発電プラント、発電プラントにおける吸気冷却制御装置及び発電プラントの運転制御方法
【課題】大気温度の変動に対応でき、送電端効率を高めるガスタービンを含む発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法を提供する。
【解決手段】ガスタービン発電プラント１Ａは、圧縮機３の吸気を冷却する吸気冷却装置１００を備えている。吸気冷却装置１００は、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水ポンプ３５Ａ,３５Ｂ、吸気冷却器８、冷却水流量調整弁３３、吸気冷却制御装置２１等を含んでいる。吸気冷却制御装置２１は、ガスタービン発電目標値と、大気温度ＴＥ５に基づいて、吸気冷却器８の作動の要否を判断し、その作動が必要と判断した場合に、ガスタービン発電目標値、大気温度ＴＥ５、圧縮機吸気温度ＴＥ１、冷却水温度ＴＥ３に基づいて、複数台の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数の制御と、複数台の冷却水ポンプ３５Ａ,３５Ｂの運転台数の制御と、吸気冷却器８への冷却水の流量を制御する。
【解決手段】ガスタービン発電プラント１Ａは、圧縮機３の吸気を冷却する吸気冷却装置１００を備えている。吸気冷却装置１００は、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水ポンプ３５Ａ,３５Ｂ、吸気冷却器８、冷却水流量調整弁３３、吸気冷却制御装置２１等を含んでいる。吸気冷却制御装置２１は、ガスタービン発電目標値と、大気温度ＴＥ５に基づいて、吸気冷却器８の作動の要否を判断し、その作動が必要と判断した場合に、ガスタービン発電目標値、大気温度ＴＥ５、圧縮機吸気温度ＴＥ１、冷却水温度ＴＥ３に基づいて、複数台の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数の制御と、複数台の冷却水ポンプ３５Ａ,３５Ｂの運転台数の制御と、吸気冷却器８への冷却水の流量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの圧縮機へ流入する吸入空気（吸気）を冷却するための吸気冷却装置を備えた発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン発電プラントやコンバインドサイクル発電プラントで一般に用いられる体積流量一定の定回転速度の圧縮機では、夏場等に大気温度が高くなって圧縮機への吸気の温度（吸気温度）が高くなった場合、空気密度が低下して吸気の質量流量が低下するため、それに合わせて圧縮機で圧縮された空気に燃焼器で混合する燃料の燃料流量も低減せざるを得ない。つまり、圧縮機の吸気温度が高ければガスタービンの出力は低下する。
この問題を解決する一手段として、圧縮機へ流入させる吸入空気を冷却するための吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラント、コンバインドサイクル発電プラントにおいて、圧縮機への吸気の温度（吸気温度）を低下させる技術として特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
特許文献１に記載された技術では、コンバインドサイクル発電プラントにおける排熱ボイラ出口とスタック間に設けられた排熱ボイラ出口の高温の排ガスから熱回収する排熱回収熱交換器を設け、その排熱回収交換器で熱回収を行った温水を熱源とする低温水吸収冷凍機と、を備え、更にその低温水吸収冷凍機により冷却された冷水により圧縮機への吸気を冷却する吸気冷却装置を備えた構成となっている（特許文献１の図１参照）。
【０００４】
更に、特許文献２には、冷媒を圧縮して断熱膨張させる冷凍機を１台配置することにより、圧縮機への吸気を冷却する技術（特許文献２の図１参照）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５８８１４号公報（図１、図３参照）
【特許文献２】特開２００７−２７０７００号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された低温吸収冷凍機を用いた技術では、低温吸収冷凍機の構成やその制御が複雑となる課題がある。また、特許文献２に記載された冷媒を用いた冷凍機を１台備えて、ガスタービン発電プラント又はコンバインドサイクル発電プラントの圧縮機への吸気を冷却する方法では、大気温度の高低の変化に関係なく、夏場の最大定格発電量を賄うのに十分な冷却能力容量の冷凍機１台を設置して運転する必要がある。その場合、吸気冷却のために必要な冷凍機の能力が小さくて十分な大気温度のときにも、その冷却能力容量の大きい１台の冷凍機の運転に発電電力の一部が消費されるので、送電端効率が悪化するという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、大気温度の変動に柔軟に対応でき、送電端効率を高めることができるガスタービン発電プラント、又はコンバインドサイクル発電プラントである発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本願発明は、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、吸気冷却装置は、複数台の冷凍機と、複数台の冷却水ポンプと、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却器と、吸気冷却器に供給する冷却水の流量を調整するとともに、バイパス配管を通じて過剰の冷却水を戻す冷却水流量調整弁と、配管と、吸気冷却制御装置と、を含んでいる。
そして、吸気冷却制御装置は、少なくとも、ガスタービンへの出力指令値と、第１吸気温度センサの検出する吸気冷却器の上流側における吸気流路の吸気の温度に基づいて、吸気冷却器の作動の要否を判断し、吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくともガスタービンへの出力指令値と、第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の吸気流路の吸気の温度と、吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する戻りの冷却水温度と、に基づいて、複数台の冷凍機の運転台数の制御と、複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、冷却水流量調整弁が吸気冷却器へ供給する冷却水の流量を制御することを特徴とする。
【０００９】
そして、複数台の冷凍機は、その出口側の冷却水の温度を所定の一定値に冷却するように冷凍機制御装置により制御されることが好ましい。
【００１０】
更に、吸気冷却制御装置は、吸気冷却器の作動の要否を判断する吸気冷却作動判断手段と、吸気冷却器の下流側における吸気流路の吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段と、吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する戻りの冷却水温度に対して上限値と下限値を設定する冷却水温度目標範囲設定手段と、複数台の冷凍機の運転台数を制御する冷凍機運転台数制御手段と、複数台数の冷却水ポンプの運転台数の制御をする冷却水ポンプ台数制御手段と、第２吸気温度センサの検出する吸気冷却器の下流側の吸気の温度が、圧縮機吸気温度設定手段により設定された吸気の目標温度になるように冷却水流量調整弁を制御する冷却水流量制御手段と、を有している。そして、冷凍機運転台数制御手段は、吸気冷却作動判断手段が吸気冷却器の作動を必要とすると判断した場合に、冷却水温度目標範囲設定手段により設定された戻りの冷却水温度に対する上限値を戻りの冷却水温度が超えたとき、冷凍機の運転台数を増加させ、冷却水温度目標範囲設定手段により設定された戻りの冷却水温度に対する下限値を戻りの冷却水温度が下回ったとき、冷凍機の運転台数を減少させ、冷却水ポンプ台数制御手段は、冷凍機運転台数制御手段が運転させている冷凍機の台数に基づいて冷却水ポンプの運転台数を制御することが好ましい。
【００１１】
また、本願発明は、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備えた発電プラントの運転制御方法を含む。
【００１２】
本発明によれば、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、その吸気冷却装置の構成として、複数台の冷凍機、複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプ、圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器、冷却水ポンプ及び冷凍機の運転台数を制御する吸気冷却制御装置を含んでいるので、吸気冷却器の上流側における吸気流路の吸気の温度（つまり、大気温度）又はガスタービンへの出力指令値の変動に応じて必要最小限の冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数に柔軟に切り替え制御できる。
【００１３】
その結果、最大冷却能力が大容量の冷凍機を１台用いる場合、特に吸収式冷凍機を用いる場合と比較して、通常は冷凍機の最大冷却能力よりも低い能力で運転することが多いので、所内負荷が削減でき送電端効率が向上する。つまり、単位送電端出力に対する燃費が低減できる。
また、冷凍機等のメンテンナス、冷凍機の故障等の場合に、当該の冷凍機だけを運転から切離して対処することができるので、吸気冷却装置の能力を全喪失するということがなく、１台の大容量冷凍機の場合よりも、リスク分散の観点で有利となる。また、冷凍機として、例えば、コンパクトで一体型のターボ式冷凍機を用いることにより、冷凍機の起動と停止が容易になる。
更に、吸気冷却制御装置は、吸気冷却作動判断手段を含んでいるので吸気冷却器の作動を運転員の判断操作によらず自動的に行うことができる。更に、圧縮機吸気温度設定手段、冷却水温度目標範囲設定手段、冷凍機運転台数制御手段、冷却水ポンプ台数制御手段、冷却水流量制御手段を含んでいるので、ガスタービンへの出力指令値にガスタービン出力が追従可能なように運転員が介入操作することが不要となり、運転員の負担を軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大気温度の変動に柔軟に対応でき、送電端効率を高めることができるガスタービン発電プラント又はコンバインドサイクル発電プラントである発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントの概略構成図である。
【図２】図１における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
【図３】ガスタービン発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１とガスタービンによる最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。
【図４】図１における冷却水流量制御弁の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、三方弁である冷却水流量調整弁の周囲の概略構成の説明図、（ｂ）は、冷却水流量調整弁の弁開度の説明図である。
【図６】大気温度ＴＥ５の変動に対応した冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数の変化の推移の説明図であり、（ａ）は、大気温度ＴＥ５の時間推移の説明図、（ｂ）は、冷却水温度ＴＥ３に基づく冷凍機の運転台数の時間変化の説明図、（ｃ）は、冷却水ポンプの運転台数の時間変化の説明図である。
【図７】吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
【図８】冷凍機の運転台数をパラメータにした送電端効率ηＯｕｔと最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘの関係の概念的な説明図である。
【図９】吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。
【図１０】図９における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
【図１１】コンバインドサイクル発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１と発電機の最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。
【図１２】吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る発電プラントルについて図を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
先ず、図１から図８を参照して第１の実施形態に係る発電プラントであるガスタービン発電プラント１Ａについて説明する。
【００１８】
《ガスタービン発電プラント１Ａの全体概要》
図１は、吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントの概略構成図である。図２は、図１における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
ガスタービン発電プラント１Ａは、主に、圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、発電機６、吸気冷却装置１００を含んで構成されている。
圧縮機３は、空気（大気）を吸入して圧縮する。燃焼器４は、圧縮機３で圧縮された空気と燃料供給配管９から供給される燃料とを混合燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを生成する。そして、燃焼器４で生成された高温高圧の燃焼ガスによりガスタービン５が回転させられ回転駆動力を得る。
吸気冷却装置１００については詳細に後記する。
【００１９】
また、ガスタービン発電プラント１Ａは、外部の、例えば、給電指令所からのガスタービン発電プラント１Ａへの給電要求指令値Ｃ１に従って、ガスタービン発電プラント１Ａを統括制御する発電機制御部２０Ａと、前記した吸気冷却装置１００の中に含まれる制御対象を制御する吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）２１を備えている。この制御対象は、例えば、後記する冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄである。
つまり、吸気冷却制御部２１は、発電機制御部２０Ａとの間で相互に通信可能に接続され、発電機制御部２０Ａの制御指令に従って吸気冷却装置１００全体の運転を統括制御する。
【００２０】
発電機制御部２０Ａは、例えば、筺体に収容された制御盤の形態をして構成され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた演算回路ボードや、センサ等からの入力信号を演算回路ボードへ入力するためにＡ／Ｄ変換したり、フィルタリング処理したり、演算回路ボードからの出力信号を出力するように処理したりする周辺回路を搭載した入出力インタフェースボードを含んでいる。発電機制御部２０Ａが制御する制御対象に、例えば、電動弁が含まれる場合には、更に、その電動弁のモータに電力を供給するモータコントローラをその筺体内に含んでいても良い。
【００２１】
発電機６の出力端には、電力センサ５８が設けられ、発電端出力ＱＧｍ（図２参照）が計測されて発電端出力ＱＧｍを示す信号が発電機制御部２０Ａに入力される。発電機６の出力の一部は、所内負荷に用いられ、図示しない変電装置を介して所定の送電電圧に昇圧され送電される。所定の送電電圧に昇圧された送電端には電力センサ５９が設けられ、送電端出力ＱＯｕｔ（図２参照）が計測され、送電端出力ＱＯｕｔを示す信号が発電機制御部２０Ａに入力される。
【００２２】
ちなみに、発電機制御部２０Ａは、給電要求指令値Ｃ１に対し、送電端出力ＱＯｕｔを追従させるようにガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧ（図２参照）を生成し、それに基づいて燃焼器４に供給される燃料の流量調整をする燃料流量調整弁１０の弁開度を、燃料供給配管９に設けられた燃料流量センサ７１からの信号の示す燃料流量や発電端出力ＱＧｍや、後記する圧縮機吸気温度ＴＥ１等に基づいて制御する。また、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを後記する吸気冷却制御部２１に入力する。
発電機制御部２０Ａの機能については、図２の説明の中で詳しく説明する。
【００２３】
圧縮機３の吸入側には空気を吸入する流路として吸気流路７が設けられ、その中に冷水と吸入される大気との間で熱交換する吸気冷却器８が格納されている。そして、吸気冷却器８は、吸気流路７の入口から吸入された大気である吸気冷却器入口側吸気６２Ａ（以下「吸気大気」と称する）を必要に応じ冷却して、吸気冷却器出口側吸気６２Ｂ（以下、「圧縮機吸気」と称する）の圧縮機吸気温度ＴＥ１を大気温度ＴＥ５よりも所要温度だけ低下させることができる。
吸気流路７の吸気冷却器入口側吸気流路７ａには、吸気大気６２Ａの温度を検出する吸気温度センサ（第１吸気温度センサ）５７が設けられ、大気温度ＴＥ５を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力されるとともに、吸気流路７の吸気冷却器出口側吸気流路７ｂには、圧縮機吸気６２Ｂの温度を検出する吸気温度センサ（第２吸気温度センサ）５１が設けられ、圧縮機吸気温度ＴＥ１を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。
ここで、吸気冷却器入口側吸気流路７ａ、吸気冷却器出口側吸気流路７ｂが、夫々、特許請求の範囲に記載の「吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路」に対応する。
【００２４】
《吸気冷却装置１００》
本実施形態におけるガスタービン発電プラント１Ａは、前記した吸気冷却器８、吸気温度センサ５１、吸気温度センサ５７を含む吸気冷却装置１００を備えている。以下に、吸気冷却装置１００の詳細な構成を説明する。
吸気冷却装置１００は、図１に示すように前記した吸気冷却器８、吸気冷却制御部２１、４台の冷凍機２３（図１では符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）、冷却水流量調整弁３３、２台の冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ、吸気温度センサ５１，５７、冷却水温度センサ５２、冷却水温度センサ（吸気冷却器出口冷却水温度センサ）５３、配管等を含んで構成されている。
【００２５】
（冷凍機２３）
４台の冷凍機２３（図１では符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）は、夫々同じ構成であり、その冷却能力も同一であるので、代表的に冷凍機２３Ａを例にその詳細な構成を説明する。
冷凍機２３Ａは、冷媒を圧縮して断熱膨張させたときに冷媒側が冷却水と熱交換して冷却水から吸熱して、冷却水の温度を低下させる型式の冷凍機であり、例えば、モータ駆動のターボ式冷凍機である。冷凍機２３Ａは、冷凍機本体２４Ａ、冷凍機本体２４Ａで冷却された冷却水を吐出する冷却水出口配管２７Ａ、冷凍機本体２４Ａに冷却されるべき冷却水を供給する冷却水戻り配管２８Ａ、冷却水出口配管２７Ａに設けられて冷凍機本体２４Ａで冷却された冷却水の温度である冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４Ａを検出する温度センサ５４Ａ、冷凍機本体２４Ａの運転をオン／オフ制御したりする冷凍機制御装置２５Ａを含んで構成されている。
【００２６】
冷凍機制御装置２５Ａは、吸気冷却制御部２１から運転指令を受けたとき冷凍機本体２４Ａを起動し、図示しないターボ式冷凍機のモータの回転速度を制御したり、冷媒の流量を制御したりして、温度センサ５４Ａの検出する冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４Ａを予め設定された目標の冷却水温度に一定に制御する機能を有している。
そのため、冷凍機制御装置２５Ａは、ターボ式冷凍機のモータの回転速度を制御するＣＰＵ等を含む制御回路の他に、発電機６の発電端から電力を給電されて、所要の電力をターボ式冷凍機のモータに供給する、例えば、インバータ等の電源回路を含んでいる。
ちなみに、冷凍機制御装置２５Ａは、前記した目標の冷却水温度を入力して設定する入力手段、例えば、タッチパネル等の表示手段と入力手段を兼ねたものを含んでいる。
冷凍機制御装置２５Ａは、吸気冷却制御部２１から冷凍機本体２４Ａが運転中に運転停止指令を受けたときは、冷凍機本体２４Ａを停止する。
【００２７】
なお、冷凍機２３Ａは、冷凍機本体２４Ａが運転時には、全開状態とし、冷凍機本体２４Ａが停止時には全閉状態とする図示しない例えば電磁弁である冷却水遮断弁を有し、冷凍機制御装置２５Ａによって制御される。この冷却水遮断弁は、冷凍機本体２４Ａの内部の冷却水配管に設けられていても良いし、前記した冷却水出口配管２７Ａ又は冷却水戻り配管２８Ａのいずれかに設けても良い。
【００２８】
このように冷凍機２３Ａ〜２３Ｄに冷却水遮断弁を設けるのは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄうちで停止しているものがある場合に、冷却水が停止している冷凍機２３を通水されて、吸気冷却器８に供給される冷却水の温度が所定の目標値に達しないことを防止するためである。
冷凍機２３Ａ〜２３Ｄは、公知の冷凍機であり、これ以上の詳細な構成は省略する。
【００２９】
（配管、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ）
冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ夫々の冷却水出口配管２７Ａ〜２７Ｄは、冷却水供給配管２９Ａに接続され、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄから供給された冷却された冷却水は夫々冷却水供給配管２９Ａに集められる。冷却水供給配管２９Ａは、三方弁である冷却水流量調整弁３３の弁入口３３ａに接続されている。冷却水流量調整弁３３の第１の弁出口３３ｂには、冷却水供給配管２９Ｂの一端が接続され、冷却水供給配管２９Ｂの他端は吸気冷却器８の冷却水入口８ａに接続されている。吸気冷却器８の冷却水出口８ｂには冷却水戻り配管３０Ａの一端が接続され、冷却水戻り配管３０Ａの他端はＴ字接続部３０ａに接続している。
冷却水流量調整弁３３の第２の弁出口３３ｃには、バイパス配管３１の一端が接続し、バイパス配管３１の他端はＴ字接続部３０ａに接続する。Ｔ字接続部３０ａには、冷却水戻り配管３０Ｂの一端が更に接続し、冷却水戻り配管３０Ｂの他端側は、２本の冷却水戻り配管３４Ａ，３４Ｂに分岐し、夫々冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吸込み側に接続している。
【００３０】
図１に示した本実施形態では、例えば、吸気冷却器８に供給された冷却水は吸気の流れ方向に沿った水平方向に配設された図示しない多数本の細管内を流れる構成であり、吸気と同方向の冷却水の流れとしているが、それに限定されるものではない。吸気の流れ方向と細管内の冷却水の流れ方向は対向流とする構成でも良い。
また、吸気冷却器８内の前記多数本の細管は、水平又は垂直方向であって、吸気の流れ方向に対して直角方向に配されて吸気を冷却する構成でも良い。
【００３１】
冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吐出側に夫々接続した符号省略の冷却水戻り配管は、ヘッダ管である冷却水戻り配管３６に接続し、冷却水戻り配管３６に前記した冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの冷却水戻り配管２８Ａ〜２８Ｄが夫々接続している。
【００３２】
冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂは、図示しないモータにより回転駆動され、その電力は発電機６の発電端側から供給される。そして、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂは、吸気冷却制御部２１により運転／停止が制御される。
なお、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吐出側には、図示しない逆止弁が設けられ、運転時には吐出圧で開状態になり、停止時には閉状態になる。
これは、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方だけが運転状態のときに、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの停止している他方から冷却水が逆流するのを防止するためである。
【００３３】
冷却水供給配管２９Ａには、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ５２が設けられ、冷却水供給配管２９Ａを流れる冷却水の冷却水温度ＴＥ２を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。冷却水戻り配管３０Ｂの冷却水戻り配管３４Ａ，３４Ｂに分岐する前の上流側にも、冷却水戻り配管３０Ｂを流れる冷却水の冷却水温度（戻りの冷却水温度）ＴＥ３を検出する冷却水温度センサ５３が設けられ、冷却水温度ＴＥ３を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。
【００３４】
（発電機制御部２０Ａ）
次に、図２を参照しながら発電機制御部２０Ａの機能構成を説明する。発電機制御部２０Ａは、例えば、専用回線で発電会社の給電指令所と接続している。発電機制御部２０Ａは、機能部として、給電要求指令値受信部１０１、ガスタービン発電目標値設定部１０２、燃料供給量制御部１０５を含んで構成されている。これらの機能部は、発電機制御部２０Ａの前記した演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。その際、ＲＯＭ内に格納されたマップデータが適宜用いられる。
【００３５】
給電要求指令値受信部１０１は、給電指令所からの給電要求指令値Ｃ１を受付け、それをそのまま送電端出力目標値ＱＴＯｕｔとしてガスタービン発電目標値設定部１０２に入力する。
ガスタービン発電目標値設定部１０２は、目標値フィードバック補正部１０２ａを有している。ガスタービン発電目標値設定部１０２は、給電要求指令値受信部１０１から入力された送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに対し、予め設定されＲＯＭ内に格納された図示しない所内負荷マップに基づいて所内負荷を推定し、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに推定した所内負荷を加算してガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧを推定算出する。推定算出された仮のガスタービン発電目標値ＱＴＧとして燃料供給量制御部１０５及び、吸気冷却制御部２１に入力する。その後、目標値フィードバック補正部１０２ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、目標値フィードバック補正部１０２ａで演算補正したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び吸気冷却制御部２１に入力する。
【００３６】
なお、前記した所内負荷マップには、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを設定するためのパラメータとして、例えば、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔ、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５が用いられ、所内負荷分の電力を推定演算できるようになっている。
ちなみに、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５のデータは、吸気冷却制御部２１からの通信回線で発電機制御部２０Ａに入力される。
【００３７】
燃料供給量制御部１０５は、予め設定された燃料供給量マップに基づいて、例えば、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度ＴＥ１に基づいて目標燃料流量を設定し、燃料流量センサ７１の示す燃料流量が目標燃料流量になるように燃料流量調整弁１０の弁開度を制御する。
なお、現在の発電端出力ＱＧｍがガスタービン発電目標値ＱＴＧになるように燃料流量調整弁１０の弁開度を補正制御しても良い。
【００３８】
（吸気冷却制御部２１）
次に、図２を参照しながら適宜、図３から図６を参照して、吸気冷却制御部２１の機能構成を説明する。吸気冷却制御部２１は、専用通信線で発電機制御部２０Ａと接続している。吸気冷却制御部２１は、機能部として、大気温度下ガスタービン最大発電量算出部（吸気冷却作動判断手段）２０１、吸気冷却作動要否判断部（吸気冷却作動判断手段）２０２、圧縮機吸気温度目標値設定部（圧縮機吸気温度設定手段）２０３、冷凍機運転台数制御部（冷凍機運転台数制御手段）２０４、冷却水流量制御部（冷却水流量制御手段）２０５、冷却水ポンプ運転制御部（冷却水ポンプ台数制御手段）２０６を含んで構成されている。
これらの機能部は、吸気冷却制御部２１の後記する演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムやマップデータをＣＰＵが実行することで実現される。
【００３９】
吸気冷却制御部２１は、例えば、筺体に収容された制御盤の形態をして構成され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた演算回路ボードや、センサ等からの入力信号を演算回路ボードへ入力するためにＡ／Ｄ変換したり、フィルタリング処理したり、演算回路ボードからの出力信号を出力するように処理したりする周辺回路を搭載した入出力インタフェースボードを含んでいる。吸気冷却制御部２１が制御する制御対象に、電動弁（例えば、冷却水流量調整弁３３）や電動ポンプ（例えば、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ）が含まれる場合には、更に、その電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するモータコントローラをその筺体内に含んでいても良いし、電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するのは、電動弁や電動ポンプの設置場所近くに配置された夫々の図示しない制御盤から発電端から分岐された電力を供給する構成でも良い。
本実施形態では、吸気冷却制御部２１は、電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するモータコントローラは、図示しない現場制御盤として配置されているとして説明する。
【００４０】
（大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１）
先ず、図３を参照しながら大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１（図２参照）について説明する。図３は、ガスタービン発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１とガスタービンによる最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。横軸は圧縮機吸気温度（冷却器の下流側の吸気流路における吸気の温度）ＴＥ１（℃単位）を示し、縦軸はガスタービン５（図１参照）による発電端出力である最大発電出力ＱＧｍａｘを示している。このマップデータは、前記した吸気冷却制御部２１のＲＯＭに格納されている。
ちなみに、図３に示すように圧縮機吸気温度−最大発電出力の特性曲線Ｘ１は略直線的に圧縮機吸気温度ＴＥ１の増加に対し最大発電出力ＱＧｍａｘは略直線的に減少する。従って、図３に示すように特性曲線Ｘ１上で、例えば、Ｓ１からＳ２のポイントに圧縮機吸気温度ＴＥ１を低下させると、最大発電出力ＱＧｍａｘは増加させることができる。
ちなみに前記したマップデータの代わりに、関数やテーブルを用いても良い。
【００４１】
大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１は、吸気温度センサ５７が検出した大気温度ＴＥ５に基づき、図３において横軸を大気温度ＴＥ５として読み替え、大気温度下でのガスタービン５による最大発電出力ＱＧｍａｘを算出し、吸気冷却作動要否判断部２０２に入力する。
この大気温度下での発電機６の最大発電出力ＱＧｍａｘは、圧縮機吸気温度ＴＥ１が吸気冷却器８（図１参照）で冷却されること無く、そのまま圧縮機３（図１参照）に吸気された場合の可能な最大発電出力ＱＧｍａｘである。
【００４２】
（吸気冷却作動要否判断部２０２）
吸気冷却作動要否判断部２０２（図２参照）は、大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１から入力された最大発電出力ＱＧｍａｘと、発電機制御部２０Ａのガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを比較し、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが最大発電出力ＱＧｍａｘを上回り、かつ、吸気温度センサ５７が検出した大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点（吸気冷却装置運転開始仕様温度）ＴＥ５ｔｈを超える条件を満たしたときに吸気冷却器８の作動が必要と判断する。そして、図２に示すように吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力する。
【００４３】
前記した条件を満足しないときは、吸気冷却器８の作動は不要と判断し、吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力しない。
このような例として、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが最大発電出力ＱＧｍａｘを上回っていても、大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈ以下のときが考えられる。そのようなときは、大気温度ＴＥ５が低く、吸気を吸気冷却器８で冷却しても圧縮機吸気温度ＴＥ１を十分下げる効果が低く、発電機６の発電出力の増加が余り期待できない。その結果、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転のために無駄な所内負荷が増大し、送電端出力ＱＯｕｔが逆に低下する可能性があるため、吸気冷却作動要否判断部２０２は吸気冷却作動指令Ｃ２を出力しない。
【００４４】
（圧縮機吸気温度目標値設定部２０３）
圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図２参照）は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを図３のマップデータにおける縦軸上の最大発電量ＱＧｍａｘとして、それに対応する圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊として設定し、冷却水流量制御部２０５、冷却水ポンプ運転制御部２０６に出力する。
【００４５】
（冷凍機運転台数制御部２０４）
冷凍機運転台数制御部２０４（図２参照）は、戻りの冷却水温度上下限設定部（冷却水温度目標範囲設定手段）２０４ａを有している。そして、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａは、予め実験的に設定又はシミュレーション解析で設定されたデータマップを参照し、例えば、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５に基づいて、冷却水温度ＴＥ３の上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを設定する（図６の（ｂ）参照）。
このため、冷却水温度上下限設定部２０４ａで用いられる前記上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを求めるための前記データマップは、パラメータとして、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５を用いた多次元マップである。同じ大気温度ＴＥ５でも、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が低いほど上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗは、低く設定される。また、同じ大気温度ＴＥ５でも、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが高いほど上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗは、低く設定される。
【００４６】
このように、上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを設定することによって、吸気冷却器８に要求されるよる吸気の冷却能力の増大に対応した冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数の制御が柔軟にでき、冷却水流量調整弁３３による吸気冷却器８への冷却水流量の調整能力が高まる。
【００４７】
この上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの差であるヒステリシスΔＴＥ３＊（図６の（ｂ）参照）は、大気温度ＴＥ５の変化により冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数が頻繁に変化することの無いように十分な差を持たせた所定の固定値としても良いし、前記したガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５の少なくともいずれかをパラメータとして、十分な差を持たせた上での可変としても良い。
【００４８】
なお、簡便な上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの設定方法として、前記したガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５のパラメータの値に関係なく予め決められた一定値に固定しても良い。
上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを前記したいずれの方法で設定するにしても、上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの値は、冷凍機２３（図２では２３Ａ〜２３Ｄで表示）を冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４（図２ではＴＥ４Ａ〜ＴＥ４Ｄで表示）一定の制御で運転できる範囲の値である。
【００４９】
そして、冷凍機運転台数制御部２０４は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａで設定された上限値ＴＥ３＊Ｈｉ及び下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗと、冷却水温度ＴＥ３と、に応じて、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちのどの冷凍機を運転するか、運転中のどの冷凍機を停止するかを決め、個々の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転と決められた当該の冷凍機２３（冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの当該機）の冷凍機制御装置２５（冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄのうちの当該冷凍機制御装置）に運転／停止指令を出力する。この詳細な制御の説明は、図６の説明の中で後記する。
【００５０】
冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄが運転状態か、停止状態かを示す情報（図２中、「運転／停止状態」と表示）を冷凍機運転台数制御部２０４に入力する。それに基づいて冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄに運転／停止指令を出力する。
【００５１】
（冷却水流量制御部２０５）
次に、図４、図５を参照しながら適宜、図２を参照して冷却水流量制御部２０５（図２参照）の機能について説明する。図４は、図１における冷却水流量制御弁の制御の流れを示すフローチャート、図５の（ａ）は、三方弁である冷却水流量調整弁の周囲の概略構成の説明図、図５の（ｂ）は、冷却水流量調整弁の弁開度の説明図である。
冷却水流量制御部２０５（図２参照）は、吸気温度センサ５１（図２参照）が検出した圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図２参照）で設定した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊になるように冷却水流量調整弁３３の弁開度を制御する。この制御は、繰り返し制御である。
【００５２】
ステップＳ０１では、冷却水流量制御部２０５は、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊を読み込む。ステップＳ０２では、圧縮機吸気温度ＴＥ１を読み込む。そして、ステップＳ０３では、圧縮機吸気温度ＴＥ１と圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊との差分（ＴＥ１−ＴＥ１＊）が正の値の所定の閾値ε以上か否かをチェックする（「ＴＥ１−ＴＥ１＊≧ε？」）。圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊よりε以上大きい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ０４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０５へ進む。
ステップＳ０４では、冷却水流量制御部２０５は、所定弁開度だけ吸気冷却器８への通水側の弁開度を増加し、逆にバイパス配管３１への弁開度を同じ所定弁開度だけ減ずる（「吸気冷却器通水側の弁開度を増加し、逆にバイパス側の弁開度を減ずる」）。
【００５３】
ステップＳ０５では、圧縮機吸気温度ＴＥ１と圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊との差分（ＴＥ１−ＴＥ１＊）が所定の閾値−ε以下か否かをチェックする（「ＴＥ１−ＴＥ１＊≦ε？」）。圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊より−ε以上小さい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ０６へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０１へ戻る（図４では「エンド」へ進むと表示）。
ステップＳ０６では、冷却水流量制御部２０５は、所定弁開度だけ吸気冷却器８への通水側の弁開度を減じ、逆にバイパス配管３１への弁開度を同じ所定弁開度だけ増加する（「吸気冷却器通水側の弁開度を減じ、逆にバイパス側の弁開度を増加する」）。
【００５４】
なお、図５の（ｂ）示すように三方弁である冷却水流量調整弁３３の弁開度は、吸気冷却器通水側の弁開度（％）と、バイパス側の弁開度（％）の合計が常に１００％になるように設定され、冷却水流量調整弁３３が流路抵抗とならないように構成されている。
また、前記した冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整において、ステップＳ０４，Ｓ０６では、所定の弁開度だけ弁開度調整するとし、ＴＥ１−ＴＥ１＊の差分の大小によらず一定弁開度の弁開度調整としたのは、冷却水供給配管２９Ａを流れる冷却水流量や、圧力は冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数により依存するので、冷却水流量調整弁３３の弁開度制御を単純にするためである。
【００５５】
もし、ＴＥ１−ＴＥ１＊の差分に応じて冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整量を決める場合は、冷却水供給配管２９Ａに、例えば、更に流量センサや圧力センサを設け、その流量センサの示す冷却水流量、圧力センサの示す冷却水圧力、冷却水温度ＴＥ２パラメータとしてＴＥ１−ＴＥ１＊の差分に応じた冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整量を演算することが望ましい。しかし、大気温度ＴＥ５の変化や圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊の変化の時間的度合いは緩やかであり、前記した冷却水流量調整弁３３の所定弁開度の調整量による繰り返し制御で十分対応可能である。
【００５６】
なお、冷却水流量制御部２０５は、吸気冷却器８を作動させていない場合、つまり、吸気冷却作動指令Ｃ２を吸気冷却作動要否判断部２０２から受けていない場合は、冷却水流量調整弁３３は、バイパス側の弁開度を１００％に固定する。これは、冷凍機２３の運転が必要と思われる場合に、前もって最低でも１台の冷凍機２３を待機運転させて、冷却水を冷却水供給配管２９Ａ、バイパス配管３１、冷却水戻り配管３０Ｂ、冷却水ポンプ３５の一台、待機運転中の冷凍機２３と循環させて待機運転させる場合に備えるためである。
この待機運転は、吸気冷却制御部２１において自動で行わせても良いし、運転員が図示しないコンソールの操作をして吸気冷却制御部２１に指令が出せるようにしても良い。
【００５７】
（冷却水ポンプ運転制御部２０６）
次に、図２、図６を参照しながら冷却水ポンプ運転制御部２０６について説明する。図６は、大気温度ＴＥ５の変動に対応した冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数の変化の推移の説明図であり、（ａ）は、大気温度ＴＥ５の時間推移の説明図、（ｂ）は、冷却水温度ＴＥ３に基づく冷凍機の運転台数の時間変化の説明図、（ｃ）は、冷却水ポンプの運転台数の時間変化の説明図である。図６は、便宜的に送電端出力目標値ＱＴＯｕｔが一定であった場合に、大気温度ＴＥ５の変動、及び冷却水温度ＴＥ３の変化に伴い、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ及び冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂが起動・停止する時間推移を示している。
【００５８】
図２に示すように、冷却水ポンプ運転制御部２０６は、冷凍機運転台数制御部２０４から冷凍機運転台数を示す冷凍機運転台数情報Ｃ３と、吸気温度センサ５７からの大気温度ＴＥ５を示す信号を受けて、大気温度ＴＥ５が上昇する過程では、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち１台の冷凍機２３が運転の状態のときは、例えば、冷却水ポンプ３５Ａの１台だけの運転とし、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち２台以上の冷凍機が運転の状態ときは冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台運転とする。そして、大気温度ＴＥ５が降下する過程では、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち３台以上の冷凍機が運転の状態のときは冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台運転とし、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち２台以下の冷凍機２３が運転の状態のときは冷却水ポンプ３５Ｂのみの１台運転とする。
【００５９】
図６の（ａ）に示すように大気温度ＴＥ５が上昇し、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えると、冷凍機運転台数制御部２０４は、吸気冷却作動要否判断部２０２からの吸気冷却作動指令Ｃ２を受けて、図６の（ｂ）に示すように時刻ｔ１において冷凍機２３Ａを１台目に運転する冷凍機２３として起動する（「吸気冷却装置起動」）。すると、冷凍機２３Ａの冷却能力は、冷凍機制御装置２４Ａによる冷却水温度ＴＥＡを一定の目標値に維持する運転により急速に増大され、冷却水温度ＴＥ３も低下し始めるともに、冷却水流量調整弁３３が冷却水流量制御部２０５によって制御され、冷却器通水側の弁開度を開く。冷却器通水側の弁開度が増大した分バイパス側弁開度を減じて、吸気冷却器８による圧縮機吸気の冷却が開始される。それに伴い冷却水温度ＴＥ３も増加する傾向があるが、それ以上に冷凍機２３Ａの冷却能力が増大されているので、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａが設定した上限値ＴＥ３＊Ｈｉを下回るようになる。こうして、冷却水流量制御部２０５は、冷却水流量調整弁３３をバイパス配管３１側にも通水して冷却水温度ＴＥ３が低下し、圧縮機吸気温度ＴＥ１に応じた弁開度の調整代が確保できるとともに、運転中の冷凍機２３（図２では、符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）に対する冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４（図２では、ＴＥ４Ａ，ＴＥ４Ｂ，ＴＥ４Ｃ，ＴＥ４Ｄ）一定制御が確保できる。
【００６０】
しかし、更に大気温度ＴＥ５が上昇し続けると、圧縮機吸気温度ＴＥ１が上昇するとともに吸気冷却器８の出口側の冷却水温が上昇し、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量をどんどん減じ、吸気冷却器８への流量を増大させる。それに伴い、冷却水温度ＴＥ３は増加し始め、上限値ＴＥ３＊Ｈｉを時刻ｔ２において超える。このとき、冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｂを２台目に運転する冷凍機２３として起動する。このように大気温度ＴＥ５が上昇を続け、給電要求指令値Ｃ１に対応した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が大気温度ＴＥ５よりも十分下回って場合は、冷凍機２３の運転台数が増加する毎に上限値ＴＥ３＊Ｈｉを一時的に下回るが、再び上限値ＴＥ３＊Ｈｉを超える。最終的に冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｃ，２３Ｄを３台目、４台目と冷却水温度ＴＥ３が上限値ＴＥ３＊Ｈｉを超える時刻ｔ３，ｔ４に起動する。
【００６１】
従って、冷凍機２３Ａ，２３Ｂの起動に伴って、図６の（ｃ）に示すように時刻ｔ１で１台目の冷凍機２３Ａが起動したタイミングに冷却水ポンプ３５Ａが起動し、時刻ｔ２で２台目の冷凍機２３Ｂが起動したタイミングに冷却水ポンプ３５Ｂも起動する。
【００６２】
図６の（ａ）に示すように大気温度ＴＥ５がピークを過ぎて降下を開始すると、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量がどんどん増加するとともに冷却水温度ＴＥ３は、図６の（ｂ）に示すように時刻ｔ５において戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａが設定した下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回るようになる。このとき、冷凍機運転台数制御部２０４は、１台目に起動した冷凍機２３Ａを先ず停止する。冷凍機２３Ａの停止により、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量を減ずることができ、冷却水温度ＴＥ３は増加に転じて下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを上回るようになる。このように大気温度ＴＥ５が下降を続け、給電要求指令値Ｃ１に対応した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が大気温度ＴＥ５に接近すると、冷凍機２３Ｂ，２３Ｃの２台目、３台目の冷凍機２３を、冷却水温度ＴＥ３が下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回る時刻ｔ６，ｔ７に停止する。
【００６３】
最終的に冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｄの４台目の冷凍機を冷却水温度ＴＥ３が下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回った時刻ｔ８に停止し、吸気冷却を停止する（「吸気冷却装置停止」）。
【００６４】
従って、図６の（ｃ）に示すように、時刻ｔ６で２台目の冷凍機２３Ｂが停止したタイミングで、冷凍機２３Ｃ，２３Ｄは運転継続中であるが、冷却水ポンプ３５Ａは停止し、時刻ｔ８で３台目、４台目の冷凍機２３Ｃ，２３Ｄも停止したタイミングに冷却水ポンプ３５Ｂも停止する。
【００６５】
このように、大気温度ＴＥ５が上昇する過程と大気温度ＴＥ５が降下する過程との間で、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの１台だけでの運転条件を変えるのは、以下の理由による。
大気温度ＴＥ５が上昇する過程では、吸気冷却装置１００には、より急速な圧縮機吸気の冷却能力の増加が要求されるので、運転を開始していない冷凍機２３を事前に待機状態においておく必要があるためである。これに対し、大気温度ＴＥ５が降下する過程では、圧縮機吸気の冷却能力の減少の速度は緩やかであり、吸気冷却装置１００には、運転していない状態の冷凍機２３の能力に余裕を持たせて待機させる必要が無いためである。
【００６６】
また、吸気冷却器８を作動させるときには、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台のうち、冷却水ポンプ３５Ａを最初に起動し、吸気冷却器８の冷却能力を低下させても良い場合には、先に起動した冷却水ポンプ３５Ａを停止して、次に後から起動した冷却水ポンプ３５Ｂを停止させる。このような運転方法を採用することにより、吸気冷却装置１００の冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ間で夫々の運転時間を略均等化させ、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方の運転時間が極端に長くなって、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方の劣化が急速に進むのを低減できる。
【００６７】
同様に、図６の（ｂ）に示すように、冷凍機運転台数制御部２０４は、起動するときには冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの順に起動し、そして運転している冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄを停止させるときは、先に運転を開始した冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの順に停止をさせる制御をする。従って、吸気冷却装置１００の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ間の夫々の運転時間を略均等化させ、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの特定の１台の運転時間が極端に長くなって、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの１台の劣化が急速に進むのを低減できる。
【００６８】
なお、冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄから運転／停止状態を示す信号を受信しているので、夫々の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの累積運転時間を記憶して、累積運転時間の短い冷凍機から起動するように起動の順番を設定して、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台間の夫々の累積運転時間において、特定の冷凍機２３の累積運転時間が短くならないように累積運転時間を均等化するように制御しても良い。
【００６９】
図７は、吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
ガスタービン５（図１参照）は、大気温度ＴＥ５が上昇すると発電出力が低下する特性を持つため、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えても吸気冷却器８を作動させない場合（吸気冷却装置１００を不使用時）、大気温度ＴＥ５の上昇に伴い発電端出力ＱＧｍは減少する。従って、破線の曲線Ｘ２Ａで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に伴い減少する。
【００７０】
一方、吸気冷却装置１００を使用時の発電端出力ＱＧｍは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｂや冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転による所内負荷の増大以上に発電端出力ＱＧｍを増大させることができ、実線の曲線Ｘ２Ｂで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に対し、減少することなく維持できる。
なお、ガスタービン発電プラント１Ａは、大気温度ＴＥ５の上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制できるが、発電した電力の一部を冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ(４台使用が前提ベース)、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ(２台使用が前提ベース)等の所内負荷の動力として使用することになる。従って、吸気冷却装置１００を不使用時の破線の曲線Ｙ２Ａで示した送電端効率ηＯｕｔよりも吸気冷却装置１００を使用時の実線の曲線Ｙ２Ｂで示した送電端効率ηＯｕｔの方が低下する。
ちなみに、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制の効果を矢印αで示すように、大気温度ＴＥ５が大きいほど大きくなるが、送電端効率ηＯｕｔ（％）の低下の最大値βは、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈで生じる。
【００７１】
図８は、冷凍機の運転台数をパラメータにした送電端効率ηＯｕｔと最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘの関係の概念的説明図である。
定格の送電端出力ＱＯｕｔＲ以下では、吸気冷却装置１００を不使用時の送電端効率ηＯｕｔを示す曲線Ｙ３０が常に最大を示す。冷凍機２３の運転台数が増加することにより最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘを増大させることができるが、冷凍機２３の運転台数が１台ずつ増加するにつれ曲線Ｙ３１，Ｙ３２，Ｙ３３，Ｙ３４と送電端効率ηＯｕｔ（％）は低下する。その故に吸気冷却装置１００は、給電要求指令値Ｃ１が吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲを超える場合に使用した方が有効であり、吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲを超えない場合には、吸気冷却装置１００を不使用とすることが経済的に有効となる。
この吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲは、大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点（吸気冷却装置運転開始仕様温度）ＴＥ５ｔｈを示したときの大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１（図２参照）において算出される最大発電出力ＱＧｍａｘと対応している。
【００７２】
本実施形態によれば、給電要求指令値Ｃ１が吸気冷却装置１００の不使用時の大気温度ＴＥ５に応じた最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘ以上であった場合に、吸気冷却作動要否判断部２０２（図２参照）において吸気冷却器８の作動が必要と判断するので、吸気冷却装置１００の使用の要否を自動で判定することが可能である。
また、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数増加により最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘが増加する反面、送電端効率ηＯｕｔは低下するため、給電要求指令値Ｃ１を満足する範囲で、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの運転台数、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数を最小にした自動運転ができる構成としており、給電要求指令値Ｃ１に送電端出力ＱＯｕｔを自動追従させつつ、送電端効率ηＯｕｔの低下の抑制に有効である。
また、吸気冷却装置１００の不使用、使用の判断を吸気冷却制御部２１において自動的に行い、吸気冷却装置１００の使用時の吸気冷却器８の冷却能力の制御、つまり、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊の設定とそれに圧縮機吸気温度ＴＥ１を追従させる制御が運転員の介入が無く自動で行えるので、運転員の負担を大幅に軽減することが可能となる。
【００７３】
また、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台としているので、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの１台の故障や定期的メンテナンス、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの一部台数の故障や定期的メンテナンスに対しても、一定の吸気冷却器８による圧縮機吸気温度ＴＥ１の冷却能力が維持できるので、吸気冷却全喪失のリスク低減にも寄与できる。
【００７４】
なお、本実施形態では、冷却水ポンプ運転制御部２０６は、大気温度ＴＥ５が昇温過程か降温過程かの判定と、冷凍機運転台数情報Ｃ３によって冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数を決定することとしたが、それに限定されることは無く、冷凍機２３の運転台数が３台までの場合は、冷却水流量調整弁３３のバイパス側弁開度が、所定の範囲、例えば、２０〜５０％範囲内に収まるように回転速度制御を行い、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの所要負荷を低減して送電端効率ηＯｕｔの低下の抑制を更に図るようにしても良い。
【００７５】
《第２の実施形態》
次に、図１から図１２を参照して第２の実施形態に係る発電プラントであるコンバインドサイクル発電プラント１Ｂについて説明する。
第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７６】
《コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの全体概要》
図９は、吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。図１０は、図９における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、主に、圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂ、発電機６、排熱回収ボイラ１３、吸気冷却装置１００を含んで構成されている。
本実施形態では、ガスタービン５の駆動力は、駆動軸５ａを介して圧縮機３に伝え圧縮機３を回転駆動するとともに、更に圧縮機３の吸気側の回転軸から延伸された駆動軸５ｂが高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂのロータ軸１６ａ，１６ｂと接続し、それらを介してガスタービン５の回転駆動力と高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂで発生した回転駆動力が発電機６に伝えられ、発電機６を回転駆動して発電する。
ガスタービン５から排出されるガスタービン排ガス６３（図９中、「ＧＴ排ガス６３」と表示）は、排気ダクト１１Ａに接続して配置された排熱回収ボイラ１３を通過し、前記した高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを駆動する蒸気を発生させた後、排気ダクト１１Ｂから図示しないスタックを経て排気される。
【００７７】
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、ガスタービン５の高温のガスタービン排ガス６３を利用して排熱回収ボイラ１３で給水を加熱し、発生した蒸気を蒸気タービン駆動蒸気として利用することにより、ガスタービ発電プラント１Ａよりも高いプラント効率を実現する。
【００７８】
本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂでは、蒸気タービンとして高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを備え、低圧タービン１６Ｂの排気蒸気が復水器１８にダンプされて水に戻され、復水器１８の水は給水ポンプ１９により給水配管１４を経て排熱回収ボイラ１３に給水される。排熱回収ボイラ１３内には、図示しないが、ガスタービン排ガス６３の水平方向の流れに対して直角水平方向及びガスタービン排ガス６３の水平方向の流れ方向に多数の加熱管が林立されて配置されている。そして、それらの多数の加熱管は、ガスタービン排ガス６３の流れの下流方向側から上流側に向かって、多段の加熱管群に分けられ、１つの加熱管群に含まれる加熱管の下端と上段は夫々共通の下部ヘッダ、上部ヘッダに接続されている。
【００７９】
本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの排熱回収ボイラ１３では、前記した複数段に分けられた加熱管群は、例えば、予熱段、低圧蒸気発生段、再加熱段、高圧蒸気発生段の順にガスタービン排ガス６３の下流側から上流側に向かって各段の加熱管群が配置され、予熱段の下部ヘッダに給水配管１４が接続され、予熱段の上部ヘッダは、低圧蒸気発生段の下部ヘッダに図示しない配管で接続されている。そして、低圧蒸気発生段の上部ヘッダ（以下、「低圧蒸気ヘッダ」と称する）では気水分離機能を有して気水分離がなされ、その蒸気相部分が低圧主蒸気管１５Ａに接続されるとともに、高圧蒸気発生段の下部ヘッダに図示しない配管で接続されている。低圧蒸気ヘッダで気水分離された液相部分は図示しない配管で再び低圧蒸気発生段の下部ヘッダに戻り自然循環するように構成されている。
ちなみに、低圧蒸気ヘッダには、図示しない水位センサが設けられ、後記する発電機制御部２０Ｂにその信号が入力されている。
【００８０】
前記した再加熱段の下部ヘッダ（以下、「低温再加熱蒸気ヘッダ」と称する）に、低温再加熱蒸気管１５Ｃが接続され、再加熱段の上部ヘッダ（以下「高温再加熱蒸気ヘッダ」と称する）に、高温再加熱蒸気管１５Ｄが接続されている。
前記した高圧蒸気発生段の加熱管群の上部ヘッダ（以下、「高圧蒸気ヘッダ」と称する）は、高圧主蒸気管１５Ｂに接続されている。
【００８１】
そして、本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの排熱回収ボイラ１３では、前記した低圧蒸気ヘッダから低圧主蒸気が低圧主蒸気管１５Ａを経て、低圧タービン１６Ｂの中途段の蒸気入口に供給される。
低圧蒸気ヘッダにおいて収集された蒸気の一部は、ガスタービン排ガス６３の流れの最上流側の高圧蒸気発生段の加熱管群の下部ヘッダに供給され、加熱されて高圧蒸気となり高圧蒸気ヘッダから高圧主蒸気管１５Ｂを経て、高圧タービン１６Ａの蒸気入口へ供給される。
【００８２】
高圧タービン１６Ａの排気蒸気は、低温再加熱蒸気管１５Ｃを経て、排熱回収ボイラ１３の前記した低温再加熱蒸気ヘッダに入り、再加熱段の加熱管群を通過中に再加熱され、高温再加熱蒸気ヘッダから高温再加熱蒸気管１５Ｄを経て、低圧タービン１６Ｂの最上流段の蒸気入口へ供給される。
【００８３】
なお、本実施形態では蒸気タービンとして高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを有し、その蒸気タービンの回転軸が、ガスタービン軸と駆動軸５ａ、圧縮機軸及び駆動軸５ｂを介して接続した一軸形式のコンバインドサイクル発電プラント１Ｂとしたが、蒸気タービンとして低中圧タービンを１台だけ有するものでも良い。また、排熱回収ボイラ１３の構成も前記したものに限定されるものではない。
【００８４】
また、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、外部の、例えば、給電指令所からのコンバインドサイクル発電プラント１Ｂへの給電要求指令値Ｃ１に従って、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂを統括制御する発電機制御部２０Ｂと、前記した吸気冷却装置１００の中に含まれる制御対象を制御する吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）２１を備えている。この制御対象は、例えば、後記する冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄである。
つまり、吸気冷却制御部２１は、発電機制御部２０Ｂとの間で相互に通信可能に接続され、発電機制御部２０Ｂの制御指令に従って吸気冷却装置１００全体の運転を統括制御する。
【００８５】
発電機制御部２０Ｂは、第１の実施形態における発電機制御部２０Ａと機能が一部異なるだけで、制御盤としての構成は基本的に同様であり重複する説明は省略する。
【００８６】
発電機６の出力端には、電力センサ５８が設けられ、発電端出力ＱＧｍ（図１０参照）が計測されて発電端出力ＱＧｍを示す信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。発電機６の出力の一部は、所内負荷に用いられ、図示しない変電装置を介して所定の送電電圧に昇圧され送電される。所定の送電電圧に昇圧された送電端には電力センサ５９が設けられ、送電端出力ＱＯｕｔ（図１０参照）が計測され、送電端出力ＱＯｕｔを示す信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００８７】
また、排気ダクト１１Ａには、例えば、ガスタービン排ガス６３の温度（以下、「ガスタービン排ガス温度ＴＥ６」と称する）を検出する温度センサ７３と、ガスタービン排ガス６３の流量（以下、「ガスタービン排ガス流量」と称する）を検出する排ガス流量センサ７５が設けられ、それらからの信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００８８】
ちなみに、発電機制御部２０Ｂは、給電要求指令値Ｃ１に対し、送電端出力ＱＯｕｔを追従させるようにガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧ（図１０参照）を生成し、それに基づいて燃焼器４に供給される燃料の流量調整をする燃料流量調整弁１０の弁開度を、燃料供給配管９に設けられた燃料流量センサ７１からの信号の示す燃料流量や発電端出力ＱＧｍや、後記する圧縮機吸気温度ＴＥ１等に基づいて制御する。
その際、ガスタービン排ガス温度ＴＥ６とガスタービン排ガス流量に基づいて、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）で発電する発電量を推定算出して、その分だけ減じてガスタービン発電目標値ＱＴＧを生成する。そして、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを吸気冷却制御部２１に入力する。
発電機制御部２０Ｂの機能については、図１０の説明の中で詳しく説明する。
【００８９】
（発電機制御部２０Ｂ）
次に、図１０を参照しながら発電機制御部２０Ｂの機能構成を説明する。発電機制御部２０Ｂは、例えば、専用回線で発電会社の給電指令所と接続している。発電機制御部２０Ｂは、機能部として、給電要求指令値受信部１０１、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３、排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４、燃料供給量制御部１０５を含んで構成されている。これらの機能部は、発電機制御部２０Ｂの前記した演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。その際、ＲＯＭ内に格納されたマップデータが適宜用いられる。
【００９０】
給電要求指令値受信部１０１は、給電指令所からの給電要求指令値Ｃ１を受付け、それをそのまま送電端出力目標値ＱＴＯｕｔとしてガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３に入力する。
ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、目標値フィードバック補正部１０３ａを有している。ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、給電要求指令値受信部１０１から入力された送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに対し、温度センサ７３からのガスタービン排ガス温度ＴＥ６、排ガス流量センサ７５からのガスタービン排ガス流量及び大気温度ＴＥ５に基づいて、予め設定されＲＯＭ内に格納された図示しない蒸気タービン出力マップを参照して蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出する。
【００９１】
そして、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、予め設定されＲＯＭ内に格納された所内負荷マップに基づいて所内負荷を推定する。更に、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔから推定算出した蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを減算し、更に推定した所内負荷を加算してガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧを推定算出する。
ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、推定算出したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び吸気冷却制御部２１に入力する。その後、目標値フィードバック補正部１０３ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、目標値フィードバック補正部１０３ａで演算補正したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び、吸気冷却制御部２１に入力する。
【００９２】
なお、前記した所内負荷マップには、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを設定するためのパラメータとして、例えば、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔ、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳが用いられ、所内負荷分の電力を推定演算できるようになっている。
なお、本実施形態における所内負荷分の電力には、第１の実施形態における所内負荷として例示されたものの他に、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）による発電のための給水ポンプ１９の動力分が加算されている。
ちなみに、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５のデータは、吸気冷却制御部２１からの通信回線で発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００９３】
なお、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３において蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを前記した蒸気タービン出力マップを参照して、ガスタービン排ガス温度ＴＥ６、ガスタービン排ガス流量及び大気温度ＴＥ５から算出する方法に限定される必要は無く、低圧主蒸気管１５Ａ、高圧主蒸気管１５Ｂ及び高温再加熱蒸気管１５Ｄに蒸気流量センサと蒸気圧センサ、蒸気温度センサをそれぞれ設置し、低圧主蒸気管１５Ａ、高圧主蒸気管１５Ｂ及び高温再加熱蒸気管１５Ｄから供給される蒸気温度及び蒸気流量、大気温度ＴＥ５に基づき、予めＲＯＭに格納された蒸気タービン効率マップを参照して蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出しても良い。
【００９４】
排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４は、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに基づいて、給水ポンプ１９（図９参照）の回転速度を制御する。
そして、排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４は、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに基づく給水ポンプ１９の回転速度制御の補正として、前記した低圧蒸気ヘッダの水位が予め設定された目標水位となるように公知の技術で水位一定優先の給水ポンプ１９の回転速度制御を行う。
ちなみに、前記した蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに推定誤差があっても、目標値フィードバック補正部１０３ａにおいて送電端出力ＱＯｕｔが送電端出力目標値ＱＴＯｕｔになるようにガスタービン発電目標値ＱＴＧを補正するので、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）による実際の発電量に応じてガスタービン発電目標値ＱＴＧが補正される。
【００９５】
燃料供給量制御部１０５は、予め設定された燃料供給量マップに基づいて、例えば、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度ＴＥ１に基づいて目標燃料流量を設定し、燃料流量センサ７１の示す燃料流量が目標燃料流量になるように燃料流量調整弁１０の弁開度を制御する。
なお、現在の発電端出力ＱＧｍがガスタービン発電目標値ＱＴＧになるように燃料流量調整弁１０の弁開度を補正制御しても良い。
【００９６】
図１１は、コンバインドサイクル発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１と発電機の最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。横軸は圧縮機吸気温度ＴＥ１（℃単位）を示し、縦軸はガスタービン５（図９参照）、高圧タービン１６Ａ（図９参照）及び低圧タービン１６Ｂ（図９参照）による最大発電出力ＱＧｍａｘを示している。
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの場合、大気温度ＴＥ５の上昇に伴うガスタービン５の出力低下に加え、大気温度ＴＥ５の上昇に伴う復水器１８（図９参照）の真空度低下による蒸気タービンの出力低下も加味される。
【００９７】
図１１は、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの最大発電出力ＱＧｍａｘの圧縮機吸気温度ＴＥ１の関係を模式的に示した例である。
なお、図１１において大気温度ＴＥ５の値をＡ＊、Ｂ＊,Ｃ＊,Ｄ＊とパラメータにし、略直線の曲線Ｘ３Ａ，Ｘ３Ｂ，Ｘ３Ｃ，Ｘ３Ｄで、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの発電端出力である最大発電出力ＱＧｍａｘ−圧縮機吸気温度ＴＥ１の特性曲線を示している。ここで大気温度ＴＥ５の値は、Ａ＊＜Ｂ＊＜Ｃ＊＜Ｄ＊の順に大気温度ＴＥ５が高い状態を示している。
【００９８】
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの場合、大気温度ＴＥ５の上昇による復水器真空度の低下により、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力が低下する為、吸気冷却装置１００により圧縮機吸気温度ＴＥ１を一定値に制御した場合でも、大気温度ＴＥ５の上昇によりコンバインドサイクル発電プラント１Ｂとしての最大発電出力ＱＧｍａｘは低下する。
【００９９】
大気温度ＴＥ５の値がＤ＊℃の曲線Ｘ３Ｄにおいて、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ１℃に設定すると、Ｑ１ＭＷを発電することができる(ポイントＳ３)。大気温度ＴＥ５がＤ℃の曲線Ｘ３Ｄにおいて発電出力をＱ２ＭＷに出力変化させる場合、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ２℃に設定することによって実行できる(ポイントＳ４)。更に大気温度ＴＥ５がＢ＊℃の曲線Ｘ３Ｃに変化した状態において発電出力をＱ３ＭＷに出力変化させる場合、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ３℃に設定することによって実行できる(ポイントＳ５)。
【０１００】
そこで、前記したようにガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３において、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出するとともにガスタービン発電目標値ＱＴＧを推定算出し、その後、目標値フィードバック補正部１０３ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを補正算出し、その上で、第１の実施形態と同様に吸気冷却作動要否判断部２０２で吸気冷却器８による圧縮機吸気６２Ｂの冷却の要否を判断し、必要と判断したとき吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力する。
【０１０１】
そして、圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図１０参照）は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを図３のマップデータにおける縦軸上の最大発電量ＱＧｍａｘとして、それに対応する圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊として設定し、冷却水流量制御部２０５、冷却水ポンプ運転制御部２０６に出力する。
【０１０２】
そして、第１の実施形態と同様に冷却水流量制御部２０５が冷却水流量調整弁３３（図９参照）の弁開度を制御するとともに、圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊に維持できるように、冷凍機運転台数制御部２０４が冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転を制御し、冷却水ポンプ運転制御部２０６が冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄの運転を制御するので、大気温度ＴＥ５の変化による蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力低下を、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを変更することで補償でき、また、給電要求指令値Ｃ１の変更にも容易に追随できる。
ちなみに、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）の実際の発電出力に応じてガスタービン発電目標値ＱＴＧは補正されている。
【０１０３】
図１２は、吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
ガスタービン５（図９参照）は、大気温度ＴＥ５が上昇すると発電出力が低下する特性を持つため、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えても吸気冷却器８を作動させない場合（吸気冷却装置１００を不使用時）、大気温度ＴＥ５の上昇に伴い発電端出力ＱＧｍは減少する。従って、破線の曲線Ｘ４Ａで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に伴い減少する。このとき、大気温度ＴＥ５の上昇に伴う復水器真空度の低下により、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力も低下するので、ガスタービン発電プラント１Ａの場合よりも発電端出力ＱＧｍの減少度合いは急になる。
【０１０４】
一方、吸気冷却装置１００を使用時の発電端出力ＱＧｍは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｂや冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転による所内負荷の増大以上に発電端出力ＱＧｍを増大させることができ、実線の曲線Ｘ４Ｂで示す送電端出力ＱＯｕｔは大気温度ＴＥ５の上昇に対し、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力低下が寄与して若干減少するが、緩やかな減少に留まる。参考のために細い一点鎖線で示した水平の直線Ｘ４Ｃと曲線Ｘ４Ｂとの差が、復水器真空度低下による蒸気タービンの出力低下分を示している。
【０１０５】
なお、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を略抑制できるが、発電した電力の一部を冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ(４台使用が前提ベース)、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ(２台使用が前提ベース)等の所内負荷の動力として使用することになる。従って、吸気冷却装置１００を不使用時の破線の曲線Ｙ４Ａで示した送電端効率ηＯｕｔよりも吸気冷却装置１００を使用時の実線の曲線Ｙ４Ｂで示した送電端効率ηＯｕｔの方が低下する。
ちなみに、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制の効果矢印γで示すように、大気温度ＴＥ５が大きいほど大きくなるが、送電端効率ηＯｕｔ（％）の低下の最大値δは、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈで生じる。
【０１０６】
本実施形態のコンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、ガスタービン５が圧縮機３を駆動するとともに、高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂと一軸で接続され発電機６を駆動する構成としたがそれに限定されるものではない。
図示は省略するが、ガスタービン５が圧縮機３を駆動するとともに第１の発電機を駆動し、高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂは、第２の発電機を駆動する構成でも本実施形態と同様に容易に吸気冷却装置１００を適用できる。
【０１０７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第１の実施形態及び第２の実施形態の吸気冷却装置１００において、冷凍機２３は、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台とし、冷却水ポンプ３５は、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台とする構成としたがそれに限定されるものではない。
冷凍機２３を６台とし、冷却水ポンプ３５は、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台とする構成としても良いし、冷凍機２３を６台とし、冷却水ポンプ３５は、３台とする構成としても良く、適宜、ガスタービンの容量に合わせて少なくとも複数台である冷凍機２３の台数、少なくとも複数台である冷却水ポンプ３５の台数を決めるものである。
更に、第１の実施形態及び第２の実施形態では、複数の冷凍機２３（冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ）は、全て同じ冷却能力としたがそれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０８】
１Ａ ガスタービン発電プラント（発電プラント）
１Ｂ コンバインドサイクル発電プラント（発電プラント）
３ 圧縮機
４ 燃焼器
５ ガスタービン
６ 発電機
７ 吸気流路
７ａ 吸気流路（吸気冷却器の上流側における吸気流路）
７ｂ 吸気流路（吸気冷却器の下流側における吸気流路）
８ 吸気冷却器
９ 燃料供給配管
１０ 燃料流量調整弁
１１，１１Ａ，１１Ｂ 排気ダクト
１３ 排熱回収ボイラ
１４ 給水配管
１５Ａ 低圧主蒸気管
１５Ｂ 高圧主蒸気管
１５Ｃ 低温再加熱蒸気管
１５Ｄ 高温再加熱蒸気管
１６Ａ 高圧タービン（蒸気タービン）
１６Ｂ 低圧タービン（蒸気タービン）
１６ａ，１６ｂ 駆動軸
１８ 復水器
１９ 給水ポンプ
２０Ａ，２０Ｂ 発電機制御部（発電機制御装置）
２１ 吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ 冷凍機
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 冷凍機本体
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 冷凍機制御装置
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 冷却水出口配管
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ 冷却水戻り配管
２９Ａ，２９Ｂ 冷却水供給配管
３０Ａ，３０Ｂ 冷却水戻り配管
３１ バイパス配管
３３ 冷却水流量調整弁
３４Ａ，３４Ｂ，３６ 冷却水戻り配管
３５Ａ，３５Ｂ 冷却水ポンプ
５１ 吸気温度センサ（第２吸気センサ）
５２ 冷却水温度センサ
５３ 冷却水温度センサ（吸気冷却器出口冷却水温度センサ）
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ 温度センサ
５７ 吸気温度センサ（第１吸気温度センサ）
５８，５９ 電力センサ
６２Ａ 吸気大気
６２Ｂ 圧縮機吸気
６３ ガスタービン排ガス
７１ 燃料流量センサ
７３ 温度センサ
７５ 排ガス流量センサ
１００ 吸気冷却装置
１０１ 給電要求指令値受信部
１０２ ガスタービン発電目標値設定部
１０２ａ 目標値フィードバック補正部
１０３ ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部
１０３ａ 目標値フィードバック補正部
１０４ 排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部
１０５ 燃料供給量制御部
２０１ 大気温度下ガスタービン最大発電量算出部
２０２ 吸気冷却作動要否判断部（吸気冷却作動判断手段）
２０３ 圧縮機吸気温度目標値設定部（圧縮機吸気温度設定手段）
２０４ 冷凍機運転台数制御部（冷凍機運転台数制御手段）
２０４ａ 戻りの冷却水温度上下限設定部（冷却水温度目標範囲設定手段）
２０５ 冷却水流量制御部（冷却水流量制御手段）
２０６ 冷却水ポンプ運転制御部（冷却水ポンプ台数制御手段）
Ｃ１ 給電要求指令値
Ｃ２ 吸気冷却作動指令
Ｃ３ 冷凍機運転台数情報
ＴＥ１ 圧縮機吸気温度（冷却器の下流側の吸気流路における吸気の温度）
ＴＥ２ 冷却水温度
ＴＥ３ 冷却水温度（戻りの冷却水温度）
ＴＥ４Ａ，ＴＥ４Ｂ，ＴＥ４Ｃ，ＴＥ４Ｄ 冷却水温度
ＴＥ５ 大気温度（冷却器の上流側の吸気流路における吸気の温度）
ＴＥ６ ガスタービン排ガス温度
ＴＥ１＊ 圧縮機吸気温度目標値
ＱＧｍａｘ 最大発電出力
ＱＧｍ 発電端出力
ＱＯｕｔ 送電端出力
ＱＴＧ ガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）
ＱＴＳ 蒸気タービン発電目標値
ＱＴＯｕｔ 送電端出力目標値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの圧縮機へ流入する吸入空気（吸気）を冷却するための吸気冷却装置を備えた発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン発電プラントやコンバインドサイクル発電プラントで一般に用いられる体積流量一定の定回転速度の圧縮機では、夏場等に大気温度が高くなって圧縮機への吸気の温度（吸気温度）が高くなった場合、空気密度が低下して吸気の質量流量が低下するため、それに合わせて圧縮機で圧縮された空気に燃焼器で混合する燃料の燃料流量も低減せざるを得ない。つまり、圧縮機の吸気温度が高ければガスタービンの出力は低下する。
この問題を解決する一手段として、圧縮機へ流入させる吸入空気を冷却するための吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラント、コンバインドサイクル発電プラントにおいて、圧縮機への吸気の温度（吸気温度）を低下させる技術として特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
特許文献１に記載された技術では、コンバインドサイクル発電プラントにおける排熱ボイラ出口とスタック間に設けられた排熱ボイラ出口の高温の排ガスから熱回収する排熱回収熱交換器を設け、その排熱回収交換器で熱回収を行った温水を熱源とする低温水吸収冷凍機と、を備え、更にその低温水吸収冷凍機により冷却された冷水により圧縮機への吸気を冷却する吸気冷却装置を備えた構成となっている（特許文献１の図１参照）。
【０００４】
更に、特許文献２には、冷媒を圧縮して断熱膨張させる冷凍機を１台配置することにより、圧縮機への吸気を冷却する技術（特許文献２の図１参照）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５８８１４号公報（図１、図３参照）
【特許文献２】特開２００７−２７０７００号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された低温吸収冷凍機を用いた技術では、低温吸収冷凍機の構成やその制御が複雑となる課題がある。また、特許文献２に記載された冷媒を用いた冷凍機を１台備えて、ガスタービン発電プラント又はコンバインドサイクル発電プラントの圧縮機への吸気を冷却する方法では、大気温度の高低の変化に関係なく、夏場の最大定格発電量を賄うのに十分な冷却能力容量の冷凍機１台を設置して運転する必要がある。その場合、吸気冷却のために必要な冷凍機の能力が小さくて十分な大気温度のときにも、その冷却能力容量の大きい１台の冷凍機の運転に発電電力の一部が消費されるので、送電端効率が悪化するという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、大気温度の変動に柔軟に対応でき、送電端効率を高めることができるガスタービン発電プラント、又はコンバインドサイクル発電プラントである発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本願発明は、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、吸気冷却装置は、複数台の冷凍機と、複数台の冷却水ポンプと、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却器と、吸気冷却器に供給する冷却水の流量を調整するとともに、バイパス配管を通じて過剰の冷却水を戻す冷却水流量調整弁と、配管と、吸気冷却制御装置と、を含んでいる。
そして、吸気冷却制御装置は、少なくとも、ガスタービンへの出力指令値と、第１吸気温度センサの検出する吸気冷却器の上流側における吸気流路の吸気の温度に基づいて、吸気冷却器の作動の要否を判断し、吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくともガスタービンへの出力指令値と、第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の吸気流路の吸気の温度と、吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する戻りの冷却水温度と、に基づいて、複数台の冷凍機の運転台数の制御と、複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、冷却水流量調整弁が吸気冷却器へ供給する冷却水の流量を制御することを特徴とする。
【０００９】
そして、複数台の冷凍機は、その出口側の冷却水の温度を所定の一定値に冷却するように冷凍機制御装置により制御されることが好ましい。
【００１０】
更に、吸気冷却制御装置は、吸気冷却器の作動の要否を判断する吸気冷却作動判断手段と、吸気冷却器の下流側における吸気流路の吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段と、吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する戻りの冷却水温度に対して上限値と下限値を設定する冷却水温度目標範囲設定手段と、複数台の冷凍機の運転台数を制御する冷凍機運転台数制御手段と、複数台数の冷却水ポンプの運転台数の制御をする冷却水ポンプ台数制御手段と、第２吸気温度センサの検出する吸気冷却器の下流側の吸気の温度が、圧縮機吸気温度設定手段により設定された吸気の目標温度になるように冷却水流量調整弁を制御する冷却水流量制御手段と、を有している。そして、冷凍機運転台数制御手段は、吸気冷却作動判断手段が吸気冷却器の作動を必要とすると判断した場合に、冷却水温度目標範囲設定手段により設定された戻りの冷却水温度に対する上限値を戻りの冷却水温度が超えたとき、冷凍機の運転台数を増加させ、冷却水温度目標範囲設定手段により設定された戻りの冷却水温度に対する下限値を戻りの冷却水温度が下回ったとき、冷凍機の運転台数を減少させ、冷却水ポンプ台数制御手段は、冷凍機運転台数制御手段が運転させている冷凍機の台数に基づいて冷却水ポンプの運転台数を制御することが好ましい。
【００１１】
また、本願発明は、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備えた発電プラントの運転制御方法を含む。
【００１２】
本発明によれば、少なくともガスタービンを用いる発電プラントにおいて、圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、その吸気冷却装置の構成として、複数台の冷凍機、複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプ、圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器、冷却水ポンプ及び冷凍機の運転台数を制御する吸気冷却制御装置を含んでいるので、吸気冷却器の上流側における吸気流路の吸気の温度（つまり、大気温度）又はガスタービンへの出力指令値の変動に応じて必要最小限の冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数に柔軟に切り替え制御できる。
【００１３】
その結果、最大冷却能力が大容量の冷凍機を１台用いる場合、特に吸収式冷凍機を用いる場合と比較して、通常は冷凍機の最大冷却能力よりも低い能力で運転することが多いので、所内負荷が削減でき送電端効率が向上する。つまり、単位送電端出力に対する燃費が低減できる。
また、冷凍機等のメンテンナス、冷凍機の故障等の場合に、当該の冷凍機だけを運転から切離して対処することができるので、吸気冷却装置の能力を全喪失するということがなく、１台の大容量冷凍機の場合よりも、リスク分散の観点で有利となる。また、冷凍機として、例えば、コンパクトで一体型のターボ式冷凍機を用いることにより、冷凍機の起動と停止が容易になる。
更に、吸気冷却制御装置は、吸気冷却作動判断手段を含んでいるので吸気冷却器の作動を運転員の判断操作によらず自動的に行うことができる。更に、圧縮機吸気温度設定手段、冷却水温度目標範囲設定手段、冷凍機運転台数制御手段、冷却水ポンプ台数制御手段、冷却水流量制御手段を含んでいるので、ガスタービンへの出力指令値にガスタービン出力が追従可能なように運転員が介入操作することが不要となり、運転員の負担を軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大気温度の変動に柔軟に対応でき、送電端効率を高めることができるガスタービン発電プラント又はコンバインドサイクル発電プラントである発電プラント、その発電プラントにおける吸気冷却制御装置及びその発電プラントの運転制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントの概略構成図である。
【図２】図１における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
【図３】ガスタービン発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１とガスタービンによる最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。
【図４】図１における冷却水流量制御弁の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、三方弁である冷却水流量調整弁の周囲の概略構成の説明図、（ｂ）は、冷却水流量調整弁の弁開度の説明図である。
【図６】大気温度ＴＥ５の変動に対応した冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数の変化の推移の説明図であり、（ａ）は、大気温度ＴＥ５の時間推移の説明図、（ｂ）は、冷却水温度ＴＥ３に基づく冷凍機の運転台数の時間変化の説明図、（ｃ）は、冷却水ポンプの運転台数の時間変化の説明図である。
【図７】吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
【図８】冷凍機の運転台数をパラメータにした送電端効率ηＯｕｔと最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘの関係の概念的な説明図である。
【図９】吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。
【図１０】図９における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
【図１１】コンバインドサイクル発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１と発電機の最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。
【図１２】吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る発電プラントルについて図を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
先ず、図１から図８を参照して第１の実施形態に係る発電プラントであるガスタービン発電プラント１Ａについて説明する。
【００１８】
《ガスタービン発電プラント１Ａの全体概要》
図１は、吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントの概略構成図である。図２は、図１における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
ガスタービン発電プラント１Ａは、主に、圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、発電機６、吸気冷却装置１００を含んで構成されている。
圧縮機３は、空気（大気）を吸入して圧縮する。燃焼器４は、圧縮機３で圧縮された空気と燃料供給配管９から供給される燃料とを混合燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを生成する。そして、燃焼器４で生成された高温高圧の燃焼ガスによりガスタービン５が回転させられ回転駆動力を得る。
吸気冷却装置１００については詳細に後記する。
【００１９】
また、ガスタービン発電プラント１Ａは、外部の、例えば、給電指令所からのガスタービン発電プラント１Ａへの給電要求指令値Ｃ１に従って、ガスタービン発電プラント１Ａを統括制御する発電機制御部２０Ａと、前記した吸気冷却装置１００の中に含まれる制御対象を制御する吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）２１を備えている。この制御対象は、例えば、後記する冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄである。
つまり、吸気冷却制御部２１は、発電機制御部２０Ａとの間で相互に通信可能に接続され、発電機制御部２０Ａの制御指令に従って吸気冷却装置１００全体の運転を統括制御する。
【００２０】
発電機制御部２０Ａは、例えば、筺体に収容された制御盤の形態をして構成され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた演算回路ボードや、センサ等からの入力信号を演算回路ボードへ入力するためにＡ／Ｄ変換したり、フィルタリング処理したり、演算回路ボードからの出力信号を出力するように処理したりする周辺回路を搭載した入出力インタフェースボードを含んでいる。発電機制御部２０Ａが制御する制御対象に、例えば、電動弁が含まれる場合には、更に、その電動弁のモータに電力を供給するモータコントローラをその筺体内に含んでいても良い。
【００２１】
発電機６の出力端には、電力センサ５８が設けられ、発電端出力ＱＧｍ（図２参照）が計測されて発電端出力ＱＧｍを示す信号が発電機制御部２０Ａに入力される。発電機６の出力の一部は、所内負荷に用いられ、図示しない変電装置を介して所定の送電電圧に昇圧され送電される。所定の送電電圧に昇圧された送電端には電力センサ５９が設けられ、送電端出力ＱＯｕｔ（図２参照）が計測され、送電端出力ＱＯｕｔを示す信号が発電機制御部２０Ａに入力される。
【００２２】
ちなみに、発電機制御部２０Ａは、給電要求指令値Ｃ１に対し、送電端出力ＱＯｕｔを追従させるようにガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧ（図２参照）を生成し、それに基づいて燃焼器４に供給される燃料の流量調整をする燃料流量調整弁１０の弁開度を、燃料供給配管９に設けられた燃料流量センサ７１からの信号の示す燃料流量や発電端出力ＱＧｍや、後記する圧縮機吸気温度ＴＥ１等に基づいて制御する。また、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを後記する吸気冷却制御部２１に入力する。
発電機制御部２０Ａの機能については、図２の説明の中で詳しく説明する。
【００２３】
圧縮機３の吸入側には空気を吸入する流路として吸気流路７が設けられ、その中に冷水と吸入される大気との間で熱交換する吸気冷却器８が格納されている。そして、吸気冷却器８は、吸気流路７の入口から吸入された大気である吸気冷却器入口側吸気６２Ａ（以下「吸気大気」と称する）を必要に応じ冷却して、吸気冷却器出口側吸気６２Ｂ（以下、「圧縮機吸気」と称する）の圧縮機吸気温度ＴＥ１を大気温度ＴＥ５よりも所要温度だけ低下させることができる。
吸気流路７の吸気冷却器入口側吸気流路７ａには、吸気大気６２Ａの温度を検出する吸気温度センサ（第１吸気温度センサ）５７が設けられ、大気温度ＴＥ５を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力されるとともに、吸気流路７の吸気冷却器出口側吸気流路７ｂには、圧縮機吸気６２Ｂの温度を検出する吸気温度センサ（第２吸気温度センサ）５１が設けられ、圧縮機吸気温度ＴＥ１を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。
ここで、吸気冷却器入口側吸気流路７ａ、吸気冷却器出口側吸気流路７ｂが、夫々、特許請求の範囲に記載の「吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路」に対応する。
【００２４】
《吸気冷却装置１００》
本実施形態におけるガスタービン発電プラント１Ａは、前記した吸気冷却器８、吸気温度センサ５１、吸気温度センサ５７を含む吸気冷却装置１００を備えている。以下に、吸気冷却装置１００の詳細な構成を説明する。
吸気冷却装置１００は、図１に示すように前記した吸気冷却器８、吸気冷却制御部２１、４台の冷凍機２３（図１では符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）、冷却水流量調整弁３３、２台の冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ、吸気温度センサ５１，５７、冷却水温度センサ５２、冷却水温度センサ（吸気冷却器出口冷却水温度センサ）５３、配管等を含んで構成されている。
【００２５】
（冷凍機２３）
４台の冷凍機２３（図１では符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）は、夫々同じ構成であり、その冷却能力も同一であるので、代表的に冷凍機２３Ａを例にその詳細な構成を説明する。
冷凍機２３Ａは、冷媒を圧縮して断熱膨張させたときに冷媒側が冷却水と熱交換して冷却水から吸熱して、冷却水の温度を低下させる型式の冷凍機であり、例えば、モータ駆動のターボ式冷凍機である。冷凍機２３Ａは、冷凍機本体２４Ａ、冷凍機本体２４Ａで冷却された冷却水を吐出する冷却水出口配管２７Ａ、冷凍機本体２４Ａに冷却されるべき冷却水を供給する冷却水戻り配管２８Ａ、冷却水出口配管２７Ａに設けられて冷凍機本体２４Ａで冷却された冷却水の温度である冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４Ａを検出する温度センサ５４Ａ、冷凍機本体２４Ａの運転をオン／オフ制御したりする冷凍機制御装置２５Ａを含んで構成されている。
【００２６】
冷凍機制御装置２５Ａは、吸気冷却制御部２１から運転指令を受けたとき冷凍機本体２４Ａを起動し、図示しないターボ式冷凍機のモータの回転速度を制御したり、冷媒の流量を制御したりして、温度センサ５４Ａの検出する冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４Ａを予め設定された目標の冷却水温度に一定に制御する機能を有している。
そのため、冷凍機制御装置２５Ａは、ターボ式冷凍機のモータの回転速度を制御するＣＰＵ等を含む制御回路の他に、発電機６の発電端から電力を給電されて、所要の電力をターボ式冷凍機のモータに供給する、例えば、インバータ等の電源回路を含んでいる。
ちなみに、冷凍機制御装置２５Ａは、前記した目標の冷却水温度を入力して設定する入力手段、例えば、タッチパネル等の表示手段と入力手段を兼ねたものを含んでいる。
冷凍機制御装置２５Ａは、吸気冷却制御部２１から冷凍機本体２４Ａが運転中に運転停止指令を受けたときは、冷凍機本体２４Ａを停止する。
【００２７】
なお、冷凍機２３Ａは、冷凍機本体２４Ａが運転時には、全開状態とし、冷凍機本体２４Ａが停止時には全閉状態とする図示しない例えば電磁弁である冷却水遮断弁を有し、冷凍機制御装置２５Ａによって制御される。この冷却水遮断弁は、冷凍機本体２４Ａの内部の冷却水配管に設けられていても良いし、前記した冷却水出口配管２７Ａ又は冷却水戻り配管２８Ａのいずれかに設けても良い。
【００２８】
このように冷凍機２３Ａ〜２３Ｄに冷却水遮断弁を設けるのは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄうちで停止しているものがある場合に、冷却水が停止している冷凍機２３を通水されて、吸気冷却器８に供給される冷却水の温度が所定の目標値に達しないことを防止するためである。
冷凍機２３Ａ〜２３Ｄは、公知の冷凍機であり、これ以上の詳細な構成は省略する。
【００２９】
（配管、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ）
冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ夫々の冷却水出口配管２７Ａ〜２７Ｄは、冷却水供給配管２９Ａに接続され、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄから供給された冷却された冷却水は夫々冷却水供給配管２９Ａに集められる。冷却水供給配管２９Ａは、三方弁である冷却水流量調整弁３３の弁入口３３ａに接続されている。冷却水流量調整弁３３の第１の弁出口３３ｂには、冷却水供給配管２９Ｂの一端が接続され、冷却水供給配管２９Ｂの他端は吸気冷却器８の冷却水入口８ａに接続されている。吸気冷却器８の冷却水出口８ｂには冷却水戻り配管３０Ａの一端が接続され、冷却水戻り配管３０Ａの他端はＴ字接続部３０ａに接続している。
冷却水流量調整弁３３の第２の弁出口３３ｃには、バイパス配管３１の一端が接続し、バイパス配管３１の他端はＴ字接続部３０ａに接続する。Ｔ字接続部３０ａには、冷却水戻り配管３０Ｂの一端が更に接続し、冷却水戻り配管３０Ｂの他端側は、２本の冷却水戻り配管３４Ａ，３４Ｂに分岐し、夫々冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吸込み側に接続している。
【００３０】
図１に示した本実施形態では、例えば、吸気冷却器８に供給された冷却水は吸気の流れ方向に沿った水平方向に配設された図示しない多数本の細管内を流れる構成であり、吸気と同方向の冷却水の流れとしているが、それに限定されるものではない。吸気の流れ方向と細管内の冷却水の流れ方向は対向流とする構成でも良い。
また、吸気冷却器８内の前記多数本の細管は、水平又は垂直方向であって、吸気の流れ方向に対して直角方向に配されて吸気を冷却する構成でも良い。
【００３１】
冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吐出側に夫々接続した符号省略の冷却水戻り配管は、ヘッダ管である冷却水戻り配管３６に接続し、冷却水戻り配管３６に前記した冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの冷却水戻り配管２８Ａ〜２８Ｄが夫々接続している。
【００３２】
冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂは、図示しないモータにより回転駆動され、その電力は発電機６の発電端側から供給される。そして、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂは、吸気冷却制御部２１により運転／停止が制御される。
なお、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの吐出側には、図示しない逆止弁が設けられ、運転時には吐出圧で開状態になり、停止時には閉状態になる。
これは、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方だけが運転状態のときに、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの停止している他方から冷却水が逆流するのを防止するためである。
【００３３】
冷却水供給配管２９Ａには、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ５２が設けられ、冷却水供給配管２９Ａを流れる冷却水の冷却水温度ＴＥ２を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。冷却水戻り配管３０Ｂの冷却水戻り配管３４Ａ，３４Ｂに分岐する前の上流側にも、冷却水戻り配管３０Ｂを流れる冷却水の冷却水温度（戻りの冷却水温度）ＴＥ３を検出する冷却水温度センサ５３が設けられ、冷却水温度ＴＥ３を示す信号が吸気冷却制御部２１に入力される。
【００３４】
（発電機制御部２０Ａ）
次に、図２を参照しながら発電機制御部２０Ａの機能構成を説明する。発電機制御部２０Ａは、例えば、専用回線で発電会社の給電指令所と接続している。発電機制御部２０Ａは、機能部として、給電要求指令値受信部１０１、ガスタービン発電目標値設定部１０２、燃料供給量制御部１０５を含んで構成されている。これらの機能部は、発電機制御部２０Ａの前記した演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。その際、ＲＯＭ内に格納されたマップデータが適宜用いられる。
【００３５】
給電要求指令値受信部１０１は、給電指令所からの給電要求指令値Ｃ１を受付け、それをそのまま送電端出力目標値ＱＴＯｕｔとしてガスタービン発電目標値設定部１０２に入力する。
ガスタービン発電目標値設定部１０２は、目標値フィードバック補正部１０２ａを有している。ガスタービン発電目標値設定部１０２は、給電要求指令値受信部１０１から入力された送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに対し、予め設定されＲＯＭ内に格納された図示しない所内負荷マップに基づいて所内負荷を推定し、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに推定した所内負荷を加算してガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧを推定算出する。推定算出された仮のガスタービン発電目標値ＱＴＧとして燃料供給量制御部１０５及び、吸気冷却制御部２１に入力する。その後、目標値フィードバック補正部１０２ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、目標値フィードバック補正部１０２ａで演算補正したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び吸気冷却制御部２１に入力する。
【００３６】
なお、前記した所内負荷マップには、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを設定するためのパラメータとして、例えば、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔ、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５が用いられ、所内負荷分の電力を推定演算できるようになっている。
ちなみに、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５のデータは、吸気冷却制御部２１からの通信回線で発電機制御部２０Ａに入力される。
【００３７】
燃料供給量制御部１０５は、予め設定された燃料供給量マップに基づいて、例えば、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度ＴＥ１に基づいて目標燃料流量を設定し、燃料流量センサ７１の示す燃料流量が目標燃料流量になるように燃料流量調整弁１０の弁開度を制御する。
なお、現在の発電端出力ＱＧｍがガスタービン発電目標値ＱＴＧになるように燃料流量調整弁１０の弁開度を補正制御しても良い。
【００３８】
（吸気冷却制御部２１）
次に、図２を参照しながら適宜、図３から図６を参照して、吸気冷却制御部２１の機能構成を説明する。吸気冷却制御部２１は、専用通信線で発電機制御部２０Ａと接続している。吸気冷却制御部２１は、機能部として、大気温度下ガスタービン最大発電量算出部（吸気冷却作動判断手段）２０１、吸気冷却作動要否判断部（吸気冷却作動判断手段）２０２、圧縮機吸気温度目標値設定部（圧縮機吸気温度設定手段）２０３、冷凍機運転台数制御部（冷凍機運転台数制御手段）２０４、冷却水流量制御部（冷却水流量制御手段）２０５、冷却水ポンプ運転制御部（冷却水ポンプ台数制御手段）２０６を含んで構成されている。
これらの機能部は、吸気冷却制御部２１の後記する演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムやマップデータをＣＰＵが実行することで実現される。
【００３９】
吸気冷却制御部２１は、例えば、筺体に収容された制御盤の形態をして構成され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた演算回路ボードや、センサ等からの入力信号を演算回路ボードへ入力するためにＡ／Ｄ変換したり、フィルタリング処理したり、演算回路ボードからの出力信号を出力するように処理したりする周辺回路を搭載した入出力インタフェースボードを含んでいる。吸気冷却制御部２１が制御する制御対象に、電動弁（例えば、冷却水流量調整弁３３）や電動ポンプ（例えば、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ）が含まれる場合には、更に、その電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するモータコントローラをその筺体内に含んでいても良いし、電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するのは、電動弁や電動ポンプの設置場所近くに配置された夫々の図示しない制御盤から発電端から分岐された電力を供給する構成でも良い。
本実施形態では、吸気冷却制御部２１は、電動弁や電動ポンプのモータに電力を供給するモータコントローラは、図示しない現場制御盤として配置されているとして説明する。
【００４０】
（大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１）
先ず、図３を参照しながら大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１（図２参照）について説明する。図３は、ガスタービン発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１とガスタービンによる最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。横軸は圧縮機吸気温度（冷却器の下流側の吸気流路における吸気の温度）ＴＥ１（℃単位）を示し、縦軸はガスタービン５（図１参照）による発電端出力である最大発電出力ＱＧｍａｘを示している。このマップデータは、前記した吸気冷却制御部２１のＲＯＭに格納されている。
ちなみに、図３に示すように圧縮機吸気温度−最大発電出力の特性曲線Ｘ１は略直線的に圧縮機吸気温度ＴＥ１の増加に対し最大発電出力ＱＧｍａｘは略直線的に減少する。従って、図３に示すように特性曲線Ｘ１上で、例えば、Ｓ１からＳ２のポイントに圧縮機吸気温度ＴＥ１を低下させると、最大発電出力ＱＧｍａｘは増加させることができる。
ちなみに前記したマップデータの代わりに、関数やテーブルを用いても良い。
【００４１】
大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１は、吸気温度センサ５７が検出した大気温度ＴＥ５に基づき、図３において横軸を大気温度ＴＥ５として読み替え、大気温度下でのガスタービン５による最大発電出力ＱＧｍａｘを算出し、吸気冷却作動要否判断部２０２に入力する。
この大気温度下での発電機６の最大発電出力ＱＧｍａｘは、圧縮機吸気温度ＴＥ１が吸気冷却器８（図１参照）で冷却されること無く、そのまま圧縮機３（図１参照）に吸気された場合の可能な最大発電出力ＱＧｍａｘである。
【００４２】
（吸気冷却作動要否判断部２０２）
吸気冷却作動要否判断部２０２（図２参照）は、大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１から入力された最大発電出力ＱＧｍａｘと、発電機制御部２０Ａのガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを比較し、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが最大発電出力ＱＧｍａｘを上回り、かつ、吸気温度センサ５７が検出した大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点（吸気冷却装置運転開始仕様温度）ＴＥ５ｔｈを超える条件を満たしたときに吸気冷却器８の作動が必要と判断する。そして、図２に示すように吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力する。
【００４３】
前記した条件を満足しないときは、吸気冷却器８の作動は不要と判断し、吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力しない。
このような例として、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが最大発電出力ＱＧｍａｘを上回っていても、大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈ以下のときが考えられる。そのようなときは、大気温度ＴＥ５が低く、吸気を吸気冷却器８で冷却しても圧縮機吸気温度ＴＥ１を十分下げる効果が低く、発電機６の発電出力の増加が余り期待できない。その結果、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転のために無駄な所内負荷が増大し、送電端出力ＱＯｕｔが逆に低下する可能性があるため、吸気冷却作動要否判断部２０２は吸気冷却作動指令Ｃ２を出力しない。
【００４４】
（圧縮機吸気温度目標値設定部２０３）
圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図２参照）は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを図３のマップデータにおける縦軸上の最大発電量ＱＧｍａｘとして、それに対応する圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊として設定し、冷却水流量制御部２０５、冷却水ポンプ運転制御部２０６に出力する。
【００４５】
（冷凍機運転台数制御部２０４）
冷凍機運転台数制御部２０４（図２参照）は、戻りの冷却水温度上下限設定部（冷却水温度目標範囲設定手段）２０４ａを有している。そして、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａは、予め実験的に設定又はシミュレーション解析で設定されたデータマップを参照し、例えば、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５に基づいて、冷却水温度ＴＥ３の上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを設定する（図６の（ｂ）参照）。
このため、冷却水温度上下限設定部２０４ａで用いられる前記上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを求めるための前記データマップは、パラメータとして、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５を用いた多次元マップである。同じ大気温度ＴＥ５でも、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が低いほど上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗは、低く設定される。また、同じ大気温度ＴＥ５でも、ガスタービン発電目標値ＱＴＧが高いほど上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗは、低く設定される。
【００４６】
このように、上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを設定することによって、吸気冷却器８に要求されるよる吸気の冷却能力の増大に対応した冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数の制御が柔軟にでき、冷却水流量調整弁３３による吸気冷却器８への冷却水流量の調整能力が高まる。
【００４７】
この上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの差であるヒステリシスΔＴＥ３＊（図６の（ｂ）参照）は、大気温度ＴＥ５の変化により冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数が頻繁に変化することの無いように十分な差を持たせた所定の固定値としても良いし、前記したガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５の少なくともいずれかをパラメータとして、十分な差を持たせた上での可変としても良い。
【００４８】
なお、簡便な上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの設定方法として、前記したガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊、大気温度ＴＥ５のパラメータの値に関係なく予め決められた一定値に固定しても良い。
上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを前記したいずれの方法で設定するにしても、上限値ＴＥ３＊Ｈｉ、下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗの値は、冷凍機２３（図２では２３Ａ〜２３Ｄで表示）を冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４（図２ではＴＥ４Ａ〜ＴＥ４Ｄで表示）一定の制御で運転できる範囲の値である。
【００４９】
そして、冷凍機運転台数制御部２０４は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａで設定された上限値ＴＥ３＊Ｈｉ及び下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗと、冷却水温度ＴＥ３と、に応じて、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちのどの冷凍機を運転するか、運転中のどの冷凍機を停止するかを決め、個々の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転と決められた当該の冷凍機２３（冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの当該機）の冷凍機制御装置２５（冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄのうちの当該冷凍機制御装置）に運転／停止指令を出力する。この詳細な制御の説明は、図６の説明の中で後記する。
【００５０】
冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄが運転状態か、停止状態かを示す情報（図２中、「運転／停止状態」と表示）を冷凍機運転台数制御部２０４に入力する。それに基づいて冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄに運転／停止指令を出力する。
【００５１】
（冷却水流量制御部２０５）
次に、図４、図５を参照しながら適宜、図２を参照して冷却水流量制御部２０５（図２参照）の機能について説明する。図４は、図１における冷却水流量制御弁の制御の流れを示すフローチャート、図５の（ａ）は、三方弁である冷却水流量調整弁の周囲の概略構成の説明図、図５の（ｂ）は、冷却水流量調整弁の弁開度の説明図である。
冷却水流量制御部２０５（図２参照）は、吸気温度センサ５１（図２参照）が検出した圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図２参照）で設定した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊になるように冷却水流量調整弁３３の弁開度を制御する。この制御は、繰り返し制御である。
【００５２】
ステップＳ０１では、冷却水流量制御部２０５は、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊を読み込む。ステップＳ０２では、圧縮機吸気温度ＴＥ１を読み込む。そして、ステップＳ０３では、圧縮機吸気温度ＴＥ１と圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊との差分（ＴＥ１−ＴＥ１＊）が正の値の所定の閾値ε以上か否かをチェックする（「ＴＥ１−ＴＥ１＊≧ε？」）。圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊よりε以上大きい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ０４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０５へ進む。
ステップＳ０４では、冷却水流量制御部２０５は、所定弁開度だけ吸気冷却器８への通水側の弁開度を増加し、逆にバイパス配管３１への弁開度を同じ所定弁開度だけ減ずる（「吸気冷却器通水側の弁開度を増加し、逆にバイパス側の弁開度を減ずる」）。
【００５３】
ステップＳ０５では、圧縮機吸気温度ＴＥ１と圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊との差分（ＴＥ１−ＴＥ１＊）が所定の閾値−ε以下か否かをチェックする（「ＴＥ１−ＴＥ１＊≦ε？」）。圧縮機吸気温度ＴＥ１が圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊より−ε以上小さい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ０６へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０１へ戻る（図４では「エンド」へ進むと表示）。
ステップＳ０６では、冷却水流量制御部２０５は、所定弁開度だけ吸気冷却器８への通水側の弁開度を減じ、逆にバイパス配管３１への弁開度を同じ所定弁開度だけ増加する（「吸気冷却器通水側の弁開度を減じ、逆にバイパス側の弁開度を増加する」）。
【００５４】
なお、図５の（ｂ）示すように三方弁である冷却水流量調整弁３３の弁開度は、吸気冷却器通水側の弁開度（％）と、バイパス側の弁開度（％）の合計が常に１００％になるように設定され、冷却水流量調整弁３３が流路抵抗とならないように構成されている。
また、前記した冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整において、ステップＳ０４，Ｓ０６では、所定の弁開度だけ弁開度調整するとし、ＴＥ１−ＴＥ１＊の差分の大小によらず一定弁開度の弁開度調整としたのは、冷却水供給配管２９Ａを流れる冷却水流量や、圧力は冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数により依存するので、冷却水流量調整弁３３の弁開度制御を単純にするためである。
【００５５】
もし、ＴＥ１−ＴＥ１＊の差分に応じて冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整量を決める場合は、冷却水供給配管２９Ａに、例えば、更に流量センサや圧力センサを設け、その流量センサの示す冷却水流量、圧力センサの示す冷却水圧力、冷却水温度ＴＥ２パラメータとしてＴＥ１−ＴＥ１＊の差分に応じた冷却水流量調整弁３３の弁開度の調整量を演算することが望ましい。しかし、大気温度ＴＥ５の変化や圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊の変化の時間的度合いは緩やかであり、前記した冷却水流量調整弁３３の所定弁開度の調整量による繰り返し制御で十分対応可能である。
【００５６】
なお、冷却水流量制御部２０５は、吸気冷却器８を作動させていない場合、つまり、吸気冷却作動指令Ｃ２を吸気冷却作動要否判断部２０２から受けていない場合は、冷却水流量調整弁３３は、バイパス側の弁開度を１００％に固定する。これは、冷凍機２３の運転が必要と思われる場合に、前もって最低でも１台の冷凍機２３を待機運転させて、冷却水を冷却水供給配管２９Ａ、バイパス配管３１、冷却水戻り配管３０Ｂ、冷却水ポンプ３５の一台、待機運転中の冷凍機２３と循環させて待機運転させる場合に備えるためである。
この待機運転は、吸気冷却制御部２１において自動で行わせても良いし、運転員が図示しないコンソールの操作をして吸気冷却制御部２１に指令が出せるようにしても良い。
【００５７】
（冷却水ポンプ運転制御部２０６）
次に、図２、図６を参照しながら冷却水ポンプ運転制御部２０６について説明する。図６は、大気温度ＴＥ５の変動に対応した冷凍機及び冷却水ポンプの運転台数の変化の推移の説明図であり、（ａ）は、大気温度ＴＥ５の時間推移の説明図、（ｂ）は、冷却水温度ＴＥ３に基づく冷凍機の運転台数の時間変化の説明図、（ｃ）は、冷却水ポンプの運転台数の時間変化の説明図である。図６は、便宜的に送電端出力目標値ＱＴＯｕｔが一定であった場合に、大気温度ＴＥ５の変動、及び冷却水温度ＴＥ３の変化に伴い、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ及び冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂが起動・停止する時間推移を示している。
【００５８】
図２に示すように、冷却水ポンプ運転制御部２０６は、冷凍機運転台数制御部２０４から冷凍機運転台数を示す冷凍機運転台数情報Ｃ３と、吸気温度センサ５７からの大気温度ＴＥ５を示す信号を受けて、大気温度ＴＥ５が上昇する過程では、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち１台の冷凍機２３が運転の状態のときは、例えば、冷却水ポンプ３５Ａの１台だけの運転とし、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち２台以上の冷凍機が運転の状態ときは冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台運転とする。そして、大気温度ＴＥ５が降下する過程では、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち３台以上の冷凍機が運転の状態のときは冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台運転とし、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうち２台以下の冷凍機２３が運転の状態のときは冷却水ポンプ３５Ｂのみの１台運転とする。
【００５９】
図６の（ａ）に示すように大気温度ＴＥ５が上昇し、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えると、冷凍機運転台数制御部２０４は、吸気冷却作動要否判断部２０２からの吸気冷却作動指令Ｃ２を受けて、図６の（ｂ）に示すように時刻ｔ１において冷凍機２３Ａを１台目に運転する冷凍機２３として起動する（「吸気冷却装置起動」）。すると、冷凍機２３Ａの冷却能力は、冷凍機制御装置２４Ａによる冷却水温度ＴＥＡを一定の目標値に維持する運転により急速に増大され、冷却水温度ＴＥ３も低下し始めるともに、冷却水流量調整弁３３が冷却水流量制御部２０５によって制御され、冷却器通水側の弁開度を開く。冷却器通水側の弁開度が増大した分バイパス側弁開度を減じて、吸気冷却器８による圧縮機吸気の冷却が開始される。それに伴い冷却水温度ＴＥ３も増加する傾向があるが、それ以上に冷凍機２３Ａの冷却能力が増大されているので、戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａが設定した上限値ＴＥ３＊Ｈｉを下回るようになる。こうして、冷却水流量制御部２０５は、冷却水流量調整弁３３をバイパス配管３１側にも通水して冷却水温度ＴＥ３が低下し、圧縮機吸気温度ＴＥ１に応じた弁開度の調整代が確保できるとともに、運転中の冷凍機２３（図２では、符号２３Ａ〜２３Ｄで表示）に対する冷凍機出口側の冷却水温度ＴＥ４（図２では、ＴＥ４Ａ，ＴＥ４Ｂ，ＴＥ４Ｃ，ＴＥ４Ｄ）一定制御が確保できる。
【００６０】
しかし、更に大気温度ＴＥ５が上昇し続けると、圧縮機吸気温度ＴＥ１が上昇するとともに吸気冷却器８の出口側の冷却水温が上昇し、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量をどんどん減じ、吸気冷却器８への流量を増大させる。それに伴い、冷却水温度ＴＥ３は増加し始め、上限値ＴＥ３＊Ｈｉを時刻ｔ２において超える。このとき、冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｂを２台目に運転する冷凍機２３として起動する。このように大気温度ＴＥ５が上昇を続け、給電要求指令値Ｃ１に対応した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が大気温度ＴＥ５よりも十分下回って場合は、冷凍機２３の運転台数が増加する毎に上限値ＴＥ３＊Ｈｉを一時的に下回るが、再び上限値ＴＥ３＊Ｈｉを超える。最終的に冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｃ，２３Ｄを３台目、４台目と冷却水温度ＴＥ３が上限値ＴＥ３＊Ｈｉを超える時刻ｔ３，ｔ４に起動する。
【００６１】
従って、冷凍機２３Ａ，２３Ｂの起動に伴って、図６の（ｃ）に示すように時刻ｔ１で１台目の冷凍機２３Ａが起動したタイミングに冷却水ポンプ３５Ａが起動し、時刻ｔ２で２台目の冷凍機２３Ｂが起動したタイミングに冷却水ポンプ３５Ｂも起動する。
【００６２】
図６の（ａ）に示すように大気温度ＴＥ５がピークを過ぎて降下を開始すると、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量がどんどん増加するとともに冷却水温度ＴＥ３は、図６の（ｂ）に示すように時刻ｔ５において戻りの冷却水温度上下限設定部２０４ａが設定した下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回るようになる。このとき、冷凍機運転台数制御部２０４は、１台目に起動した冷凍機２３Ａを先ず停止する。冷凍機２３Ａの停止により、冷却水流量調整弁３３によるバイパス配管３１への流量を減ずることができ、冷却水温度ＴＥ３は増加に転じて下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを上回るようになる。このように大気温度ＴＥ５が下降を続け、給電要求指令値Ｃ１に対応した圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊が大気温度ＴＥ５に接近すると、冷凍機２３Ｂ，２３Ｃの２台目、３台目の冷凍機２３を、冷却水温度ＴＥ３が下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回る時刻ｔ６，ｔ７に停止する。
【００６３】
最終的に冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機２３Ｄの４台目の冷凍機を冷却水温度ＴＥ３が下限値ＴＥ３＊Ｌｏｗを下回った時刻ｔ８に停止し、吸気冷却を停止する（「吸気冷却装置停止」）。
【００６４】
従って、図６の（ｃ）に示すように、時刻ｔ６で２台目の冷凍機２３Ｂが停止したタイミングで、冷凍機２３Ｃ，２３Ｄは運転継続中であるが、冷却水ポンプ３５Ａは停止し、時刻ｔ８で３台目、４台目の冷凍機２３Ｃ，２３Ｄも停止したタイミングに冷却水ポンプ３５Ｂも停止する。
【００６５】
このように、大気温度ＴＥ５が上昇する過程と大気温度ＴＥ５が降下する過程との間で、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの１台だけでの運転条件を変えるのは、以下の理由による。
大気温度ＴＥ５が上昇する過程では、吸気冷却装置１００には、より急速な圧縮機吸気の冷却能力の増加が要求されるので、運転を開始していない冷凍機２３を事前に待機状態においておく必要があるためである。これに対し、大気温度ＴＥ５が降下する過程では、圧縮機吸気の冷却能力の減少の速度は緩やかであり、吸気冷却装置１００には、運転していない状態の冷凍機２３の能力に余裕を持たせて待機させる必要が無いためである。
【００６６】
また、吸気冷却器８を作動させるときには、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台のうち、冷却水ポンプ３５Ａを最初に起動し、吸気冷却器８の冷却能力を低下させても良い場合には、先に起動した冷却水ポンプ３５Ａを停止して、次に後から起動した冷却水ポンプ３５Ｂを停止させる。このような運転方法を採用することにより、吸気冷却装置１００の冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ間で夫々の運転時間を略均等化させ、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方の運転時間が極端に長くなって、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの一方の劣化が急速に進むのを低減できる。
【００６７】
同様に、図６の（ｂ）に示すように、冷凍機運転台数制御部２０４は、起動するときには冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの順に起動し、そして運転している冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄを停止させるときは、先に運転を開始した冷凍機２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの順に停止をさせる制御をする。従って、吸気冷却装置１００の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ間の夫々の運転時間を略均等化させ、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの特定の１台の運転時間が極端に長くなって、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの１台の劣化が急速に進むのを低減できる。
【００６８】
なお、冷凍機運転台数制御部２０４は、冷凍機制御装置２５Ａ〜２５Ｄから運転／停止状態を示す信号を受信しているので、夫々の冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの累積運転時間を記憶して、累積運転時間の短い冷凍機から起動するように起動の順番を設定して、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台間の夫々の累積運転時間において、特定の冷凍機２３の累積運転時間が短くならないように累積運転時間を均等化するように制御しても良い。
【００６９】
図７は、吸気冷却装置を備えたガスタービン発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
ガスタービン５（図１参照）は、大気温度ＴＥ５が上昇すると発電出力が低下する特性を持つため、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えても吸気冷却器８を作動させない場合（吸気冷却装置１００を不使用時）、大気温度ＴＥ５の上昇に伴い発電端出力ＱＧｍは減少する。従って、破線の曲線Ｘ２Ａで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に伴い減少する。
【００７０】
一方、吸気冷却装置１００を使用時の発電端出力ＱＧｍは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｂや冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転による所内負荷の増大以上に発電端出力ＱＧｍを増大させることができ、実線の曲線Ｘ２Ｂで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に対し、減少することなく維持できる。
なお、ガスタービン発電プラント１Ａは、大気温度ＴＥ５の上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制できるが、発電した電力の一部を冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ(４台使用が前提ベース)、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ(２台使用が前提ベース)等の所内負荷の動力として使用することになる。従って、吸気冷却装置１００を不使用時の破線の曲線Ｙ２Ａで示した送電端効率ηＯｕｔよりも吸気冷却装置１００を使用時の実線の曲線Ｙ２Ｂで示した送電端効率ηＯｕｔの方が低下する。
ちなみに、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制の効果を矢印αで示すように、大気温度ＴＥ５が大きいほど大きくなるが、送電端効率ηＯｕｔ（％）の低下の最大値βは、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈで生じる。
【００７１】
図８は、冷凍機の運転台数をパラメータにした送電端効率ηＯｕｔと最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘの関係の概念的説明図である。
定格の送電端出力ＱＯｕｔＲ以下では、吸気冷却装置１００を不使用時の送電端効率ηＯｕｔを示す曲線Ｙ３０が常に最大を示す。冷凍機２３の運転台数が増加することにより最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘを増大させることができるが、冷凍機２３の運転台数が１台ずつ増加するにつれ曲線Ｙ３１，Ｙ３２，Ｙ３３，Ｙ３４と送電端効率ηＯｕｔ（％）は低下する。その故に吸気冷却装置１００は、給電要求指令値Ｃ１が吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲを超える場合に使用した方が有効であり、吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲを超えない場合には、吸気冷却装置１００を不使用とすることが経済的に有効となる。
この吸気冷却装置１００不使用時の定格の送電端出力ＱＯｕｔＲは、大気温度ＴＥ５が吸気冷却装置運転開始仕様点（吸気冷却装置運転開始仕様温度）ＴＥ５ｔｈを示したときの大気温度下ガスタービン最大発電量算出部２０１（図２参照）において算出される最大発電出力ＱＧｍａｘと対応している。
【００７２】
本実施形態によれば、給電要求指令値Ｃ１が吸気冷却装置１００の不使用時の大気温度ＴＥ５に応じた最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘ以上であった場合に、吸気冷却作動要否判断部２０２（図２参照）において吸気冷却器８の作動が必要と判断するので、吸気冷却装置１００の使用の要否を自動で判定することが可能である。
また、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転台数増加により最大の送電端出力ＱＯｕｔｍａｘが増加する反面、送電端効率ηＯｕｔは低下するため、給電要求指令値Ｃ１を満足する範囲で、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの運転台数、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数を最小にした自動運転ができる構成としており、給電要求指令値Ｃ１に送電端出力ＱＯｕｔを自動追従させつつ、送電端効率ηＯｕｔの低下の抑制に有効である。
また、吸気冷却装置１００の不使用、使用の判断を吸気冷却制御部２１において自動的に行い、吸気冷却装置１００の使用時の吸気冷却器８の冷却能力の制御、つまり、圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊の設定とそれに圧縮機吸気温度ＴＥ１を追従させる制御が運転員の介入が無く自動で行えるので、運転員の負担を大幅に軽減することが可能となる。
【００７３】
また、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台としているので、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂのうちの１台の故障や定期的メンテナンス、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄのうちの一部台数の故障や定期的メンテナンスに対しても、一定の吸気冷却器８による圧縮機吸気温度ＴＥ１の冷却能力が維持できるので、吸気冷却全喪失のリスク低減にも寄与できる。
【００７４】
なお、本実施形態では、冷却水ポンプ運転制御部２０６は、大気温度ＴＥ５が昇温過程か降温過程かの判定と、冷凍機運転台数情報Ｃ３によって冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転台数を決定することとしたが、それに限定されることは無く、冷凍機２３の運転台数が３台までの場合は、冷却水流量調整弁３３のバイパス側弁開度が、所定の範囲、例えば、２０〜５０％範囲内に収まるように回転速度制御を行い、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの所要負荷を低減して送電端効率ηＯｕｔの低下の抑制を更に図るようにしても良い。
【００７５】
《第２の実施形態》
次に、図１から図１２を参照して第２の実施形態に係る発電プラントであるコンバインドサイクル発電プラント１Ｂについて説明する。
第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７６】
《コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの全体概要》
図９は、吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。図１０は、図９における発電機制御部と吸気冷却制御部の機能構成ブロック図である。
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、主に、圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂ、発電機６、排熱回収ボイラ１３、吸気冷却装置１００を含んで構成されている。
本実施形態では、ガスタービン５の駆動力は、駆動軸５ａを介して圧縮機３に伝え圧縮機３を回転駆動するとともに、更に圧縮機３の吸気側の回転軸から延伸された駆動軸５ｂが高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂのロータ軸１６ａ，１６ｂと接続し、それらを介してガスタービン５の回転駆動力と高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂで発生した回転駆動力が発電機６に伝えられ、発電機６を回転駆動して発電する。
ガスタービン５から排出されるガスタービン排ガス６３（図９中、「ＧＴ排ガス６３」と表示）は、排気ダクト１１Ａに接続して配置された排熱回収ボイラ１３を通過し、前記した高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを駆動する蒸気を発生させた後、排気ダクト１１Ｂから図示しないスタックを経て排気される。
【００７７】
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、ガスタービン５の高温のガスタービン排ガス６３を利用して排熱回収ボイラ１３で給水を加熱し、発生した蒸気を蒸気タービン駆動蒸気として利用することにより、ガスタービ発電プラント１Ａよりも高いプラント効率を実現する。
【００７８】
本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂでは、蒸気タービンとして高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを備え、低圧タービン１６Ｂの排気蒸気が復水器１８にダンプされて水に戻され、復水器１８の水は給水ポンプ１９により給水配管１４を経て排熱回収ボイラ１３に給水される。排熱回収ボイラ１３内には、図示しないが、ガスタービン排ガス６３の水平方向の流れに対して直角水平方向及びガスタービン排ガス６３の水平方向の流れ方向に多数の加熱管が林立されて配置されている。そして、それらの多数の加熱管は、ガスタービン排ガス６３の流れの下流方向側から上流側に向かって、多段の加熱管群に分けられ、１つの加熱管群に含まれる加熱管の下端と上段は夫々共通の下部ヘッダ、上部ヘッダに接続されている。
【００７９】
本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの排熱回収ボイラ１３では、前記した複数段に分けられた加熱管群は、例えば、予熱段、低圧蒸気発生段、再加熱段、高圧蒸気発生段の順にガスタービン排ガス６３の下流側から上流側に向かって各段の加熱管群が配置され、予熱段の下部ヘッダに給水配管１４が接続され、予熱段の上部ヘッダは、低圧蒸気発生段の下部ヘッダに図示しない配管で接続されている。そして、低圧蒸気発生段の上部ヘッダ（以下、「低圧蒸気ヘッダ」と称する）では気水分離機能を有して気水分離がなされ、その蒸気相部分が低圧主蒸気管１５Ａに接続されるとともに、高圧蒸気発生段の下部ヘッダに図示しない配管で接続されている。低圧蒸気ヘッダで気水分離された液相部分は図示しない配管で再び低圧蒸気発生段の下部ヘッダに戻り自然循環するように構成されている。
ちなみに、低圧蒸気ヘッダには、図示しない水位センサが設けられ、後記する発電機制御部２０Ｂにその信号が入力されている。
【００８０】
前記した再加熱段の下部ヘッダ（以下、「低温再加熱蒸気ヘッダ」と称する）に、低温再加熱蒸気管１５Ｃが接続され、再加熱段の上部ヘッダ（以下「高温再加熱蒸気ヘッダ」と称する）に、高温再加熱蒸気管１５Ｄが接続されている。
前記した高圧蒸気発生段の加熱管群の上部ヘッダ（以下、「高圧蒸気ヘッダ」と称する）は、高圧主蒸気管１５Ｂに接続されている。
【００８１】
そして、本コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの排熱回収ボイラ１３では、前記した低圧蒸気ヘッダから低圧主蒸気が低圧主蒸気管１５Ａを経て、低圧タービン１６Ｂの中途段の蒸気入口に供給される。
低圧蒸気ヘッダにおいて収集された蒸気の一部は、ガスタービン排ガス６３の流れの最上流側の高圧蒸気発生段の加熱管群の下部ヘッダに供給され、加熱されて高圧蒸気となり高圧蒸気ヘッダから高圧主蒸気管１５Ｂを経て、高圧タービン１６Ａの蒸気入口へ供給される。
【００８２】
高圧タービン１６Ａの排気蒸気は、低温再加熱蒸気管１５Ｃを経て、排熱回収ボイラ１３の前記した低温再加熱蒸気ヘッダに入り、再加熱段の加熱管群を通過中に再加熱され、高温再加熱蒸気ヘッダから高温再加熱蒸気管１５Ｄを経て、低圧タービン１６Ｂの最上流段の蒸気入口へ供給される。
【００８３】
なお、本実施形態では蒸気タービンとして高圧タービン１６Ａと低圧タービン１６Ｂを有し、その蒸気タービンの回転軸が、ガスタービン軸と駆動軸５ａ、圧縮機軸及び駆動軸５ｂを介して接続した一軸形式のコンバインドサイクル発電プラント１Ｂとしたが、蒸気タービンとして低中圧タービンを１台だけ有するものでも良い。また、排熱回収ボイラ１３の構成も前記したものに限定されるものではない。
【００８４】
また、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、外部の、例えば、給電指令所からのコンバインドサイクル発電プラント１Ｂへの給電要求指令値Ｃ１に従って、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂを統括制御する発電機制御部２０Ｂと、前記した吸気冷却装置１００の中に含まれる制御対象を制御する吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）２１を備えている。この制御対象は、例えば、後記する冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ、冷却水流量調整弁３３、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄである。
つまり、吸気冷却制御部２１は、発電機制御部２０Ｂとの間で相互に通信可能に接続され、発電機制御部２０Ｂの制御指令に従って吸気冷却装置１００全体の運転を統括制御する。
【００８５】
発電機制御部２０Ｂは、第１の実施形態における発電機制御部２０Ａと機能が一部異なるだけで、制御盤としての構成は基本的に同様であり重複する説明は省略する。
【００８６】
発電機６の出力端には、電力センサ５８が設けられ、発電端出力ＱＧｍ（図１０参照）が計測されて発電端出力ＱＧｍを示す信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。発電機６の出力の一部は、所内負荷に用いられ、図示しない変電装置を介して所定の送電電圧に昇圧され送電される。所定の送電電圧に昇圧された送電端には電力センサ５９が設けられ、送電端出力ＱＯｕｔ（図１０参照）が計測され、送電端出力ＱＯｕｔを示す信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００８７】
また、排気ダクト１１Ａには、例えば、ガスタービン排ガス６３の温度（以下、「ガスタービン排ガス温度ＴＥ６」と称する）を検出する温度センサ７３と、ガスタービン排ガス６３の流量（以下、「ガスタービン排ガス流量」と称する）を検出する排ガス流量センサ７５が設けられ、それらからの信号が発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００８８】
ちなみに、発電機制御部２０Ｂは、給電要求指令値Ｃ１に対し、送電端出力ＱＯｕｔを追従させるようにガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧ（図１０参照）を生成し、それに基づいて燃焼器４に供給される燃料の流量調整をする燃料流量調整弁１０の弁開度を、燃料供給配管９に設けられた燃料流量センサ７１からの信号の示す燃料流量や発電端出力ＱＧｍや、後記する圧縮機吸気温度ＴＥ１等に基づいて制御する。
その際、ガスタービン排ガス温度ＴＥ６とガスタービン排ガス流量に基づいて、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）で発電する発電量を推定算出して、その分だけ減じてガスタービン発電目標値ＱＴＧを生成する。そして、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを吸気冷却制御部２１に入力する。
発電機制御部２０Ｂの機能については、図１０の説明の中で詳しく説明する。
【００８９】
（発電機制御部２０Ｂ）
次に、図１０を参照しながら発電機制御部２０Ｂの機能構成を説明する。発電機制御部２０Ｂは、例えば、専用回線で発電会社の給電指令所と接続している。発電機制御部２０Ｂは、機能部として、給電要求指令値受信部１０１、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３、排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４、燃料供給量制御部１０５を含んで構成されている。これらの機能部は、発電機制御部２０Ｂの前記した演算回路ボードに設けられたＲＯＭ内に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。その際、ＲＯＭ内に格納されたマップデータが適宜用いられる。
【００９０】
給電要求指令値受信部１０１は、給電指令所からの給電要求指令値Ｃ１を受付け、それをそのまま送電端出力目標値ＱＴＯｕｔとしてガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３に入力する。
ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、目標値フィードバック補正部１０３ａを有している。ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、給電要求指令値受信部１０１から入力された送電端出力目標値ＱＴＯｕｔに対し、温度センサ７３からのガスタービン排ガス温度ＴＥ６、排ガス流量センサ７５からのガスタービン排ガス流量及び大気温度ＴＥ５に基づいて、予め設定されＲＯＭ内に格納された図示しない蒸気タービン出力マップを参照して蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出する。
【００９１】
そして、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、予め設定されＲＯＭ内に格納された所内負荷マップに基づいて所内負荷を推定する。更に、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔから推定算出した蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを減算し、更に推定した所内負荷を加算してガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）ＱＴＧを推定算出する。
ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３は、推定算出したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び吸気冷却制御部２１に入力する。その後、目標値フィードバック補正部１０３ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、目標値フィードバック補正部１０３ａで演算補正したガスタービン発電目標値ＱＴＧを燃料供給量制御部１０５及び、吸気冷却制御部２１に入力する。
【００９２】
なお、前記した所内負荷マップには、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを設定するためのパラメータとして、例えば、送電端出力目標値ＱＴＯｕｔ、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳが用いられ、所内負荷分の電力を推定演算できるようになっている。
なお、本実施形態における所内負荷分の電力には、第１の実施形態における所内負荷として例示されたものの他に、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）による発電のための給水ポンプ１９の動力分が加算されている。
ちなみに、圧縮機吸気温度ＴＥ１、大気温度ＴＥ５のデータは、吸気冷却制御部２１からの通信回線で発電機制御部２０Ｂに入力される。
【００９３】
なお、ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３において蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを前記した蒸気タービン出力マップを参照して、ガスタービン排ガス温度ＴＥ６、ガスタービン排ガス流量及び大気温度ＴＥ５から算出する方法に限定される必要は無く、低圧主蒸気管１５Ａ、高圧主蒸気管１５Ｂ及び高温再加熱蒸気管１５Ｄに蒸気流量センサと蒸気圧センサ、蒸気温度センサをそれぞれ設置し、低圧主蒸気管１５Ａ、高圧主蒸気管１５Ｂ及び高温再加熱蒸気管１５Ｄから供給される蒸気温度及び蒸気流量、大気温度ＴＥ５に基づき、予めＲＯＭに格納された蒸気タービン効率マップを参照して蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出しても良い。
【００９４】
排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４は、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに基づいて、給水ポンプ１９（図９参照）の回転速度を制御する。
そして、排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部１０４は、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに基づく給水ポンプ１９の回転速度制御の補正として、前記した低圧蒸気ヘッダの水位が予め設定された目標水位となるように公知の技術で水位一定優先の給水ポンプ１９の回転速度制御を行う。
ちなみに、前記した蒸気タービン発電目標値ＱＴＳに推定誤差があっても、目標値フィードバック補正部１０３ａにおいて送電端出力ＱＯｕｔが送電端出力目標値ＱＴＯｕｔになるようにガスタービン発電目標値ＱＴＧを補正するので、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）による実際の発電量に応じてガスタービン発電目標値ＱＴＧが補正される。
【００９５】
燃料供給量制御部１０５は、予め設定された燃料供給量マップに基づいて、例えば、ガスタービン発電目標値ＱＴＧ、圧縮機吸気温度ＴＥ１に基づいて目標燃料流量を設定し、燃料流量センサ７１の示す燃料流量が目標燃料流量になるように燃料流量調整弁１０の弁開度を制御する。
なお、現在の発電端出力ＱＧｍがガスタービン発電目標値ＱＴＧになるように燃料流量調整弁１０の弁開度を補正制御しても良い。
【００９６】
図１１は、コンバインドサイクル発電プラントにおける圧縮機吸気温度ＴＥ１と発電機の最大発電出力ＱＧｍａｘとの関係の概念的説明図である。横軸は圧縮機吸気温度ＴＥ１（℃単位）を示し、縦軸はガスタービン５（図９参照）、高圧タービン１６Ａ（図９参照）及び低圧タービン１６Ｂ（図９参照）による最大発電出力ＱＧｍａｘを示している。
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの場合、大気温度ＴＥ５の上昇に伴うガスタービン５の出力低下に加え、大気温度ＴＥ５の上昇に伴う復水器１８（図９参照）の真空度低下による蒸気タービンの出力低下も加味される。
【００９７】
図１１は、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの最大発電出力ＱＧｍａｘの圧縮機吸気温度ＴＥ１の関係を模式的に示した例である。
なお、図１１において大気温度ＴＥ５の値をＡ＊、Ｂ＊,Ｃ＊,Ｄ＊とパラメータにし、略直線の曲線Ｘ３Ａ，Ｘ３Ｂ，Ｘ３Ｃ，Ｘ３Ｄで、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの発電端出力である最大発電出力ＱＧｍａｘ−圧縮機吸気温度ＴＥ１の特性曲線を示している。ここで大気温度ＴＥ５の値は、Ａ＊＜Ｂ＊＜Ｃ＊＜Ｄ＊の順に大気温度ＴＥ５が高い状態を示している。
【００９８】
コンバインドサイクル発電プラント１Ｂの場合、大気温度ＴＥ５の上昇による復水器真空度の低下により、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力が低下する為、吸気冷却装置１００により圧縮機吸気温度ＴＥ１を一定値に制御した場合でも、大気温度ＴＥ５の上昇によりコンバインドサイクル発電プラント１Ｂとしての最大発電出力ＱＧｍａｘは低下する。
【００９９】
大気温度ＴＥ５の値がＤ＊℃の曲線Ｘ３Ｄにおいて、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ１℃に設定すると、Ｑ１ＭＷを発電することができる(ポイントＳ３)。大気温度ＴＥ５がＤ℃の曲線Ｘ３Ｄにおいて発電出力をＱ２ＭＷに出力変化させる場合、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ２℃に設定することによって実行できる(ポイントＳ４)。更に大気温度ＴＥ５がＢ＊℃の曲線Ｘ３Ｃに変化した状態において発電出力をＱ３ＭＷに出力変化させる場合、圧縮機吸気温度ＴＥ１をＴ３℃に設定することによって実行できる(ポイントＳ５)。
【０１００】
そこで、前記したようにガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部１０３において、蒸気タービン発電目標値ＱＴＳを推定算出するとともにガスタービン発電目標値ＱＴＧを推定算出し、その後、目標値フィードバック補正部１０３ａで送電端出力目標値ＱＴＯｕｔと送電端出力ＱＯｕｔとの送電端出力偏差ΔＱＯｕｔと、現在の発電端出力ＱＧｍとに基づいて、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを補正算出し、その上で、第１の実施形態と同様に吸気冷却作動要否判断部２０２で吸気冷却器８による圧縮機吸気６２Ｂの冷却の要否を判断し、必要と判断したとき吸気冷却作動指令Ｃ２を圧縮機吸気温度目標値設定部２０３、冷凍機運転台数制御部２０４、冷却水流量制御部２０５に出力する。
【０１０１】
そして、圧縮機吸気温度目標値設定部２０３（図１０参照）は、吸気冷却作動要否判断部２０２から吸気冷却作動指令Ｃ２を受けている状態のとき、ガスタービン発電目標値設定部１０２から入力されたガスタービン発電目標値ＱＴＧを図３のマップデータにおける縦軸上の最大発電量ＱＧｍａｘとして、それに対応する圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊として設定し、冷却水流量制御部２０５、冷却水ポンプ運転制御部２０６に出力する。
【０１０２】
そして、第１の実施形態と同様に冷却水流量制御部２０５が冷却水流量調整弁３３（図９参照）の弁開度を制御するとともに、圧縮機吸気温度ＴＥ１を圧縮機吸気温度目標値ＴＥ１＊に維持できるように、冷凍機運転台数制御部２０４が冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの運転を制御し、冷却水ポンプ運転制御部２０６が冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｄの運転を制御するので、大気温度ＴＥ５の変化による蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力低下を、ガスタービン発電目標値ＱＴＧを変更することで補償でき、また、給電要求指令値Ｃ１の変更にも容易に追随できる。
ちなみに、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂ）の実際の発電出力に応じてガスタービン発電目標値ＱＴＧは補正されている。
【０１０３】
図１２は、吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおける大気温度ＴＥ５の変化に対する送電端出力ＱＯｕｔ及び送電端効率ηＯｕｔの変化の関係の概念的な説明図である。
ガスタービン５（図９参照）は、大気温度ＴＥ５が上昇すると発電出力が低下する特性を持つため、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈを超えても吸気冷却器８を作動させない場合（吸気冷却装置１００を不使用時）、大気温度ＴＥ５の上昇に伴い発電端出力ＱＧｍは減少する。従って、破線の曲線Ｘ４Ａで示す送電端出力ＱＯｕｔも大気温度ＴＥ５の上昇に伴い減少する。このとき、大気温度ＴＥ５の上昇に伴う復水器真空度の低下により、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力も低下するので、ガスタービン発電プラント１Ａの場合よりも発電端出力ＱＧｍの減少度合いは急になる。
【０１０４】
一方、吸気冷却装置１００を使用時の発電端出力ＱＧｍは、冷凍機２３Ａ〜２３Ｂや冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの運転による所内負荷の増大以上に発電端出力ＱＧｍを増大させることができ、実線の曲線Ｘ４Ｂで示す送電端出力ＱＯｕｔは大気温度ＴＥ５の上昇に対し、蒸気タービン（高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂ）の出力低下が寄与して若干減少するが、緩やかな減少に留まる。参考のために細い一点鎖線で示した水平の直線Ｘ４Ｃと曲線Ｘ４Ｂとの差が、復水器真空度低下による蒸気タービンの出力低下分を示している。
【０１０５】
なお、コンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を略抑制できるが、発電した電力の一部を冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ(４台使用が前提ベース)、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂ(２台使用が前提ベース)等の所内負荷の動力として使用することになる。従って、吸気冷却装置１００を不使用時の破線の曲線Ｙ４Ａで示した送電端効率ηＯｕｔよりも吸気冷却装置１００を使用時の実線の曲線Ｙ４Ｂで示した送電端効率ηＯｕｔの方が低下する。
ちなみに、大気温度上昇時の送電端出力ＱＯｕｔの低下を抑制の効果矢印γで示すように、大気温度ＴＥ５が大きいほど大きくなるが、送電端効率ηＯｕｔ（％）の低下の最大値δは、吸気冷却装置運転開始仕様点ＴＥ５ｔｈで生じる。
【０１０６】
本実施形態のコンバインドサイクル発電プラント１Ｂは、ガスタービン５が圧縮機３を駆動するとともに、高圧タービン１６Ａ、低圧タービン１６Ｂと一軸で接続され発電機６を駆動する構成としたがそれに限定されるものではない。
図示は省略するが、ガスタービン５が圧縮機３を駆動するとともに第１の発電機を駆動し、高圧タービン１６Ａ及び低圧タービン１６Ｂは、第２の発電機を駆動する構成でも本実施形態と同様に容易に吸気冷却装置１００を適用できる。
【０１０７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第１の実施形態及び第２の実施形態の吸気冷却装置１００において、冷凍機２３は、冷凍機２３Ａ〜２３Ｄの４台とし、冷却水ポンプ３５は、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台とする構成としたがそれに限定されるものではない。
冷凍機２３を６台とし、冷却水ポンプ３５は、冷却水ポンプ３５Ａ，３５Ｂの２台とする構成としても良いし、冷凍機２３を６台とし、冷却水ポンプ３５は、３台とする構成としても良く、適宜、ガスタービンの容量に合わせて少なくとも複数台である冷凍機２３の台数、少なくとも複数台である冷却水ポンプ３５の台数を決めるものである。
更に、第１の実施形態及び第２の実施形態では、複数の冷凍機２３（冷凍機２３Ａ〜２３Ｄ）は、全て同じ冷却能力としたがそれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０８】
１Ａ ガスタービン発電プラント（発電プラント）
１Ｂ コンバインドサイクル発電プラント（発電プラント）
３ 圧縮機
４ 燃焼器
５ ガスタービン
６ 発電機
７ 吸気流路
７ａ 吸気流路（吸気冷却器の上流側における吸気流路）
７ｂ 吸気流路（吸気冷却器の下流側における吸気流路）
８ 吸気冷却器
９ 燃料供給配管
１０ 燃料流量調整弁
１１，１１Ａ，１１Ｂ 排気ダクト
１３ 排熱回収ボイラ
１４ 給水配管
１５Ａ 低圧主蒸気管
１５Ｂ 高圧主蒸気管
１５Ｃ 低温再加熱蒸気管
１５Ｄ 高温再加熱蒸気管
１６Ａ 高圧タービン（蒸気タービン）
１６Ｂ 低圧タービン（蒸気タービン）
１６ａ，１６ｂ 駆動軸
１８ 復水器
１９ 給水ポンプ
２０Ａ，２０Ｂ 発電機制御部（発電機制御装置）
２１ 吸気冷却制御部（吸気冷却制御装置）
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ 冷凍機
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 冷凍機本体
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 冷凍機制御装置
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 冷却水出口配管
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ 冷却水戻り配管
２９Ａ，２９Ｂ 冷却水供給配管
３０Ａ，３０Ｂ 冷却水戻り配管
３１ バイパス配管
３３ 冷却水流量調整弁
３４Ａ，３４Ｂ，３６ 冷却水戻り配管
３５Ａ，３５Ｂ 冷却水ポンプ
５１ 吸気温度センサ（第２吸気センサ）
５２ 冷却水温度センサ
５３ 冷却水温度センサ（吸気冷却器出口冷却水温度センサ）
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ 温度センサ
５７ 吸気温度センサ（第１吸気温度センサ）
５８，５９ 電力センサ
６２Ａ 吸気大気
６２Ｂ 圧縮機吸気
６３ ガスタービン排ガス
７１ 燃料流量センサ
７３ 温度センサ
７５ 排ガス流量センサ
１００ 吸気冷却装置
１０１ 給電要求指令値受信部
１０２ ガスタービン発電目標値設定部
１０２ａ 目標値フィードバック補正部
１０３ ガスタービン・蒸気タービン発電目標値設定部
１０３ａ 目標値フィードバック補正部
１０４ 排熱回収ボイラ・蒸気タービン制御部
１０５ 燃料供給量制御部
２０１ 大気温度下ガスタービン最大発電量算出部
２０２ 吸気冷却作動要否判断部（吸気冷却作動判断手段）
２０３ 圧縮機吸気温度目標値設定部（圧縮機吸気温度設定手段）
２０４ 冷凍機運転台数制御部（冷凍機運転台数制御手段）
２０４ａ 戻りの冷却水温度上下限設定部（冷却水温度目標範囲設定手段）
２０５ 冷却水流量制御部（冷却水流量制御手段）
２０６ 冷却水ポンプ運転制御部（冷却水ポンプ台数制御手段）
Ｃ１ 給電要求指令値
Ｃ２ 吸気冷却作動指令
Ｃ３ 冷凍機運転台数情報
ＴＥ１ 圧縮機吸気温度（冷却器の下流側の吸気流路における吸気の温度）
ＴＥ２ 冷却水温度
ＴＥ３ 冷却水温度（戻りの冷却水温度）
ＴＥ４Ａ，ＴＥ４Ｂ，ＴＥ４Ｃ，ＴＥ４Ｄ 冷却水温度
ＴＥ５ 大気温度（冷却器の上流側の吸気流路における吸気の温度）
ＴＥ６ ガスタービン排ガス温度
ＴＥ１＊ 圧縮機吸気温度目標値
ＱＧｍａｘ 最大発電出力
ＱＧｍ 発電端出力
ＱＯｕｔ 送電端出力
ＱＴＧ ガスタービン発電目標値（ガスタービンへの出力指令値）
ＱＴＳ 蒸気タービン発電目標値
ＱＴＯｕｔ 送電端出力目標値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより回転駆動されるガスタービンと、を備え、該ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに発電機を駆動する発電プラントにおいて、
前記圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、
該吸気冷却装置は、
複数台の冷凍機と、
前記複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプと、
前記圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され、前記吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器と、
前記複数台の冷凍機から供給される冷却水を集合させて前記吸気冷却器に供給する冷却水供給配管と、
前記吸気冷却器からの戻り冷却水を前記複数台の冷却水ポンプに戻す冷却水戻り配管と、
前記冷却水供給配管から前記冷却水戻り配管にバイパス配管を介して流す分岐部分に設けられ、前記吸気冷却器に供給する前記冷却水の流量を調整するとともに、前記バイパス配管を通じて過剰の前記冷却水を前記冷却水戻り配管に流す冷却水流量調整弁と、
前記吸気冷却器の上流及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度を測定する第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサと、
前記吸気冷却器からの戻りの冷却水温度を検出する吸気冷却器出口冷却水温度センサと、
前記複数台の冷凍機と、前記複数台の冷却水ポンプと、前記冷却水流量調整弁と、を制御する吸気冷却制御装置と、
を含み、
前記吸気冷却制御装置は、
少なくとも、前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて、前記吸気冷却器の作動の要否を判断し、
前記吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度と、前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度と、に基づいて、前記複数台の冷凍機の運転台数の制御と、前記複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、前記冷却水流量調整弁が前記吸気冷却器へ供給する前記冷却水の流量を制御することを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより回転駆動されるガスタービンと、該ガスタービンを回転駆動した後排出された排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラで生成された蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンを回転駆動させた蒸気を凝縮させる復水器と、を備え、
前記ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに第１の発電機を回転駆動し、更に前記蒸気タービンも前記第１の発電機を駆動する発電プラント、もしくは、前記ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに前記第１の発電機を回転駆動し、更に前記蒸気タービンが第２の発電機を駆動する発電プラントにおいて、
前記圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、
該吸気冷却装置は、
複数台の冷凍機と、
前記複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプと、
前記圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され、前記吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器と、
前記複数台の冷凍機から供給される冷却水を集合させて前記吸気冷却器に供給する冷却水供給配管と、
前記吸気冷却器からの戻り冷却水を前記複数台の冷却水ポンプに戻す冷却水戻り配管と、
前記冷却水供給配管から前記冷却水戻り配管にバイパス配管を介して流す分岐部分に設けられ、前記吸気冷却器に供給する前記冷却水の流量を調整するとともに、前記バイパス配管を通じて過剰の前記冷却水を前記冷却水戻り配管に流す冷却水流量調整弁と、
前記吸気冷却器の上流及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度を測定する第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサと、
前記吸気冷却器からの戻りの冷却水温度を検出する吸気冷却器出口冷却水温度センサと、
前記複数台の冷凍機と、前記複数台の冷却水ポンプと、前記冷却水流量調整弁と、を制御する吸気冷却制御装置と、
を含み、
前記吸気冷却制御装置は、
少なくとも、前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて、前記吸気冷却器の作動の要否を判断し、
前記吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度と、前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度と、に基づいて、前記複数台の冷凍機の運転台数の制御と、前記複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、前記冷却水流量調整弁が前記吸気冷却器へ供給する前記冷却水の流量を制御することを特徴とする発電プラント。
【請求項３】
前記複数台の冷凍機は、その出口側の前記冷却水の温度を所定の一定値に冷却するように冷凍機制御装置により制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電プラント。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電プラントにおける前記吸気冷却制御装置であって、
少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて吸気冷却器の作動の要否を判断する吸気冷却作動判断手段と、
少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側の前記吸気の温度に基づいて前記吸気冷却器の下流側における前記吸気流路の前記吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段と、
前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度に対して上限値と下限値を設定する冷却水温度目標範囲設定手段と、
前記複数台の冷凍機の運転台数を制御する冷凍機運転台数制御手段と、
前記複数台数の冷却水ポンプの運転台数の制御をする冷却水ポンプ台数制御手段と、
前記第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の下流側の前記吸気の温度が、前記圧縮機吸気温度設定手段により設定された前記吸気の目標温度になるように前記冷却水流量調整弁を制御する冷却水流量制御手段と、
を有し、
前記冷凍機運転台数制御手段は、前記吸気冷却作動判断手段が前記吸気冷却器の作動を必要とすると判断した場合に、
前記冷却水温度目標範囲設定手段により設定された前記戻りの冷却水温度に対する前記上限値を前記戻りの冷却水温度が超えたとき、前記冷凍機の運転台数を増加させ、
前記冷却水温度目標範囲設定手段により設定された前記戻りの冷却水温度に対する前記下限値を前記戻りの冷却水温度が下回ったとき、前記冷凍機の運転台数を減少させ、
前記冷却水ポンプ台数制御手段は、前記冷凍機運転台数制御手段が運転させている前記冷凍機の台数に基づいて前記冷却水ポンプの運転台数を制御することを特徴とする発電プラントにおける吸気冷却制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電プラントにおける発電プラントの運転制御方法であって、
前記吸気冷却制御装置は、前記ガスタービンへの出力指令値に基づいて前記吸気冷却器の下流側における前記吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段を有し、
前記第２吸気温度センサが検出する吸気温度が、前記吸気の目標温度になるように、少なくとも前記吸気冷却器出口冷却水温度センサが検出した前記戻りの冷却水温度に基づき前記冷凍機の運転台数と前記冷却水ポンプの運転台数を制御することを特徴とする発電プラントの運転制御方法。
【請求項１】
圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより回転駆動されるガスタービンと、を備え、該ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに発電機を駆動する発電プラントにおいて、
前記圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、
該吸気冷却装置は、
複数台の冷凍機と、
前記複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプと、
前記圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され、前記吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器と、
前記複数台の冷凍機から供給される冷却水を集合させて前記吸気冷却器に供給する冷却水供給配管と、
前記吸気冷却器からの戻り冷却水を前記複数台の冷却水ポンプに戻す冷却水戻り配管と、
前記冷却水供給配管から前記冷却水戻り配管にバイパス配管を介して流す分岐部分に設けられ、前記吸気冷却器に供給する前記冷却水の流量を調整するとともに、前記バイパス配管を通じて過剰の前記冷却水を前記冷却水戻り配管に流す冷却水流量調整弁と、
前記吸気冷却器の上流及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度を測定する第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサと、
前記吸気冷却器からの戻りの冷却水温度を検出する吸気冷却器出口冷却水温度センサと、
前記複数台の冷凍機と、前記複数台の冷却水ポンプと、前記冷却水流量調整弁と、を制御する吸気冷却制御装置と、
を含み、
前記吸気冷却制御装置は、
少なくとも、前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて、前記吸気冷却器の作動の要否を判断し、
前記吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度と、前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度と、に基づいて、前記複数台の冷凍機の運転台数の制御と、前記複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、前記冷却水流量調整弁が前記吸気冷却器へ供給する前記冷却水の流量を制御することを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより回転駆動されるガスタービンと、該ガスタービンを回転駆動した後排出された排気ガスの熱で蒸気を生成する排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラで生成された蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンを回転駆動させた蒸気を凝縮させる復水器と、を備え、
前記ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに第１の発電機を回転駆動し、更に前記蒸気タービンも前記第１の発電機を駆動する発電プラント、もしくは、前記ガスタービンが前記圧縮機を回転駆動するとともに前記第１の発電機を回転駆動し、更に前記蒸気タービンが第２の発電機を駆動する発電プラントにおいて、
前記圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却装置を備え、
該吸気冷却装置は、
複数台の冷凍機と、
前記複数台の冷凍機に冷却水を戻して循環させる複数台の冷却水ポンプと、
前記圧縮機へ吸気を導く吸気流路に配置され、前記吸気と熱交換して冷却する吸気冷却器と、
前記複数台の冷凍機から供給される冷却水を集合させて前記吸気冷却器に供給する冷却水供給配管と、
前記吸気冷却器からの戻り冷却水を前記複数台の冷却水ポンプに戻す冷却水戻り配管と、
前記冷却水供給配管から前記冷却水戻り配管にバイパス配管を介して流す分岐部分に設けられ、前記吸気冷却器に供給する前記冷却水の流量を調整するとともに、前記バイパス配管を通じて過剰の前記冷却水を前記冷却水戻り配管に流す冷却水流量調整弁と、
前記吸気冷却器の上流及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度を測定する第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサと、
前記吸気冷却器からの戻りの冷却水温度を検出する吸気冷却器出口冷却水温度センサと、
前記複数台の冷凍機と、前記複数台の冷却水ポンプと、前記冷却水流量調整弁と、を制御する吸気冷却制御装置と、
を含み、
前記吸気冷却制御装置は、
少なくとも、前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて、前記吸気冷却器の作動の要否を判断し、
前記吸気冷却器の作動が必要と判断した場合に、少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサ及び第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側及び下流側における夫々の前記吸気流路の前記吸気の温度と、前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度と、に基づいて、前記複数台の冷凍機の運転台数の制御と、前記複数台の冷却水ポンプの運転台数の制御と、前記冷却水流量調整弁が前記吸気冷却器へ供給する前記冷却水の流量を制御することを特徴とする発電プラント。
【請求項３】
前記複数台の冷凍機は、その出口側の前記冷却水の温度を所定の一定値に冷却するように冷凍機制御装置により制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電プラント。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電プラントにおける前記吸気冷却制御装置であって、
少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側における前記吸気流路の前記吸気の温度に基づいて吸気冷却器の作動の要否を判断する吸気冷却作動判断手段と、
少なくとも前記ガスタービンへの出力指令値と、前記第１吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の上流側の前記吸気の温度に基づいて前記吸気冷却器の下流側における前記吸気流路の前記吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段と、
前記吸気冷却器出口冷却水温度センサの検出する前記戻りの冷却水温度に対して上限値と下限値を設定する冷却水温度目標範囲設定手段と、
前記複数台の冷凍機の運転台数を制御する冷凍機運転台数制御手段と、
前記複数台数の冷却水ポンプの運転台数の制御をする冷却水ポンプ台数制御手段と、
前記第２吸気温度センサの検出する前記吸気冷却器の下流側の前記吸気の温度が、前記圧縮機吸気温度設定手段により設定された前記吸気の目標温度になるように前記冷却水流量調整弁を制御する冷却水流量制御手段と、
を有し、
前記冷凍機運転台数制御手段は、前記吸気冷却作動判断手段が前記吸気冷却器の作動を必要とすると判断した場合に、
前記冷却水温度目標範囲設定手段により設定された前記戻りの冷却水温度に対する前記上限値を前記戻りの冷却水温度が超えたとき、前記冷凍機の運転台数を増加させ、
前記冷却水温度目標範囲設定手段により設定された前記戻りの冷却水温度に対する前記下限値を前記戻りの冷却水温度が下回ったとき、前記冷凍機の運転台数を減少させ、
前記冷却水ポンプ台数制御手段は、前記冷凍機運転台数制御手段が運転させている前記冷凍機の台数に基づいて前記冷却水ポンプの運転台数を制御することを特徴とする発電プラントにおける吸気冷却制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電プラントにおける発電プラントの運転制御方法であって、
前記吸気冷却制御装置は、前記ガスタービンへの出力指令値に基づいて前記吸気冷却器の下流側における前記吸気の目標温度を設定する圧縮機吸気温度設定手段を有し、
前記第２吸気温度センサが検出する吸気温度が、前記吸気の目標温度になるように、少なくとも前記吸気冷却器出口冷却水温度センサが検出した前記戻りの冷却水温度に基づき前記冷凍機の運転台数と前記冷却水ポンプの運転台数を制御することを特徴とする発電プラントの運転制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１５９０４３（Ｐ２０１２−１５９０４３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６５３（Ｐ２０１１−１９６５３）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
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