特開2023-162619発電プラント制御装置、発電プラント制御方法、及び、発電プラント制御プログラム
(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】P2023162619
(43)【公開日】2023-11-09
(54)【発明の名称】発電プラント制御装置、発電プラント制御方法、及び、発電プラント制御プログラム
(51)【国際特許分類】
G05B 11/36 20060101AFI20231101BHJP
【ＦＩ】
G05B11/36 505A
G05B11/36 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022073068
(22)【出願日】2022-04-27
(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】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 健文
(72)【発明者】
【氏名】濱田 昌輝
【テーマコード（参考）】
5H004
【Ｆターム（参考）】
5H004GA03
5H004GB04
5H004HA14
5H004HB14
5H004JA03
5H004JA12
5H004JA14
5H004JA29
5H004KB02
5H004KB05
(57)【要約】
【課題】発電プラントの負荷追従制御において負荷要求値に対する実負荷値のオーバーシュートを好適に調整する。
【解決手段】発電プラント制御装置は、負荷要求値取得部、実負荷値取得部、バイアス値算出部、及び、制御信号生成部を備える。負荷要求値取得部は、発電プラントに対する負荷要求値を取得する。実負荷値取得部は、発電プラントの実負荷値を取得する。バイアス値算出部は、負荷要求値と実負荷値との第１偏差に基づいて、負荷要求値に対するバイアス値を算出する。制御信号生成部は、負荷要求値にバイアス値が加算された加算後負荷要求値と実負荷値との第２偏差に基づいて、発電プラントに対する制御信号を生成する。バイアス値算出部は、第１偏差がゼロを含む第１範囲において、負荷要求値の絶対値を増加するようにバイアス値を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】発電プラント制御装置は、負荷要求値取得部、実負荷値取得部、バイアス値算出部、及び、制御信号生成部を備える。負荷要求値取得部は、発電プラントに対する負荷要求値を取得する。実負荷値取得部は、発電プラントの実負荷値を取得する。バイアス値算出部は、負荷要求値と実負荷値との第１偏差に基づいて、負荷要求値に対するバイアス値を算出する。制御信号生成部は、負荷要求値にバイアス値が加算された加算後負荷要求値と実負荷値との第２偏差に基づいて、発電プラントに対する制御信号を生成する。バイアス値算出部は、第１偏差がゼロを含む第１範囲において、負荷要求値の絶対値を増加するようにバイアス値を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電プラントに対する負荷要求値を取得するための負荷要求値取得部と、
前記発電プラントの実負荷値を取得するための実負荷値取得部と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する、発電プラント制御装置。
前記発電プラントの実負荷値を取得するための実負荷値取得部と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する、発電プラント制御装置。
【請求項2】
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差の絶対値が第１閾値未満になった場合に、前記バイアス値をデフォルト値に切り替えるように構成される、請求項１に記載の発電プラント制御装置。
【請求項3】
前記バイアス値は、前記第１範囲において一定の絶対値を有する、請求項１又は２に記載の発電プラント制御装置。
【請求項4】
前記バイアス値は、前記第１偏差の絶対値が前記第１範囲より大きな第２範囲において、前記バイアス値の絶対値が前記第１範囲より大きい、請求項１又は２に記載の発電プラント制御装置。
【請求項5】
前記バイアス値は、前記第２範囲において一定の絶対値を有する、請求項４に記載の発電プラント制御装置。
【請求項6】
前記制御信号生成部は、前記負荷要求値の変化レートを制限した制限後負荷要求値に前記バイアス値を加算した前記加算後負荷要求値と前記実負荷値との差分として、前記第２偏差を算出する、請求項１又は２に記載の発電プラント制御装置。
【請求項7】
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される、発電プラント制御方法。
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される、発電プラント制御方法。
【請求項8】
コンピュータに、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される、発電プラント制御プログラム。
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される、発電プラント制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発電プラント制御装置、発電プラント制御方法、及び、発電プラント制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
発電した電力を電力系統に対して供給する発電プラントでは、電力系統のコントロールを行う中央給電指令所から、電力系統の需給状態に応じた給電指令として負荷要求値を受信する。中央給電指令所からの負荷要求値は電力系統の需給状態に応じて変化するため、発電プラントでは、負荷要求値の変化に基づく発電状態の制御が行われる。
【0003】
この種の発電プラントの制御は、例えば、中央給電指令所から受信した負荷要求値と、発電プラントで得られる実負荷値との偏差に基づいて、所定のゲインや時定数が設定されたＰＩ制御によって、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に追従するように行われる。例えば特許文献１では、ＰＩ制御の入力となる中央給電指令所から受信した負荷要求値と、発電プラントで得られる実負荷値との偏差に対して、当該偏差に比例するバイアス値を加算することで、負荷要求値の変化に対応する実負荷値の応答性を改善した発電プラントの制御技術に関する開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１－２５７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
負荷要求値の変化に対して発電プラントの実負荷値をＰＩ制御によって良好に追従させるためには、ＰＩ制御に関するゲインや時定数等のパラメータ調整が有効である。しかしながら、これらの制御パラメータは発電プラントの構成機器の特性に依存するため、変更するためにはプラント全体の制御設計の大幅な見直しが必要であり、容易ではない。そこで上記特許文献１では、このようなパラメータ調整ではなく、ＰＩ制御器に入力される偏差に対してバイアス値を加算するという解決手段を採用している。しかしながら特許文献１では、偏差に比例するバイアス値を用いるため、例えば、実負荷値が負荷要求値に近づいた場合（言い換えると、変化推移する負荷要求値の目標負荷値に、発電プラントの実負荷値が到達する近傍）では偏差が小さくなるため、バイアス値もまた小さくなり、バイアス値による恩恵が得られにくくなってしまう。
【0006】
また発電プラントの制御では、実負荷値を負荷要求値の目標負荷値に確実に到達させるために、負荷要求値の推移に対して実負荷値がある程度の大きさのオーバーシュートを有することが要求される場合がある。このような場合、オーバーシュートの大きさを調整するためにバイアス値を適切に設定することが望ましいが、特許文献１のように偏差に比例するバイアス値では、前述のように発電プラントの実負荷値が負荷要求値の目標負荷値に到達する近傍ではバイアス値が小さくなってしまうため、このような要求に応えることが難しい。
【0007】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、発電プラントの負荷追従制御において負荷要求値に対する実負荷値のオーバーシュートを好適に調整可能な発電プラント制御装置、発電プラント制御方法、及び、発電プラント制御プログラム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】
本開示の少なくとも一実施形態に係る発電プラント制御装置は、上記課題を解決するために、
発電プラントに対する負荷要求値を取得するための負荷要求値取得部と、
前記発電プラントの実負荷値を取得するための実負荷値取得部と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する。
発電プラントに対する負荷要求値を取得するための負荷要求値取得部と、
前記発電プラントの実負荷値を取得するための実負荷値取得部と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出するためのバイアス値算出部と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する。
【0009】
本開示の少なくとも一実施形態に係る発電プラント制御方法は、上記課題を解決するために、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される。
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される。
【0010】
本開示の少なくとも一実施形態に係る発電プラント制御プログラムは、上記課題を解決するために、
コンピュータに、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される。
コンピュータに、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される。
【発明の効果】
【0011】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、発電プラントの負荷追従制御において負荷要求値に対する実負荷値のオーバーシュートを好適に調整可能な発電プラント制御装置、発電プラント制御方法、及び、発電プラント制御プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態に係る発電プラント制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】一実施形態に係る発電プラント制御方法を示すフローチャートである。
【図4】中央給電指令所から受信する負荷要求値が特定の振る舞いをした場合に、発電プラント制御装置の各種信号の推移を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0014】
図１は一実施形態に係る発電プラント制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。発電プラント制御装置１００は、発電プラント（不図示）に対して制御信号を送信することにより発電プラントの運転状態を制御するための装置であり、制御対象である発電プラントは、限定されない。
【0015】
発電プラント制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。尚、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【0016】
図１では、発電プラント制御装置１００の構成が、プログラムを実行することにより実現される各種機能に対応するように示されている。発電プラント制御装置１００は、負荷要求値取得部１０２と、レート制限部１０３と、実負荷値取得部１０４と、バイアス値算出部１０６と、制御信号生成部１０８と、を備える。
尚、図１に示す構成は後述の機能説明に対応するように例示的に示したものであり、複数の機能ブロックが統合されていてもよいし、特定の機能ブロックが更に細分化されていてもよい。
尚、図１に示す構成は後述の機能説明に対応するように例示的に示したものであり、複数の機能ブロックが統合されていてもよいし、特定の機能ブロックが更に細分化されていてもよい。
【0017】
負荷要求値取得部１０２は、発電プラントに対する負荷要求値Ｌｒを取得するための構成である。負荷要求値取得部１０２は、発電プラントが発電した電力の供給先である電力系統をコントロールする中央給電指令所から、電力系統の需給状態に応じた給電指令を受信するための構成である。
【0018】
負荷要求値取得部１０２で取得された負荷要求値Ｌｒは、レート制限部１０３に入力される。レート制限部１０３は、負荷要求値Ｌｒの変化がレート制限値を超える場合には、その変化がレート制限値になるようにリミット制御を行うための構成である。これにより、図４を参照して後述するように、負荷要求値Ｌｒの変化が急激である場合においても、制御信号の急変を防止し、発電プラントの状態を安定的に維持することができる。
【0019】
実負荷値取得部１０４は、発電プラントの実負荷値Ｌｍを取得するための構成である。実負荷値Ｌｍの取得は、例えば、発電プラントに設置された各種センサ、又は、発電プラントに対する制御パラメータを検出した結果、或いは、その結果を利用した演算結果に基づいて行われる。
【0020】
バイアス値算出部１０６は、負荷要求値Ｌｒと実負荷値Ｌｍとの第１偏差ΔＬ１に基づいて、負荷要求値Ｌｒに対するバイアス値Ｌｂを算出するための構成である。本実施形態では、第１偏差ΔＬ１とバイアス値Ｌｂとの関係を規定する関数ｆｘに関する情報がメモリ等の記憶装置（不図示）に予め記憶されており、バイアス値算出部１０６は当該記憶装置から読み出された関数ｆｘに対して、第１偏差ΔＬ１を入力することにより、対応するバイアス値Ｌｂを算出する。
【0021】
【0022】
関数ｆｘは、第１偏差ΔＬ１がゼロを含む第１範囲Ｒ１において、負荷要求値Ｌｒの絶対値を増加するように規定される。第１範囲Ｒ１は、第１偏差ΔＬ１の絶対値がゼロを含み、且つ、基準値ΔＬｒｅｆ以下（｜ΔＬ１｜≦ΔＬｒｅｆ）で規定される。本実施形態では、第１範囲Ｒ１において関数ｆｘは、一定のバイアス値Ｌｂを有するように規定されており、具体的には、第１範囲Ｒ１のうち第１偏差ΔＬ１が正の範囲（０≦ΔＬ１≦ΔＬｒｅｆ）では、バイアス値Ｌｂは、第１偏差ΔＬ１に関わらず、一定の第１値「＋Ｌｂ１」を有する（尚、「Ｌｂ１」は正の値）。一方、第１範囲Ｒ１のうち第１偏差ΔＬ１が負の範囲（－ΔＬｒｅｆ≦ΔＬ１＜０）では、バイアス値Ｌｂは、第１偏差ΔＬ１に関わらず、一定の第１値「－Ｌｂ１」を有する。
【0023】
また関数ｆｘは、第１範囲Ｒ１より第１偏差ΔＬ１の絶対値が大きな第２範囲Ｒ２（ΔＬｒｅｆ＜｜ΔＬ１｜）において、第１範囲Ｒ１より負荷要求値Ｌｒの絶対値が大きくなるようにバイアス値Ｌｂを規定される。本実施形態では、第２範囲Ｒ２において関数ｆｘは、一定のバイアス値Ｌｂを有するように規定されており、具体的には、第２範囲Ｒ２のうち正の範囲（ΔＬｒｅｆ＜ΔＬ１）では、バイアス値Ｌｂは、第１偏差ΔＬ１に関わらず、一定の第２値「＋Ｌｂ２」を有する（尚、「Ｌｂ２」は第１値「Ｌｂ１」より大きな正の値）。一方、一方、第２範囲Ｒ２のうち第１偏差ΔＬ１が負の範囲（ΔＬ１＜－ΔＬｒｅｆ）では、バイアス値Ｌｂは、第１偏差ΔＬ１に関わらず、一定の第２値「－Ｌｂ２」を有する。
【0024】
またバイアス値算出部１０６は、第１偏差ΔＬ１に基づいて、バイアス値の出力結果を切り替えるための切替部１０７を有する。切替部１０７は、バイアス値算出部１０６の出力結果として、関数ｆｘによる演算結果と、予め設定されたデフォルト値ＳＧ（例えばゼロ）とを切り替えるためのスイッチＴとして構成される。スイッチＴは、第１偏差ΔＬ１の絶対値が閾値以上である場合に関数ｆｘによる演算結果が選択され、第１偏差ΔＬ１の絶対値が閾値未満である場合にデフォルト値ＳＧが選択されるように切り替えられる。図１では、このようなスイッチＴの切替動作を実現するための構成として、第１偏差ΔＬ１が正である場合の条件判定を行うための正側条件判定部１０９ａと、第１偏差ΔＬ１が負である場合の条件判定を行うための負側条件判定部１０９ｂとが示されている。
【0025】
図１に戻って、このようにバイアス値算出部１０６で算出されたバイアス値Ｌｂは、レート制限部１０３の出力に対して加算されることで、加算後負荷要求値Ｌａとなる。制御信号生成部１０８は、バイアス値Ｌｂが加算された加算後負荷要求値Ｌａと実負荷値Ｌｍとの第２偏差ΔＬ２に基づいて、発電プラントに対する制御信号を生成するための構成である。制御信号生成部１０８は、例えばＰＩ制御器として構成され、第２偏差ΔＬ２に対応する制御信号を発電プラントに送信することにより、発電プラントを制御する。
【0026】
続いて上記構成を有する発電プラント制御装置１００によって実施される発電プラント制御方法について説明する。図３は一実施形態に係る発電プラント制御方法を示すフローチャートである。
【0027】
まず発電プラント制御装置１００は、負荷要求値取得部１０２によって、中央給電指令所から受信した負荷要求値Ｌｒを取得する（ステップＳ１）。負荷要求値取得部１０２は、取得した負荷要求値Ｌｒをレート制限部１０３に入力することで、負荷要求値Ｌｒの変化レートが、予め設定された基準値以下になるように制限される（ステップＳ２）。
【0028】
続いて実負荷値取得部１０４は、発電プラントの実負荷値Ｌｍを取得する（ステップＳ３）。バイアス値算出部１０６は、ステップＳ１で取得された負荷要求値Ｌｒと、ステップＳ３で取得された実負荷値Ｌｍとの第１偏差ΔＬ１を算出し（ステップＳ４）、第１偏差ΔＬ１に基づいてバイアス値Ｌｂを算出する（ステップＳ５）。バイアス値算出部１０６から出力されるバイアス値Ｌｂは、レート制限部１０３の出力に対して加算されることで、加算後負荷要求値Ｌａが算出される（ステップＳ６）。
【0029】
続いて制御信号生成部１０８は、ステップＳ６で算出された加算後負荷要求値Ｌａと、ステップＳ３で取得された実負荷値Ｌｍとの第２偏差ΔＬ２を算出し（ステップＳ７）、第２偏差ΔＬ２に基づいて制御信号を生成する（ステップＳ８）。制御信号は発電プラントに送信されることで、発電プラントの制御が実施される（ステップＳ９）。
【0030】
続いて具体例な発電プラント制御装置１００の動作について説明する。図４は中央給電指令所から受信する負荷要求値Ｌｒが特定の振る舞いをした場合に、発電プラント制御装置１００の各種信号の推移を示すタイムチャートである。具体的には、図４では、負荷要求値取得部１０２で取得される負荷要求値Ｌｒ、レート制限部１０３から取得される制限後負荷要求値Ｌｒ´、制限後負荷要求値Ｌｒ´にバイアス値算出部１０６で算出されたバイアス値Ｌｂが加算された加算後負荷要求値Ｌａ、及び、実負荷値取得部１０４で取得される発電プラントの実負荷値Ｌｍについて、それぞれの時間的変化が示されている。
【0031】
この例では、中央給電指令所から受信する負荷要求値Ｌｒが、時刻ｔ１において急増した場合が示されている。このような負荷要求値Ｌｒは、負荷要求値取得部１０２によって取得され、レート制限部１０３に入力されることによって、その変化レートが予め設定されたレート制限値に制限される。図４では、レート制限部１０３の出力値である制限後負荷要求値Ｌｒ´が、時刻ｔ１から所定の変化レート（レート制限値）で次第に増加し、時刻ｔ２において第２値Ｌｒ２に達する振る舞いが示されている。
【0032】
また図４では、レート制限部１０３から出力される制限後負荷要求値Ｌｒ´に対して、バイアス値算出部１０６によって算出されたバイアス値Ｌｂが加算された加算後負荷要求値Ｌａの推移が示されている。時刻ｔ１では、負荷要求値Ｌｒと実負荷値Ｌｍとの第１偏差ΔＬ１が十分に大きく第２範囲Ｒ２にあるため（ΔＬ１＞ΔＬｒｅｆ）、バイアス値算出部１０６は、関数ｆｘを用いて第１偏差ΔＬ１に対応する第２値Ｌｂ２を、バイアス値として算出する。図２を参照して前述したように、関数ｆｘにおいて第２値Ｌｂ２は第１値Ｌｂ１より大きく設定されているため、このように第１偏差ΔＬ１が大きな場合にはバイアス値Ｌｂを大きくすることで、負荷要求値Ｌｒの変化に対して良好な応答性で追従することができる。
【0033】
時刻ｔ２では、負荷要求値Ｌｒと実負荷値Ｌｍとの第１偏差Δ１が小さくなることにより（ΔＬ１≦ΔＬｒｅｆ）、関数ｆｘにおいて第２範囲Ｒ２から第１範囲Ｒ１に移行する。これにより、バイアス値算出部１０６は、関数ｆｘに基づいて第１偏差ΔＬ１に対応する第１値Ｌｂ１を、バイアス値として算出する。図２を参照して前述したように、関数ｆｘにおいて第１値Ｌｂ１は第２値Ｌｂ２より小さく設定されているため、時刻ｔ２以降では時刻ｔ２以前に比べて、バイアス値Ｌｂが加算された加算後負荷要求値Ｌａが減少している。このように第１偏差ΔＬ１が小さくなることで負荷要求値Ｌｒに実負荷値Ｌｍが近づくと、バイアス値Ｌｂの大きさを減少させることで、実負荷値Ｌｍが目標負荷値に収束するように、増加具合が調整される。
【0034】
そして時刻ｔ３において実負荷値Ｌｍが負荷要求値Ｌｒに達すると、バイアス値算出部１０６は、バイアス値Ｌｂとしてデフォルト値が出力されるようにスイッチＴを切り替える。これにより、バイアス値算出部１０６から出力されるバイアス値Ｌｂがデフォルト値（ゼロ）になるため、実負荷値Ｌｍは、負荷要求値Ｌｒに対して適度なオーバーシュートを示しながら、負荷要求値Ｌｒに収束するように推移する。
【0035】
以上説明したように上記実施形態によれば、負荷要求値Ｌｒ及び実負荷値Ｌｍの第１偏差ΔＬ１に基づいて算出されたバイアス値Ｌｂが、負荷要求値に加算された結果に基づいて、発電プラントに対する制御信号が生成される。バイアス値Ｌｂは、第１偏差ΔＬ１がゼロを含む第１範囲Ｒ１において、負荷要求値Ｌｒの絶対値を増加するように算出される。これにより、発電プラントの実負荷値Ｌｍが負荷要求値Ｌｒに到達する近傍において第１偏差ΔＬ１が比較的小さくなる第１範囲Ｒ１であっても、有効な大きさを有するバイアス値Ｌｂが得られる。そのため、このようなバイアス値Ｌｂが加算されることで生成された制御信号に基づいて発電プラントを制御することで、発電プラントの実負荷値Ｌｍが負荷要求値Ｌｒに到達する近傍におけるオーバーシュートの大きさを好適に調整し、実負荷値Ｌｍを負荷要求値Ｌｒに的確に到達可能な発電プラント制御を実現できる。
【0036】
その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【0037】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0038】
（１）一態様に係る発電プラント制御装置は、
発電プラントに対する負荷要求値（Ｌｒ）を取得するための負荷要求値取得部（１０２）と、
前記発電プラントの実負荷値（Ｌｍ）を取得するための実負荷値取得部（１０４）と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差（ΔＬ１）に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値（Ｌｂ）を算出するためのバイアス値算出部（１０６）と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差（ΔＬ２）に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部（１０８）と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲（Ｒ１）において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する。
発電プラントに対する負荷要求値（Ｌｒ）を取得するための負荷要求値取得部（１０２）と、
前記発電プラントの実負荷値（Ｌｍ）を取得するための実負荷値取得部（１０４）と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差（ΔＬ１）に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値（Ｌｂ）を算出するためのバイアス値算出部（１０６）と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差（ΔＬ２）に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成するための制御信号生成部（１０８）と、
を備え、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲（Ｒ１）において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を算出する。
【0039】
上記（１）の態様によれば、負荷要求値及び実負荷値の第１偏差に基づいて算出されたバイアス値が、負荷要求値に加算された結果に基づいて、発電プラントに対する制御信号が生成される。バイアス値は、第１偏差がゼロを含む第１範囲において、負荷要求値の絶対値を増加するように算出される。これにより、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍において第１偏差が比較的小さくなる第１範囲であっても、有効な大きさを有するバイアス値が得られる。そのため、このようなバイアス値が加算されることで生成された制御信号に基づいて発電プラントを制御することで、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍におけるオーバーシュートの大きさを好適に調整し、実負荷値を負荷要求値に的確に到達可能な発電プラント制御を実現できる。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
【0040】
（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差の絶対値が閾値（ΔＬｒｅｆ）未満になった場合に、前記バイアス値をデフォルト値に切り替えるように構成される。
前記バイアス値算出部は、前記第１偏差の絶対値が閾値（ΔＬｒｅｆ）未満になった場合に、前記バイアス値をデフォルト値に切り替えるように構成される。
【0041】
上記（２）の態様によれば、負荷要求値と実負荷値との偏差の絶対値が第１閾値未満になった場合には、バイアス値がデフォルト値（例えばゼロ）に切り替えられる。これにより、バイアス値が加算されていない本来の負荷要求値と実負荷値との偏差に基づいて算出される制御信号によって発電プラントを制御することで、負荷要求値の目標負荷値に対して実負荷値を適度なオーバーシュートを経て精度よく収束させることができる。
【0042】
（３）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記バイアス値は、前記第１範囲において一定の絶対値を有する。
前記バイアス値は、前記第１範囲において一定の絶対値を有する。
【0043】
上記（３）の態様によれば、バイアス値の絶対値は、第１範囲において、負荷指令値と実負荷値との偏差の大きさに関わらず一定に算出される。これにより、バイアス値が偏差に対して比例する大きさを有する場合に比べて、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍において第１偏差が比較的小さくなる第１範囲であっても、有効な大きさを有するバイアス値を得られる。
【0044】
（４）他の態様では、上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記バイアス値は、前記第１偏差の絶対値が前記第１範囲より大きな第２範囲（Ｒ２）において、前記バイアス値の絶対値が前記第１範囲より大きい。
前記バイアス値は、前記第１偏差の絶対値が前記第１範囲より大きな第２範囲（Ｒ２）において、前記バイアス値の絶対値が前記第１範囲より大きい。
【0045】
上記（４）の態様によれば、負荷指令値と実負荷値との偏差の絶対値が比較的大きくなる第２範囲では、バイアス値の絶対値もまた大きくなるように算出される。これにより、負荷指令値と実負荷値との偏差が大きい場合（すなわち負荷指令値と実負荷値とが大きく乖離している場合）、大きな絶対値を有するバイアス値を加算することで、負荷要求値に対する発電プラントの追従制御の応答性を向上できる。
【0046】
（５）他の態様では、上記（４）の態様において、
前記バイアス値は、前記第２範囲において一定の絶対値を有する。
前記バイアス値は、前記第２範囲において一定の絶対値を有する。
【0047】
上記（５）の態様によれば、バイアス値の絶対値は、第２範囲においても、負荷指令値と実負荷値との偏差の大きさに関わらず一定に算出される。これにより、バイアス値が偏差に対して比例する大きさを有する場合に比べて、第２範囲においても有効な大きさを有するバイアス値を得られる。
【0048】
（６）他の態様では、上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記制御信号生成部は、前記負荷要求値の変化レートを制限した制限後負荷要求値（Ｌｒ´）に前記バイアス値を加算した前記加算後負荷要求値（Ｌａ）と前記実負荷値との差分として、前記第２偏差を算出する。
前記制御信号生成部は、前記負荷要求値の変化レートを制限した制限後負荷要求値（Ｌｒ´）に前記バイアス値を加算した前記加算後負荷要求値（Ｌａ）と前記実負荷値との差分として、前記第２偏差を算出する。
【0049】
上記（６）の態様によれば、負荷要求値として、発電プラントに対する負荷指令の変化レートを制限することにより生成された信号を取り扱う発電プラントを好適に制御できる。
【0050】
（７）一態様に係る発電プラント制御方法は、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される。
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値が算出される。
【0051】
上記（７）の態様によれば、負荷要求値及び実負荷値の第１偏差に基づいて算出されたバイアス値が、負荷要求値に加算された結果に基づいて、発電プラントに対する制御信号が生成される。バイアス値は、第１偏差がゼロを含む第１範囲において、負荷要求値の絶対値を増加するように算出される。これにより、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍において第１偏差が比較的小さくなる第１範囲であっても、有効な大きさを有するバイアス値が得られる。そのため、このようなバイアス値が加算されることで生成された制御信号に基づいて発電プラントを制御することで、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍におけるオーバーシュートの大きさを好適に調整し、実負荷値を負荷要求値に的確に到達可能な発電プラント制御を実現できる。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
【0052】
（８）一態様に係る発電プラント制御プログラムは、
コンピュータに、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される。
コンピュータに、
発電プラントに対する負荷要求値を取得する工程と、
前記発電プラントの実負荷値を取得する工程と、
前記負荷要求値と前記実負荷値との第１偏差に基づいて、前記負荷要求値に対するバイアス値を算出する工程と、
前記負荷要求値に前記バイアス値が加算された加算後負荷要求値と前記実負荷値との第２偏差に基づいて、前記発電プラントに対する制御信号を生成する工程と、
を実行可能であり、
前記バイアス値を算出する工程では、前記第１偏差がゼロを含む第１範囲において、前記負荷要求値の絶対値を増加するように前記バイアス値を設定する関数に基づいて、前記バイアス値が算出される。
【0053】
上記（８）の態様によれば、負荷要求値及び実負荷値の第１偏差に基づいて算出されたバイアス値が、負荷要求値に加算された結果に基づいて、発電プラントに対する制御信号が生成される。バイアス値は、第１偏差がゼロを含む第１範囲において、負荷要求値の絶対値を増加するように算出される。これにより、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍において第１偏差が比較的小さくなる第１範囲であっても、有効な大きさを有するバイアス値が得られる。そのため、このようなバイアス値が加算されることで生成された制御信号に基づいて発電プラントを制御することで、発電プラントの実負荷値が負荷要求値に到達する近傍におけるオーバーシュートの大きさを好適に調整し、実負荷値を負荷要求値に的確に到達可能な発電プラント制御を実現できる。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
尚、発電プラントの実負荷値は、例えば発電プラントが備える発電機の出力値として取得可能である。
尚、発電プラントに対する制御信号の具体例としては、発電プラントで用いられるガスタービンの燃料投入量に関する制御信号であってもよいし、発電プラントで用いられる蒸気タービンの蒸気供給量に関する制御信号であってもよく、或いは、これらの両方を含んでもよい。
【符号の説明】
【0054】
１００ 発電プラント制御装置
１０２ 負荷要求値取得部
１０３ レート制限部
１０４ 実負荷値取得部
１０６ バイアス値算出部
１０７ 切替部
１０８ 制御信号生成部
１０９ａ 正側条件判定部
１０９ｂ 負側条件判定部
Ｌａ 加算後負荷要求値
Ｌｂ バイアス値
Ｌｍ 実負荷値
Ｌｒ 負荷要求値
Ｌｒ´ 制限後負荷要求値
Ｒ１ 第１範囲
Ｒ２ 第２範囲
ＳＧ デフォルト値
Ｔ スイッチ
ｆｘ 関数
１０２ 負荷要求値取得部
１０３ レート制限部
１０４ 実負荷値取得部
１０６ バイアス値算出部
１０７ 切替部
１０８ 制御信号生成部
１０９ａ 正側条件判定部
１０９ｂ 負側条件判定部
Ｌａ 加算後負荷要求値
Ｌｂ バイアス値
Ｌｍ 実負荷値
Ｌｒ 負荷要求値
Ｌｒ´ 制限後負荷要求値
Ｒ１ 第１範囲
Ｒ２ 第２範囲
ＳＧ デフォルト値
Ｔ スイッチ
ｆｘ 関数
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】