发电系统以及发电系统的控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种对基于发电容量变化的用于稳定运行的输出分担进行控制的发电系统以及发电系统的控制方法。本发明专利技术的发电系统(100)具备：动力涡轮机(7)，由发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机(9)，由发动机的废气所生成的蒸气驱动；涡轮发电机(25)，连接于动力涡轮机(7)及蒸气涡轮机(9)；TCP(57)，控制蒸气涡轮机(9)的输出；及PMS(53)，控制动力涡轮机(7)的输出以及蒸气涡轮机(9)的输出的负载分担，其中，当动力涡轮机(7)上升时，进行使涡轮发电机(25)的负载容量增加的增加指令请求。

【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具备蒸气涡轮机以及动力涡轮机的发电系统中的发电系统以及发电系统的控制方法，所述蒸气涡轮机利用的是从船舶用柴油机或陆上发电机用柴油机等主发动机排出的废气的废气能量。
技术介绍
已知有如下发电系统，抽出船舶推进用柴油机(主发动机)的废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废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，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。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
然而，在上述专利文献1中，公开有在整个系统的请求输出变更时的各设备的输出分担，即由耗电变化引起的输出分担，但是并未公开有关请求输出恒定时的各设备的输出分担，即由发电容量的变化引起的输出分担。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种控制基于发电容量的变化的用于稳定运行的输出分担的发电系统以及发电系统的控制方法。用于解决技术课题的手段为了解决上述问题，本专利技术的发电系统以及发电系统的控制方法采用以下方式。本专利技术的第1实施方式为一种发电系统，其具备：动力涡轮机，由主发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机，由所述主发动机的废气所生成的蒸气来驱动；发电机，连接于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机；涡轮机控制部，控制所述蒸气涡轮机的输出；及负载分担控制部，控制所述动力涡轮机的输出以及所述蒸气涡轮机的输出的负载分担，其中，当所述动力涡轮机上升时，进行使所述发电机的负载容量增加的增加指令请求。有时将动力涡轮机连结于驱动发电机的原动机，例如蒸气涡轮机。作为如此连结动力涡轮机的方式，有在一个轴上串联连接发电机、蒸汽涡轮机、动力涡轮机的方式，和分别并联连接蒸气涡轮机及动力涡轮机的方式等。该情况下，调速器仅设置有针对主原动机即蒸气涡轮机的调速器。这是因为若分别对蒸气涡轮机及动力涡轮机设置调速器，则控制变得复杂。由此，当基于动力涡轮机的输出发生变化时，发电系统控制装置控制蒸气涡轮机的输出即控制调速器。在此，由于在动力涡轮机未设置有调速器，因此动力涡轮机的控制为仅控制阀的开闭。从而，若动力涡轮机的输出有变化，则蒸气涡轮机的输出变动较大，以吸收其变化量。
例如，当动力涡轮机上升时，通过调速器的控制，蒸气涡轮机的输出降低，以便按照下垂特性保持发电机的输出。但是，若蒸气涡轮机的调速阀的开度达到规定的下限值，则动力涡轮机通过联锁被强制停止，因此根据情况，将导致动力涡轮机在启动之前停止。于是，在上述方式中，在动力涡轮机上升时，进行使发电机的负载容量增加的增加指令请求。由此，在动力涡轮机上升时，通过来自涡轮机控制部的负载容量增加指令请求，发电机的负载容量增加，且蒸气涡轮机的输出在增加的方向上起作用，因此与按照下垂特性的输出减少相抵消，且输出减少得以缓和，由此蒸气涡轮机的调速阀的开度不会达到规定的下限值，因此动力涡轮机不会被强制停止。从而，蒸气涡轮机的输出不会变动较大，而且发电机能够稳定的运行。并且，动力涡轮机的输出的变化也根据主发动机的负载的变化而产生，这在发电机中构成外部干扰。始终监视动力涡轮机的输出的变化，在上升时，使发电机的负载容量发生变化，并对蒸气涡轮机进行输出变化的控制，这在因主发动机的负载变化而产生外部干扰时，在实现发电机的稳定化方面是有效的。本专利技术的第2实施方式为一种发电系统，其具备：动力涡轮机，由主发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机，由所述主发动机的废气所生成的蒸气驱动；发电机，连接于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机；涡轮机控制部，控制所述蒸气涡轮机的输出；及负载分担控制部，控制所述动力涡轮机的输出以及所述蒸气涡轮机的输出的负载分担，其中，当所述动力涡轮机下降时，进行使所述发电机的负载容量减少的减少指令请求。有时将动力涡轮机连结于驱动发电机的原动机例如蒸气涡轮机。此时，在一个轴上串联连接例如发电机、蒸气涡轮机、动力涡轮机。如此连接于一个轴上时，调速器仅设置有针对主原动机即蒸气涡轮机的调速器。这是因为若分别对蒸气涡轮机及动力涡轮机设置调速器，则控制变得复杂。从而，当基于动力涡轮机的输出发生变化时，发电系统控制装置控制蒸气涡轮机的输出即控制调速器。在此，由于动力涡轮机未设置有调速器，因此动力涡轮机的控制为仅控制阀的开闭。从而，若动力涡轮机的输出发生变化，则蒸气涡轮机的输出变动较大，以吸收其变化量。例如，当动力涡轮机下降时，通过调速器的控制，蒸气涡轮机的输出增加，以便按照下垂特性而保持发电机的输出。但是，在动力涡轮机停止之前，导致蒸气涡轮机的调速阀达到全开状态，且输出饱和的状态持续，无法进一步提高蒸气涡轮机的输出，且无法维持发电机的输出。于是，在上述方式中，在动力涡轮机下降时，进行使发电机的负载容量减少的减少指令请求。由此，在动力涡轮机下降时，通过来自涡轮机控制部的负载容量减少指令请求，发电机的负载容量减少，且蒸气涡轮机的输出在减少的方向起作用，因此与按照下垂特性的输出增加相抵消，且输出增加得以缓和，由此蒸气涡轮机的调速阀的开度到达全开状态，且输出饱和的状态不会持续，因此能够维持发电机的输出，且发电机能够稳定地运行。并且，动力涡轮机的输出的变化也根据主发动机的负载的变化而产生，这在发电机中构成外部干扰。始终监视动力涡轮机的输出的变化，在下降时，使发电机的负载容量发生变化，并对蒸气涡轮机进行输出变化的控制，这在因主发动机的负载发生变化而产生外部干扰时，在实现发电机的稳定化方面是有效的。在上述实施方式中，根据所述增加指令请求或所述减少指令请求向所述涡轮机控制部输出的指令，也可以构成为作为对供给到所述蒸气涡轮机的主蒸气量进行调整的调整阀的开度而被控制。若动力涡轮机的输出发生变化，则通过蒸气涡轮机的输出即调速器进行的调速阀的操作量变动较大，以吸收其变化量。例如，在动力涡轮机上升的情况下，调速器所控制的调速阀的开度变小。但是，在调速阀的开度上设定有规定的下限值，若达到其下限值，则动力涡轮机被强制停止，因此根据情况，将导致动力涡轮机在启动之前停止。相反地，在动力涡轮机下降的情况下，调速器所控制的调速阀的开度变大。但是，有时导致在动力涡轮机停止之前，调速阀的开度呈全开状态，且全开状态持续，无法进一步提高蒸气涡轮机的输出，并无法维持发电机的输出。于是，在上述实施方式中，根据增加指令请求及减少指令请求向涡轮机控制部输出的指令，作为对供给到蒸气涡轮机的主蒸气量进行调整的调速阀的开度而被控制。由此，在动力涡轮机上升时，由于发电机的负载容量增加，并且调速阀的开度变大，因此蒸气涡轮机的输出增加，与按照下垂特性的输出减少相抵消，且输出减少得到缓和，由此调速阀的开度不会达到下限值，因此动力涡轮机不会被强制停止。从而，通过调速器进行的调速阀的操作量不会变动较大，且发电机能够稳定地运行。并且，在动力涡轮机下降时，由于发电机的负载容量减少，并且调速阀的开度变小，因此蒸气涡轮机的输出减少，与随着下垂特性的输出增加相抵消，且输出增加得到缓和，由此调速阀的开度不会成为全开状态，或全开状态不会持续，因此能够维持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，其具备：动力涡轮机，由主发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机，由所述主发动机的废气所生成的蒸气驱动；发电机，连接于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机；涡轮机控制部，控制所述蒸气涡轮机的输出；及负载分担控制部，控制所述动力涡轮机的输出以及所述蒸气涡轮机的输出的负载分担，其中，当所述动力涡轮机上升时，进行使所述发电机的负载容量增加的增加指令请求。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 JP 2014-0375561.一种发电系统，其具备：动力涡轮机，由主发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机，由所述主发动机的废气所生成的蒸气驱动；发电机，连接于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机；涡轮机控制部，控制所述蒸气涡轮机的输出；及负载分担控制部，控制所述动力涡轮机的输出以及所述蒸气涡轮机的输出的负载分担，其中，当所述动力涡轮机上升时，进行使所述发电机的负载容量增加的增加指令请求。2.一种发电系统，其具备：动力涡轮机，由主发动机中生成的废气驱动；蒸气涡轮机，由所述主发动机的废气所生成的蒸气驱动；发电机，连接于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机；涡轮机控制部，控制所述蒸气涡轮机的输出；及负载分担控制部，控制所述动力涡轮机的输出以及所述蒸气涡轮机的输出的负载分担，其中，当所述动力涡轮机下降时，进行使所述发电机的负载容量减少的减少指令请求。3.根据权利要求1或2所述的发电系统，其中，根据所述增加指令请求或所述减少指令请求向所述涡轮机控制部输出的指令，作为对被供给到所述蒸气涡轮机的主蒸气量进行调整的调速阀的开度而被控制。4.根据权利要求1至3中任一项所述的发电系统，其中，从所述涡轮机控制部对所述负载分担控制部的指令请求间隔的值被设定为，适合于所述动力涡轮机及所述蒸气涡轮机的运行状态的值。5.根据权利要求4所述的发电系统，其中，在所述动力涡轮机上升或下降时，或者来自低压蒸气源的蒸气量增加时或者减少时，从所述涡轮机控制部对所述负载分担控制部的所述指令请求间...

【专利技术属性】
技术研发人员：金星隆之，西川佳彦，
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