特開 2015-224553 ガスタービンの燃料制御方法、この方法を実行する制御装置、この制御装置を備えているガスタービン設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-224553(P2015-224553A)

(43)【公開日】2015年12月14日

(54)【発明の名称】ガスタービンの燃料制御方法、この方法を実行する制御装置、この制御装置を備えているガスタービン設備

(51)【国際特許分類】

   F02C 9/28 20060101AFI20151117BHJP

【ＦＩ】

   F02C9/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-108088(P2014-108088)

(22)【出願日】2014年5月26日

(71)【出願人】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】高田 康嗣

(72)【発明者】

【氏名】中西 義昭

(72)【発明者】

【氏名】村上 昌之

(57)【要約】

【課題】ガスタービンの回転数の安定化を図りつつも、設定出力範囲からの実出力の逸脱を抑制する。
【解決手段】制御装置１００は、実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差ΔＮｔを求める目標値偏差演算部１１５と、目標値偏差ΔＮｔに応じてガスタービンに供給する燃料の流量を定める燃料相当値演算部１５０と、実出力Ｐｒに対する設定上限出力Ｐｕの偏差である上限偏差ΔＰｕを求める上限偏差演算部１３１と、設定下限出力Ｐｄに対する実出力Ｐｒとの偏差である下限偏差ΔＰｄを求める下限偏差演算部１３２と、実回転数が低下し且つ上限偏差が小さい場合に目標値偏差が小さくなるように、実回転数が上昇し且つ下限偏差が小さい場合に目標値偏差が大きくなるように、目標回転数と実回転数と目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータを変更するパラメータ変更部１４０と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンの目標回転数に相当する目標値を出力する目標値出力部と、
前記ガスタービンの実回転数に相当する実回転数相当値に対する前記目標値の偏差である目標値偏差を求める目標値偏差演算部と、
前記目標値偏差に応じて前記ガスタービンに供給する燃料の流量に相当する燃料相当値を定める燃料相当値演算部と、
前記ガスタービンの実回転数の変動を検知する回転数変動検知部と、
前記ガスタービンの実出力に対する前記ガスタービンの設定上限出力の偏差である上限偏差を求める上限偏差演算部と、
前記ガスタービンの設定下限出力に対する前記ガスタービンの実出力との偏差である下限偏差を求める下限偏差演算部と、
前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が小さくなるように、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が大きくなるように、前記目標値と前記実回転数相当値と前記目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータを変更するパラメータ変更部と、
を有するガスタービンの制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のガスタービンの制御装置において、
前記パラメータ変更部は、前記目標値偏差に比例ゲインを乗算する乗算器と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを小さくし、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを大きくするゲイン変更部と、を有する、
ガスタービンの制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のガスタービンの制御装置において、
前記目標値出力部は、前記ガスタービンの目標出力に対する前記ガスタービンの実出力の偏差である出力偏差を求める出力偏差演算器と、前記出力偏差に基づいて前記目標回転数に相当する前記目標値を求める目標値演算器と、を有する、
ガスタービンの制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載のガスタービンの制御装置において、
前記目標値出力部は、事前に受け付けた前記ガスタービンの目標出力と前記設定下限出力とのうちの大きい出力であって、前記目標出力と前記設定上限出力とのうちの小さい出力を前記出力偏差演算器に目標出力として出力する目標出力制限部を有する、
ガスタービンの制御装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のガスタービンの制御装置において、
前記燃料相当値演算部が定めた前記燃料相当値に応じた弁開度指令を作成して、前記弁開度指令を前記ガスタービンに供給される前記燃料の流量を調節する燃料調節弁に出力する弁制御部を有する、
ガスタービンの制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載のガスタービンの制御装置と、
前記燃料調節弁と、
前記ガスタービンと、
を備えているガスタービン設備。

【請求項7】

ガスタービンの目標回転数に相当する目標値を出力する目標値出力工程と、
前記ガスタービンの実回転数に相当する実回転数相当値に対する前記目標値の偏差である目標値偏差を求める目標値偏差演算工程と、
前記目標値偏差に応じて前記ガスタービンに供給する燃料の流量に相当する燃料相当値を定める燃料相当値演算工程と、
前記ガスタービンの実回転数の変動を検知する回転数変動検知工程と、
前記ガスタービンの実出力に対する前記ガスタービンの設定上限出力の偏差である上限偏差を求める上限偏差演算工程と、
前記ガスタービンの設定下限出力に対する前記ガスタービンの実出力の偏差である下限偏差を求める下限偏差演算工程と、
前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が小さくなるように、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が大きくなるように、前記目標値と前記実回転数相当値と前記目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
を実行するガスタービンの燃料制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載のガスタービンの燃料制御方法において、
前記パラメータ変更工程は、前記目標値偏差に比例ゲインを乗算する乗算工程と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを小さくし、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを大きくするゲイン変更工程と、を含む、
ガスタービンの燃料制御方法。

【請求項9】

請求項７又は８に記載のガスタービンの燃料制御方法において、
前記目標値出力工程は、前記ガスタービンの目標出力と前記ガスタービンの実出力との偏差である出力偏差を求める出力偏差演算工程と、前記出力偏差に基づいて前記目標回転数に相当する前記目標値を求める目標値演算工程と、を含む、
ガスタービンの燃料制御方法。

【請求項10】

請求項９に記載のガスタービンの燃料制御方法において、
前記目標値出力工程は、事前に受け付けた前記ガスタービンの目標出力と前記設定下限出力とのうちの大きい出力であって、前記目標出力と前記設定上限出力とのうちの小さい出力を目標出力として出力する目標出力制限工程を含み、
前記出力偏差演算工程では、前記目標出力制限工程で出力された前記目標出力と前記ガスタービンの実出力との偏差である前記出力偏差を求める、
ガスタービンの燃料制御方法。

【請求項11】

請求項７から１０のいずれか一項に記載のガスタービンの燃料制御方法において、
前記燃料相当値演算工程で定めた前記燃料相当値に応じた弁開度指令を作成して、前記弁開度指令を前記ガスタービンに供給される前記燃料の流量を調節する燃料調節弁に出力する弁制御工程を実行する、
ガスタービンの燃料制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンの燃料制御方法、この方法を実行する制御装置、この制御装置を備えているガスタービン設備に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンの運転にあたり、ガスタービンの回転数を安定させることは重要なことである。以下の特許文献１に記載の技術では、ガスタービンの実出力とガスタービンの目標出力との偏差に基づきガスタービンの目標回転数を定め、この目標回転数とガスタービンの実回転数との偏差に応じて、ガスタービンに供給する燃料の流量を定め、ガスタービンの回転数の安定化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８８７７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の技術では、例えば、現時点での実出力がガスタービンの設定上限出力に近い場合に、実回転数が低下すると、目標回転数と実回転数との偏差が大きくなるため、燃料流量が増加し、実出力が設定上限出力を上回ってしまうおそれがある。

【0005】

また、上記特許文献１に記載の技術では、例えば、現時点での実出力がガスタービンの設定下限出力に近い場合に、実回転数が上昇すると、目標回転数と実回転数との偏差が小さくなるため、燃料流量が減少し、実出力が設定下限出力を下回ってしまうおそれがある。

【0006】

すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、実出力がガスタービンに対して定められた設定出力範囲を逸脱するおそれがある、という問題点がある。

【0007】

そこで、本発明は、ガスタービンの回転数の安定化を図りつつも、設定出力範囲に対する実出力の逸脱を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの制御装置は、
ガスタービンの目標回転数に相当する目標値を出力する目標値出力部と、前記ガスタービンの実回転数に相当する実回転数相当値に対する前記目標値の偏差である目標値偏差を求める目標値偏差演算部と、前記目標値偏差に応じて前記ガスタービンに供給する燃料の流量に相当する燃料相当値を定める燃料相当値演算部と、前記ガスタービンの実回転数の変動を検知する回転数変動検知部と、前記ガスタービンの実出力に対する前記ガスタービンの設定上限出力の偏差である上限偏差を求める上限偏差演算部と、前記ガスタービンの設定下限出力に対する前記ガスタービンの実出力との偏差である下限偏差を求める下限偏差演算部と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が小さくなるように、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が大きくなるように、前記目標値と前記実回転数相当値と前記目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータを変更するパラメータ変更部と、を有する。

【0009】

当該制御装置では、目標回転数に相当する目標値と実回転数に相当する実回転数相当値との偏差である目標値偏差に応じて、燃料流量に相当する燃料相当値を定めているので、ガスタービンの回転数の安定化を図ることができる。

【0010】

ところで、現時点での実出力がガスタービンの設定上限出力に近い場合に、実回転数が低下すると、目標値と実回転数相当値との偏差である目標値偏差が大きくなるため、燃料流量が増加し、実出力が設定上限出力を上回ってしまうおそれがある。また、現時点での実出力がガスタービンの設定下限出力に近い場合に、実回転数が上昇すると、目標値と実回転数相当値との偏差である目標値偏差が小さくなるため、燃料流量が減少し、実出力が設定下限出力を下回ってしまうおそれがある。

【0011】

しかしながら、当該制御装置では、ガスタービンの実出力が設定上限出力に近いときに実回転数が低下した場合に、パラメータ変更部により、目標値偏差が小さくなるように、目標値と実回転数相当値と目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータが変更される。このため、実回転数相当値の低下に伴って目標値偏差が増加しても、この目標値偏差の増加を抑制できる、又は目標値偏差を減少させることができる。よって、当該制御装置では、ガスタービンの実出力が設定上限出力に近いときに実回転数が低下した場合でも、実出力が設定上限出力を上回る可能性を低下させることができる。

【0012】

また、当該制御装置では、ガスタービンの実出力が設定下限出力に近いときに実回転数が上昇した場合に、パラメータ変更部により、目標値偏差が大きくなるように、目標値と実回転数相当値と目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータが変更される。このため、実回転数相当値の上昇に伴って目標値偏差が減少しても、この目標値偏差の減少を抑制できる、又は目標値偏差を増加させることができる。よって、当該制御装置では、ガスタービンの実出力が設定下限出力に近いときに実回転数が上昇した場合でも、実出力が設定下限出力を下回る可能性を低下させることができる。

【0013】

ここで、前記ガスタービンの制御装置において、前記パラメータ変更部は、前記目標値偏差に比例ゲインを乗算する乗算器と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを小さくし、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを大きくするゲイン変更部と、を有してもよい。

【0014】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの制御装置において、前記目標値出力部は、前記ガスタービンの目標出力に対する前記ガスタービンの実出力の偏差である出力偏差を求める出力偏差演算器と、前記出力偏差に基づいて前記目標回転数に相当する前記目標値を求める目標値演算器と、を有してもよい。

【0015】

前記出力偏差演算器を有する前記ガスタービンの制御装置において、前記目標値出力部は、事前に受け付けた前記ガスタービンの目標出力と前記設定下限出力とのうちの大きい出力であって、前記目標出力と前記設定上限出力とのうちの小さい出力を前記出力偏差演算器に目標出力として出力する目標出力制限部を有してもよい。

【0016】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの制御装置において、前記燃料相当値演算部が定めた前記燃料相当値に応じた弁開度指令を作成して、前記弁開度指令を前記ガスタービンに供給される前記燃料の流量を調節する燃料調節弁に出力する弁制御部を有してもよい。

【0017】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービン設備は、
前記弁制御部を有する制御装置と、前記燃料調節弁と、前記ガスタービンとを備えている。

【0018】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの燃料制御方法は、
ガスタービンの目標回転数に相当する目標値を出力する目標値出力工程と、前記ガスタービンの実回転数に相当する実回転数相当値に対する前記目標値の偏差である目標値偏差を求める目標値偏差演算工程と、前記目標値偏差に応じて前記ガスタービンに供給する燃料の流量に相当する燃料相当値を定める燃料相当値演算工程と、前記ガスタービンの実回転数の変動を検知する回転数変動検知工程と、前記ガスタービンの実出力に対する前記ガスタービンの設定上限出力の偏差である上限偏差を求める上限偏差演算工程と、前記ガスタービンの設定下限出力に対する前記ガスタービンの実出力の偏差である下限偏差を求める下限偏差演算工程と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が小さくなるように、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記目標値偏差が大きくなるように、前記目標値と前記実回転数相当値と前記目標値偏差とのうち、いずれか一のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、を実行する。

【0019】

ここで、前記ガスタービンの燃料制御方法において、前記パラメータ変更工程は、前記目標値偏差に比例ゲインを乗算する乗算工程と、前記実回転数相当値が低下し且つ前記上限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを小さくし、前記実回転数相当値が上昇し且つ前記下限偏差が予め定められた値よりも小さい場合に前記比例ゲインを大きくするゲイン変更工程と、を含んでもよい。

【0020】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの燃料制御方法において、前記目標値出力工程は、前記ガスタービンの目標出力と前記ガスタービンの実出力との偏差である出力偏差を求める出力偏差演算工程と、前記出力偏差に基づいて前記目標回転数に相当する前記目標値を求める目標値演算工程と、を含んでもよい。

【0021】

前記出力偏差編算工程を実行する前記ガスタービンの燃料制御方法において、前記目標値出力工程は、事前に受け付けた前記ガスタービンの目標出力と前記設定下限出力とのうちの大きい出力であって、前記目標出力と前記設定上限出力とのうちの小さい出力を目標出力として出力する目標出力制限工程を含み、前記出力偏差演算工程では、前記目標出力制限工程で出力された前記目標出力と前記ガスタービンの実出力との偏差である前記出力偏差を求めてもよい。

【0022】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンの燃料制御方法において、前記燃料相当値演算工程で定めた前記燃料相当値に応じた弁開度指令を作成して、前記弁開度指令を前記ガスタービンに供給される前記燃料の流量を調節する燃料調節弁に出力する弁制御工程を実行してもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一態様によれば、ガスタービンの回転数の安定化を図りつつも、設定出力範囲からの実出力の逸脱を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの構成及び制御装置の機能構成を示す説明図（その１）である。

【図2】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの構成及び制御装置の機能構成を示す説明図（その２）である。

【図3】本発明に係る一実施形態における上限偏差と第一補正係数との関係を示すグラフである。

【図4】本発明に係る一実施形態における下限偏差と第二補正係数との関係を示すグラフである。

【図5】本発明に係る一実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】本発明に係る一実施形態の第一変形例におけるガスタービンの構成及び制御装置の機能構成を示す説明図である。

【図7】本発明に係る一実施形態の第二変形例におけるガスタービンの構成及び制御装置の機能構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係るガスタービン設備の一実施形態及び各種変形例について、図面を用いて説明する。

【0026】

「実施形態」
本発明に係るガスタービン設備の一実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。

【0027】

本実施形態のガスタービン設備は、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機５０と、ガスタービン１０に燃料Ｆを供給する燃料供給ライン３５と、燃料供給ライン３５を流れる燃料Ｆの流量を調節する燃料調節弁３６と、燃料調節弁３６を制御する制御装置１００と、を備えている。

【0028】

ガスタービン１０は、空気を圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器３０と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン４０と、を備えている。

【0029】

圧縮機２０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、この圧縮機ロータ２１を回転可能に覆う圧縮機ケーシング２２と、を有する。タービン４０は、燃焼器３０からの燃焼ガスにより、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ４１と、このタービンロータ４１を回転可能に覆うタービンケーシング４２と、を有する。タービンロータ４１と圧縮機ロータ２１とは、同一の軸線Ａｒを中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ１１を成している。このガスタービンロータ１１には、発電機５０のロータが接続されている。また、圧縮機ケーシング２２とタービンケーシング４２とは、相互に連結されてガスタービンケーシング１２を成している。

【0030】

燃焼器３０は、燃焼ガスをタービン４０の燃焼ガス流路中に送る燃焼筒（又は尾筒）３２と、この燃焼筒３２内に燃料を噴射するノズル３１と、を備える。燃料供給ライン３５は、このノズル３１に接続されている。

【0031】

発電機５０と電力系統５９とは、電力ケーブル５１により電気的に接続されている。この電力ケーブル５１には、発電機５０と電力系統５９との電気的な接続及び遮断を行う遮断器５２と、発電機５０から出力された電力であるガスタービン出力を検知する出力計６１と、が設けられている。また、発電機５０のロータ又はガスタービンロータ１１には、その回転数Ｎを検知する回転数計６２が設けられている。

【0032】

制御装置１００は、ガスタービン１０の目標出力Ｐｔを外部から受け付ける目標出力受付部１０１と、ガスタービン１０の上限出力として予め定めた設定上限出力Ｐｕを受け付ける上限出力受付部１０２と、ガスタービン１０の下限出力として予め定めた設定下限出力Ｐｄを受け付ける下限出力受付部１０３と、出力計６１が検出したガスタービン１０の出力である実出力Ｐｒを受け付ける実出力受付部１０４と、回転数計６２が検出したガスタービン１０の回転数である実回転数Ｎｒを受け付ける実回転数受付部１０５と、ガスタービン１０の目標回転数Ｎｔ（目標値）を出力する目標値出力部１１０と、実回転数Ｎｒ（実回転数相当値）に対する目標回転数Ｎｔ（目標値）の偏差である目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）を求める目標値偏差演算部１１５と、実回転数Ｎｒの変動を検知する回転数変動検知部１２０と、実出力Ｐｒに対する設定上限出力Ｐｕの偏差である上限偏差ΔＰｕを求める上限偏差演算部１３１と、設定下限出力Ｐｄに対する実出力Ｐｒの偏差である下限偏差ΔＰｄを求める下限偏差演算部１３２と、目標回転数偏差ΔＮｔを変更するパラメータ変更部１４０と、目標回転数偏差ΔＮｔに応じてガスタービン１０に供給する燃料の流量（燃料相当値）を定める燃料相当値演算部１５０と、この燃料流量（燃料相当値）に応じた弁開度指令を燃料調節弁３６に出力する弁制御部１５５と、を有する。

【0033】

目標値出力部１１０は、目標出力受付部１０１が受け付けた目標出力Ｐｔの範囲を制限する目標出力制限部１１８と、実出力Ｐｒに対する目標出力制限部１１８により制限された目標出力Ｐｔの偏差である出力偏差ΔＰを求める出力偏差演算器１１３と、出力偏差ΔＰに基づいて前述の目標回転数Ｎｔを定めるガバナ設定器（目標値演算器）１１４と、を有する。目標出力制限部１１８は、目標出力受付部１０１が受け付けた目標出力Ｐｔと設定下限出力Ｐｄとのうち大きい方を目標出力Ｐｔとして出力する下限制限器１１１と、下限制限器１１１から出力された目標出力Ｐｔと設定上限出力Ｐｕとのうち小さい方を目標出力Ｐｔとして出力する上限制限器１１２と、を有する。ガバナ設定器１１４は、回転数と出力との関係を示す調停率等を用いて、出力偏差ΔＰに応じた目標回転数Ｎｔを求める。

【0034】

回転数変動検知部１２０は、実回転数受付部１０５から実回転数Ｎｒを所定時間遅らせて出力する遅延器１２１と、遅延器１２１からの実回転数Ｎｒに対する実回転数受付部１０５からの実回転数Ｎｒの偏差ΔＮｔｓを求める回転数変動量演算器１２２と、回転数変動量演算器１２２が求めた偏差ΔＮｔｓに応じて回転数上昇（＋）、回転数低下（−）、変動無し（０）のいずれかを出力する変動判定器１２３と、を有する。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた正の値より大きい場合に、回転数上昇（＋）を出力する。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた負の値より小さい場合に、回転数低下（−）を出力する。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた正の値以下で且つ予め定められた負の値以上である場合に、変動無し（０）を出力する。

【0035】

パラメータ変更部１４０は、比例ゲインＫｐを発生する比例ゲイン発生器１５１と、目標回転数偏差ΔＮｔに比例ゲインＫｐの補正値を乗算するゲイン乗算器１５２と、比例ゲインＫｐを変更するゲイン変更部１４９と、を有する。ゲイン変更部１４９は、第一関数Ｆを用いて上限偏差ΔＰｕに応じた比例ゲインＫｐの第一補正係数ｋ１を求める第一補正係数発生器１４１と、第二関数Ｇを用いて下限偏差ΔＰｄに応じた比例ゲインＫｐの第二補正係数ｋ２を求める第二補正係数発生器１４２と、第一補正係数ｋ１及び第二補正係数ｋ２として固定係数（＝１）を発生する固定係数発生器１４３と、第一補正係数発生器１４１からの第一補正係数ｋ１と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第一補正係数ｋ１として出力する第一選択器１４４と、第二補正係数発生器１４２からの第二補正係数ｋ２と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第二補正係数ｋ２として出力する第二選択器１４５と、第一選択器１４４から出力された第一補正係数ｋ１と第二選択器１４５から出力された第二補正係数ｋ２とを乗算する第一乗算器１４６と、比例ゲイン発生器１５１からの比例ゲインＫｐと第一乗算器１４６からの補正係数とを乗算する第二乗算器１４７と、を有する。

【0036】

第一補正係数発生器１４１は、上限偏差ΔＰｕと第一補正係数ｋ１との関係を示す第一関数Ｆを用いて、上限偏差演算部１３１が求めた上限偏差ΔＰｕに対する第一補正係数ｋ１を求める。第一関数Ｆは、図３に示すように、上限偏差ΔＰｕが正の第一値ａ以下の場合に第一補正係数ｋ１の値として、例えば、「０．９」を出力し、上限偏差ΔＰｕが正の第二値ｂ（＞第一値ａ）以上の場合に第一補正係数ｋ１の値として、例えば、「１．０」を出力する関数である。また、この第一関数Ｆは、上限偏差ΔＰｕが第一値ａと第二値ｂとの間の場合に第一補正係数ｋ１の値として、上限偏差ΔＰｕの増大に伴って「１.０」に向って増大する値を出力する関数である。よって、第一補正係数発生器１４１は、上限偏差ΔＰｕ１が小さい場合には、第一補正係数ｋ１として「１.０」よりも小さい値を出力し、上限偏差ΔＰｕ２が大きい場合には、第一補正係数ｋ１として「１.０」を出力する。

【0037】

第二補正係数発生器１４２は、下限偏差ΔＰｄと第二補正係数ｋ２との関係を示す第二関数Ｇを用いて、下限偏差演算部１３２が求めた下限偏差ΔＰｄに対する第二補正係数ｋ２を求める。第二関数Ｇは、図４に示すように、下限偏差ΔＰｄが正の第三値ｃ以下の場合に第二補正係数ｋ２の値として、例えば、「１．１」を出力し、下限偏差ΔＰｄが正の第四値ｄ（＞第三値ｃ）以上の場合に第二補正係数ｋ２の値として、例えば、「１．０」を出力する関数である。また、この第二関数Ｇは、下限偏差ΔＰｄが第三値ｃと第四値ｄとの間の場合に第二補正係数ｋ２の値として、下限偏差ΔＰｄの増大に伴って「１.０」に向って減少する値を出力する関数である。よって、第二補正係数発生器１４２は、下限偏差ΔＰｄ１が小さい場合には、第二補正係数ｋ２として「１.０」よりも大きい値を出力し、下限偏差ΔＰｄが大きい場合には、第二補正係数ｋ２として「１.０」を出力する。

【0038】

第一選択器１４４は、回転数変動検知部１２０の変動判定器１２３から回転数低下（−）を受けると、第一補正係数発生器１４１からの第一補正係数ｋ１を出力する。また、第一選択器１４４は、図２に示すように、変動判定器１２３から回転数上昇（＋）又は変動無し（０）を受けると、固定係数発生器１４３からの固定係数「１．０」を第一補正係数ｋ１として出力する。

【0039】

第二選択器１４５は、図２に示すように、回転数変動検知部１２０の変動判定器１２３から回転数上昇（＋）を受けると、第二補正係数発生器１４２からの第二補正係数ｋ２を出力する。また、第二選択器１４５は、図１に示すように、変動判定器１２３から回転数低下（−）又は変動無し（０）を受けると、固定係数発生器１４３からの固定係数「１．０」を第二補正係数ｋ２として出力する。

【0040】

第一乗算器１４６は、前述したように、第一選択器１４４から出力された第一補正係数ｋ１と第二選択器１４５から出力された第二補正係数ｋ２とを乗算する。

【0041】

第二乗算器１４７は、比例ゲイン発生器１５１からの比例ゲインＫｐと第一乗算器１４６からの補正係数とを乗算し、乗算結果を補正後の比例ゲインＫｐとしてゲイン乗算器１５２に渡す。

【0042】

燃料相当値演算部１５０は、比例ゲイン発生器１５１と、補正後の比例ゲインＫｐと目標回転数偏差ΔＮｔとを乗算し、乗算結果をガスタービン１０に供給する燃料の流量（燃料相当値）として出力するゲイン乗算器１５２と、を有する。なお、燃料相当値演算部１５０を構成する比例ゲイン発生器１５１及びゲイン乗算器１５２は、本実施形態では、パラメータ変更部１４０の構成要素でもある。

【0043】

次に、以上で説明したガスタービン１０の動作について説明する。
圧縮機２０は、大気Ａを吸込みこれを圧縮する。燃焼器３０の燃焼筒３２には、圧縮機２０で圧縮された空気と共に燃焼器３０のノズル３１から燃料Ｆが噴射される。燃料Ｆは、この空気中で燃焼して燃焼ガスとなる。燃焼ガスは、燃焼筒３２からタービン４０の燃焼ガス流路を流れた後、タービン４０から排気される。タービンロータ４１は、燃焼ガスが燃焼ガス流路を流れることで回転する。この結果、発電機５０のロータも回転し、発電機５０による発電が行われる。

【0044】

次に、ガスタービン１０の運転過程での制御装置の動作について、図５に示すフローチャートに従って説明する。

【0045】

制御装置１００の目標値出力部１１０は、ガスタービン１０の目標回転数Ｎｔ（目標値）を出力する（Ｓ１０：目標値出力工程）。この目標値出力工程（Ｓ１０）では、まず、下限制限器１１１が、目標出力受付部１０１が受け付けたガスタービン１０の目標出力Ｐｔと下限出力受付部１０３が受け付けた設定下限出力Ｐｄとのうち大きい方を目標出力Ｐｔとして出力する（Ｓ１１：目標出力の下限制限工程）。次に、上限制限器１１２が、下限制限器１１１から出力された目標出力Ｐｔと上限出力受付部１０２が受け付けた設定上限出力Ｐｕとのうち小さい方を目標出力Ｐｔとして出力する（Ｓ１２：目標出力の上限制限工程）。次に、出力偏差演算器１１３が、出力計６１で検知された実出力Ｐｒに対する上限制限器１１２から出力された目標出力Ｐｔの偏差である出力偏差ΔＰを求める（Ｓ１３：出力偏差演算工程）。次に、ガバナ設定器（目標値演算器）１１４が、出力偏差ΔＰに基づいて目標回転数Ｎｔ（目標値）を定める（Ｓ１４：ガバナ設定工程（目標値演算工程））。この際、ガバナ設定器１１４は、回転数と出力との関係を示す調停率等を用いて、出力偏差ΔＰに応じた目標回転数Ｎｔを求める。以上で目標値出力工程（Ｓ１０）が終了する。

【0046】

制御装置１００の目標値偏差演算部１１５は、回転数計６２が検知した実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）を求める（Ｓ１５：目標値偏差演算工程）。

【0047】

制御装置１００の回転数変動検知部１２０は、実回転数Ｎｒの変動を検知する（Ｓ２０：回転数変動検知工程）。この回転数変動検知工程（Ｓ２０）では、まず、回転数変動量演算器１２２が、遅延器１２１からの実回転数Ｎｒに対する回転数計６２からの実回転数Ｎｒの偏差ΔＮｔｓを求める（Ｓ２１：回転数変動量演算）。次に、変動判定器１２３が、回転数変動量演算器１２２が求めた偏差ΔＮｔｓに応じて回転数上昇（＋）、回転数低下（−）、変動無し（０）のいずれかを出力する（Ｓ２２：変動判定工程）。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた正の値より大きい場合に、回転数上昇（＋）を出力する。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた負の値より小さい場合に、回転数低下（−）を出力する。変動判定器１２３は、偏差ΔＮｔｓが予め定められた正の値以下で且つ予め定められた負の値以上である場合に、変動無し（０）を出力する。

【0048】

制御装置１００の上限偏差演算部１３１は、出力計６１が検知した実出力Ｐｒに対する設定上限出力Ｐｕの偏差である上限偏差ΔＰｕを求める（Ｓ３１：上限偏差演算工程）。また、制御装置１００の下限偏差演算部１３２は、設定下限出力Ｐｄに対する出力計６１が検知した実出力Ｐｒの偏差である下限偏差ΔＰｄを求める（Ｓ３２：下限偏差演算工程）。

【0049】

制御装置１００のパラメータ変更部１４０は、目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）を変更する（Ｓ４０：パラメータ変更工程）。このパラメータ変更工程（Ｓ４０）では、第一補正係数発生器１４１が第一関数Ｆを用いて上限偏差ΔＰｕに応じた第一補正係数ｋ１を求める（Ｓ４１）。第一選択器１４４は、変動判定器１２３から回転数低下（−）を受けると、第一補正係数発生器１４１からの第一補正係数ｋ１を出力し、変動判定器１２３から回転数上昇（＋）又は変動無し（０）を受けると、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第一補正係数ｋ１として出力する（Ｓ４２）。

【0050】

また、パラメータ変更工程（Ｓ４０）では、第二補正係数発生器１４２が第二関数Ｇを用いて下限偏差ΔＰｄに応じた第二補正係数ｋ２を求める（Ｓ４３）。第二選択器１４５は、変動判定器１２３から回転数上昇（＋）を受けると、第二補正係数発生器１４２からの第二補正係数ｋ２を出力し、変動判定器１２３から回転数低下（−）又は変動無し（０）を受けると、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第二補正係数ｋ２として出力する（Ｓ４４）。

【0051】

さらに、パラメータ変更工程（Ｓ４０）では、第一乗算器１４６が、第一補正係数ｋ１と第二補正係数ｋ２とを乗算し、補正係数を求める（Ｓ４５：補正係数演算工程）。次に、第二乗算器１４７が、比例ゲイン発生器１５１からの比例ゲインＫｐと第一乗算器１４６からの補正係数とを乗算して、比例ゲインＫｐを補正する（Ｓ４６：比例ゲイン補正工程）。ゲイン乗算器１５２は、目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）に補正された比例ゲインＫｐを乗算して、ガスタービン１０に供給する燃料の流量（燃料相当値）を定める（Ｓ５１：燃料相当値設定工程）。以上で、パラメータ変更工程（Ｓ４０）は、終了する。

【0052】

なお、パラメータ変更工程（Ｓ４０）の最後工程（Ｓ５１）では、ガスタービン１０に供給する燃料の流量（燃料相当値）を定めるので、パラメータ変更工程（Ｓ４０）の最終工程（Ｓ５１）は、燃料相当値演算工程である。

【0053】

ここで、各種状態での比例ゲインＫｐの変化について整理して、説明する。

【0054】

実回転数Ｎｒが低下している場合、図１に示すように、第一選択器１４４は、第一補正係数発生器１４１からの第一補正係数ｋ１を出力する。第一補正係数発生器１４１から出力される第一補正係数ｋ１は、上限偏差ΔＰｕ１（図３参照）が小さい場合、つまり実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近い場合、「１」よりも小さい値を第一補正係数ｋ１として出力する。このため、実回転数Ｎｒが低下し且つ実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近い場合、第一選択器１４４は、第一補正係数ｋ１として「１」より小さい値を出力する。

【0055】

一方、実回転数Ｎｒが低下している場合、実出力Ｐｒと設定上限出力Ｐｕの関係、及び実出力Ｐｒと設定下限出力Ｐｄとの関係がどのような場合でも、第二選択器１４５は、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第二補正係数ｋ２として出力する。

【0056】

よって、実回転数Ｎｒが低下し且つ実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近い場合、第一乗算器１４６では、「１」より小さい値である第一補正係数ｋ１と、「１」である第二補正係数ｋ２とを乗算し、これを補正係数とする。この補正係数は、「１」より小さい値であるため、第二乗算器１４７で補正された比例ゲインＫｐは、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐよりも小さい。このため、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）よりも小さくなる。

【0057】

実回転数Ｎｒが上昇している場合、図２に示すように、第二選択器１４５は、第二補正係数発生器１４２からの第二補正係数ｋ２を出力する。第二補正係数発生器１４２から出力される第二補正係数ｋ２は、下限偏差ΔＰｄ１（図４参照）が小さい場合、つまり実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近い場合、「１」よりも大きい値を第二補正係数ｋ２として出力する。このため、実回転数Ｎｒが上昇し且つ実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近い場合、第二選択器１４５は、第二補正係数ｋ２として「１」より大きい値を出力する。

【0058】

一方、実回転数Ｎｒが上昇している場合、実出力Ｐｒと設定下限出力Ｐｄの関係、及び実出力Ｐｒと設定上限出力Ｐｕとの関係がどのような場合でも、第一選択器１４４は、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第一補正係数ｋ１として出力する。

【0059】

よって、実回転数Ｎｒが上昇し且つ実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近い場合、第一乗算器１４６では、「１」である第一補正係数ｋ１と、「１」より大きい値である第二補正係数ｋ２とを乗算し、これを補正係数とする。この補正係数は、「１」より大きい値であるため、第二乗算器１４７で補正された比例ゲインＫｐは、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐよりも大きい。このため、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）よりも大きくなる。

【0060】

実回転数Ｎｒが低下している場合でも、上限偏差ΔＰｕ２（図３参照）が大きい場合、つまり実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近くない場合、第一補正係数発生器１４１から出力される第一補正係数ｋ１は「１」である。この場合、第一選択器１４４は、第一補正係数ｋ１として、第一補正係数発生器１４１からの「１」を出力する。一方、第二選択器１４５は、実出力Ｐｒが低下している場合、前述したように、一律に第二補正係数ｋ２として「１」を出力する。よって、実回転数Ｎｒが低下し且つ実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近くない場合、第一乗算器１４６で求められる補正係数は「１」となり、第二乗算器１４７で補正された比例ゲインＫｐは、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐと同じ値のままである。このため、この場合、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）と同じ値である。

【0061】

実回転数Ｎｒが上昇している場合でも、下限偏差ΔＰｄ２（図４参照）が大きい場合、つまり実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近くない場合、第二補正係数発生器１４２から出力される第二補正係数ｋ２は「１」である。この場合、第二選択器１４５は、第二補正係数ｋ２として、第二補正係数発生器１４２からの「１」を出力する。一方、第一選択器１４４は、実出力Ｐｒが上昇している場合、前述したように、一律に第一補正係数ｋ１として「１」を出力する。よって、実回転数Ｎｒが上昇し且つ実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近くない場合、第一乗算器１４６で求められる補正係数は「１」となり、第二乗算器１４７で補正された比例ゲインＫｐは、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐと同じ値のままである。このため、この場合、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）と同じ値である。

【0062】

実回転数Ｎｒが実質的に変動していない場合、第一選択器１４４は、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第一補正係数ｋ１として出力し、第二選択器１４５は、固定係数発生器１４３からの固定係数「１」を第二補正係数ｋ２として出力する。よって、この場合、第一乗算器１４６で求められる補正係数は「１」となり、第二乗算器１４７で補正された比例ゲインＫｐは、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐと同じ値のままである。このため、この場合、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）と同じ値である。

【0063】

以上のように、本実施形態では、実回転数Ｎｒが低下し且つ実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近い場合、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐは補正により小さくなる。このため、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）よりも小さくなる。また、実回転数Ｎｒが上昇し且つ実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近い場合、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐは補正により大きくなる。このため、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）よりも大きくなる。また、以上の他の場合、補正係数は「１」になるため、比例ゲイン発生器１５１から出力された比例ゲインＫｐは補正されても同じ値のままである。このため、この場合、補正された比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）は、補正されていない比例ゲインＫｐが乗算された目標回転数偏差ΔＮｔ（燃料相当値）と同じ値である。

【0064】

ゲイン乗算器１５２により、ガスタービン１０に供給する燃料の流量（燃料相当値）が定められると（Ｓ５１）、弁制御部１５５は、この燃料の流量（燃料相当値）に応じた弁開度を示す弁開度指令を作成し、この弁開度指令を燃料調節弁３６に出力する（Ｓ５２）。燃料調節弁３６は、この弁開度指令が示す弁開度になり、燃焼器３０のノズル３１には、燃料相当値設定工程（Ｓ５１）で定めた流量の燃料が供給される。

【0065】

以上、本実施形態では、目標回転数Ｎｔと実回転数Ｎｒとの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔに応じて、燃料流量（燃料相当値）を定めているので、ガスタービン１０の回転数の安定化を図ることができる。

【0066】

ところで、現時点での実出力Ｐｒがガスタービン１０の設定上限出力Ｐｕに近い場合に、実回転数Ｎｒが低下すると、目標回転数Ｎｔと実回転数Ｎｒとの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔが大きくなるため、燃料流量が増加し、実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕを上回ってしまうおそれがある。また、現時点での実出力Ｐｒがガスタービン１０の設定下限出力Ｐｄに近い場合に、実回転数Ｎｒが上昇すると、目標回転数Ｎｔと実回転数Ｎｒとの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔが小さくなるため、燃料流量が減少し、実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄを下回ってしまうおそれがある。

【0067】

しかしながら、本実施形態では、前述したように、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合に、比例ゲインＫｐは補正により小さくなる。このため、実回転数Ｎｒの低下に伴って目標回転数偏差ΔＮｔが増加しても、目標回転数偏差ΔＮｔに補正後の比例ゲインＫｐを乗算することで、目標回転数偏差ΔＮｔの増加を抑制することができる。よって、本実施形態では、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合でも、実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕを上回る可能性を低下させることができる。また、本実施形態では、前述したように、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合に、比例ゲインＫｐは補正により大きくなる。このため、実回転数Ｎｒの上昇に伴って目標回転数偏差ΔＮｔが減少しても、目標回転数偏差ΔＮｔに補正後の比例ゲインＫｐを乗算することで、目標回転数偏差ΔＮｔの減少を抑制することができる。よって、本実施形態では、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合でも、実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄを下回る可能性を低下させることができる。

【0068】

従って、本実施形態によれば、ガスタービン１０の回転数の安定化を図りつつも、設定出力範囲からの実出力Ｐｒの逸脱を抑制することができる。

【0069】

なお、本実施形態では、補正係数を用いて比例ゲインＫｐを補正してから、補正後の比例ゲインＫｐを目標回転数偏差ΔＮｔに乗算しているが、補正係数を用いて目標回転数偏差ΔＮｔを補正してから、補正していない比例ゲインＫｐを補正後の目標回転数偏差ΔＮｔに乗算してもよい。

【0070】

「第一変形例」
図６を用いて、本発明に係るガスタービン設備の第一変形例について説明する。

【0071】

上記実施形態は、制御装置１００のパラメータ変更部１４０が目標回転数偏差ΔＮｔを変更するものである。本変形例は、制御装置１００ａのパラメータ変更部１４０ａが目標回転数Ｎｔ（目標値）を変更するものである。

【0072】

本変形例の制御装置１００ａは、上記実施形態の制御装置１００と同様、目標出力受付部１０１、上限出力受付部１０２、下限出力受付部１０３、実出力受付部１０４、実回転数受付部１０５、目標値出力部１１０、目標値偏差演算部１１５、回転数変動検知部１２０、上限偏差演算部１３１、下限偏差演算部１３２、パラメータ変更部１４０ａ、燃料相当値演算部１５０、及び弁制御部１５５を有する。但し、本変形例では、前述したように、パラメータ変更部１４０ａが上記実施形態と異なっている。

【0073】

本変形例のパラメータ変更部１４０ａは、第一関数Ｈを用いて上限偏差ΔＰｕに応じた目標回転数Ｎｔの第一補正係数ｋ１を求める第一補正係数発生器１４１と、第二関数Ｉを用いて下限偏差ΔＰｄに応じた目標回転数Ｎｔの第二補正係数ｋ２を求める第二補正係数発生器１４２と、第一補正係数ｋ１及び第二補正係数ｋ２として固定係数（＝１）を発生する固定係数発生器１４３と、第一補正係数発生器１４１からの第一補正係数ｋ１と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第一補正係数ｋ１として出力する第一選択器１４４と、第二補正係数発生器１４２からの第二補正係数ｋ２と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第二補正係数ｋ２として出力する第二選択器１４５と、第一選択器１４４から出力された第一補正係数ｋ１と第二選択器１４５から出力された第二補正係数ｋ２とを乗算する第一乗算器１４６と、ガバナ設定器１１４からの目標回転数Ｎｔ（目標値）と第一乗算器１４６からの補正係数とを乗算する第二乗算器１４７ａと、を有する。

【0074】

第一補正係数発生器１４１は、上限偏差ΔＰｕと第一補正係数ｋ１との関係を示す第一関数Ｈを用いて、上限偏差演算部１３１が求めた上限偏差ΔＰｕに対する第一補正係数ｋ１を求める。第一関数Ｈは、上記実施形態における第一関数Ｆと同様、上限偏差ΔＰｕが小さい場合に第一補正係数ｋ１として「１.０」より小さい値を出力し、上限偏差ΔＰｕが大きい場合に第一補正係数ｋ１として「１．０」を出力する関数である。第二補正係数発生器１４２は、下限偏差ΔＰｄと第二補正係数ｋ２との関係を示す第二関数Ｉを用いて、下限偏差演算部１３２が求めた下限偏差ΔＰｄに対する第二補正係数ｋ２を求める。第二関数Ｉは、上記実施形態の第二関数Ｇと同様、下限偏差ΔＰｄが小さい場合に第二補正係数ｋ２の値として「１」より大きい値を出力し、下限偏差ΔＰｄが大きい場合に第二補正係数ｋ２の値として「１．０」を出力する関数である。

【0075】

第一選択器１４４及び第二選択器１４５は、上記実施形態と同様に動作する。

【0076】

本変形例のゲイン乗算器１５２は、第二乗算器１４７ａにより補正された目標回転数Ｎｔに対する実回転数Ｎｒの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔに、比例ゲイン発生器１５１からの比例ゲインＫｐを乗算して、燃料流量（燃料相当値）を求める。

【0077】

よって、本変形例では、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合、ガバナ設定器１１４からの目標回転数Ｎｔは、第二乗算器１４７ａによる補正で小さくなる。このため、実回転数Ｎｒに対する、補正された目標回転数Ｎｔの偏差ΔＮｔは、補正されていない目標回転数Ｎｔの偏差ΔＮｔよりも小さくなる。従って、本変形例でも、第一実施形態と同様、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合でも、実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕを上回る可能性を低下させることができる。また、本変形例では、実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合、ガバナ設定器１１４からの目標回転数Ｎｔは、第二乗算器１４７ａによる補正で大きくなる。このため、実回転数Ｎｒに対する、補正された目標回転数Ｎｔの偏差ΔＮｔは、補正されていない目標回転数Ｎｔの偏差ΔＮｔよりも大きくなる。従って、本変形例でも、第一実施形態と同様、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合でも、実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄを下回る可能性を低下させることができる。

【0078】

「第二変形例」
図７を用いて、本発明に係るガスタービン設備の第二変形例について説明する。

【0079】

上記実施形態は、前述したように、制御装置１００のパラメータ変更部１４０が目標回転数偏差ΔＮｔを変更するものである。本変形例は、制御装置１００ｂのパラメータ変更部１４０ｂが実回転数Ｎｒを変更するものである。

【0080】

本変形例の制御装置１００ｂは、上記実施形態の制御装置１００と同様、目標出力受付部１０１、上限出力受付部１０２、下限出力受付部１０３、実出力受付部１０４、実回転数受付部１０５、目標値出力部１１０、目標値偏差演算部１１５、回転数変動検知部１２０、上限偏差演算部１３１、下限偏差演算部１３２、パラメータ変更部１４０ｂ、燃料相当値演算部１５０、及び弁制御部１５５を有する。但し、本変形例では、前述したように、パラメータ変更部１４０ｂが上記実施形態と異なっている。

【0081】

本変形例のパラメータ変更部１４０ｂは、第一関数Ｌを用いて上限偏差ΔＰｕに応じた目標回転数Ｎｔの第一補正係数ｋ１を求める第一補正係数発生器１４１ｂと、第二関数Ｍを用いて下限偏差ΔＰｄに応じた目標回転数Ｎｔの第二補正係数ｋ２を求める第二補正係数発生器１４２ｂと、第一補正係数ｋ１及び第二補正係数ｋ２として固定係数（＝１）を発生する固定係数発生器１４３と、第一補正係数発生器１４１ｂからの第一補正係数ｋ１と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第一補正係数ｋ１として出力する第一選択器１４４と、第二補正係数発生器１４２ｂからの第二補正係数ｋ２と固定係数発生器１４３からの固定係数とのうち一方を第二補正係数ｋ２として出力する第二選択器１４５と、第一選択器１４４から出力された第一補正係数ｋ１と第二選択器１４５から出力された第二補正係数ｋ２とを乗算する第一乗算器１４６と、実回転数受付部１０５が受け付けた実回転数Ｎｒと第一乗算器１４６からの補正係数とを乗算する第二乗算器１４７ｂと、を有する。

【0082】

第一補正係数発生器１４１ｂは、上限偏差ΔＰｕと第一補正係数ｋ１との関係を示す第一関数Ｌを用いて、上限偏差演算部１３１が求めた上限偏差ΔＰｕに対する第一補正係数ｋ１を求める。但し、この第一関数Ｌは、上記実施形態や第一変形例における第一関数Ｆ，Ｈと異なり、上限偏差ΔＰｕが小さい場合に第一補正係数ｋ１として「１.０」より大きい値を出力し、上限偏差ΔＰｕが大きい場合に第一補正係数ｋ１として「１．０」を出力する関数である。また、第二補正係数発生器１４２ｂは、下限偏差ΔＰｄと第二補正係数ｋ２との関係を示す第二関数Ｍを用いて、下限偏差演算部１３２が求めた下限偏差ΔＰｄに対する第二補正係数ｋ２を求める。但し、この第二関数Ｍは、上記実施形態や第一変形例の第二関数Ｇ，Ｉと異なり、下限偏差ΔＰｄが小さい場合に第二補正係数ｋ２の値として「１.０」より小さい値を出力し、下限偏差ΔＰｄが大きい場合に第二補正係数ｋ２の値として「１．０」を出力する関数である。

【0083】

第一選択器１４４及び第二選択器１４５は、上記実施形態と同様に動作する。

【0084】

本変形例の目標値偏差演算部１１５は、第二乗算器１４７ｂにより補正された実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）を求める（Ｓ１５：目標値偏差演算工程）。ゲイン乗算器１５２は、第二乗算器１４７ｂにより補正された実回転数Ｎｒと目標回転数Ｎｔとの偏差である目標回転数偏差ΔＮｔ（目標値偏差）に、比例ゲイン発生器１５１からの比例ゲインＫｐを乗算して、燃料流量（燃料相当値）を求める。

【0085】

よって、本変形例では、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合、実回転数受付部１０５からの実回転数Ｎｒは、第二乗算器１４７ｂによる補正で小さくなる。このため、補正された実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差は、補正されていない実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差よりも小さくなる。従って、本変形例でも、上記実施形態及び第二変形例と同様、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕに近いときに実回転数Ｎｒが低下した場合でも、実出力Ｐｒが設定上限出力Ｐｕを上回る可能性を低下させることができる。また、本変形例では、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合、実回転数受付部１０５からの実回転数Ｎｒは、第二乗算器１４７ｂによる補正で大きくなる。このため、補正された実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差は、補正されていない実回転数Ｎｒに対する目標回転数Ｎｔの偏差よりも大きくなる。従って、本変形例でも、上記実施形態及び第二変形例と同様、ガスタービン１０の実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄに近いときに実回転数Ｎｒが上昇した場合でも、実出力Ｐｒが設定下限出力Ｐｄを下回る可能性を低下させることができる。

【0086】

「その他の変形例」
以上の実施形態及び各変形例では、実回転数相当値として実回転数Ｎｒを用いて、目標値として目標回転数Ｎｔを用いている。しかしながら、実回転数相当値として（実回転数Ｎｒ／定格回転数）を用い、目標値として（目標回転数Ｎｔ／定格回転数）を用いてもよい。さらに、実回転数相当値として、発電機５０が発電する電力の実周波数又は（実周波数／定格周波数）を用い、目標値として目標周波数又は（目標周波数／定格周波数）を用いてもよい。

【0087】

また、以上の実施形態及び各変形例では、目標値演算器（ガバナ設定器）１１４で、目標値として目標回転数Ｎｔを定めたが、出力の目標値を定めてもよい。この場合、実回転数受付部１０５からの実回転数Ｎｒを調停率等を用いて出力に変換し、目標値偏差演算部１１５で出力の目標値と、実回転数Ｎｒを調停率等で出力に変換したものとの偏差を目標値偏差として求めてもよい。つまり、目標値は出力であってもよく、この場合、実回転数相当値は出力であり、目標値偏差は出力の偏差である。

【符号の説明】

【0088】

１０：ガスタービン、２０：圧縮機、３０：燃焼器、３５:燃料供給ライン、３６:燃料調節弁、４０：タービン、５０:発電機、６１：出力計、６２:回転数計、１００，１００ａ，１００ｂ：制御装置、１０１：目標出力受付部、１０２:上限出力受付部、１０３:下限出力受付部、１０４:実出力受付部、１０５：実回転数受付部、１１０:目標値出力部、１１１:下限制限器、１１２：上限制限器、１１３:出力偏差演算器、１１４:ガバナ設定器（目標値演算器）、１１５:目標値偏差演算部、１１８:目標出力制限部、１２０:回転数変動検知部、１３１:上限偏差演算部、１３２：下限偏差演算部、１４０，１４０ａ，１４０ｂ：パラメータ変更部、１４１,１４１ａ，１４１ｂ：第一補正係数発生器、１４２，１４２ａ，１４２ｂ：第二補正係数発生器、１４３:固定係数発生器、１４４:第一選択器、１４５：第二選択器、１４６：第一乗算器、１４７，１４７ａ，１４７ｂ：第二乗算器、１５０:燃料相当値演算部、１５１:比例ゲイン発生器、１５２：ゲイン乗算器、１５５:弁制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】