发电系统的控制装置、发电系统及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发电系统的控制装置、发电系统及发电方法。本发明专利技术的TCP(57)进行使导入到蒸气涡轮机的蒸气压力发生变化的变压运行。而且，TCP(57)具备的负载容量值计算部(70)根据调速阀的目标开度与调速阀的实际开度的偏差，算出从蒸气涡轮机得到的实际的负载容量值，根据所算出的负载容量值来控制调速阀开度。由此，TCP(57)不像以往那样通过脉冲信号来增减使用于调速阀开度的控制中的负载容量值，因此不产生脉冲信号特有的时间延迟便能够控制调速阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电系统的控制装置、发电系统及发电方法
本专利技术涉及一种发电系统的控制装置、发电系统及发电方法。
技术介绍
作为船舶用的排热回收(以下，称作“船舶用排热回收”)，已知有如下发电系统，抽出船舶推进用柴油机(主发动机)的排气的一部分并引导至动力涡轮机，用作发电输出，并且将利用柴油机的排气所生成的蒸气引导至蒸气涡轮机，用作发电输出。这种发电系统中，在蒸气涡轮机上设置有调速器，调整用于驱动蒸气涡轮机的流体的流量。在专利文献1中，公开有在蒸气涡轮机上设置有调速器，调速器所生成的控制信号被输出到调整阀，从而蒸气涡轮机的输出发生变化的内容。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5155977号公报专利技术的概要专利技术要解决的技术课题如上述船舶用排热回收中，作为用于使所生成的蒸气以最大限度流入到蒸气涡轮机中而作为发电机输出回收的一例有变压运行，其将对导入到蒸气涡轮机的蒸气量进行控制的调速阀尽量设为全开位置进行运行。在基于变压运行的排热回收中，蒸气压力通过来自主发动机的排热量而发生变化，因此在蒸气涡轮机中可以产生的最大输出也发生变化。在此，对于与构成发电系统的另一发电机(柴油机发电机)的负载分担，与陆上设备中的发电的不同点一同进行说明。在与商用电源系统被互连系统，且可以与无穷大母线并联连接的陆上设备中的发电中，发电电力的频率由无穷大母线的系统频率来确定。因此，在与商用电源系统被互连系统的陆上设备中，能够将调速阀开度以全开或接近全开的方式进行固定，从而根据趋势输出发电电力。另一方面，船舶用发电系统是未与无穷大母线连接的所谓微电网(也称作岛屿模式。)，因此发电机的调速器无法固定调速阀开度，而通过调速控制进行动作。并且，PMS(PowerManagementSystem：电力管理系统)监视发电电力的频率，使用各发电机的负载容量(Availablepower：在发电机中可利用的输出)来控制负载分担，以便频率成为规定值。而且，在基于变压运行的船舶用排热回收中，无法将发电机的负载容量固定为恒定值，因此在发电电力的控制中利用如下方式。在此，在船舶用排热回收的变压运行中，除了排热量的变化以外，主蒸气压力也发生变化，但难以根据变化通过测量和运算而准确地算出发电机的负载容量。因此，以往，如图9所示，PMS100通过负载容量值保持部102预先保持(存储)负载容量值，根据从TCP(TurbineControlPanel：透平控制盘)104输出的脉冲信号(通断信号)，使通过负载容量值保持部102而保持的负载容量值增减。从TCP104输出的脉冲信号基于主蒸气压力和调速阀开度的信号，是按规定值逐步使负载容量值增加(递增)或减少(递减)的值。如此进行根据脉冲信号逐步使所保持的负载容量值增减的控制的理由是，因为在变压运行中难以准确地算出负载容量值的绝对值。而且，参考图9对变压运行中的以往的调速器控制详细地进行说明。PMS100具备负载分担控制部106及调速器增减脉冲生成部108。负载分担控制部106根据在负载容量值保持部102中所保持的负载容量值，生成表示蒸气涡轮机及其他发电机110(柴油机发电机)的负载分担的负载分担信号。调速器增减脉冲生成部108根据来自负载分担控制部106的负载分担信号，对蒸气涡轮机及其他发电机110生成用于使控制值(速度设定)增加或减少的调速器增减脉冲信号，并输出到调速器112A、112B、112C。另外，调速器112A具备于TCP104，其控制蒸气涡轮机的旋转速度，将与PMS100指示的旋转速度的速度设定(调速器增减脉冲信号)对应的调速阀开度输出到调速阀，由此控制蒸气涡轮机的输出，并且控制成调速阀开度成为目标开度。并且，调速器112B、112C具备于各发电机110，其控制发电机110的旋转速度，将与PMS100指示的旋转速度的速度设定(调速器增减脉冲信号)对应的调速阀开度输出到调速阀，由此控制发电机110的输出。另一方面，TCP104为了将上述脉冲信号输出到PMS100，作为一例，具备比较部114、比较部116、增加脉冲输出部118及减少脉冲输出部120。比较部114将蒸气涡轮机的调速阀的实际开度和目标开度进行比较。比较部116将主蒸气压力的测量值和主蒸气压力的最低压力的设定值进行比较。而且，增加脉冲输出部118根据比较部114、116的比较结果而生成使负载容量值增加的增加脉冲信号。并且，减少脉冲输出部120根据比较部114、116的比较结果而生成使负载容量值减少的减少脉冲信号。即，经基于比较部114、116的比较的结果，在调速阀开度不满足目标开度的情况下，增加脉冲信号从增加脉冲输出部118输出到PMS100。并且，经基于比较部114、116的比较的结果，在调速阀开度超过目标开度的情况下、以及主蒸气压力小于最低压力的情况下，减少脉冲信号从减少脉冲输出部120输出到PMS100。PMS100若被输入来自TCP104的脉冲信号，则将保持于负载容量值保持部102中的负载容量值根据脉冲信号而增减。PMS100根据增减的负载容量值，通过负载分担控制部106来确定蒸气涡轮机及其他发电机110的负载分担，并将调速器增减脉冲信号输出到调速器112A、112B、112C。而且，如上所述，调速器112A控制调速阀开度，在控制后的调速阀开度不同于目标开度等情况下，进而，增加脉冲信号或减少脉冲信号从TCP104输出到PMS100，负载容量值按规定值逐步被增减。在此，若因船舶用排热回收中的设备状态发生变化而排热量等也发生变化，则实际的负载容量也发生变化，因此根据该变化也需要使保持在PMS100中的负载容量值如上所述发生变化。然而，负载容量值根据来自TCP104的脉冲信号而增减，因此负载容量值的变化速度取决于脉冲信号的间隔(以下，称作“脉冲间隔”。)和宽度(以下，称作“脉冲宽度”。)。而且，在PMS100中，有时对来自TCP104的脉冲信号进行加权，使负载容量值发生变化。在这种情况下，负载容量值的变化速度也取决于加权。另外，加权例如根据调速阀开度、主蒸气压力、蒸气涡轮机发电机的输出(以下，称作“STG输出”。)及主机发动机负载等进行。如上所述的从TCP104输出的脉冲信号的脉冲间隔和脉冲宽度及对PMS100中的脉冲信号的加权等，在排热量等设备状态发生变化的情况下，是对STG输出的响应带来影响的主要因素，并且是用于调整响应的调整项目。而且，在无法适当地控制STG输出的响应的情况下，有可能产生振荡等。然而，基于脉冲信号的负载容量值的增减因逐步的增减等而产生时间延迟。因此，即使设备状态发生变化，也无法每次将设备状态的最佳值及时反应于负载容量值，在调速阀的开度控制中也产生延迟。从而，即使调整从TCP104输出的脉冲信号的脉冲间隔和脉冲宽度及对PMS100中的脉冲信号的加权等，有时也无法抑制振荡。并且，在STG上连接有动力涡轮机的设备中，如上所述，仅通过以将主蒸气压力和调速阀开度保持为目标值的方式使负载容量值根据脉冲信号增减，则即使动力涡轮机的输出发生变化，负载容量值也不会发生变化。在此，关于在动力涡轮机中未设置有调速器的结构中的使用了脉冲信号的以往的控制进行说明。在使用了脉冲信号的以往的控制中，因设备的状态发生变化而动力涡轮机的输出发生变化的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统的控制装置，其具备：蒸气涡轮机，通过由排气生成的蒸气而被驱动；调速阀，对导入到所述蒸气涡轮机的蒸气量进行控制；及发电机，与所述蒸气涡轮机连接，所述发电系统的控制装置进行使导入到所述蒸气涡轮机的蒸气压力发生变化的变压运行，所述发电系统的控制装置具备：计算构件，根据所述调速阀的目标开度与所述调速阀的实际开度的偏差，算出从所述蒸气涡轮机得到的实际的负载容量值；及控制构件，根据通过所述计算构件而算出的所述负载容量值，控制所述调速阀的开度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 JP 2015-1601261.一种发电系统的控制装置，其具备：蒸气涡轮机，通过由排气生成的蒸气而被驱动；调速阀，对导入到所述蒸气涡轮机的蒸气量进行控制；及发电机，与所述蒸气涡轮机连接，所述发电系统的控制装置进行使导入到所述蒸气涡轮机的蒸气压力发生变化的变压运行，所述发电系统的控制装置具备：计算构件，根据所述调速阀的目标开度与所述调速阀的实际开度的偏差，算出从所述蒸气涡轮机得到的实际的负载容量值；及控制构件，根据通过所述计算构件而算出的所述负载容量值，控制所述调速阀的开度。2.根据权利要求1所述的发电系统的控制装置，其中，通过所述计算构件而算出的所述负载容量值被规定上限。3.根据权利要求1或2所述的发电系统的控制装置，其中，所述计算构件算出在基于所述调速阀的目标开度与所述调速阀的实际开度的偏差的第1负载容量值、及基于导入到所述蒸气涡轮机的蒸气压力的设定值与实际的蒸气压力的偏差的第2负载容量值中更小的值，作为从所述蒸气涡轮机得到的实际的负载容量值。4.根据权利要求1所述的发电系统的控制装置，其中，具备通过所述排气而被驱动的动力涡轮机，所述发电机与所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机连接，所述计算构件输出所算出的所述负载容量值与所述动力涡轮机的输出值之和，作为可利用于所述发电机中的负载容量值。5.根据权利要求4所述的发电系统的控制装置，其中，从所述发电机的输出的测量值减去所述蒸气涡轮机的输出的计算值，从而算出所述动力涡轮机的输出值。6.一种发电系统的控制装置，其具备：动力涡轮机，通过排气而被驱动；蒸气涡轮机，通过由所述排气生成的蒸气而被驱动；调速阀，对导入到所述蒸气涡轮机的蒸气量进行控制；及发电机，与所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机连接，所述发电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：金星隆之，野口隆之，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP