[发明专利]发电系统和发电系统的控制方法

说明书

提供发电系统和发电系统的控制方法，不在动力涡轮设置调节器，能够通过载荷分担控制而得到最佳能量效率。发电系统(100)具有：动力涡轮(7)、蒸汽涡轮(9)、动力涡轮控制阀(33)、蒸汽涡轮调速阀(37)、设定蒸汽涡轮(9)的目标输出的载荷分担控制部(53)、以及涡轮控制部(57)，该涡轮控制部(57)具有根据蒸汽涡轮(9)的目标输出来进行蒸汽涡轮调速阀(37)的调节器控制的调节器(59)，在发电系统(100)中，涡轮控制部(57)根据蒸汽涡轮(9)的目标输出和载荷容量来计算动力涡轮(7)的目标输出，在电力需求发生变动的情况下，将根据动力涡轮(7)的目标输出与实际输出的偏差而设定的增益与动力涡轮控制阀(33)的操作速度相乘。

技术领域

本发明涉及发电系统和发电系统的控制方法。

背景技术

存在使动力涡轮连结有驱动发电机的蒸汽涡轮的、通过从外部动力源投入混合蒸汽等而施加动力的发电系统。在这样的发电系统中，公知在蒸汽涡轮上装备调节器而调节主蒸汽流量的方式。在该发电系统中，动力涡轮输出、混合蒸汽流量发生变化。若该变化是瞬时的变动，则调节器进行动作，以通过调节蒸汽涡轮输出而吸收该变化量。

在上述发电系统中，有时使蒸汽涡轮使用废热回收系统所产生的蒸汽。在该情况下，使所产生的蒸汽不会释放(以下，设为“排放”。)到大气中而全部供给到蒸汽涡轮，并作为发电机输出进行回收是最有效的。但是，在该发电机独立运转时、或者与稳定地进行动作的具有最小的输出(以下，设为“柴油发电机最小输出”。)的柴油发电机并行运转时，由于相对于电力需求的增减使蒸汽涡轮输出增减，因而不得不调整输出。根据情况，由于蒸汽涡轮输出的减少而产生排放蒸汽，无法有效地利用废热。

并且，有时动力涡轮输出、混合蒸汽流量发生变化。在该情况下，若应该通过蒸汽涡轮输出的增减来进行调整的增减量超过蒸汽涡轮的调节器所控制的流体的载荷容量的范围，则存在产生过速的危险。因此，通常情况下，作为安全装置，对于调节器所操作的蒸汽涡轮调速阀的阀开度、蒸汽涡轮输出的值设置下限值。并且，通过强制地进行动力涡轮的停止或混合蒸汽的切断，而将调节器限制在控制范围内，防止过速的产生。

但是，在上述发电系统的发电机独立运转时、或者在与柴油发电机的并行运转时柴油发电机处于以最小输出进行运转的状态等存在载荷限制时，存在动力涡轮输出或混合蒸汽流量增加的情况或者电力需求减少的情况。在该情况下，蒸汽涡轮输出大幅减少。当蒸汽涡轮输出进一步超过调节器的控制范围时，用于防止过速的安全装置工作，强制地实施动力涡轮的停止或混合蒸汽的切断。由此，在输出降低等发电的紊乱、或蒸汽涡轮不具有提供载荷的程度的输出(蒸汽产生量)的情况下，有可能产生局部载荷的停止、或者中断(停电)。并且，有可能产生动力涡轮反复自动启停的情况、反复进行混合蒸汽的供给与切断的情况。

因此，公知有如下的方法：除了调节器对蒸汽涡轮输出的调节之外还进行动力涡轮的输出的调节，因此，通过动力涡轮用的调节器来进行动力涡轮输出的调节，并且控制蒸汽涡轮和动力涡轮之间的载荷分担。

例如，在专利文献1中，公开如下：分别独立地设置具有转速衰减控制函数的动力涡轮用调节器部和蒸汽涡轮用调节器部，通过来自动力涡轮用调节器部的控制信号来控制废气量调整阀，通过来自蒸汽涡轮用调节器部的控制信号来控制蒸汽量调整阀。

并且，在专利文献2中，公开如下：对蒸汽涡轮、动力涡轮和柴油机发电机的各载荷率进行运算，在运算出总计可供给输出之后，对蒸汽涡轮、动力涡轮和柴油机发电机的各目标输出进行运算，根据各目标输出，而对蒸汽涡轮用调节器部、动力涡轮用调节器部、以及柴油机发电机用调节器部输出控制指令。专利文献1：日本特开2011-27053号公报

专利文献2：日本特开2011-74866号公报

然而，在上述专利文献1和专利文献2所公开的发明中，由于在蒸汽涡轮和动力涡轮这双方设置调节器，因此与通常的控制相比较，存在控制变得复杂这样的问题。并且，由于在动力涡轮设置调节器，因此存在需要设备成本这样的问题。