JPS6227253B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6227253B2 JPS6227253B2 JP21922782A JP21922782A JPS6227253B2 JP S6227253 B2 JPS6227253 B2 JP S6227253B2 JP 21922782 A JP21922782 A JP 21922782A JP 21922782 A JP21922782 A JP 21922782A JP S6227253 B2 JPS6227253 B2 JP S6227253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- power
- load
- gas turbine
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエネルギーの有効利用を図つた最適稼
動のガスタービン利用熱併給発電システムに関す
る。
動のガスタービン利用熱併給発電システムに関す
る。
従来、ビルや病院あるいは工場などでガスター
ビンを利用した自家発電設備が設置され、電力事
業者の電力ネツトワークと並列にまたは独立に運
転されている。並列運転の場合は自家発電の負荷
は一定に設定され、独立運転の場合は負荷変動が
大きいので、通常自家発電設備の電気負荷は設備
の能力以下に選定されており、エネルギー効率は
低い。
ビンを利用した自家発電設備が設置され、電力事
業者の電力ネツトワークと並列にまたは独立に運
転されている。並列運転の場合は自家発電の負荷
は一定に設定され、独立運転の場合は負荷変動が
大きいので、通常自家発電設備の電気負荷は設備
の能力以下に選定されており、エネルギー効率は
低い。
一方、最近省エネルギーの観点から発電時に自
家発電設備から出力される熱を給湯や冷暖房に利
用するいわゆる熱併給発電システムが実用化され
つつあるが、通常電気負荷と熱負荷はバランスせ
ずしかも無関係に変動するので、自家発電設備の
発電出力を電気負荷に合わせて調整すると熱出力
の過剰または不足が生じやはりエネルギーの有効
利用という点で問題がある。
家発電設備から出力される熱を給湯や冷暖房に利
用するいわゆる熱併給発電システムが実用化され
つつあるが、通常電気負荷と熱負荷はバランスせ
ずしかも無関係に変動するので、自家発電設備の
発電出力を電気負荷に合わせて調整すると熱出力
の過剰または不足が生じやはりエネルギーの有効
利用という点で問題がある。
ところで、このようなガスタービンを利用した
自家発電設備または熱併給発電システムにおいて
は、ガスタービンの特性上発電出力が吸気温の影
響を受け吸気温が増すにつれて発電出力が低下す
る傾向がある。従つて従来では吸気温が高いとき
の発電出力に合わせて電気負荷を低目に設定する
とかあるいは吸気温すなわち外気温が変化する夜
と昼または四季ごとに発電出力を切り換えるなど
の方法が考えられているが、ガスタービン発電設
備を定格出力より低い出力で運転すると、設備の
効率は第１図（出力1000KWのガスタービン発電
機の例）に示すように著るしく低下してしまい高
効率運転はできない。またこの方法では短時間内
での吸気温変化には追従できずきめ細かな出力制
御、従つて最適稼動ができないという問題があ
る。
自家発電設備または熱併給発電システムにおいて
は、ガスタービンの特性上発電出力が吸気温の影
響を受け吸気温が増すにつれて発電出力が低下す
る傾向がある。従つて従来では吸気温が高いとき
の発電出力に合わせて電気負荷を低目に設定する
とかあるいは吸気温すなわち外気温が変化する夜
と昼または四季ごとに発電出力を切り換えるなど
の方法が考えられているが、ガスタービン発電設
備を定格出力より低い出力で運転すると、設備の
効率は第１図（出力1000KWのガスタービン発電
機の例）に示すように著るしく低下してしまい高
効率運転はできない。またこの方法では短時間内
での吸気温変化には追従できずきめ細かな出力制
御、従つて最適稼動ができないという問題があ
る。
本発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、ガスタービン利用の熱併給発電システムの最
適稼動を実現するために、電気負荷の少なくとも
一部を複数の調整負荷に分割し、ガスタービンの
吸気温に基づいて発電機の出力および調整負荷の
給電状態から熱併給発電システムによる最適給電
状態を演算し、この演算結果に基づいて調整負荷
への給電を熱併給発電システムと他の電源との間
で切換え制御するようにしたものである。
で、ガスタービン利用の熱併給発電システムの最
適稼動を実現するために、電気負荷の少なくとも
一部を複数の調整負荷に分割し、ガスタービンの
吸気温に基づいて発電機の出力および調整負荷の
給電状態から熱併給発電システムによる最適給電
状態を演算し、この演算結果に基づいて調整負荷
への給電を熱併給発電システムと他の電源との間
で切換え制御するようにしたものである。
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明による熱併給発電システムの一
例の概略線図を示しており、１はガスタービン、
２はガスタービン１により運転される発電機で、
これらで自家発電設備を構成しており、発電出力
は母線B1に接続されている。一方、商用等他電
源ラインPSLからの給電はトランス３を介して母
線B2に接続されている。４および５は自家発電
側出力ラインおよび買電側給電ラインに接続され
た遮断器、６は自家発電出力と買電電力との位相
差を検出する位相検出器、７は双投遮断器SW1を
介して常に自家発電電力により給電される自家発
電専用負荷、８は双投遮断器SW2を介して常に買
電電力により給電される買電専用負荷、９はｎ個
の双投遮断器SW31〜SW3oにより買電電力または
自家発電電力により給電される調整負荷であり、
これらの負荷は通常複数個の負荷から構成されて
いる。
例の概略線図を示しており、１はガスタービン、
２はガスタービン１により運転される発電機で、
これらで自家発電設備を構成しており、発電出力
は母線B1に接続されている。一方、商用等他電
源ラインPSLからの給電はトランス３を介して母
線B2に接続されている。４および５は自家発電
側出力ラインおよび買電側給電ラインに接続され
た遮断器、６は自家発電出力と買電電力との位相
差を検出する位相検出器、７は双投遮断器SW1を
介して常に自家発電電力により給電される自家発
電専用負荷、８は双投遮断器SW2を介して常に買
電電力により給電される買電専用負荷、９はｎ個
の双投遮断器SW31〜SW3oにより買電電力または
自家発電電力により給電される調整負荷であり、
これらの負荷は通常複数個の負荷から構成されて
いる。
制御部１０は演算回路１０ａと制御回路１０ｂ
とから成り、演算回路１０ａには、ガスタービン
１の吸入空気の流路に設けられた吸気温センサ１
１からの出力である吸気温データと、変成器１２
で検出した自家発電出力データと変成器１３で検
出した買電電力データと、位相検出器６により検
出した位相差データと、双投遮断器SW31〜SW3o
の接続位置データと、調整負荷電力データとが入
力されている。
とから成り、演算回路１０ａには、ガスタービン
１の吸入空気の流路に設けられた吸気温センサ１
１からの出力である吸気温データと、変成器１２
で検出した自家発電出力データと変成器１３で検
出した買電電力データと、位相検出器６により検
出した位相差データと、双投遮断器SW31〜SW3o
の接続位置データと、調整負荷電力データとが入
力されている。
一方、ガスタービン１から排出される廃ガスは
廃熱ボイラ１４において外部から供給される給水
Ｗを加熱して蒸気または温水に変え、アキユムレ
ータまたは温水槽１５に一部蓄えながら供給す
る。また蒸気または温水は吸収式冷温水機１６に
より冷水に変えられ一部冷水槽１７に蓄えられな
がら冷房用として供給される。
廃熱ボイラ１４において外部から供給される給水
Ｗを加熱して蒸気または温水に変え、アキユムレ
ータまたは温水槽１５に一部蓄えながら供給す
る。また蒸気または温水は吸収式冷温水機１６に
より冷水に変えられ一部冷水槽１７に蓄えられな
がら冷房用として供給される。
次に本発明による熱併給発電システムの運転に
ついて説明する。
ついて説明する。
いま自家発電設備を運転してその発電電力で自
家発電専用負荷７に給電するとともに、買電電力
で買電専用負荷８に給電しているものとする。ま
た、調整負荷９の一部が自家発電電力により給電
され残部が買電電力により給電されているものと
する。
家発電専用負荷７に給電するとともに、買電電力
で買電専用負荷８に給電しているものとする。ま
た、調整負荷９の一部が自家発電電力により給電
され残部が買電電力により給電されているものと
する。
この状態において、吸気温が上昇したとする
と、自家発電設備の発電機２の出力は第３図のよ
うに低下する（図示した例は、定格出力1000KW
の発電機の１例である）。このときの吸気温は吸
気温センサ１１により検出されて制御部１０の演
算回路１０ａに入力されるとともに、発電機出
力、買電出力、両出力の位相差、調整負荷切換用
双投遮断器SW31〜SW3oの接続位置、調整負荷へ
の供給電力のデータも演算回路１０ａに入力され
ている。そこで、演算回路１０ａにおいては、第
４図に示すフローチヤートに従つて演算が行なわ
れる。すなわち、自家発電設備運転時間内ならば
上記各データを読み込み、特に吸気温データに基
づいて所定の演算式に従がいガスタービン最大出
力を算出し、第２図に示すような発電機出力を演
算する。発電機出力が低下するので、その出力低
下分を算出し、現在自家発電電力で給電している
調整負荷９のうち、予め定めた優先順位と負荷容
量とを考慮して演算回路１０ａで定めた調整負荷
を買電側に切り換えるために制御回路１０ｂは切
換え指令を出力する。その結果双投遮断器SW31
〜SW3oのうち該当するものが自家発側母線B1か
ら買電側母線B2に切換えられる。この遮断器の
切換えは、位相検出器６を用いた並列切換えもし
くは遅延リレーを用いた瞬時停電切換えによつて
負荷を停止することなく行なうことができる。
と、自家発電設備の発電機２の出力は第３図のよ
うに低下する（図示した例は、定格出力1000KW
の発電機の１例である）。このときの吸気温は吸
気温センサ１１により検出されて制御部１０の演
算回路１０ａに入力されるとともに、発電機出
力、買電出力、両出力の位相差、調整負荷切換用
双投遮断器SW31〜SW3oの接続位置、調整負荷へ
の供給電力のデータも演算回路１０ａに入力され
ている。そこで、演算回路１０ａにおいては、第
４図に示すフローチヤートに従つて演算が行なわ
れる。すなわち、自家発電設備運転時間内ならば
上記各データを読み込み、特に吸気温データに基
づいて所定の演算式に従がいガスタービン最大出
力を算出し、第２図に示すような発電機出力を演
算する。発電機出力が低下するので、その出力低
下分を算出し、現在自家発電電力で給電している
調整負荷９のうち、予め定めた優先順位と負荷容
量とを考慮して演算回路１０ａで定めた調整負荷
を買電側に切り換えるために制御回路１０ｂは切
換え指令を出力する。その結果双投遮断器SW31
〜SW3oのうち該当するものが自家発側母線B1か
ら買電側母線B2に切換えられる。この遮断器の
切換えは、位相検出器６を用いた並列切換えもし
くは遅延リレーを用いた瞬時停電切換えによつて
負荷を停止することなく行なうことができる。
逆に、外気温すなわちガスタービンの吸気温が
下降したとすると、自家発電設備の発電電力は増
加するので、制御部１０はそれまで買電電力で給
電していた調整負荷９の一部を自家発電側に切換
えるように制御動作をする。すなわち、演算回路
１０ａは各データを読み込み、余裕発電電力を演
算し、調整負荷９のうち切換えるべき負荷を決定
し、制御回路１０ｂから切換え指令を出力する。
その結果双投遮断器SW31〜SW3oのうち該当する
ものが切り換えられる。
下降したとすると、自家発電設備の発電電力は増
加するので、制御部１０はそれまで買電電力で給
電していた調整負荷９の一部を自家発電側に切換
えるように制御動作をする。すなわち、演算回路
１０ａは各データを読み込み、余裕発電電力を演
算し、調整負荷９のうち切換えるべき負荷を決定
し、制御回路１０ｂから切換え指令を出力する。
その結果双投遮断器SW31〜SW3oのうち該当する
ものが切り換えられる。
このように、ガスタービンの吸気温の変化に応
じて自家発電出力が変化したとき調整負荷を自家
発電側と買電側とで切り換えるようにすることに
より、自家発電設備を常に高効率で運転すること
ができ最も高いエネルギー効果が得られる。
じて自家発電出力が変化したとき調整負荷を自家
発電側と買電側とで切り換えるようにすることに
より、自家発電設備を常に高効率で運転すること
ができ最も高いエネルギー効果が得られる。
なお、吸気温に対する発電機出力は第３図に示
したものに限らず任意の特性に制御することがで
きる。本発明は基本的には調整負荷の制御範囲を
変動させる場合でも適用することができる。その
場合には通常デマンド制御として知られている制
御方式を採用してもよい。さらに、調整負荷の切
換えに当つては、複数の負荷を切り換える順序は
予め設定しておく方法のほかにその時々の状態に
応じて決める方法もある。
したものに限らず任意の特性に制御することがで
きる。本発明は基本的には調整負荷の制御範囲を
変動させる場合でも適用することができる。その
場合には通常デマンド制御として知られている制
御方式を採用してもよい。さらに、調整負荷の切
換えに当つては、複数の負荷を切り換える順序は
予め設定しておく方法のほかにその時々の状態に
応じて決める方法もある。
本実施例においては、ガスタービン１から排出
される廃ガスが廃熱ボイラ１４を介して蒸気また
は温水に変換され、一旦温水槽１５または吸収式
冷温水器１６で冷水に変換された後一旦冷水槽１
７に蓄えられながら冷暖房設備または給湯設備に
供給されるので、電気負荷と熱負荷とのバランス
がとれなくても、またこれら両負荷の変動が一致
しなくても蒸気や温水を廃棄するという無駄をす
ることなく利用が図れる。このことはエネルギー
の有効利用上極めて好ましい。
される廃ガスが廃熱ボイラ１４を介して蒸気また
は温水に変換され、一旦温水槽１５または吸収式
冷温水器１６で冷水に変換された後一旦冷水槽１
７に蓄えられながら冷暖房設備または給湯設備に
供給されるので、電気負荷と熱負荷とのバランス
がとれなくても、またこれら両負荷の変動が一致
しなくても蒸気や温水を廃棄するという無駄をす
ることなく利用が図れる。このことはエネルギー
の有効利用上極めて好ましい。
以上説明したように、本発明においては、複数
の負荷から成る調整負荷を設け、ガスタービンの
吸気温に応じて発電機出力を予じめ定めておき、
吸気温が変つたときは調整負荷を制御することに
よつて自家発電設備を常に最大効率で運転するこ
とができる。またガスタービンから排出される廃
ガスを蒸気、温水または冷水に変換した後蓄熱槽
に蓄えるようにしたので電気負荷と熱負荷とのア
ンバランスおよび変動の不一致にもかかわらずエ
ネルギーの有効利用を図ることができ、設備能力
の縮小化あるいはトータルコストの低減が可能に
なる。
の負荷から成る調整負荷を設け、ガスタービンの
吸気温に応じて発電機出力を予じめ定めておき、
吸気温が変つたときは調整負荷を制御することに
よつて自家発電設備を常に最大効率で運転するこ
とができる。またガスタービンから排出される廃
ガスを蒸気、温水または冷水に変換した後蓄熱槽
に蓄えるようにしたので電気負荷と熱負荷とのア
ンバランスおよび変動の不一致にもかかわらずエ
ネルギーの有効利用を図ることができ、設備能力
の縮小化あるいはトータルコストの低減が可能に
なる。
第１図はガスタービン発電設備の発電出力と効
率との関係を示す特性図、第２図は本発明による
熱併給発電システムの概略構成図、第３図はガス
タービン発電設備の吸気温と発電機出力との関係
を示す図、第４図は本発明による熱併給発電シス
テムの運転のフローチヤートである。 １……ガスタービン、２……発電機、３……ト
ランス、４，５……遮断器、６……位相検出器、
７……自家発電専用負荷、８……買電専用負荷、
９……調整負荷、１０……制御部、１０ａ……演
算回路、１０ｂ……制御回路、１１……センサ、
１２，１３……変成器、１４……廃熱ボイラ、１
５……アキユムレータまたは温水槽、１６……吸
収式冷温水機、１７……冷水槽。
率との関係を示す特性図、第２図は本発明による
熱併給発電システムの概略構成図、第３図はガス
タービン発電設備の吸気温と発電機出力との関係
を示す図、第４図は本発明による熱併給発電シス
テムの運転のフローチヤートである。 １……ガスタービン、２……発電機、３……ト
ランス、４，５……遮断器、６……位相検出器、
７……自家発電専用負荷、８……買電専用負荷、
９……調整負荷、１０……制御部、１０ａ……演
算回路、１０ｂ……制御回路、１１……センサ、
１２，１３……変成器、１４……廃熱ボイラ、１
５……アキユムレータまたは温水槽、１６……吸
収式冷温水機、１７……冷水槽。
Claims (1)
- １ ガスタービンにより発電される発電機により
電気負荷に給電するとともに前記ガスタービンの
排熱を熱負荷に給熱する熱併給発電システムにお
いて、前記電気負荷の少なくとも一部を複数の調
整負荷に分割し、前記各調整負荷への給電を熱併
給発電システムと他の電源との間で切り換えるス
イツチ群と、前記ガスタービンの吸気温を検出す
る吸気温センサと、前記吸気温センサの出力に基
づいて前記発電機の出力および前記スイツチ群の
切換え状態から熱併給発電システムによる最適給
電状態を演算し前記スイツチ群を切換え制御する
給電制御回路とを設けたことを特徴とする熱併給
発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21922782A JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21922782A JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110833A JPS59110833A (ja) | 1984-06-26 |
| JPS6227253B2 true JPS6227253B2 (ja) | 1987-06-13 |
Family
ID=16732188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21922782A Granted JPS59110833A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ガスタ−ビンを利用した熱併給発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110833A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3716637B2 (ja) * | 1998-09-03 | 2005-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | ガスタービン出力制御装置 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP21922782A patent/JPS59110833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59110833A (ja) | 1984-06-26 |
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