱回収ボ
   イラで蒸気エネルギーに変換して、前記蒸気タービンの
   トルクを発生させるように構成された一軸型コンバイン
   ドサイクル発電プラントの軸負荷制御装置において、 軸ガバナ設定信号またはこれ相当の信号に基づいて、系
   統が安定している時の軸仮想負荷を算出する手段と、 前記手段により算出された軸仮想負荷と軸負荷測定信号
   との偏差を得、当該偏差により軸負荷設定信号を補正す
   る手段と、 を備えて成ることを特徴とするコンバインドサイクル制
   御装置。
3. 【請求項３】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
   一軸上に配置し、前記ガスタービンの排熱を排熱回収ボ
   イラで蒸気エネルギーに変換して、前記蒸気タービンの
   トルクを発生させるように構成された一軸型コンバイン
   ドサイクル発電プラントの軸負荷制御装置において、 軸ガバナ設定信号またはこれ相当の信号に基づいて、系
   統が安定している時の軸仮想負荷を算出する手段と、 前記手段により算出された軸仮想負荷と軸負荷測定信号
   とを入力し、系統周波数の安定中は前記軸負荷測定信号
   と軸負荷設定信号との偏差に基づく軸負荷フィードバッ
   ク制御を、また系統周波数変動中は前記軸仮想負荷と軸
   負荷設定信号との偏差に基づく軸仮想負荷フィードバッ
   ク制御を行なうように切換える切換手段と、 を備えて成ることを特徴とするコンバインドサイクル制
   御装置。
4. 【請求項４】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
   一軸上に配置し、前記ガスタービンの排熱を排熱回収ボ
   イラで蒸気エネルギーに変換して、前記蒸気タービンの
   トルクを発生させるように構成された一軸型コンバイン
   ドサイクル発電プラントの軸ガバナ制御装置において、 前記ガスタービンの燃料指令の下限値によりガスタービ
   ン燃料指令の下限を制限する手段と、 前記手段により制限されたガスタービン燃料指令と軸ガ
   バナ指令との偏差に基づいて、蒸気タービン蒸気流量指
   令を減少させる手段と、 を備えて成ることを特徴とするコンバインドサイクル制
   御装置。
5. 【請求項５】 前記請求項４に記載のコンバインドサイ
   クル制御装置において、 前記ガスタービン燃料指令の変動による前記蒸気タービ
   ンの出力変動の遅れを、ガスタービン燃料指令で補正す
   る手段を付加して成ることを特徴とするコンバインドサ
   イクル制御装置。
6. 【請求項６】 前記請求項４に記載のコンバインドサイ
   クル制御装置において、 前記ガスタービン燃料指令の変動による前記蒸気タービ
   ンの出力変動の遅れを、蒸気タービン蒸気流量指令で補
   正する手段を付加して成ることを特徴とするコンバイン
   ドサイクル制御装置。
7. 【請求項７】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
   一軸上に配置し、前記ガスタービンの排熱を排熱回収ボ
   イラで蒸気エネルギーに変換して、前記蒸気タービンの
   トルクを発生させるように構成された一軸型コンバイン
   ドサイクル発電プラントの軸ガバナ制御装置において、 軸ガバナ動作指令により蒸気タービン蒸気流量指令を優
   先的に変動させる手段と、 前記手段により変動された蒸気タービン蒸気流量指令と
   軸ガバナ指令との偏差に基づいて、ガスタービン燃料指
   令を減少させる手段と、 を備えて成ることを特徴とするコンバインドサイクル制
   御装置。
8. 【請求項８】 ガスタービンを複数台設けて構成された
   系列プラントの軸ガバナ制御装置において、 前記ガスタービンの燃料指令の下限値により各軸のガス
   タービン燃料指令の下限を制限する手段と、 前記手段により制限されたガスタービン燃料指令と所定
   軸のガバナ指令との偏差に基づいて、他の軸のガスター
   ビン燃料指令を減少させる手段と、 を備えて成ることを特徴とするガスタービン制御装置。