(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】P2023121919
(43)【公開日】2023-09-01
(54)【発明の名称】制御システム、発電プラント及び制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20230825BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20230825BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 110
H02J3/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022025272
(22)【出願日】2022-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】竹友 孝裕
【テーマコード（参考）】
5G066
【Ｆターム（参考）】
5G066HA15
5G066HB02
5G066HB09
5G066JA05
5G066JB03
(57)【要約】
【課題】高速負荷変化を実現する蒸気タービン発電プラントの制御システムを提供する。
【解決手段】制御システムは、蒸気タービンと、発電機と、バッテリとを備える発電プラントの制御システムであって、発電プラントへの出力の指令値を取得する取得部と、発電機を駆動する蒸気タービンの出力を制御するタービン制御部と、系統に接続されたバッテリの充放電を制御するバッテリ制御部と、を備え、発電機の出力の上昇又は降下を指示する指令値を取得した場合、タービン制御部は、発電機の出力の実測値と指令値の偏差を計算し、バッテリ制御部は、前記指令値が目標出力まで上昇又は降下するまでの間、偏差を補償するようにバッテリを充放電させ、タービン制御部は、前記指令値と、発電機の出力との偏差に基づいて蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】制御システムは、蒸気タービンと、発電機と、バッテリとを備える発電プラントの制御システムであって、発電プラントへの出力の指令値を取得する取得部と、発電機を駆動する蒸気タービンの出力を制御するタービン制御部と、系統に接続されたバッテリの充放電を制御するバッテリ制御部と、を備え、発電機の出力の上昇又は降下を指示する指令値を取得した場合、タービン制御部は、発電機の出力の実測値と指令値の偏差を計算し、バッテリ制御部は、前記指令値が目標出力まで上昇又は降下するまでの間、偏差を補償するようにバッテリを充放電させ、タービン制御部は、前記指令値と、発電機の出力との偏差に基づいて蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動して系統に接続された発電機と、前記系統に接続されたバッテリとを備える発電プラントの制御システムであって、
前記発電プラントの出力の指令値を取得する取得部と、
前記蒸気タービンを制御するタービン制御部と、
前記バッテリの充放電を制御するバッテリ制御部と、
を備え、
前記取得部が、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得した場合、
前記タービン制御部は、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、
前記バッテリ制御部は、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、
前記タービン制御部は、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する、
制御システム。
前記発電プラントの出力の指令値を取得する取得部と、
前記蒸気タービンを制御するタービン制御部と、
前記バッテリの充放電を制御するバッテリ制御部と、
を備え、
前記取得部が、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得した場合、
前記タービン制御部は、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、
前記バッテリ制御部は、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、
前記タービン制御部は、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する、
制御システム。
【請求項2】
前記発電プラントの出力が前記目標出力まで上昇又は降下するまでの間、
前記タービン制御部は、前記主蒸気加減弁の開度の変化が所定の範囲内となるよう制御する、
請求項１に記載の制御システム。
前記タービン制御部は、前記主蒸気加減弁の開度の変化が所定の範囲内となるよう制御する、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
前記発電プラントの出力が前記目標出力まで上昇又は降下するまでの間、
前記タービン制御部は、
前記指令値よりも前記発電機の出力が小さい場合、前記指令値と、前記発電機の出力に前記バッテリが放電する電力を加算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御し、
前記指令値よりも前記発電機の出力が大きい場合、前記指令値と、前記発電機の出力から前記バッテリが充電する電力を減算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御する、
請求項１または請求項２の何れか１項に記載の制御システム。
前記タービン制御部は、
前記指令値よりも前記発電機の出力が小さい場合、前記指令値と、前記発電機の出力に前記バッテリが放電する電力を加算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御し、
前記指令値よりも前記発電機の出力が大きい場合、前記指令値と、前記発電機の出力から前記バッテリが充電する電力を減算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御する、
請求項１または請求項２の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項4】
前記バッテリ制御部は、前記発電機の出力と前記バッテリが充放電する電力の合計が、前記目標出力まで上昇又は降下してから所定時間が経過すると、前記バッテリの充放電を停止する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御システム。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項5】
前記バッテリ制御部は、前記発電機の出力と前記バッテリが充放電する電力の合計が、前記目標出力まで上昇又は降下してから所定時間が経過すると、前記系統の周波数の変動を補償するように前記バッテリを充放電させる、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御システム。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項6】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御システムと、
前記蒸気タービンと、
前記発電機と、
前記バッテリと、
を備える発電プラント。
前記蒸気タービンと、
前記発電機と、
前記バッテリと、
を備える発電プラント。
【請求項7】
蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動する発電と、バッテリとを備える発電プラントの制御方法であって、
前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる指令値を取得し、
前記発電の出力と前記指令値の偏差を計算し、
前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、
前記指令値と、前記発電の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する、
制御方法。
前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる指令値を取得し、
前記発電の出力と前記指令値の偏差を計算し、
前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、
前記指令値と、前記発電の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、制御システム、発電プラント及び制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
蒸気タービン発電プラントの負荷を上昇させる場合、出力の上昇指令に対するボイラの応答遅れ等により、負荷上昇開始からしばらくの間は、実際の出力は目標負荷に対して上昇遅れを生じる。その後、燃料等の投入によってボイラが発生する水蒸気量が増加すると、実際の出力が指令値に追いつくようになる。そして、発電プラントの出力が最終的な目標負荷に達した際には、それまでの出力上昇トレンドを急に停止することができず、出力はオーバーシュートし、その後、目標負荷に整定する。負荷を降下させる場合には、出力の降下指令に対し、最初は降下遅れを生じながら発電プラントの出力が降下し、目標負荷に対してアンダーシュートした後に目標負荷に整定する。
【0003】
図６に蒸気タービン発電プラント１´の概略図を示す。蒸気タービン発電プラント１´は、ランキンサイクル２と、発電機７と、ランキンサイクル２を制御する制御装置１００´を備える。ランキンサイクル２は、蒸気タービン３と、復水器４と、ボイラ５と、主蒸気加減弁６とを備える。発電機７は、ランキンサイクル２によって駆動して電力を発電し、発電した電力を系統へ供給する。制御装置１００´は、出力指令値ｃ１と、系統周波数の実測値ｃ２と、発電機７の発電出力の実測値ｃ３と、蒸気タービン３入口での主蒸気圧力の実測値ｃ４の各信号を取得する。これらの信号を取得した制御装置１００´では、関数発生器１０１が系統周波数の実測値ｃ２から系統周波数を正常範囲に制御するための補正値ｒ０を計算する。図３に系統周波数と指令値の関係の一例を示す。図３の縦軸は出力指令値、横軸は系統周波数を示す。系統周波数が所定の許容範囲を超過した場合、発電プラント１´が供給する電力が需要を上回っていることを示している。このような場合、関数発生器１０１は、図３に示すように出力指令値を降下させるような補正値ｒ０を計算する。次にリミッタ１０２が、関数発生器１０１が計算した補正値ｒ０を所定の上下限値の範囲に抑えた補正値ｒ１を計算する。そして加算器１０３が、出力指令値ｃ１と補正値ｒ１を加算し、系統周波数の変動を考慮した出力指令値ｒ２を計算する。一次遅れ補償器１０４は、発電機７の出力実測値ｃ３を取得して、指令値に対する一時遅れを補償した出力実測値ｒ３を計算する。減算器１０５は出力指令値ｒ２と出力実測値ｒ３の偏差ｒ４（出力指令値ｒ２－出力実測値ｒ３）を計算し、感度調整器１０６が、この偏差ｒ４を０に近づけるような主蒸気加減弁６の開度指令値ｒ５を計算する。主蒸気加減弁６の開度は感度調整器１０６によってＰＩ（Proportional-Integral）制御される。例えば、発電プラント１´の負荷上昇時には、減算器１０５が計算する偏差ｒ４は正となり、より多くの蒸気を蒸気タービン３に供給するために、主蒸気加減弁６は開く方向に調整される。しかし、ボイラ５にて発生する水蒸気を、出力の上昇に対応して急速に増加させることが難しい為、充分な水蒸気が蒸気タービン３に供給されるまでには時間が掛かり、ランキンサイクル２の出力、つまり発電機７の発電出力は、出力指令値ｃ１に対して上昇遅れ気味となる。また、主蒸気加減弁６は開くことにより、主蒸気圧力は低下する。
【0004】
加算器１０３が計算した出力指令値ｒ２は、関数発生器１０７に送られ、関数発生器１０７は、出力指令値ｒ２に応じた主蒸気圧力設定値ｒ６を計算する。一次遅れ補償器１０８は、蒸気タービン３入口の主蒸気圧力の実測値ｃ４を取得して一次遅れを補償した主蒸気圧力ｒ７を計算する。減算器１０９は、主蒸気圧力設定値ｒ６と主蒸気圧力ｒ７の偏差ｒ８（主蒸気圧力設定値ｒ６－主蒸気圧力実測値ｒ７）を計算する。上記のように、負荷上昇が始まると主蒸気加減弁６は開く方向で調整される。すると蒸気タービン３の入口主蒸気圧力は低下する。従って、偏差ｒ８は正の値となる。感度調整器１１０は、この偏差を０に近づけるような指令値ｒ９をＰＩ制御により計算する。加算器１１１は、出力指令値ｒ２と指令値ｒ９を合計して指令値ｒ１０を計算する。指令値ｒ１０は、ボイラ５に投入される燃料、水、空気等を制御する大元となる値である。偏差ｒ８が正の場合、指令値ｒ１０は燃料などを増加させるような値（ボイラ５で発生する水蒸気が増加するような値）となる。制御装置１００´は、開度指令値ｒ５と指令値ｒ１０によってランキンサイクル２の出力を制御する。ここで、負荷上昇時の上昇遅れやオーバーシュートの原因について考察すると、出力を上昇させるために主蒸気加減弁６の開度を増加させて、主蒸気圧力の低下を招くことが主な原因の一つであることが分かっている。
【0005】
関連する技術として、特許文献１には、ガスタービンと蒸気タービンを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおける負荷上昇時および下降時におけるオーバーシュートやアンダーシュートの発生を防止するための制御が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平５－３３６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
発電プラント１´の負荷を上昇又は降下させるときの目標負荷に対するオーバーシュートやアンダーシュートの大きさは、単位時間あたりの負荷の変化率が大きい程、大きくなる。オーバーシュートやアンダーシュートが大きいことは制御性の観点から好ましくない為、それらを小さく抑えるために、負荷の上昇率又は降下率を低く設定して、時間をかけて目標負荷まで上昇又は降下させることが多い。これに対し、発電プラント１の出力を、負荷変化に対して高速に対応させる制御が求められている。
【0008】
本開示は、上記課題を解決することができる制御システム、発電プラント及び制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の制御システムは、蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動して系統に接続された発電機と、前記系統に接続されたバッテリとを備える発電プラントの制御システムであって、前記発電プラントの出力の指令値を取得する取得部と、前記蒸気タービンを制御するタービン制御部と、前記バッテリの充放電を制御するバッテリ制御部と、を備え、前記取得部が、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得した場合、前記タービン制御部は、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、前記バッテリ制御部は、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、前記タービン制御部は、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【0010】
また、本開示の発電プラントは、上記の制御システムと、前記蒸気タービンと、前記発電機と、前記バッテリと、を備える。
【0011】
また、本開示の制御方法は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動する発電機と、バッテリとを備える発電プラントの制御方法であって、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得し、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【発明の効果】
【0012】
上述の制御システム、発電プラント及び制御方法によれば、負荷変化の変化率を高めて、高速負荷変化を実現するとともに、負荷変化への追従性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態に係る発電プラントの一例を示す図である。
【図2】実施形態の発電システムに関するパラメータの推移の一例を示す図である。
【図3】系統周波数と指令値の関係の一例を示す図である。
【図4】系統周波数と電力の関係の一例を示す図である。
【図5】主蒸気圧力、ガバナ開度、負荷の関係の一例を示す図である。
【図6】一般的な発電システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
＜実施形態＞
以下、本開示の発電システムについて、図１～図６を参照しながら説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係る発電プラントの一例を示す図である。図１に示すように発電プラント１は、ランキンサイクル２と、発電機７と、ランキンサイクル２を制御する制御装置１００と、発電機７の発電出力の不足分を放電によって補い、余剰分を充電によって引き取る充放電システム２０と、を備える。ランキンサイクル２は、蒸気タービン３と、復水器４と、ボイラ５と、主蒸気加減弁６とを備える。発電機７は、ランキンサイクル２によって駆動して電力を発電し、発電した電力を系統へ供給する。制御装置１００は、図６を用いて説明した関数発生器１０１と、リミッタ１０２と、加算器１０３と、一次遅れ補償器１０４と、減算器１０５と、感度調整器１０６と、関数発生器１０７と、一次遅れ補償器１０８と、減算器１０９と、感度調整器１１０と、加算器１１１に加え、選択器１１２と、減算器１１３と、スイッチ１１４と、変化率制限器１１５と、関数発生器１１６と、スイッチ１１７と、を備える。選択器１１２は、発電機７の出力実測値ｃ３と、出力指令値ｃ１とに基づいて、充放電システム２０が充放電する電力を計算し、その計算結果に基づいて負荷変化中における発電プラント１の出力を、ＢＥＳＳ（Battery Energy Storage System）９からの放電の電力と加算させることで出力指令値ｃ１と一致させる。その結果、推定値ｒ３１は出力指令値ｃ１と同値となる。言い換えれば、選択器１１２は、負荷変化中においては、発電機７の出力実測値ｃ３と、出力指令値ｃ１とのうち、出力指令値ｃ１を選択し、負荷整定後には、発電機７の出力実測値ｃ３を選択する。選択器１１２は、選択した値を出力推定値ｒ３１として出力する。減算器１１３は、出力指令値ｒ２と出力実測値ｃ３の偏差ｒ１１（出力指令値ｒ２－出力実測値ｃ３）を計算する。スイッチ１１４は、偏差ｒ１１を取得し、その値を変化率制限器１１５へ出力する。また、スイッチ１１４は、目標負荷の上昇や降下があった場合に発電プラント１の出力が目標負荷に到達すると、目標負荷に到達したことを示す信号を取得する。発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間が経過すると、スイッチ１１４をオフにする。変化率制限器１１５は、偏差ｒ１１を充放電システム２０へ出力する。関数発生器１１６は、系統周波数の実測値ｃ２を取得し、系統周波数の実測値ｃ２から系統周波数を正常範囲に制御するための電力の補正値ｒ１２を計算する。スイッチ１１７は、目標負荷の上昇や降下があった場合に発電プラント１の出力が目標負荷に到達すると、目標負荷に到達したことを示す信号を取得する。スイッチ１１７は、発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間が経過すると、補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力し、発電プラント１の負荷変化中および発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間までは補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力しない。
以下、本開示の発電システムについて、図１～図６を参照しながら説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係る発電プラントの一例を示す図である。図１に示すように発電プラント１は、ランキンサイクル２と、発電機７と、ランキンサイクル２を制御する制御装置１００と、発電機７の発電出力の不足分を放電によって補い、余剰分を充電によって引き取る充放電システム２０と、を備える。ランキンサイクル２は、蒸気タービン３と、復水器４と、ボイラ５と、主蒸気加減弁６とを備える。発電機７は、ランキンサイクル２によって駆動して電力を発電し、発電した電力を系統へ供給する。制御装置１００は、図６を用いて説明した関数発生器１０１と、リミッタ１０２と、加算器１０３と、一次遅れ補償器１０４と、減算器１０５と、感度調整器１０６と、関数発生器１０７と、一次遅れ補償器１０８と、減算器１０９と、感度調整器１１０と、加算器１１１に加え、選択器１１２と、減算器１１３と、スイッチ１１４と、変化率制限器１１５と、関数発生器１１６と、スイッチ１１７と、を備える。選択器１１２は、発電機７の出力実測値ｃ３と、出力指令値ｃ１とに基づいて、充放電システム２０が充放電する電力を計算し、その計算結果に基づいて負荷変化中における発電プラント１の出力を、ＢＥＳＳ（Battery Energy Storage System）９からの放電の電力と加算させることで出力指令値ｃ１と一致させる。その結果、推定値ｒ３１は出力指令値ｃ１と同値となる。言い換えれば、選択器１１２は、負荷変化中においては、発電機７の出力実測値ｃ３と、出力指令値ｃ１とのうち、出力指令値ｃ１を選択し、負荷整定後には、発電機７の出力実測値ｃ３を選択する。選択器１１２は、選択した値を出力推定値ｒ３１として出力する。減算器１１３は、出力指令値ｒ２と出力実測値ｃ３の偏差ｒ１１（出力指令値ｒ２－出力実測値ｃ３）を計算する。スイッチ１１４は、偏差ｒ１１を取得し、その値を変化率制限器１１５へ出力する。また、スイッチ１１４は、目標負荷の上昇や降下があった場合に発電プラント１の出力が目標負荷に到達すると、目標負荷に到達したことを示す信号を取得する。発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間が経過すると、スイッチ１１４をオフにする。変化率制限器１１５は、偏差ｒ１１を充放電システム２０へ出力する。関数発生器１１６は、系統周波数の実測値ｃ２を取得し、系統周波数の実測値ｃ２から系統周波数を正常範囲に制御するための電力の補正値ｒ１２を計算する。スイッチ１１７は、目標負荷の上昇や降下があった場合に発電プラント１の出力が目標負荷に到達すると、目標負荷に到達したことを示す信号を取得する。スイッチ１１７は、発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間が経過すると、補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力し、発電プラント１の負荷変化中および発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間までは補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力しない。
【0015】
充放電システム２０は、電力量分配回路８と、ＢＥＳＳ９と、電力合計回路１０と、スイッチ１１，１２を備える。電力量分配回路８は、発電機７が発電した電力（発電機７の出力実測値ｃ３）と出力指令値ｃ１を取得し、出力実測値ｃ３が出力指令値ｃ１を上回る場合（ｃ３＞ｃ１）、スイッチ１１をオンにして、出力指令値ｃ１を上回った余剰分の発電電力をＢＥＳＳ９へ供給する。ＢＥＳＳ９は、バッテリ９１を備え、電力量分配回路８によって供給された余剰分の発電電力をバッテリ９１に充電する。出力実測値ｃ３が出力指令値ｃ１以下の場合（ｃ３≦ｃ１）、電力量分配回路８は、スイッチ１１をオフにする。ＢＥＳＳ９は、偏差ｒ１１と発電出力の補正値ｒ１２を取得する。ＢＥＳＳ９は、偏差ｒ１１が正の場合（ｒ２－ｃ３＞０）、スイッチ１２をオンにし、偏差ｒ１１に対応する電力量をバッテリ９１から放電させる。ＢＥＳＳ９は、偏差ｒ１１が示す出力指令値ｒ２に対する出力実測値ｃ３の不足分をバッテリ９１から放電する。電力合計回路１０は、発電機７が発電した電力とバッテリ９１が放電した電力を加えて、その電力を系統へ供給する。ＢＥＳＳ９は、偏差ｒ１１が０以下の場合（ｒ２－ｃ３≦０）、スイッチ１２をオフにする。このように、負荷変化中、ＢＥＳＳ９、電力量分配回路８は、出力実測値ｃ３と出力指令値ｃ１の偏差を補償するようにバッテリ９１の充放電を行う。
【0016】
これに対し、ＢＥＳＳ９は、負荷整定後（発電プラント１の出力が目標負荷に到達して所定時間経過後）には系統周波数の安定化のために充放電を行う。具体的には、ＢＥＳＳ９は、系統周波数を正常範囲に制御するための電力の補正値ｒ１２を取得し、充放電系統１３を介してバッテリ９１から系統への放電、又は、系統からバッテリ９１への充電を行う。例えば、系統周波数の実測値ｃ２が基準値よりも高い場合、それは系統に供給されている電力が需要に比べて大きいことを意味し、反対に系統周波数の実測値ｃ２が基準値よりも低い場合、系統に供給されている電力が需要よりも足りないことを意味する。関数発生器１１６は、例えば、図４に例示する電力と系統周波数の対応関係に基づいて、系統周波数の実測値ｃ２に応じて放電又は充電すべき電力の補正値ｒ１２を計算し、ＢＥＳＳ９は、この補正値ｒ１２に基づいて、充放電を行う。ＢＥＳＳ９は、系統周波数の実測値ｃ２が基準値よりも高い場合には充電し、系統周波数の実測値ｃ２が基準値よりも低い場合には放電する。
【0017】
（動作）
次に図１、図２を参照して負荷変化時の制御について説明する。図２（ａ）に、発電プラント１の出力の推移を示す。図２（ａ）の縦軸は電力、横軸は時間である。Ｌ１は出力指令値ｃ１の推移を示し、Ｌ２は発電機７の出力実測値ｃ３の推移を示す。図２（ｂ）に、ＢＥＳＳ９の充放電量Ｌ３の推移を示す。図２（ｂ）の縦軸は電力、横軸は時間である。縦軸方向の上側（正）のエリアは充電量を示し、下側（負）のエリアは放電量を示す。図２（ｃ）のＬ４は、主蒸気加減弁６の開度（ガバナ開度）の推移を示す。図２（ｃ）の縦軸は開度、横軸は時間である。図２（ｄ）は、ボイラ５に供給する燃料、空気、水等の供給に係る指令値Ｌ５（例えば、ｒ１０）の推移を示す。図２（ｄ）の縦軸は指令値の大きさ、横軸は時間である。図２（ｅ）は、蒸気タービン３の入口における主蒸気圧力の推移を示す。図２（ｅ）の縦軸は圧力、横軸は時間である。Ｌ６は主蒸気圧力の設定値の推移を示し、Ｌ７は主蒸気圧力の実測値ｃ４の推移を示す。図２（ａ）～図２（ｅ）の各グラフの横軸の同じ位置は同じ時刻を示している。
次に図１、図２を参照して負荷変化時の制御について説明する。図２（ａ）に、発電プラント１の出力の推移を示す。図２（ａ）の縦軸は電力、横軸は時間である。Ｌ１は出力指令値ｃ１の推移を示し、Ｌ２は発電機７の出力実測値ｃ３の推移を示す。図２（ｂ）に、ＢＥＳＳ９の充放電量Ｌ３の推移を示す。図２（ｂ）の縦軸は電力、横軸は時間である。縦軸方向の上側（正）のエリアは充電量を示し、下側（負）のエリアは放電量を示す。図２（ｃ）のＬ４は、主蒸気加減弁６の開度（ガバナ開度）の推移を示す。図２（ｃ）の縦軸は開度、横軸は時間である。図２（ｄ）は、ボイラ５に供給する燃料、空気、水等の供給に係る指令値Ｌ５（例えば、ｒ１０）の推移を示す。図２（ｄ）の縦軸は指令値の大きさ、横軸は時間である。図２（ｅ）は、蒸気タービン３の入口における主蒸気圧力の推移を示す。図２（ｅ）の縦軸は圧力、横軸は時間である。Ｌ６は主蒸気圧力の設定値の推移を示し、Ｌ７は主蒸気圧力の実測値ｃ４の推移を示す。図２（ａ）～図２（ｅ）の各グラフの横軸の同じ位置は同じ時刻を示している。
【0018】
（時刻ｔ０～ｔ２）
負荷上昇時（時刻ｔ０～ｔ２）の制御について説明する。図２の時刻ｔ０は、負荷上昇開始時刻である。時刻ｔ１は、主蒸気圧力の設定値が定格圧力の設定値に到達した時刻である。時刻ｔ２は、発電プラント１の出力指令値ｃ１が目標負荷に到達した時刻である。発電プラント１に対する負荷上昇の要求があると、出力指令値ｃ１を生成する指令値生成装置（図示せず）が、図２（ａ）のＬ１が示すような、目標負荷まで一定のレートで出力を上昇させる出力指令値ｃ１を生成する。指令値生成装置（図示せず）は、制御装置１００へ生成した出力指令値ｃ１を出力する（時刻ｔ０）。制御装置１００は、負荷を上昇させる出力指令値ｃ１を取得すると、負荷変化に対応する制御を開始する。具体的には、制御装置１００では、加算器１０３が系統周波数の実測値ｃ２の変動を考慮した出力指令値ｒ２を計算する。また、減算器１１３が、発電機７の出力実測値ｃ３と出力指令値ｒ２の偏差ｒ１１を計算し、スイッチ１１４にこの値を出力する。時刻ｔ０～ｔ１の間は、発電プラント１の出力は目標負荷に到達していない為、偏差ｒ１１は正の値となり、ＢＥＳＳ９へ出力される。また、電力量分配回路８は、発電機７の出力実測値ｃ３と出力指令値ｃ１を取得し、余剰電力があれば充電するよう制御するが、時刻ｔ０～ｔ１の間は、出力指令値ｃ１が発電機７の出力実測値ｃ３を上回るため、当該制御は実行されない。つまり、電力量分配回路８は、発電機７の出力実測値ｃ３が、出力指令値ｃ１以下となる為、スイッチ１１をオフにして、充電を行わない。発電機７が発電した電力は、電力量分配回路８を通じて電力合計回路１０へ供給される。一方、ＢＥＳＳ９では、偏差ｒ１１に基づいてスイッチ１２をオンにし、出力指令値ｃ１に対する発電機７の発電出力の不足分が計算され、図２（ｂ）のＬ３が示すように不足分がバッテリ９１から放電される。放電された電力は、電力合計回路１０へ供給される。電力合計回路１０は、発電機７が発電した電力とＢＥＳＳ９から放電された電力を合計して系統へ供給する。
負荷上昇時（時刻ｔ０～ｔ２）の制御について説明する。図２の時刻ｔ０は、負荷上昇開始時刻である。時刻ｔ１は、主蒸気圧力の設定値が定格圧力の設定値に到達した時刻である。時刻ｔ２は、発電プラント１の出力指令値ｃ１が目標負荷に到達した時刻である。発電プラント１に対する負荷上昇の要求があると、出力指令値ｃ１を生成する指令値生成装置（図示せず）が、図２（ａ）のＬ１が示すような、目標負荷まで一定のレートで出力を上昇させる出力指令値ｃ１を生成する。指令値生成装置（図示せず）は、制御装置１００へ生成した出力指令値ｃ１を出力する（時刻ｔ０）。制御装置１００は、負荷を上昇させる出力指令値ｃ１を取得すると、負荷変化に対応する制御を開始する。具体的には、制御装置１００では、加算器１０３が系統周波数の実測値ｃ２の変動を考慮した出力指令値ｒ２を計算する。また、減算器１１３が、発電機７の出力実測値ｃ３と出力指令値ｒ２の偏差ｒ１１を計算し、スイッチ１１４にこの値を出力する。時刻ｔ０～ｔ１の間は、発電プラント１の出力は目標負荷に到達していない為、偏差ｒ１１は正の値となり、ＢＥＳＳ９へ出力される。また、電力量分配回路８は、発電機７の出力実測値ｃ３と出力指令値ｃ１を取得し、余剰電力があれば充電するよう制御するが、時刻ｔ０～ｔ１の間は、出力指令値ｃ１が発電機７の出力実測値ｃ３を上回るため、当該制御は実行されない。つまり、電力量分配回路８は、発電機７の出力実測値ｃ３が、出力指令値ｃ１以下となる為、スイッチ１１をオフにして、充電を行わない。発電機７が発電した電力は、電力量分配回路８を通じて電力合計回路１０へ供給される。一方、ＢＥＳＳ９では、偏差ｒ１１に基づいてスイッチ１２をオンにし、出力指令値ｃ１に対する発電機７の発電出力の不足分が計算され、図２（ｂ）のＬ３が示すように不足分がバッテリ９１から放電される。放電された電力は、電力合計回路１０へ供給される。電力合計回路１０は、発電機７が発電した電力とＢＥＳＳ９から放電された電力を合計して系統へ供給する。
【0019】
時刻ｔ１Ａ以降は、発電機７の出力実測値ｃ３が、出力指令値ｃ１を上回っている。このような状況では、電力量分配回路８は、スイッチ１１をオンにして余剰分（発電機７の出力実測値ｃ３－出力指令値ｃ１）をＢＥＳＳ９へ供給する。ＢＥＳＳ９では、バッテリ９１が余剰分を充電する。また、ＢＥＳＳ９は、偏差ｒ１１が負の値となる為、スイッチ１２をオフにして、放電を行わない。電力合計回路１０は、発電機７が発電した電力から余剰分を差し引いた電力を系統へ供給する。
【0020】
制御装置１００では、一次遅れ補償器１０４は、出力指令値ｃ１を取得して、一次遅れを補償した出力実測値ｒ３を計算する。減算器１０５は出力指令値ｒ２と出力実測値ｒ３の偏差ｒ４（出力指令値ｒ２－出力実測値ｒ３）を計算し、感度調整器１０６が、この偏差ｒ４を０に近づけるような主蒸気加減弁６の開度指令値ｒ５を計算する。ここで、出力推定値ｒ３１は、出力実測値ｃ３にＢＥＳＳ９による放電電力が加算されているから、その値は、出力指令値ｒ２と近しい値となる。従って、開度指令値ｒ５によって制御される主蒸気加減弁６の開度の変化は、例えば、図６の制御装置１００´によって算出される場合よりも小さくなる（理想的には略０となる。）。この結果、図２（ｃ）の開度Ｌ４が示すように、負荷上昇時においても、主蒸気加減弁６の開度は略一定（所定の範囲内）となる。これにより、主蒸気圧力の変動が小さくなり、出力指令値ｃ１と発電機７の出力実測値ｃ３との乖離（図２（ａ）のＬ１とＬ２の乖離、つまり上昇遅れとオーバーシュート）を小さくすることができる。また、出力指令値ｃ１と発電機７の出力実測値ｃ３との乖離を小さくすることで、（容量に限りのある）バッテリ９１による充放電によって、負荷上昇中における発電プラント１の出力を目標出力に制御することができる。
【0021】
なお、図２（ｃ）の時間ｔａにてガバナ開度が増加しているのは、負荷変化の開始時において、ＢＥＳＳ９の充放電に多少の時間を要することによる。つまり、ＢＥＳＳ９が、偏差ｒ１１に相当する電力を放電しきれない場合、主蒸気加減弁６の開度を微増させて出力を増加させる制御が働く。
【0022】
また、制御装置１００では、主蒸気加減弁６の開度は略一定（又は、主蒸気加減弁６の開度の変化の範囲が、その開度変化による主蒸気圧力の変動が制御に影響しないような範囲となるように）に制御する一方で、ボイラ５に供給する燃料などを増加させ、ランキンサイクル２および発電機７の出力を上昇させる。ここで、図５を参照する。図５は、主蒸気加減弁６の開度（ガバナ開度）と、主蒸気圧力と、負荷の関係を示す図である。Ｌ８はガバナ開度と負荷の関係を示し、Ｌ９は主蒸気圧力と負荷の関係を示す。図示するように負荷の範囲Ｏでは、ガバナ開度を一定としても主蒸気圧力を上昇させることによって負荷を増大させることができる。主蒸気加減弁６の開度を略一定に制御している間、制御装置１００では、主蒸気圧力を増大させて、ランキンサイクル２および発電機７の出力を上昇させる。具体的には、関数発生器１０７が、出力指令値ｒ２に応じた主蒸気圧力設定値ｒ６を計算し、減算器１０９は、主蒸気圧力設定値ｒ６と主蒸気圧力ｒ７の偏差ｒ８を計算する。感度調整器１１０は、この偏差ｒ８を０に近づけるような指令値ｒ９を計算し、加算器１１１は、出力指令値ｒ２と指令値ｒ９を合計して指令値ｒ１０を計算する。このように、上昇中の出力指令値（図２（ａ）のＬ１）に基づく、主蒸気圧力設定値ｒ６を計算し、この主蒸気圧力を達成するような燃料、水、空気の指令値ｒ１０をランキンサイクル２へ指令することで、主蒸気圧力を上昇させ、ランキンサイクル２および発電機７の出力を上昇することができる。図２（ｄ）に示すように時刻ｔ０～ｔ２における燃料、水、空気の供給量Ｌ５は増加し、それに伴い、図２（ｅ）に示すように主蒸気圧力の実測値Ｌ７が上昇し、図２（ａ）に示すように出力実測値Ｌ２が上昇する。
【0023】
（時刻ｔ２～ｔ４）
次に負荷が一定となった時間帯（時刻ｔ２～ｔ４）の制御について説明する。図２の時刻ｔ２は、発電プラント１の出力が目標負荷に到達した時刻である。時刻ｔ３は、目標負荷到達後、所定時間が経過した時刻である。時刻ｔ４は、負荷降下開始時刻である。発電プラント１の出力が目標負荷に到達した時刻ｔ２の後も、制御装置１００および充放電システム２０は、時刻ｔ３となるまで時刻ｔ０～ｔ２と同様の制御を行う。時刻ｔ３となると、スイッチ１１４は、変化率制限器１１５への入力値をオフにする。また、スイッチ１２がオフに制御される。これにより、ＢＥＳＳ９による放電が停止する。また、時刻ｔ３となると、スイッチ１１をオフとし、電力量分配回路８は、ＢＥＳＳ９による充電を停止する。また、時刻ｔ３となると、選択器１１２は、出力実測値ｃ３にＢＥＳＳ９による充放電電力を加減算する処理を停止し、取得した発電機７の出力実測値ｃ３を出力推定値ｒ３１として出力する。つまり、制御装置１００は、図６を用いて説明した処理と同様の処理により、開度指令値ｒ５と指令値ｒ１０を計算し、ランキンサイクル２を制御する。また、充放電システム２０は、発電機７の出力と出力指令値ｃ１の偏差を補償する充放電制御を停止する。また、時刻ｔ３となると、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力する。ＢＥＳＳ９は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２に基づいて、バッテリ９１を充放電し、系統周波数の安定化を図る。
次に負荷が一定となった時間帯（時刻ｔ２～ｔ４）の制御について説明する。図２の時刻ｔ２は、発電プラント１の出力が目標負荷に到達した時刻である。時刻ｔ３は、目標負荷到達後、所定時間が経過した時刻である。時刻ｔ４は、負荷降下開始時刻である。発電プラント１の出力が目標負荷に到達した時刻ｔ２の後も、制御装置１００および充放電システム２０は、時刻ｔ３となるまで時刻ｔ０～ｔ２と同様の制御を行う。時刻ｔ３となると、スイッチ１１４は、変化率制限器１１５への入力値をオフにする。また、スイッチ１２がオフに制御される。これにより、ＢＥＳＳ９による放電が停止する。また、時刻ｔ３となると、スイッチ１１をオフとし、電力量分配回路８は、ＢＥＳＳ９による充電を停止する。また、時刻ｔ３となると、選択器１１２は、出力実測値ｃ３にＢＥＳＳ９による充放電電力を加減算する処理を停止し、取得した発電機７の出力実測値ｃ３を出力推定値ｒ３１として出力する。つまり、制御装置１００は、図６を用いて説明した処理と同様の処理により、開度指令値ｒ５と指令値ｒ１０を計算し、ランキンサイクル２を制御する。また、充放電システム２０は、発電機７の出力と出力指令値ｃ１の偏差を補償する充放電制御を停止する。また、時刻ｔ３となると、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９へ出力する。ＢＥＳＳ９は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２に基づいて、バッテリ９１を充放電し、系統周波数の安定化を図る。
【0024】
（時刻ｔ４～ｔ６）
次に負荷降下時（時刻ｔ４～ｔ６）の制御について説明する。図２の時刻ｔ４は、負荷降下開始時刻である。時刻ｔ５は、発電プラント１の出力指令値が目標負荷に到達した時刻である。時刻ｔ６は、発電プラント１の出力指令値が目標負荷到達後、所定時間が経過した時刻である。発電プラント１に対する負荷降下の要求があると、出力指令値ｃ１を生成する指令値生成装置（図示せず）が、図２（ａ）の指令値Ｌ１が示すような、目標負荷まで一定のレートで出力を降下させるような指令値を生成し、制御装置１００へ生成した出力指令値ｃ１を出力する（時刻ｔ４）。制御装置１００は、負荷を降下させる出力指令値ｃ１を取得すると、負荷変化に対応する制御を開始する。即ち、制御装置１００では、負荷上昇時と同様の処理によって、開度指令値ｒ５と指令値ｒ１０を計算し、ランキンサイクル２を制御する。これにより、主蒸気加減弁６の開度は略一定となり、主蒸気圧力の変動は抑制される。また、時刻ｔ４となると、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２のＢＥＳＳ９への出力を停止する。充放電システム２０は、系統周波数の変動を補償する充放電制御を停止し、スイッチ１１とスイッチ１２のオン・オフを適宜制御して、出力指令値ｃ１と発電機７の出力の偏差を補償する充放電制御に切り替える。これにより、ランキンサイクル２の出力の降下遅れとアンダーシュートを補償し、目標の出力を達成しながら負荷を降下することができる。時刻ｔ５に目標負荷指令を達成した後、所定時間が経過した時刻ｔ６を迎えると、制御装置１００は、時刻ｔ３と同様、主蒸気加減弁６の開度を略一定とする（又は、主蒸気加減弁６の開度の変化の範囲が、その開度変化による主蒸気圧力の変動が制御に影響しない範囲となるようにする）負荷変化に対応するための制御から、従来の制御へ切り替える。即ち、選択器１１２は、出力実測値ｃ３にＢＥＳＳ９による充放電電力を加減算する処理を停止し、取得した発電機７の出力実測値ｃ３を出力推定値ｒ３１として出力する。また、スイッチ１１４は、変化率制限器１１５への入力値をオフにする。一方、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９への出力を開始する。充放電システム２０においては、発電機７の出力を補償するためにＢＥＳＳ９を充放電させる制御を停止し、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２に基づいて、バッテリ９１を充放電させる制御を行う。
次に負荷降下時（時刻ｔ４～ｔ６）の制御について説明する。図２の時刻ｔ４は、負荷降下開始時刻である。時刻ｔ５は、発電プラント１の出力指令値が目標負荷に到達した時刻である。時刻ｔ６は、発電プラント１の出力指令値が目標負荷到達後、所定時間が経過した時刻である。発電プラント１に対する負荷降下の要求があると、出力指令値ｃ１を生成する指令値生成装置（図示せず）が、図２（ａ）の指令値Ｌ１が示すような、目標負荷まで一定のレートで出力を降下させるような指令値を生成し、制御装置１００へ生成した出力指令値ｃ１を出力する（時刻ｔ４）。制御装置１００は、負荷を降下させる出力指令値ｃ１を取得すると、負荷変化に対応する制御を開始する。即ち、制御装置１００では、負荷上昇時と同様の処理によって、開度指令値ｒ５と指令値ｒ１０を計算し、ランキンサイクル２を制御する。これにより、主蒸気加減弁６の開度は略一定となり、主蒸気圧力の変動は抑制される。また、時刻ｔ４となると、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２のＢＥＳＳ９への出力を停止する。充放電システム２０は、系統周波数の変動を補償する充放電制御を停止し、スイッチ１１とスイッチ１２のオン・オフを適宜制御して、出力指令値ｃ１と発電機７の出力の偏差を補償する充放電制御に切り替える。これにより、ランキンサイクル２の出力の降下遅れとアンダーシュートを補償し、目標の出力を達成しながら負荷を降下することができる。時刻ｔ５に目標負荷指令を達成した後、所定時間が経過した時刻ｔ６を迎えると、制御装置１００は、時刻ｔ３と同様、主蒸気加減弁６の開度を略一定とする（又は、主蒸気加減弁６の開度の変化の範囲が、その開度変化による主蒸気圧力の変動が制御に影響しない範囲となるようにする）負荷変化に対応するための制御から、従来の制御へ切り替える。即ち、選択器１１２は、出力実測値ｃ３にＢＥＳＳ９による充放電電力を加減算する処理を停止し、取得した発電機７の出力実測値ｃ３を出力推定値ｒ３１として出力する。また、スイッチ１１４は、変化率制限器１１５への入力値をオフにする。一方、スイッチ１１７は、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２をＢＥＳＳ９への出力を開始する。充放電システム２０においては、発電機７の出力を補償するためにＢＥＳＳ９を充放電させる制御を停止し、関数発生器１１６が計算した補正値ｒ１２に基づいて、バッテリ９１を充放電させる制御を行う。
【0025】
（効果）
以上説明したように本実施形態によれば、発電プラント１の負荷上昇および負荷降下時に発生する発電量のオーバーシュート又はアンダーシュート分をバッテリ９１にて充電又は放電させることによって補償し、その充電又は放電量を発電機７の出力に加減算する。これにより、（１）最終的な目標負荷到達までの負荷へ追従性を向上することができる。（２）バッテリ９１の充放電により、負荷変化中の出力指令値ｃ１（図２（ａ）のＬ１）と発電機７の出力実測値ｃ３（図２（ａ）のＬ２）の偏差を補償することにより、主蒸気圧力の変動を低減し、蒸気タービンの制御を安定化させ、ランキンサイクル２の出力変動を抑制することができる。（３）ランキンサイクル２の出力変動を抑制し、バッテリ９１により出力補償を行うことで、負荷追従性を向上させるだけではなく、負荷の変化率を下げることなく、高速に最終的な目標負荷を達成することができる。（４）また、負荷一定時における系統周波数変動に対しては、バッテリ９１を充放電させることで、系統上の需給バランスの平準化を図り系統周波数の安定化を図ることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、発電プラント１の負荷上昇および負荷降下時に発生する発電量のオーバーシュート又はアンダーシュート分をバッテリ９１にて充電又は放電させることによって補償し、その充電又は放電量を発電機７の出力に加減算する。これにより、（１）最終的な目標負荷到達までの負荷へ追従性を向上することができる。（２）バッテリ９１の充放電により、負荷変化中の出力指令値ｃ１（図２（ａ）のＬ１）と発電機７の出力実測値ｃ３（図２（ａ）のＬ２）の偏差を補償することにより、主蒸気圧力の変動を低減し、蒸気タービンの制御を安定化させ、ランキンサイクル２の出力変動を抑制することができる。（３）ランキンサイクル２の出力変動を抑制し、バッテリ９１により出力補償を行うことで、負荷追従性を向上させるだけではなく、負荷の変化率を下げることなく、高速に最終的な目標負荷を達成することができる。（４）また、負荷一定時における系統周波数変動に対しては、バッテリ９１を充放電させることで、系統上の需給バランスの平準化を図り系統周波数の安定化を図ることができる。
【0026】
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【0027】
＜付記＞
各実施形態に記載の制御システム、発電プラント及び制御方法は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の制御システム、発電プラント及び制御方法は、例えば以下のように把握される。
【0028】
（１）第１の態様に係る制御システムは、ランキンサイクル２と、前記蒸気タービンによって駆動して系統に接続された発電機７と、前記系統に接続されたバッテリ９１とを備える発電プラントの制御システムであって、前記発電プラントの出力の指令値を取得する取得部と、前記蒸気タービンを制御するタービン制御部（制御装置１００）と、前記バッテリの充放電を制御するバッテリ制御部（充放電システム２０）と、を備え、前記取得部が、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得した場合、前記タービン制御部は、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、前記バッテリ制御部は、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、前記タービン制御部は、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【0029】
これにより、負荷変動時の発電プラント１の負荷追従性を向上させるとともに、主蒸気加減弁６の開度を略一定に保つことで、ランキンサイクル２の出力変動を抑制することができる。従って、負荷変化の指令に対して高速に目標負荷を達成することができる。つまり、負荷変化率を降下させること無く負荷変化に対応することができる。
【0030】
（２）第２の態様に係る制御システムは、（１）の制御システムであって、前記発電プラントの出力が前記目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記タービン制御部は、前記主蒸気加減弁の開度の変化が所定の範囲内（主蒸気圧力の変動が制御に影響しないような範囲、例えば、略一定とする。）となるよう制御する。
【0031】
これにより、主蒸気圧力の変動を抑制し、ランキンサイクル２の制御性を向上することができる。また、ランキンサイクル２の出力変動を低減し、目標負荷に対するオーバーシュート、アンダーシュートの程度を小さくすることができ、バッテリによる出力補償をより容易にすることができる。
【0032】
（３）第３の態様に係る制御システムは、（１）～（２）の制御システムであって、前記発電プラントの出力が前記目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記タービン制御部は、前記指令値よりも前記発電機の出力が小さい場合、前記指令値と、前記発電機の出力に前記バッテリが放電する電力を加算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御し、前記指令値よりも前記発電機の出力が大きい場合、前記指令値と、前記発電機の出力から前記バッテリが充電する電力を減算した値と、に基づいて、前記主蒸気加減弁の開度を制御する。
これにより、主蒸気加減弁の開度の変化が所定の範囲内となるよう制御することができる。
これにより、主蒸気加減弁の開度の変化が所定の範囲内となるよう制御することができる。
【0033】
（４）第４の態様に係る妥当性確認方法は、（１）～（３）の制御システムであって、前記バッテリ制御部は、前記発電機の出力と前記バッテリが充放電する電力の合計が、前記目標出力まで上昇又は降下してから所定時間が経過すると、前記バッテリの充放電を停止する。
これにより、容量に制限のあるバッテリの能力の範囲内で充放電を行うことができる。
これにより、容量に制限のあるバッテリの能力の範囲内で充放電を行うことができる。
【0034】
（５）第５の態様に係る妥当性確認方法は、（１）～（４）の制御システムであって、前記バッテリ制御部は、前記発電機の出力と前記バッテリが充放電する電力の合計が、前記目標出力まで上昇又は降下してから所定時間が経過すると、前記系統の周波数の変動を補償するように前記バッテリを充放電させる。
これにより、系統周波数の安定化を図ることができる。
これにより、系統周波数の安定化を図ることができる。
【0035】
（６）第６の態様に係る発電プラントは、（１）～（５）の何れかに記載の制御システムと、前記蒸気タービンと、前記発電機と、前記バッテリと、を備える。
【0036】
（７）第７の態様に係る制御方法は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動する発電機と、バッテリとを備える発電プラントの制御方法であって、前記発電プラントの出力を上昇又は降下させる前記指令値を取得し、前記発電機の出力と前記指令値の偏差を計算し、前記指令値が所定の目標出力まで上昇又は降下するまでの間、前記偏差を補償するように前記バッテリを充放電させ、前記指令値と、前記発電機の出力と、の偏差に基づいて前記蒸気タービンの主蒸気加減弁を制御する。
【符号の説明】
【0037】
１、１´・・・発電プラント、 １００、１００´・・・制御装置、１０１・・・関数発生器、１０２・・・リミッタ、１０３・・・加算器、１０４・・・一次遅れ補償器、１０５・・・減算器、１０６・・・感度調整器、１０７・・・関数発生器、１０８・・・一次遅れ補償器、１０９・・・減算器、１１０・・感度調整器、１１１・・・加算器、１１２・・・選択器、１１３・・・減算器、１１４・・・スイッチ、１１５・・・変化率制限器、１１６・・・関数発生器、２・・・ランキンサイクル、３・・・蒸気タービン、４・・・復水器、５・・・ボイラ、６・・・主蒸気加減弁、７・・・発電機、８・・・電力量分配回路、９・・・ＢＥＳＳ、９１・・・バッテリ、１０・・・電力合計回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】