控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种控制装置及控制方法。一种发电系统的控制装置，所述发电系统通过燃烧燃料来运行的第一功率源进行发电，其中，根据向所述第一功率源供给所述燃料的前级机构中的负载变化前所设定的所述燃料的压力与所述前级机构中的负载变化后所设定的所述燃料的压力的压力差来确定补偿所述前级机构中的所述压力差的燃料容量，并利用加速补偿已确定的所述燃料容量的燃料供给加速指令值来计算对所述燃料供给装置进行输出的燃料供给指令值，该燃料供给加速指令值为用于增加或减少向所述第一功率源供给所述燃料的燃料供给装置的燃料供给量的指令值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种煤气化复合发电系统的控制装置及控制方法。本申请主张基于2014年2月14日于日本申请的日本专利申请2014-026662号优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
煤气化复合发电系统(IGCC：Integrated coal Gasification Combined Cycle)是将煤炭、生物质、石油残余油等碳氢起源燃料气化而得到的可燃性气体作为燃料的发电装置。IGCC具备将该些可燃性气体作为燃料的燃气涡轮、及通过回收燃气涡轮的废热而得到的蒸汽运行的蒸汽涡轮。IGCC还具备与燃气涡轮及蒸汽涡轮以同轴或多轴构成的发电机，并通过燃气涡轮及蒸汽涡轮来驱动发电机来发电。以下、利用图1对IGCC的结构进行说明。图1为IGCC的结构图的一例。煤炭供给设备1将原煤粉碎并将微粉煤供给至气化炉2。空气分离装置10吸入大气，并分离氮气和氧气来讲该些供给至气化炉2。并且，空气升压机11吸入空气，并进行压缩而供给至气化炉2。从空气分离装置10所供给的氮气用于煤炭、煤焦的搬送中。并且，从空气分离装置10所供给的氧气、从空气升压机11所供给的压缩空气用于煤炭的气化。气化炉2燃烧煤炭而产生燃料气体。燃料气体被输送至高温过滤器3。高温过滤器3回收煤焦。燃料气体进一步被输送至气体净化设备4，且被除去硫化合物、氮化合物等等。被净化的燃料气体通过燃气涡轮调速器14控制流量的同时被供给至燃气涡轮的燃烧器5。燃气涡轮燃烧从燃气涡轮压缩机7吸入的大气和燃料气体而运行燃气涡轮6。HRSG12回收燃气涡轮的废热而生成蒸汽，并将该蒸汽供给至蒸汽涡轮8。蒸汽涡轮8通过被供给/>的蒸汽而运行。蒸汽生成时的废气从烟囱13被废弃。燃气涡轮6与蒸汽涡轮8的轴与发电机9连结，并驱动发电机9来进行发电。控制装置50控制煤气化复合发电装置的输出。以下，利用图6来对以往的输出控制进行说明。图6为表示以往的IGCC的输出控制系统的一例的图。控制装置50根据所需负载来确定发电机输出指令(MWD)(S100)。接着，控制装置50计算以规定方法进行测定的发电机9的输出值(S101)与发电机输出指令的偏差(S102)。控制装置50进行校正该偏差的GT控制(S103)，并调整燃气涡轮调速器(“GT GOV”)14的开度(S104)。并且，控制装置50同时进行上述処理(S100～S104)，并且基于发电机输出指令来计算基底气化炉输入指令(GID0)(S108)和系统气体压力的设定值。根据发电机输出指令计算系统气体压力的设定值时利用函数FX(S109)。并且，控制装置50获取压力计15所测定出的系统气体压力的实测值(S110)，并计算与系统气体压力的设定值的偏差(S111)。控制装置50根据已计算出的压力偏差来计算表示投放于气化炉2的煤炭、空气、及氧气的流量的气化炉输入指令校正(S112)。控制装置50将该些基底气化炉输入指令与气化炉输入指令校正相加(S113)来求出气化炉输入指令(GID)(S114)。控制装置50根据该气化炉输入指令计算煤炭流量指令(S115)，计算空气流量指令(S116)，并计算氧气流量指令(S117)，控制投放于气化炉2的煤炭、氧气、空气。如此，控制装置50通过使用如校正在S111中计算出的压力偏差的气化炉输入指令校正来进行基于PI(Proportional Integral)控制等的反馈控制。该输出控制中，在负载恒定且发电量稳定的情况下，除了用于补偿大气温度等的外部干扰的变动之外，气化炉输入指令校正值大致为零。另一方面，在负载变化时，控制装置50调整燃气涡轮调速器14的开度，以便与发电机输出指令的时间变化一致，并控制发电机9的输出。这种情况下，气化炉输入指令校正成为抑制基于输出的变化的压力变动的值。此时，气化炉输入指令(GID)作为根据发电机输出指令确定的基底气化炉输入指
令(GID0)与校正因负载变化而产生的压力偏差的气化炉输入指令校正之和而被赋予。并且，专利文献1中公开有将气化炉输入加速指令“GIR”与气化炉输入指令相加而进行输出控制的技术，该气化炉输入加速指令“GIR”为用于为了顺利地进行负载变化而促进气化炉2的运行状态的值。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4745940号公报专利技术的概要专利技术要解决的技术课题然而，通常在联合机械设备中的负载变化时，蒸汽涡轮的输出响应中产生滞后现象。并且，在这种场合中进行如下控制，使燃气涡轮的输出变得比发电机输出指令的变化率快来补偿蒸汽涡轮的输出，并使联合机械设备的输出追随发电机输出指令。此时，该燃气涡轮的动作可能会导致产生系统气体压力的变动。IGCC中，燃气涡轮燃料压力设定值及燃气涡轮燃料消耗量(根据发热量)在这种燃气涡轮的动作的基础上，根据负载变化而变动，因此可能会导致系统气体压力较大地变动。通过反馈控制来稳定(持续保持已设定的运行状态)该系统气体压力的变动(S112)的情况下，直到稳定需要花费时间。并且，若过度增大反馈控制的增益，则成为稳定时相对微小的外部干扰也会显示出过度响应的原因，并有可能妨碍机械设备的稳定。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够解决上述课题的控制装置及控制方法。用于解决技术课题的手段根据本专利技术的第1方式，一种发电系统的控制装置，其为通过燃烧燃
料来运行的第一功率源进行发电的发电系统的控制装置，其中，根据向所述第一功率源供给所述燃料的前级机构中的负载变化前所设定的所述燃料的压力与所述前级机构中的负载变化后所设定的所述燃料的压力的压力差来确定燃料容量，该燃料容量保持所述负载变化后所设定的所述燃料的压力，并利用加速调整已确定的所述燃料容量的燃料供给加速指令值来计算对所述燃料供给装置进行输出的燃料供给指令值，所述燃料供给加速指令值为用于调整针对向所述第一功率源供给所述燃料的燃料供给装置的燃料供给量的指令值。根据本专利技术的第1方式，通过利用加速调整燃料容量的燃料供给加速指令值来计算对所述燃料供给装置进行输出的燃料供给指令值，由此能够应对急剧的负载变化。根据本专利技术的第2方式，一种发电系统的控制装置，其为具备输出响应比所述第一功率源滞后的第二功率源，并通过第一功率源与第二功率源进行发电的发电系统的控制装置，其中，计算将基底燃料供给指令值与所述燃料供给加速指令值相加而得的所述燃料供给指令值而输出到所述燃料供给装置，所述基底燃料供给指令值根据从针对所述发电系统的输出指令值减去所述第二功率源的输出值的针对所述第一功率源的输出指令值来计算。根据本专利技术的第2方式，计算将基底燃料供给指令值与燃料供给加速指令值相加而得的燃料供给指令值而输出到燃料供给装置，功率源功率源由此能够应对输出响应比第一功率源(例如，燃气涡轮)滞后的第二功率源(例如，蒸汽涡轮)的响应滞后现象，所述基底燃料供给指令值是基于从针对发电系统的输出指令值减去第二功率源的输出值而得到的针对第一功率源的输出指令值。根据本专利技术的第3方式，发电系统的控制装置中，计算将根据针对所述发电系统的输出指令值计算出的基底燃料供给指令值与根据输出加速指令值和所述燃料供给加速指令值计算出的发电系统加速指令值相加而成的燃料供给指令值而输出到所述燃料供给装置，所述输出加速指令值为用于调整燃料供给量的指令值，该燃料供给量针对基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统的控制装置，所述发电系统通过燃烧燃料来运行的第一功率源进行发电，其中，根据向所述第一功率源供给所述燃料的前级机构中的负载变化前所设定的所述燃料的压力与所述前级机构中的负载变化后所设定的所述燃料的压力的压力差来确定保持所述负载变化后所设定的所述燃料的压力的燃料容量，并利用加速调整已确定的所述燃料容量的燃料供给加速指令值来计算对所述燃料供给装置进行输出的燃料供给指令值，该燃料供给加速指令值为用于调整向所述第一功率源供给所述燃料的燃料供给装置的燃料供给量的指令值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.14 JP 2014-0266621.一种发电系统的控制装置，所述发电系统通过燃烧燃料来运行的第一功率源进行发电，其中，根据向所述第一功率源供给所述燃料的前级机构中的负载变化前所设定的所述燃料的压力与所述前级机构中的负载变化后所设定的所述燃料的压力的压力差来确定保持所述负载变化后所设定的所述燃料的压力的燃料容量，并利用加速调整已确定的所述燃料容量的燃料供给加速指令值来计算对所述燃料供给装置进行输出的燃料供给指令值，该燃料供给加速指令值为用于调整向所述第一功率源供给所述燃料的燃料供给装置的燃料供给量的指令值。2.根据权利要求1所述的发电系统的控制装置，所述发电系统具备输出响应比所述第一功率源滞后的第二功率源，并通过第一功率源与第二功率源进行发电，其中，计算将基底燃料供给指令值与所述燃料供给加速指令值相加而得的所述燃料供给指令值而输出到所述燃料供给装置，所述基底燃料供给指令值根据从针对所述发电系统的输出指令值减去所述第二功率源的输出值的针对所述第一功率源的输出指令值来计算。3.根据权利要求2所述的发电系统的控制装置，其中，计算将根据针对所述发电系统的输出指令值计算出的基底燃料供给指令值与根据输出加速指令值和所述燃料供给加速指令值计算出的发电系统加速指令值相加而得的燃料供给指令值而输出到所述燃料供给装置，该输出加速指令值为用于调整燃料供给量的指令值，该燃料供给量针对基于负载变化时的所述第一功率源的所述燃料的压力变动进行输入。4.根据权利要求2或3所述的发电系统的控制装置，其中，根据大气温...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山雅人，堤孝则，小山智规，田村宪，藤井贵，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP