燃气轮机控制装置、燃气轮机成套设备以及燃气轮机控制方法制造方法及图纸

燃气轮机控制装置具备：第一估计部，估计基于利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型即第一模型的涡轮入口温度估计值即第一温度；第二估计部，估计基于利用所述燃气轮机的废气温度的物理模型即第二模型的涡轮入口温度估计值即第二温度；和补正部，基于所述第二温度补正所述第一温度来算出涡轮入口温度估计值。

Gas Turbine Control Device, Gas Turbine Complete Equipment and Gas Turbine Control Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气轮机控制装置、燃气轮机成套设备以及燃气轮机控制方法
本专利技术涉及燃气轮机控制装置、燃气轮机成套设备以及燃气轮机控制方法。本申请基于2017年2月23日在日本申请的特愿2017-32682号来主张优先权，将其内容援用于此。
技术介绍
有在燃气轮机的控制中使用涡轮入口温度的情况。对于此，有燃气轮机的入口成为高温，难以高精度地实测涡轮入口温度的情况。为此提出用于估计涡轮入口温度的技术。例如在专利文献1中记载了基于燃气轮机的燃烧器中的热收支来估计涡轮入口温度的技术。在先技术文献专利文献专利文献：日本特开2005-240608号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过基于燃烧器中的热收支来估计涡轮入口温度，能够确保过渡期中的响应性。进而，若能够提高涡轮入口温度的估计精度，则能够提高燃气轮机的控制的精度。本专利技术提供对于涡轮入口温度的估计能够确保响应性且提高估计精度的燃气轮机控制装置、燃气轮机成套设备以及燃气轮机控制方法。用于解决课题的手段根据本专利技术的第1方案，燃气轮机控制装置具备：第一估计部，其估计基于利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型即第一模型的涡轮入口温度估计值即第一温度；第二估计部，其估计基于利用所述燃气轮机的废气温度的物理模型即第二模型的涡轮入口温度估计值即第二温度；和补正部，其基于所述第二温度补正所述第一温度来算出涡轮入口温度估计值。所述第一估计部基于表示燃烧器中的热收支的所述第一模型来估计所述第一温度，所述第二估计部基于利用所述燃气轮机的废气温度的表示热平衡的所述第二模型来估计所述第二温度，所述补正部也可以使用基于所述第一温度与所述第二温度的比例决定的补正系数来补正所述第一温度。所述燃气轮机控制装置也可以具备输入值补正部，其对成为向所述第一模型的输入的估计值当中至少1者使用在利用所述第二模型的计算中得到的估计值来进行补正。根据本专利技术的第2方案，燃气轮机成套设备具备所述的任一者燃气轮机控制装置。根据本专利技术的第3方案，燃气轮机控制方法包含如下步骤：估计基于利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型即第一模型的涡轮入口温度估计值即第一温度；估计基于利用所述燃气轮机的废气温度的物理模型即第二模型的涡轮入口温度估计值即第二温度；基于所述第二温度补正所述第一温度来算出涡轮入口温度估计值。专利技术效果根据上述的燃气轮机控制装置、燃气轮机成套设备以及燃气轮机控制方法，对于涡轮入口温度的估计能够确保响应性且提高估计精度。附图说明图1是表示第一实施方式所涉及的燃气轮机成套设备的功能结构的概略框图。图2是表示第一实施方式所涉及的成套设备主体的结构的概略结构图。图3是表示第一实施方式所涉及的燃气轮机控制装置的功能结构的概略框图。图4是表示第一实施方式中的基于利用发电机输出的热平衡模型的涡轮入口温度估计值的第一例的图表。图5是表示第一实施方式中的基于利用发电机输出的热平衡模型的涡轮入口温度估计的第二例的图表。图6是表示第一实施方式所涉及的函数LAG的值的示例的图表。图7是表示第一实施方式所涉及的燃气轮机控制装置求取涡轮入口温度估计的处理次序的示例的图。图8是表示第二实施方式所涉及的燃气轮机控制装置的功能结构的概略框图。图9是表示第二实施方式所涉及的燃气轮机控制装置求取涡轮入口温度估计值的处理次序的示例的图。具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式，但以下的实施方式并不限定权利要求书的范围所涉及的专利技术。另外，实施方式中说明的特征的组合的全部并不限于在专利技术的解决手段是必须的。<第一实施方式>图1是表示第一实施方式所涉及的燃气轮机成套设备的功能结构的概略框图。如图1所示，燃气轮机成套设备1具备成套设备主体100和燃气轮机控制装置200。以下，以燃气轮机成套设备1是燃气轮机发电成套设备的情况为例来进行说明。但燃气轮机成套设备1并不限于燃气轮机发电成套设备，只要是具备燃气轮机的成套设备即可。成套设备主体100遵循燃气轮机控制装置200的控制而动作，来生成旋转力，以生成的旋转力进行发电。图2是表示成套设备主体100的结构例的概略结构图。图2的示例中，成套设备主体100具备燃气轮机110和发电机120。燃气轮机110具备入口引导翼111、压缩机112、机室113、燃烧器114、涡轮115和旋转轴116。燃气轮机110使燃料气体燃烧来生成旋转力。压缩机112将空气(大气)取入并进行压缩。压缩机112压缩过的压缩空气经由机室113流向燃烧器114。在压缩机112的空气吸入口设置有入口引导翼111。入口引导翼111通过遵循燃气轮机控制装置200的控制调整入口引导翼111自身的翼开度，来调整向压缩机112的吸气量。燃烧器114使从燃料提供管线提供的燃料气体和来自压缩机112的压缩空气混合并燃烧。通过燃烧产生的燃烧气体向涡轮115流入，碰到涡轮115的翼而使涡轮115旋转。涡轮115、压缩机112和发电机120通过旋转轴116连接。旋转轴116从涡轮115向压缩机112传递旋转力，压缩机112以来自涡轮115的旋转力进行空气的压缩。此外，旋转轴116从涡轮115向发电机120传递旋转力，发电机120以来自涡轮115的旋转力进行发电。燃气轮机控制装置200控制成套设备主体100。特别是燃气轮机控制装置200实施求取涡轮入口温度估计值，基于得到的估计值来估计燃气轮机110。这里所说的涡轮入口温度是涡轮115的燃烧气体入口中的温度。燃气轮机控制装置200例如使用EWS(EngineeringWorkStation，工程工作组)或PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)等计算机构成。图3是表示燃气轮机控制装置200的功能结构的概略框图。如图3所示，燃气轮机控制装置200具备通信部210、操作输入部220、显示部230、存储部280和控制部290。控制部290具备第一估计部291、第二估计部292和补正部293。通信部210与其他设备进行通信。特别是，通信部210从设于成套设备主体100的各传感器接收传感器数据。此外，通信部210对成套设备主体100的各部发送控制信号。操作输入部220具备例如操作盘或键盘、或者它们的组合等输入设备，接受用户操作。显示部230例如具备显示盘或液晶面板等的显示画面、或它们的组合等的显示装置，显示各种信息。存储部280使用燃气轮机控制装置200所具备的存储设备而构成，存储各种信息。控制部290控制燃气轮机控制装置200的各部来执行各种功能。控制部290例如通过燃气轮机控制装置200所具备的CPU(CentralProcessingUnit、中央处理装置)从存储部280将程序读出并执行而构成。第一估计部291估计第一温度。这里所说的第一温度是基于第一模型的涡轮入口温度估计值。这里所说的第一模型是利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型。这里所说的利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型，是接受向燃气轮机的燃料流量的输入来计算物理量的模型。作为第一模型，能够使用公知的模型。燃气轮机控制装置200中的物理模型的数据格式并不限定于特定的格式。例如物理模型可以以函数或方程式等数式的形式示出，也可以以表示输入与输出的对应关系的表格式示出。燃料流量的变化与涡轮入口温度的变化的关系处于对应于燃料流量的变化而涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机控制装置，具备：第一估计部，其估计基于利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型即第一模型的涡轮入口温度估计值即第一温度；第二估计部，其估计基于利用所述燃气轮机的废气温度的物理模型即第二模型的涡轮入口温度估计值即第二温度；和补正部，其基于所述第二温度补正所述第一温度来算出涡轮入口温度估计值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.23 JP 2017-0326821.一种燃气轮机控制装置，具备：第一估计部，其估计基于利用向燃气轮机的燃料流量的物理模型即第一模型的涡轮入口温度估计值即第一温度；第二估计部，其估计基于利用所述燃气轮机的废气温度的物理模型即第二模型的涡轮入口温度估计值即第二温度；和补正部，其基于所述第二温度补正所述第一温度来算出涡轮入口温度估计值。2.根据权利要求1所述的燃气轮机控制装置，其中，所述第一估计部基于表示燃烧器中的热收支的所述第一模型来估计所述第一温度，所述第二估计部基于利用所述燃气轮机的废气温度的表示热平衡的所述第二模型来估计所述第二温度，所述补...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木一茂，斋藤昭彦，竹中竜儿，福本皓士郎，岩崎好史，
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