JP7071031B2 - 燃料消費量に基づいて電力システムを制御するための制御システムおよび関連するプログラム製品 - Google Patents
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Description
[実施態様1]
システム(10)であって、
ガスタービンシステム(30)のタービン部品(48)を含む発電プラントシステム(12)と、
前記発電プラントシステム(12)と通信し、プロセスを実行することによって前記発電プラントシステム(12)を制御するように構成された少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)と、を含み、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる燃焼ガス(46)のタービン入口温度範囲を画定するステップ(P1)であって、前記タービン入口温度範囲は、前記発電プラントシステム(12)の所望の動作負荷に基づく、ステップと、
前記タービン入口温度範囲に基づいて燃料(42)コスト範囲を決定するステップ(P2)と、
前記タービン入口温度範囲に基づいて保守コスト範囲を決定するステップ(P3)と、
前記決定された燃料(42)コスト範囲および前記決定された保守コスト範囲に基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の所望のタービン入口温度範囲を計算するステップ(P4)と、
前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の実際のタービン入口温度を、前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に調整するステップ(P5)と、を含む、システム(10)。
[実施態様2]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の質量流量を調整するステップを含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様3]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記圧縮機(32)を通って流れる前記流体(36)の前記質量流量を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)に配置された可変入口ガイドベーン(34)を調整するステップ、または、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)内に配置された可変ステータベーン(37)を調整するステップのうちの少なくとも一方を含む、実施態様2に記載のシステム(10)。
[実施態様4]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の燃焼器(40)に流れる燃料(42)の質量流量を調整するステップを含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様5]
前記発電プラントシステム(12)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスは、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)による燃料(42)消費量を低減するステップをさらに含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様6]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を画定するように構成され、前記プロセスは、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の動作パラメータを決定するステップと、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の前記決定された動作パラメータに基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を生成するステップと、を含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様7]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記燃料(42)コスト範囲を決定するように構成され、前記プロセスは、
前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの燃料(42)コストを計算するステップを含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様8]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記保守コスト範囲を決定するように構成され、前記プロセスは、
前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの保守コストを計算するステップを含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様9]
前記発電プラントシステム(12)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスは、
前記発電プラントシステム(12)の前記所望の動作負荷を維持するために、前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に連続的に調整するステップをさらに含む、実施態様1に記載のシステム(10)。
[実施態様10]
少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行された場合に、前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)に対して、プロセスを実行することによって、ガスタービンシステム(30)のタービン部品(48)を含む発電プラントシステム(12)を制御させるプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品であって、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる燃焼ガス(46)のタービン入口温度範囲を画定するステップ(P1)であって、前記タービン入口温度範囲は、前記発電プラントシステム(12)の所望の動作負荷に基づく、ステップと、
前記タービン入口温度範囲に基づいて燃料(42)コスト範囲を決定するステップ(P2)と、
前記タービン入口温度範囲に基づいて保守コスト範囲を決定するステップ(P3)と、
前記決定された燃料(42)コスト範囲および前記決定された保守コスト範囲に基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の所望のタービン入口温度範囲を計算するステップ(P4)と、
前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の実際のタービン入口温度を、前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に調整するステップ(P5)と、を含む、コンピュータプログラム製品。
[実施態様11]
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整する前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の質量流量、または、
前記ガスタービンシステム(30)の燃焼器(40)に流れる燃料(42)の質量流量の少なくとも一方を調整するステップを含む、実施態様10に記載のコンピュータプログラム製品。
[実施態様12]
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の前記質量流量を調整する前記ステップは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)に配置された可変入口ガイドベーン(34)を調整するステップ、または、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)内に配置された可変ステータベーン(37)を調整するステップのうちの少なくとも一方を含む、実施態様11に記載のコンピュータプログラム製品。
[実施態様13]
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を画定する前記ステップは、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の動作パラメータを決定するステップと、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の前記決定された動作パラメータに基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を生成するステップと、を含む、実施態様10に記載のコンピュータプログラム製品。
[実施態様14]
前記プログラムコードは、前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)に対して、前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの燃料(42)コストを計算させる、実施態様9に記載のコンピュータプログラム製品。
[実施態様15]
前記プログラムコードは、前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)に対して、前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの保守コストを計算させる、実施態様9に記載のコンピュータプログラム製品。
[実施態様16]
システム(10)であって、
タービン部品(48)を含むガスタービンシステム(30)と、
前記ガスタービンシステム(30)と通信し、プロセスを実行することによって前記ガスタービンシステム(30)を制御するように構成された少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)と、を含み、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる燃焼ガス(46)のタービン入口温度範囲を画定するステップ(P1)であって、前記タービン入口温度範囲は、前記ガスタービンシステム(30)の所望の動作負荷に基づく、ステップと、
前記タービン入口温度範囲に基づいて燃料(42)コスト範囲を決定するステップ(P2)と、
前記タービン入口温度範囲に基づいて保守コスト範囲を決定するステップ(P3)と、
前記決定された燃料(42)コスト範囲および前記決定された保守コスト範囲に基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の所望のタービン入口温度範囲を計算するステップ(P4)と、
前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の実際のタービン入口温度を、前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に調整するステップ(P5)と、を含む、システム(10)。
[実施態様17]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の質量流量を調整するステップ、または、
前記ガスタービンシステム(30)の燃焼器(40)に流れる燃料(42)の質量流量を調整するステップのうちの少なくとも一方を含む、実施態様16に記載のシステム(10)。
[実施態様18]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記圧縮機(32)を通って流れる前記流体(36)の前記質量流量を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)に配置された可変入口ガイドベーン(34)を調整するステップ、または、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)内に配置された可変ステータベーン(37)を調整するステップのうちの少なくとも一方を含む、実施態様17に記載のシステム(10)。
[実施態様19]
前記発電プラントシステム(12)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスは、
前記発電プラントシステム(12)の前記所望の動作負荷を維持するために、前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に連続的に調整するステップをさらに含む、実施態様16に記載のシステム(10)。
[実施態様20]
前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)は、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスは、
前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記燃焼ガス(46)の好適なタービン入口温度と同一になるように調整するステップ(P5)を含み、前記燃焼ガス(46)の前記好適なタービン入口温度は、前記計算された所望のタービン入口温度範囲内である、実施態様16に記載のシステム(10)。
12 複合サイクル発電プラントシステム
18 蒸気タービン(ST)システム
20 高圧(HP)部分
22 中圧(IP)部分
24 低圧(LP)部分
26 シャフト
28 発電機
30 ガスタービン(GT)システム
32 圧縮機
34 可変入口ガイドベーン(VIGV)
36 流体質量流量
37 可変ステータベーン
38 圧縮流体
40 燃焼器
42 燃料
44 燃料供給源、供給タンク、燃料タンク
46 燃焼ガス
48 タービン部品
50 シャフト
52 発電機
54 熱回収蒸気発生器(HRSG)
56 排気導管
58 供給導管
60 排気チャネル
61 スタック
62 凝縮器
64 蒸気排出ダクト
66 コンピューティングデバイス
68 制御システム
70 センサ
100 例示的な環境
102 コンピュータインフラストラクチャ
112 記憶構成要素
114 処理構成要素
116 入力/出力(I/O)構成要素
118 バス
120 動作パラメータデータ
122 燃料コストデータ
124 保守コストデータ
130 ユーザ
P1 燃焼ガスタービン入口温度範囲を画定するプロセス
P2 燃料コスト範囲を決定するプロセス
P3 保守コスト範囲を決定するプロセス
P4 所望のタービン入口温度を計算するプロセス
P5 燃焼ガスの実際の入口温度を調整するプロセス
Claims (14)
- システム(10)であって、当該システム(10)が、
ガスタービンシステム(30)のタービン部品(48)を含む発電プラントシステム(12)と、
前記発電プラントシステム(12)と通信し、プロセスを実行することによって前記発電プラントシステム(12)を制御するように構成された少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)と
を備えており、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる燃焼ガス(46)のタービン入口温度範囲を画定するステップ(P1)であって、前記タービン入口温度範囲が、前記発電プラントシステム(12)の所定の動作負荷を維持するための最小タービン入口温度(TIT MIN )及び最大タービン入口温度(TIT MAX )によって画定される、ステップ(P1)と、
前記タービン入口温度範囲内で前記発電プラントシステム(12)の前記所定の動作負荷を維持するための燃料コスト範囲を決定するステップ(P2)であって、前記燃料コスト範囲が、前記タービン入口温度範囲の最小タービン入口温度(TIT MIN )に関連付けられる最小燃料コスト(Fuel MIN )及び前記タービン入口温度範囲の最大タービン入口温度(TIT MAX )に関連付けられる最大燃料コスト(Fuel MAX )によって画定される、ステップ(P2)と、
前記タービン入口温度範囲内で前記発電プラントシステム(12)の前記所定の動作負荷を維持するための保守コスト範囲を決定するステップ(P3)であって、前記保守コスト範囲が、前記タービン入口温度範囲の最小タービン入口温度(TIT MIN )に関連付けられる最小保守コスト(Main MIN )及び前記タービン入口温度範囲の最大タービン入口温度(TIT MAX )に関連付けられる最大保守コスト(Main MAX )によって画定される、ステップ(P3)と、
前記決定された燃料コスト範囲及び前記決定された保守コスト範囲に基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の所望のタービン入口温度範囲を計算するステップ(P4)と、
前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の実際のタービン入口温度を、前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に調整するステップ(P5)と
を含む、システム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の質量流量を調整するステップ
を含む、請求項1に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記圧縮機(32)を通って流れる前記流体(36)の前記質量流量を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)に配置された可変入口ガイドベーン(34)を調整するステップ、又は、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)内に配置された可変ステータベーン(37)を調整するステップ
のうちの少なくとも一方を含む、請求項2に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の燃焼器(40)に流れる燃料(42)の質量流量を調整するステップ
を含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記発電プラントシステム(12)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスが、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)による燃料(42)消費量を低減するステップ
をさらに含む、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を画定するように構成され、前記プロセスが、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の動作パラメータを決定するステップと、
前記発電プラントシステム(12)の前記ガスタービンシステム(30)の前記決定された動作パラメータに基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記タービン入口温度範囲を生成するステップと
を含む、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記燃料コスト範囲を決定するように構成され、前記プロセスが、
前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの燃料コストを計算するステップ
を含む、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記保守コスト範囲を決定するように構成され、前記プロセスが、
前記画定されたタービン入口温度範囲にわたって前記発電プラントシステム(12)の動作時間当たりの保守コストを計算するステップ
を含む、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記発電プラントシステム(12)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスが、
前記発電プラントシステム(12)の前記所定の動作負荷を維持するために、前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に連続的に調整するステップ
をさらに含む、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - システム(10)であって、当該システム(10)が、
タービン部品(48)を含むガスタービンシステム(30)と、
前記ガスタービンシステム(30)と通信し、プロセスを実行することによって前記ガスタービンシステム(30)を制御するように構成された少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)と
を備えており、、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる燃焼ガス(46)のタービン入口温度範囲を画定するステップ(P1)であって、前記タービン入口温度範囲が、前記ガスタービンシステム(30)の所定の動作負荷を維持するための最小タービン入口温度(TIT MIN )及び最大タービン入口温度(TIT MAX )によって画定される、ステップ(P1)と、
前記タービン入口温度範囲内で前記ガスタービンシステム(30)の前記所定の動作負荷を維持するための燃料コスト範囲を決定するステップ(P2)であって、前記燃料コスト範囲が、前記タービン入口温度範囲の最小タービン入口温度(TIT MIN )に関連付けられる最小燃料コスト(Fuel MIN )及び前記タービン入口温度範囲の最大タービン入口温度(TIT MAX )に関連付けられる最大燃料コスト(Fuel MAX )によって画定される、ステップ(P2)と、
前記タービン入口温度範囲内で前記ガスタービンシステム(30)の前記所定の動作負荷を維持するための保守コスト範囲を決定するステップ(P3)であって、前記保守コスト範囲が、前記タービン入口温度範囲の最小タービン入口温度(TIT MIN )に関連付けられる最小保守コスト(Main MIN )及び前記タービン入口温度範囲の最大タービン入口温度(TIT MAX )に関連付けられる最大保守コスト(Main MAX )によって画定される、ステップ(P3)と、
前記決定された燃料コスト範囲及び前記決定された保守コスト範囲に基づいて、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の所望のタービン入口温度範囲を計算するステップ(P4)と、
前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の実際のタービン入口温度を、前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に調整するステップ(P5)と
を含む、システム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の圧縮機(32)を通って流れる流体(36)の質量流量を調整するステップ、又は、
前記ガスタービンシステム(30)の燃焼器(40)に流れる燃料(42)の質量流量を調整するステップ
のうちの少なくとも一方を含む、請求項10に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記圧縮機(32)を通って流れる前記流体(36)の前記質量流量を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)に配置された可変入口ガイドベーン(34)を調整するステップ、又は、
前記ガスタービンシステム(30)の前記圧縮機(32)内に配置された可変ステータベーン(37)を調整するステップ
のうちの少なくとも一方を含む、請求項11に記載のシステム(10)。 - 前記ガスタービンシステム(30)を制御するために前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)によって実行される前記プロセスが、
前記ガスタービンシステム(30)の前記所定の動作負荷を維持するために、前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記計算された所望のタービン入口温度範囲内に連続的に調整するステップ
をさらに含む、請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載のシステム(10)。 - 前記少なくとも1つのコンピューティングデバイス(66)が、プロセスを実行することによって、前記ガスタービンシステム(30)の前記タービン部品(48)を通って流れる前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を調整するように構成され、前記プロセスが、
前記燃焼ガス(46)の前記実際のタービン入口温度を前記燃焼ガス(46)の好適なタービン入口温度と同一になるように調整するステップ(P5)
を含み、前記燃焼ガス(46)の前記好適なタービン入口温度が、前記計算された所望のタービン入口温度範囲内である、請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載のシステム(10)。
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