運転スケジュール演算装置
【課題】発電ユニットを構成する各発電軸を効率的に起動し、停止する。
【解決手段】ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段１１０と、前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段１１１と、予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段１１２と、給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段１０３を備え、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転する。
【解決手段】ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段１１０と、前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段１１１と、予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段１１２と、給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段１０３を備え、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転スケジュール演算装置に係り、特に複数の発電設備（発電軸）を連携して運転する際に、各発電設備に好適な運転スケジュールを演算する運転スケジュール演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＰＳ（Power Producer＆Supplier：特定規模電気事業者）対応の小電力発電装置の運用が開始され、例えば複数台の小電力発電設備を１つの発電装置として、数名の運転員により運用されている。
【０００３】
また、ＰＰＳ対応の発電設備は、各売電先顧客の状況に応じて要求される発電電力量が時々刻々変更され，起動・停止が頻繁に発生する。このため、要求される発電電力量毎に発電端での発電効率が最大となるように各発電設備を運転して前記要求に応じるとともに燃料を節約することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３３４２０７号公報
【特許文献２】特開平０５−８６８１０号公報
【特許文献３】特開昭６１−１５７２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発電設備（発電軸）の発電端効率は、発電設備を構成するガスタービンが吸気冷却器を使用するか否かにより変動する。また、季節変化などにより大気温度が変化すると変動する。このため、複数の発電軸を備えた発電ユニットを効率よく運用することは容易ではない。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、発電ユニットを構成する各発電軸を効率的に起動し、停止し、運用する運転スケジュールを生成することのできる演算装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【０００８】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段と、前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段と、給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段を備え、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上の構成を備えるため、発電ユニットを構成する各発電軸を効率的に起動し、停止し、運用することのできる運転スケジュールを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】統括スケジュール計算手段の全体構成を示す図である。
【図２】発電機（発電軸）の負荷運転状態、および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。
【図３】発電機の負荷運転状態、および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。
【図４】負荷帯毎のプラントデータ収集タイミングを説明する図である。
【図５】発電機負荷帯別の平均発電端効率の計算開始・終了タイミングの生成を説明する図である。
【図６】発電機負荷帯２における平均発電端効率を計算する計算手段を説明する図である。
【図７】発電機負荷帯２における規定回数分を考慮した平均発電端効率計算手段を説明する図である。
【図８】季節を考慮した平均発電効率計算手段の説明図を示したものである。
【図９】季節を考慮した平均発電効率計算フローを説明する図である。
【図１０】吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯毎の平均発電端効率計算結果を示す図である。
【図１０Ａ】発電機負荷帯毎の平均発電端効率計算結果を示す図である。
【図１１】大気温度変化を示す曲線を説明する図である。
【図１２】ガスタービン入口空気温度による発電機負荷・所内電力の変化を説明する図である。
【図１３】ガスタービン入口空気温度を判断基準とした出力優先判断手段を説明する図である。
【図１４】起動・停止・通常運転スケジュール計算用入力手段を説明する図である。
【図１５】停止軸における効率優先順位による軸起動順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１６】運転軸における効率優先順位による軸停止順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１７】運転軸における効率優先順位による負荷増加順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１８】運転軸における効率優先順位による負荷減少順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１８Ａ】吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【図１８Ｂ】発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【図１９】負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。
【図２０】軸起動時・軸停止時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる統括スケジュール計算手段の全体構成を示す図である。
【００１２】
図において、１０２は給電指令装置１０１から、例えば３０分単位で要求される負荷パターンが入力される要求電力量入力手段である。統括スケジュール演算部１２０は、運転員が各発電軸を起動する際の起動順位を設定するための起動スケジュール計算用入力設定手段１０４、各発電軸の停止順位を設定するための停止スケジュール計算用入力設定手段１０５、および各発電軸の通常運転における負荷上昇・負荷減少順位を設定するための通常運転スケジュール計算用入力設定手段１０６を備え、プラントデータ処理手段１０７で処理したプラントデータ１０８を入力し、統括スケジュール作成のための計算を実施する。
【００１３】
また、統括スケジュール演算部１２０は、負荷帯毎に各発電軸の平均発電端効率を算出する平均発電端効率算出手段１０９、負荷帯毎に平均発電端効率の順位を作成する平均発電端効率順位作成手段１１０、負荷増加・負荷減少時における各発電軸の操作順位を決定する操作順位決定手段１１１、ユニット起動・停止時における操作順位を決定する操作順位決定手段１１２、統括スケジュール計算手段１１３、および運転ユニット数決定手段１０３を備えている。
【００１４】
また、統括スケジュール演算部１２０は、プラントデータ処理手段１０７で処理されたプラントデータ１０８を、負荷帯毎に収集し、収集したプラントデータを基に平均発電端効率算出手段１０９により各発電機負荷帯毎における各軸の平均発電端効率を計算する。平均発電端効率順位決定手段１１０は、前記計算した平均発電端効率をもとに平均発電端効率の高い順に順位を作成する。
【００１５】
負荷増加時・負荷減少時の軸操作順位決定手段１１１は、通常運転スケジュール計算用入力手段１０６からの設定データと平均発電端効率の順位をもとに負荷増加時・負荷減少時における軸操作順位を決める。
【００１６】
要求電力量に対し負荷増加・負荷減少では賄い切れない場合、軸を新規に起動・停止する。軸起動時・軸停止時の軸操作順位決定手段１１２は、起動・停止スケジュール計算用入力設定手段１０４〜１０５からの入力信号をもとに、新たに起動・停止させる軸の順位を決定する。運転軸数決定手段１０３は、これらの負荷増加、負荷減少、軸起動、軸停止の出力値と要求電力量入力手段１０２からの要求値をもとに、運転する軸数を最終決定する。
【００１７】
統括スケジュール計算手段１１３は、各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５に対し、起動時には目標到達時刻、目標負荷を、停止時には停止開始時刻、停止開始負荷を設定する。各軸スケジュール計算手段１１４〜１１５は、統括スケジュール計算手段１１３の信号を基に、各個別軸毎に起動・停止時の負荷スケジュールを計算し、起動時には起動開始時刻、併入時刻、停止時は解列時刻、停止完了時刻を求める。
【００１８】
統括スケジュール計算手段１１３は上記個別軸毎の各時刻を収集し、個別発電軸の起動時・停止時おけるスケジュールの決定等を実施し、再度各軸のスケジュール計算演算機能に対して見直し要求した後、起動時は目標到達時刻、目標負荷を、停止時は停止開始時刻、停止開始負荷を設定する。
【００１９】
各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は、再度発電軸のスケジュール計算を実施し、起動開始時刻、併入時刻、解列時刻、停止完了時刻を決定すると共に装置の起動・停止用の制御信号を作成する。
【００２０】
各発電軸を構成するＧＴ（ガスタービン）、ＳＴ（蒸気タービン）および補機を制御するＧＴ・ＳＴ・補機制御装置１１６〜１１７は、各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５から起動・通常運転・停止の各制御信号を受信し、各発電軸１１８〜１１９の起動・停止を実施する。
【００２１】
図２は、発電機（発電軸）の負荷運転状態および発電機負荷が属する負荷帯を判別する方法を説明する図である。
【００２２】
ガスタービンおよび蒸気タービンを用いたコンバインドプラントは中間負荷を担うことが多く、毎日起動停止をすることが多い。図２は、朝、起動し、夜停止するパターンとなる１日の発電機負荷２０１を示した図である。要求電力量の変化に伴い発電電力は常に変化する。
発電機負荷の収集に際しては、例えば、同一負荷帯に属する負荷である時刻Ａから時刻Ｂまでの間および時刻Ｍから時刻Ｎまでの間における発電機負荷は発電機負荷帯３（γ≦〜＜β％）２０４として収集する。時刻Ｃから時刻Ｄまでの間および時刻Ｇから時刻Ｈまでの間および時刻Ｋから時刻Ｌまでの間における発電機負荷値は発電機負荷帯２（β≦〜＜α％）２０３として収集する。同様に、時刻Ｅから時刻Ｆまでの間および時刻Ｉから時刻Ｊまでの間における発電機負荷値は発電機負荷帯１（α≦〜≦１００％）２０２として収集する。
【００２３】
このように発電機負荷帯を数種類に分け、発電機負荷値を発電機負荷帯毎に振り分けて収集する。
【００２４】
図３は、発電機の負荷運転状態および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。図に示すように、１日の発電機負荷、燃料発熱量、燃料流量のデータ３０１を、平均発電端効率を求めるためのデータとして、発電機負荷帯毎に収集する。例えば、時刻Ａから時刻Ｂの間の計測データは発電機負荷帯３（γ≦〜＜β％）２０４に保管する。この際、発電機負荷および燃料流量は前記時間幅における積算値として求め、燃料発熱量は前記時間幅における平均値として求め、各々を保管する。
【００２５】
図４は、負荷帯毎のプラントデータ収集タイミングを説明する図である。負荷帯毎に各発電軸の平均発電端効率を算出する平均発電端効率算出手段１０９は、プラントデータ収集タイミング管理手段４０１、プラントデータ収集ファイル１（発電機負荷帯１（α%≦〜≦１００%）用）４０２、プラントデータ収集ファイル２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％）用）４０３、およびプラントデータ収集ファイル３（発電機負荷帯３（γ%≦〜＜β%）用）４０４を備える。
【００２６】
プラントデータ収集開始タイミングおよびプラントデータ収集終了タイミングを管理するプラントデータ収集タイミング管理手段４０１は、発電機負荷帯毎にプラントデータ収集開始指令およびプラントデータ収集終了指令を発し、プラントデータ処理手段１０７で処理したプラントデータ１０８を発電機負荷帯毎にプラントデータ収集ファイルに収集し保管する。
【００２７】
収集する発電機負荷がα％≦〜≦１００％の範囲に相当する場合、プラントデータ収集ファイル１（発電機負荷帯１（α％≦〜≦１００％）用）４０２に収集し保管する。収集する発電機負荷がβ％≦〜＜α％の範囲に相当する場合はプラントデータ収集ファイル２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％）用）４０３に収集し保管する。同様に収集する発電機負荷がγ％≦〜＜β％の範囲に相当する場合はプラントデータ収集ファイル３（発電機負荷帯３（γ％≦〜＜β％）用）４０４に収集し保管する。
【００２８】
図５は、発電機負荷帯別の平均発電端効率の計算開始・終了タイミングの生成を説明する図である。
【００２９】
図４で示したようにプラントデータ収集タイミング管理手段４０１は、各発電機負荷帯毎の平均発電端効率の計算処理タイミングを管理する。例えば、発電機負荷帯１の場合、プラントデータ収集開始タイミング５０１は、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値が（α％≦〜≦１００％）の範囲である条件と、発電機運転の実負荷である発電機負荷が（α％≦〜≦１００％）の範囲である条件と、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値と発電機運転の実負荷である発電機負荷との差が規定値（±Ｐ％）の範囲以内になってから一定時間経過したという３つの条件が全て成立したタイミングを発電機負荷帯１の平均発電端効率計算処理開始タイミングとして出力し、プラントデータ収集を開始する。
【００３０】
また、プラントデータ収集終了タイミング５０２は、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値が（α％≦〜≦１００％）の範囲を逸脱した条件、もしくは発電機運転の実負荷である発電機負荷が（α％≦〜≦１００％）の範囲を逸脱した条件、もしくは発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値と発電機運転の実負荷である発電機負荷との差が規定値（±Ｐ％）の範囲を逸脱した条件の内、何れか１つの条件が成立したタイミングを発電機負荷帯１の平均発電端効率計算処理終了タイミングとして出力し、プラントデータ収集を停止する。
【００３１】
発電機負荷帯２の場合のプラントデータ収集開始タイミング５０３、およびプラントデータ収集終了タイミング５０４、あるいは発電機負荷帯３の場合のプラントデータ収集開始タイミング５０５、およびプラントデータ収集終了タイミング５０６は、それぞれ発電機負荷帯が（β％≦〜＜α％）、（γ％≦〜＜β％）の場合に使用する。
【００３２】
図６は、発電機負荷帯２における平均発電端効率を計算する計算手段を説明する図である。プラントデータ収集ファイル手段２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％））４０３に収集したプラントデータは、プラントデータ積算ファイル手段２（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）６０１において、０時から２４時までにおける各時間帯毎の発電機負荷および燃料流量の積算量として求める。
【００３３】
燃料発熱量については各時間帯の平均値を算出する。次に平均発電端効率計算処理手段２（２４時間）（発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%））６０２において、発電機負荷積算量／（燃料発熱量平均値×燃料流量積算量）により、２４時間内における発電機負荷帯２の平均発電端効率を算出する。
【００３４】
図７は、発電機負荷帯２における規定回数分を考慮した平均発電端効率計算手段を説明する図である。平均発電端効率計算処理手段２（２４時間）（発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%））６０２で算出した２４時間内における発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%）の平均発電端効率は、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管する。翌日に平均発電端効率が算出された場合は、翌日からみた平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管するので、翌日からみた前日分の平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管されていたデータは、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−２)の過去１回前エリア７０２に異動されることになり、当日および翌日分の平均発電端効率計算結果が保管されることになる。
【００３５】
このように平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−３)の過去２回前エリア７０３、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)の過去（ｎ−１）回前エリア７０４と、順次保管ファイル手段を異動させることにより、合計ｎ回（ｎ日）分のデータを保管することが可能となる。ｎ回分を超えたデータは順次廃棄していくことにより、最新のｎ回分のデータを保管されることになる。
【００３６】
平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分)（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）７０５では平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１から平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)の過去（ｎ−１）回前エリア７０４までの発電機負荷積算量、燃料流量積算量、燃料発熱量平均値を各々合計し、ｎ個の平均発電端効率計算結果保管ファイル手段のデータを使用した平均発電機負荷帯２の平均発電端効率(ｎ回分)を算出する。これによりｎ回（ｎ日）分の平均発電機負荷帯２における平均発電端効率が求まる。なお、発電機負荷帯１、発電機負荷帯３における平均発電端効率計算処理手段は、発電機負荷帯２における７０１〜７０５の内容と同様とする。
【００３７】
図８は、季節を考慮した平均発電効率計算手段の説明図を示したものである。図７で求めた平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分)（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）７０５で求めた効率値は最大ｎ回分の平均値となっている。発電軸のｎ回の起動停止回数が２ヶ月以上にまたがる様な場合、大気温度が季節の変化と共に変わる。このため、大気温度から求めている発電機最大出力値および発電端効率値は変化する。この変化してしまった発電機最大出力値および発電端効率の平均値では、ｎ回分の平均発電端効率の精度が低下し、スケジュール計算で算出する発電軸の効率順位の信頼性が損なわれる。
【００３８】
このため、例えば大気温度の変化が極力少ない１月と２月の２ヶ月間で最大ｎ回分の平均発電端効率８０１を求める。１ヶ月単位で平均発電端効率を求めるため翌月分の平均発電端効率計算値を収集開始した場合は、最も古い１月分の収集データを破棄し、繰越し用の２月分と３月の収集分による２ヶ月分で最大ｎ回分の平均発電端効率８０２を求める。１２月経過時は１２月分と１月の収集データで最大ｎ回分の平均発電端効率８０３を求める。順次古い月のデータを廃棄し常に最大２ヶ月のデータから平均発電端効率を求める。
【００３９】
図９は、季節を考慮した平均発電効率計算フロー（図７，８の計算フロー）を説明する図である。ステップ９０１においてプラントデータを取り込み、平均発電端効率計算結果個数判断ステップ９０２において、最大ｎ個より多い結果個数が存在する場合はオーバーした個数分を廃棄ステップ９０３で廃棄する。ステップ９０２で求めた平均発電端効率計算結果個数の収集期間が判断ステップ９０４により２ヶ月を超えていると判断した場合は、最も古い月の平均発電端効率計算結果を廃棄ステップ９０５で廃棄する。ステップ９０５で廃棄処理したことにより最新２ヶ月間の平均発電端効率計算結果個数が１個以上であることを判断ステップ９０６で確認する。結果個数が無い場合は平均発電端効率計算結果が無くなってしまうため、代わりにステップ９０７で前年同月期間の平均発電端効率を使用する。ステップ９０１から９０６までの一連のステップ処理を実施することにより、発電機負荷帯毎の平均発電端効率をステップ９０８で算出する。
【００４０】
図１０は、吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の発電端効率計算結果を示す図である。図では、図９で求めた平均発電端効率結果を、運転員が入力設定する吸気冷却器の使用・不使用毎に、また発電機負荷帯毎に平均発電端効率計算結果の高い順番に管理テーブル１００１に纏め保管している。
【００４１】
図１０Ａは、発電機負荷帯毎に求めた平均発電端効率計算結果を示す図である。
【００４２】
図１１は、大気温度変化を示す曲線を説明する図である。大気温度は曲線１１０１に示すように、夜間は低く昼間の正午過ぎに高くなる。ガスタービン入口空気温度は低下させると、発電機負荷が増加する場合と変化しない場合があり、そのしきい値温度を吸気冷却器利用価値基準温度Ｔ １１０２とする。なお、しきい値Ｔは、大気温度がＴよりも低い場合は吸気冷却器を使用してもガスタービンの空気圧縮機入口温度をＴ以下に低下させることが不可能である温度である。よって大気温度がＴよりも低い場合は発電機負荷を増加させることができないため発電機負荷は変わらない。すなわち、吸気冷却器を運転することにより発電機負荷の一部が使用されるため効率が低下することになるので吸気冷却器を利用する価値が無いことになる。
【００４３】
大気温度がＴよりも高い場合は吸気冷却器を使用することにより発電機負荷が増加するため、吸気冷却器の運転により発電機負荷の一部が使用されても総合的に発電機負荷が増加する。さらに吸気冷却器の運転に使用される発電機負荷量によっては、平均発電端効率が変化する。したがって、Ｔよりも低い時間帯１１０３と１１０５においては吸気冷却器の利用価値が無いと判断され、Ｔよりも高い時間帯１１０４においては吸気冷却器の利用価値が有ると判断される。
【００４４】
図１２は、ガスタービン入口空気温度による発電機負荷・所内電力の変化を説明する図である。横軸がガスタービン入口空気温度、縦軸が発電機負荷および吸気冷却器運転負荷を示している。発電機負荷はガスタービン入口空気温度が高くなると共に低下する傾向にあるため右下がりの実線で示すカーブとなる。吸気冷却器の運転に必要な所内負荷１２１４はガスタービン入口空気温度が高くなると共に冷却能力を増加させる必要があるため右上がりに増加する２点鎖線で示すカーブとなる。発電機負荷１２０１〜１２０３から吸気冷却器の所内負荷１２１４を差し引いた残りが発電負荷１２１１〜１２１３であり点線で記載したカーブとなる。吸気冷却器利用価基準温度Ｔ以上における発電機負荷は、吸気冷却器不使用時には発電機負荷カーブ１２０２となり、吸気冷却器を使用することによりガスタービン入口空気温度が低くなり発電機負荷が増加するため発電機負荷カーブ１２０３となる。それぞれの発電機負荷から吸気冷却器による所内負荷分を差し引いた発電負荷カーブは１２１２または１２１３の点線となる。
【００４５】
図１３は、ガスタービン入口空気温度を判断基準とした出力優先判断手段を説明する図である。ガスタービン入口空気温度と吸気冷却器利用価値基準温度Ｔを比較判断ステップ１３０１で比較し、ガスタービン入口空気温度が吸気冷却器利用価値基準温度Ｔより低い場合は吸気冷却器の利用価値が無い。このため、図１２における運転状態は曲線１２０１に相当し、この曲線における発電機負荷が本発電軸の出力となる。
【００４６】
ガスタービン入口空気温度が吸気冷却器利用価値基準温度Ｔより高い場合は吸気冷却器の利用価値があるため、吸気冷却器が使用可能状態にあるかまたは故障等で不可能状態にあるかの可否をステップ１３０２で判断する。吸気冷却器が使用不可能状態であれば、図１２における運転状態は１２０２に相当する発電機負荷が本発電軸の出力となる。吸気冷却器が使用可能状態であれば、次に統括スケジュール計算における吸気冷却器の使用・不使用選択ステップ１３０３で、吸気冷却器の使用・不使用プッシュボタンを操作して選択する。
【００４７】
吸気冷却器不使用時は上記で記載した曲線１２０２に相当し、吸気冷却器使用時はガスタービン入口空気温度が低下することにより発電機負荷が増加した曲線１２０３に相当する発電機負荷になる。しかし、吸気冷却器運転により所内負荷が必要であるため発電機負荷から吸気冷却器所内負荷を差し引いた差分が発電負荷となり、これが該当発電軸の出力となる。
【００４８】
図１４は、起動・停止・通常運転スケジュール計算用入力手段を説明する図である。前記入力手段は、統括スケジュール計算を実行する前に、運転員がどのような運転をするか入力する入力設定手段である。起動スケジュール計算用入力手段１４０１は、起動過程における吸気冷却器の「使用」、「不使用」を表すプッシュボタンを選択する。また起動時にどのような順番で発電軸を起動させるかを指定する起動軸順位を表すプッシュボタン「１」〜「ｎ」を設定することができる。なお、起動軸順位により起動順位を設定しても、優先選択欄の「出力優先」、「効率優先」による指定結果が優先される。例えば、ＰＰＳ発電所として、出力確保が必須な場合は「出力優先」を表すプッシュボタンを選択し、燃料節約を目的に可能な限り高効率で運転させる場合は「効率優先」プッシュボタンを選択する。ＰＰＳ発電所としては出力確保の点から「出力優先」がデフォルトとして選択される。
【００４９】
停止スケジュール計算用入力手段１４０２は、停止時にどのような順番で発電軸を停止させるかを選択するための停止軸順位を表すプッシュボタン「１」〜「ｎ」を設定することができる。停止軸順位により停止順位を設定しても優先選択欄の「出力優先」、「効率優先」を表すプッシュボタンによる指定結果が優先される。
【００５０】
「出力優先」プッシュボタンを選択すると出力確保分以外に相当する発電軸が停止軸となる。また、「効率優先」プッシュボタンを選択すると、燃料節約を目的に可能な限り高効率の発電軸を連続運転させるために低効率の発電軸を停止する。
【００５１】
通常運転スケジュール計算用入力手段１４０３は、通常運転時における負荷増加・減少過程において、負荷増加・負荷減少に対応する軸の順位を表すプッシュボタンとして「１」〜「ｎ」を設定することができる。起動・停止のスケジュール計算と同様に負荷上昇軸順位・負荷減少軸順位を設定しても優先選択欄の「出力優先」プッシュボタン、「効率優先」プッシュボタンによる選択結果が優先される。
【００５２】
図１５は、停止軸における効率優先順位による軸起動順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５３】
発電機負荷帯２における第１軸起動順位１５０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位（平均発電端効率順位）から求める。個別条件として起動スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ停止状態にあること、かつ起動目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ起動目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位（１位）の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸起動順位１５０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸起動順位と同様となる。
【００５４】
図１６は、運転軸における効率優先順位による軸停止順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。図１５が起動順位であるのに対し、図１６は停止順位を求める順位選択手段である。
【００５５】
発電機負荷帯２における第１軸停止順位１６０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件としては、停止スケジュール計算用入力設定手段の優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ現状の運転負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ運転負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸停止順位１６０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸停止順位と同様となる。
【００５６】
図１７は、運転軸における効率優先順位による負荷増加順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５７】
発電機負荷帯２における第１軸負荷増加順位１７０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件として通常運転スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ起動操作過程でなく、かつ停止操作過程でなく、かつ増加目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ増加目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸負荷増加順位１７０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸負荷増加順位と同様となる。
【００５８】
図１８は、運転軸における効率優先順位による負荷減少順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５９】
発電機負荷帯２における第１軸負荷減少順位１８０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件として通常運転スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ起動操作過程でなく、かつ停止操作過程でなく、かつ減少目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ減少目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸負荷減少順位１８０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸負荷減少順位と同様となる
図１８Ａは、吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。最大発電可能出力の計算結果を発電機負荷帯毎に、運転員が入力設定する吸気冷却器の使用時または不使用時のそれぞれパターン毎に纏めて保管する。
【００６０】
図１８Ｂは、発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【００６１】
図１８Ａの管理表から求めた吸気冷却器使用時の最大発電可能出力、または吸気冷却器不使用時の最大発電可能出力を、運転員が吸気冷却器の使用不使用について選択入力した状態をもとに、何れか一方を選択して最大発電可能出力の高い順番に並べて管理テーブル１８１２に纏め保管する。
【００６２】
図１９は、負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理を説明する図である。統括スケジュール計算機能１２０は、給電指令装置１０１からの指令値を要求電力量入力手段１０２を介して入力する。次に負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段１９０３において負荷増加・負荷減少順位決定手段１９０２からの負荷増加順位・負荷減少順位が入力されているかを判定する。
【００６３】
順位番号入力済みであれば統括スケジュール計算手段１１３へ進み、起動停止順位に基づいて各軸に対し起動時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を送信する。判断手段１９０３で順位番号入力が未済であると判断すれば、起動・停止スケジュール計算用入力手段から効率優先または出力優先が入力されているかを効率優先・出力優先選択状況判断手段１９０４で判定する。
【００６４】
効率優先が入力されている場合は発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段１９０５で効率優先による軸起動・停止の順位を求める。出力優先が入力されている場合は発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段１９０６で出力優先による軸起動・停止の順位を求める。
【００６５】
これらの軸起動・停止の順位を基に統括スケジュール計算手段１１３は、起動時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を各軸に対し送信し、各軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は図１において説明した手順にしたがって起動・停止用の制御信号を作成する。
【００６６】
効率優先・出力優先選択状況判断手段１９０４での判定結果が効率優先および出力優先の何れにも該当しない場合、統括スケジュール計算演算が計算不可となりエラー処理手段１９０７から軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段１９０３に戻し、軸起動・軸停止順位の入力若しくは効率優先または出力優先の選択を待って再処理を実施する。
【００６７】
図２０は、負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。 統括スケジュール計算機能１２０は、給電指令装置１０１からの指令値を要求電力量入力手段１０２を介して入力し、要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段２００１は、負荷増加・減少時における現在運転発電軸軸数での対応可否を判断する。
【００６８】
次に負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段２００３において負荷増加・負荷減少順位決定手段２００２からの負荷増加順位・負荷減少順位が入力されているかを判定する。
【００６９】
順位番号入力済みであれば統括スケジュール計算手段１１３へ進み、負荷増加・負荷減少順位に基づいて各軸に対し負荷増加時であれば負荷増加到達時刻および目標負荷を、負荷減少時であれば負荷減少到達時刻および負荷減少開始負荷を送信する。判断手段２００３で順位番号入力が未済であれば、通常運転スケジュール計算用入力手段から効率優先・出力優先が入力されているかを効率優先・出力優先選択状況判断手段２００４で判定する。
【００７０】
効率優先が選択されている場合は発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による負荷増加・負荷減少順位決定手段２００５で効率優先による負荷増加・負荷減少の順位を求める。出力優先が選択されている場合は発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による負荷増加・負荷減少順位決定手段２００６で出力優先による負荷増加・負荷減少の順位を求める。これらの負荷増加・負荷減少の順位を基に統括スケジュール計算手段１１３で、負荷増加・負荷減少順位に基づいて各軸に対し負荷増加時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を送信する。各軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は図１において説明した手順にしたがって起動・停止用の制御信号を作成する。
【００７１】
効率優先・出力優先選択状況判断手段２００４での判定結果が効率優先および出力優先の何れにも該当しない場合、統括スケジュール計算演算が計算不可となりエラー処理手段２００７から軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段２００３に戻し、軸順位若しくは効率優先または出力優先が選択された後、再処理を実施する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、給電指令装置からの要求電力量の負荷パターンを取り込む要求電力入力手段、起動・停止・通常運転用のスケジュール計算用のデータを入力する入力設定手段を備え、発電機負荷値を発電機負荷帯毎に自動収集し、このデータから各発電機負荷帯毎の平均発電端効率を計算し、さらにこの平均発電端効率から高効率の軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能となる。また、ＰＰＳ発電所として発電機出力が優先される場合は、高出力が可能な発電軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能である。また、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備の発電端効率あるいは発電端出力をもとに作成した発電端効率順位あるいは発電端出力順位をもとに、高効率あるいは高出力の発電軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１ 給電指令装置
１０２ 要求電力量入力手段
１０３ 運転軸数決定手段
１０４ 起動スケジュール計算用入力設定手段
１０５ 停止スケジュール計算用入力設定手段
１０６ 通常運転スケジュール計算用入力設定手段
１０７ プラントデータ処理手段
１０８ プラントデータ
１０９ 負荷帯毎における各軸の発電端効率算出手段
１１０ 負荷帯毎における各軸の発電端効率順位作成手段
１１１ 負荷上昇時・負荷減少時の軸操作順位決定手段
１１２ 軸起動時・軸停止時の軸操作順位決定手段
１１３ 統括スケジュール計算手段
１１４ １軸スケジュール計算手段
１１５ ｎ軸スケジュール計算手段
１１６ １軸ガスタービン・蒸気タービン・補機制御装置
１１７ ｎ軸ガスタービン・蒸気タービン・補機制御装置
１１８ １軸発電軸
１１９ ｎ軸発電軸
１２０ 統括スケジュール演算装置
２０１ １日間の発電機負荷カーブデータ、
２０２ 発電機負荷帯１（α%≦〜≦100%）、
２０３ 発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%）、
２０４ 発電機負荷帯３（γ%≦〜＜β%）、
３０１ １日間の発電機負荷・燃料発熱量・燃料流量カーブデータ、
４０１ プラントデータ収集タイミング管理手段、
４０２ プラントデータ収集ファイル手段１ 発電機負荷帯１(α%≦〜≦１００%)、
４０３ プラントデータ収集ファイル手段２ 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
４０４ プラントデータ収集ファイル手段３ 発電機負荷帯３(γ%≦〜＜β%)、
５０１ 発電機負荷帯１ プラントデータ収集開始タイミング、
５０２ 発電機負荷帯１ プラントデータ収集終了タイミング、
５０３ 発電機負荷帯２ プラントデータ収集開始タイミング、
５０４ 発電機負荷帯２ プラントデータ収集終了タイミング、
５０５ 発電機負荷帯３ プラントデータ収集開始タイミング、
５０６ 発電機負荷帯３ プラントデータ収集終了タイミング、
６０１ プラントデータ積算ファイル手段２ 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
６０２ 平均発電端効率計算処理手段２(２４時間) 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
７０１ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)当日エリア、
７０２ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−２)過去１回前エリア、
７０３ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−３)過去２回前エリア、
７０４ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)過去(ｎ−１)回前エリア、
７０５ 平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分) 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
８０１ １、２月における平均発電端効率計算保管手段、
８０２ ２、３月における平均発電端効率計算保管手段、
８０３ １２、１月における平均発電端効率計算保管手段、
９０１ プラントデータ取り込み実施ステップ、
９０２ 平均発電端効率計算結果はｎ回分以上の有無判断ステップ、
９０３ 最新ｎ回分以上時における平均発電端効率計算の破棄ステップ、
９０４ 最新ｎ回の平均発電端効率計算結果範囲の最新２ヶ月以内の判断ステップ、
９０５ 最新２ヶ月以上時における平均発電端効率計算の破棄ステップ、
９０６ 平均発電端効率計算結果が１回分以上の存在有無判断ステップ、
９０７ 前年同月期間の平均発電端効率使用ステップ、
９０８ 負荷帯毎の平均発電端効率の使用ステップ、
１００１ 吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表、
１００２ 発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表、
１１０１ １日における大気温度値、
１１０２ 吸気冷却器利用価値基準温度、
１１０３ 吸気冷却器の不使用エリアにおける大気温度値、
１１０４ 吸気冷却器の使用エリアにおける大気温度値、
１１０５ 吸気冷却器の不使用エリアにおける大気温度値、
１２０１ 吸気冷却器不使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ未満）、
１２０２ 吸気冷却器不使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２０３ 吸気冷却器使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１１ 吸気冷却器不使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ未満）、
１２１２ 吸気冷却器不使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１３ 吸気冷却器使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１４ 吸気冷却器の所内負荷カーブ、
１３０１ 吸気冷却器使用可否の判断ステップ、
１３０２ ＧＴ入口空気温度と吸気冷却器の利用価値基準温度Ｔの比較ステップ、
１３０３ 吸気冷却器使用・不使用選択ＰＢの状況判断ステップ、
１５０１ 発電機負荷帯２における第１軸目起動順位手段、
１５０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目起動順位手段、
１６０１ 発電機負荷帯２における第１軸目停止順位手段、
１６０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目停止順位手段、
１７０１ 発電機負荷帯２における第１軸目負荷増加順位手段、
１７０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目負荷増加順位手段、
１８０１ 発電機負荷帯２における第１軸目負荷減少順位手段、
１８０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目負荷減少順位手段、
１８１１ 吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の発電出力計算結果管理表、
１８１２ 発電機負荷帯別の発電出力計算結果管理表、
１９０２ 負荷増加・負荷減少順位決定手段、
１９０３ 負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段、
１９０４ 効率優先・出力優先の選択状況判断手段、
１９０５ 発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による負荷増加減少順位決定手段、
１９０６ 発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による負荷増加減少順位決定手段、
１９０８ 軸起動・軸停止順位決定手段、
１９０９ 要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段、
１９１０ 要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段、
２００３ 軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段、
２００４ 効率優先・出力優先選択状況判断手段、
２００５ 発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段、
２００６ 発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段、
２００９ 運転軸数決定手段、
２０１０ 運転軸数決定手段、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転スケジュール演算装置に係り、特に複数の発電設備（発電軸）を連携して運転する際に、各発電設備に好適な運転スケジュールを演算する運転スケジュール演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＰＳ（Power Producer＆Supplier：特定規模電気事業者）対応の小電力発電装置の運用が開始され、例えば複数台の小電力発電設備を１つの発電装置として、数名の運転員により運用されている。
【０００３】
また、ＰＰＳ対応の発電設備は、各売電先顧客の状況に応じて要求される発電電力量が時々刻々変更され，起動・停止が頻繁に発生する。このため、要求される発電電力量毎に発電端での発電効率が最大となるように各発電設備を運転して前記要求に応じるとともに燃料を節約することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３３４２０７号公報
【特許文献２】特開平０５−８６８１０号公報
【特許文献３】特開昭６１−１５７２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発電設備（発電軸）の発電端効率は、発電設備を構成するガスタービンが吸気冷却器を使用するか否かにより変動する。また、季節変化などにより大気温度が変化すると変動する。このため、複数の発電軸を備えた発電ユニットを効率よく運用することは容易ではない。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、発電ユニットを構成する各発電軸を効率的に起動し、停止し、運用する運転スケジュールを生成することのできる演算装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【０００８】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段と、前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段と、給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段を備え、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上の構成を備えるため、発電ユニットを構成する各発電軸を効率的に起動し、停止し、運用することのできる運転スケジュールを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】統括スケジュール計算手段の全体構成を示す図である。
【図２】発電機（発電軸）の負荷運転状態、および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。
【図３】発電機の負荷運転状態、および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。
【図４】負荷帯毎のプラントデータ収集タイミングを説明する図である。
【図５】発電機負荷帯別の平均発電端効率の計算開始・終了タイミングの生成を説明する図である。
【図６】発電機負荷帯２における平均発電端効率を計算する計算手段を説明する図である。
【図７】発電機負荷帯２における規定回数分を考慮した平均発電端効率計算手段を説明する図である。
【図８】季節を考慮した平均発電効率計算手段の説明図を示したものである。
【図９】季節を考慮した平均発電効率計算フローを説明する図である。
【図１０】吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯毎の平均発電端効率計算結果を示す図である。
【図１０Ａ】発電機負荷帯毎の平均発電端効率計算結果を示す図である。
【図１１】大気温度変化を示す曲線を説明する図である。
【図１２】ガスタービン入口空気温度による発電機負荷・所内電力の変化を説明する図である。
【図１３】ガスタービン入口空気温度を判断基準とした出力優先判断手段を説明する図である。
【図１４】起動・停止・通常運転スケジュール計算用入力手段を説明する図である。
【図１５】停止軸における効率優先順位による軸起動順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１６】運転軸における効率優先順位による軸停止順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１７】運転軸における効率優先順位による負荷増加順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１８】運転軸における効率優先順位による負荷減少順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【図１８Ａ】吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【図１８Ｂ】発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【図１９】負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。
【図２０】軸起動時・軸停止時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる統括スケジュール計算手段の全体構成を示す図である。
【００１２】
図において、１０２は給電指令装置１０１から、例えば３０分単位で要求される負荷パターンが入力される要求電力量入力手段である。統括スケジュール演算部１２０は、運転員が各発電軸を起動する際の起動順位を設定するための起動スケジュール計算用入力設定手段１０４、各発電軸の停止順位を設定するための停止スケジュール計算用入力設定手段１０５、および各発電軸の通常運転における負荷上昇・負荷減少順位を設定するための通常運転スケジュール計算用入力設定手段１０６を備え、プラントデータ処理手段１０７で処理したプラントデータ１０８を入力し、統括スケジュール作成のための計算を実施する。
【００１３】
また、統括スケジュール演算部１２０は、負荷帯毎に各発電軸の平均発電端効率を算出する平均発電端効率算出手段１０９、負荷帯毎に平均発電端効率の順位を作成する平均発電端効率順位作成手段１１０、負荷増加・負荷減少時における各発電軸の操作順位を決定する操作順位決定手段１１１、ユニット起動・停止時における操作順位を決定する操作順位決定手段１１２、統括スケジュール計算手段１１３、および運転ユニット数決定手段１０３を備えている。
【００１４】
また、統括スケジュール演算部１２０は、プラントデータ処理手段１０７で処理されたプラントデータ１０８を、負荷帯毎に収集し、収集したプラントデータを基に平均発電端効率算出手段１０９により各発電機負荷帯毎における各軸の平均発電端効率を計算する。平均発電端効率順位決定手段１１０は、前記計算した平均発電端効率をもとに平均発電端効率の高い順に順位を作成する。
【００１５】
負荷増加時・負荷減少時の軸操作順位決定手段１１１は、通常運転スケジュール計算用入力手段１０６からの設定データと平均発電端効率の順位をもとに負荷増加時・負荷減少時における軸操作順位を決める。
【００１６】
要求電力量に対し負荷増加・負荷減少では賄い切れない場合、軸を新規に起動・停止する。軸起動時・軸停止時の軸操作順位決定手段１１２は、起動・停止スケジュール計算用入力設定手段１０４〜１０５からの入力信号をもとに、新たに起動・停止させる軸の順位を決定する。運転軸数決定手段１０３は、これらの負荷増加、負荷減少、軸起動、軸停止の出力値と要求電力量入力手段１０２からの要求値をもとに、運転する軸数を最終決定する。
【００１７】
統括スケジュール計算手段１１３は、各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５に対し、起動時には目標到達時刻、目標負荷を、停止時には停止開始時刻、停止開始負荷を設定する。各軸スケジュール計算手段１１４〜１１５は、統括スケジュール計算手段１１３の信号を基に、各個別軸毎に起動・停止時の負荷スケジュールを計算し、起動時には起動開始時刻、併入時刻、停止時は解列時刻、停止完了時刻を求める。
【００１８】
統括スケジュール計算手段１１３は上記個別軸毎の各時刻を収集し、個別発電軸の起動時・停止時おけるスケジュールの決定等を実施し、再度各軸のスケジュール計算演算機能に対して見直し要求した後、起動時は目標到達時刻、目標負荷を、停止時は停止開始時刻、停止開始負荷を設定する。
【００１９】
各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は、再度発電軸のスケジュール計算を実施し、起動開始時刻、併入時刻、解列時刻、停止完了時刻を決定すると共に装置の起動・停止用の制御信号を作成する。
【００２０】
各発電軸を構成するＧＴ（ガスタービン）、ＳＴ（蒸気タービン）および補機を制御するＧＴ・ＳＴ・補機制御装置１１６〜１１７は、各発電軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５から起動・通常運転・停止の各制御信号を受信し、各発電軸１１８〜１１９の起動・停止を実施する。
【００２１】
図２は、発電機（発電軸）の負荷運転状態および発電機負荷が属する負荷帯を判別する方法を説明する図である。
【００２２】
ガスタービンおよび蒸気タービンを用いたコンバインドプラントは中間負荷を担うことが多く、毎日起動停止をすることが多い。図２は、朝、起動し、夜停止するパターンとなる１日の発電機負荷２０１を示した図である。要求電力量の変化に伴い発電電力は常に変化する。
発電機負荷の収集に際しては、例えば、同一負荷帯に属する負荷である時刻Ａから時刻Ｂまでの間および時刻Ｍから時刻Ｎまでの間における発電機負荷は発電機負荷帯３（γ≦〜＜β％）２０４として収集する。時刻Ｃから時刻Ｄまでの間および時刻Ｇから時刻Ｈまでの間および時刻Ｋから時刻Ｌまでの間における発電機負荷値は発電機負荷帯２（β≦〜＜α％）２０３として収集する。同様に、時刻Ｅから時刻Ｆまでの間および時刻Ｉから時刻Ｊまでの間における発電機負荷値は発電機負荷帯１（α≦〜≦１００％）２０２として収集する。
【００２３】
このように発電機負荷帯を数種類に分け、発電機負荷値を発電機負荷帯毎に振り分けて収集する。
【００２４】
図３は、発電機の負荷運転状態および発電機負荷が属する負荷帯の判別方法を説明する図である。図に示すように、１日の発電機負荷、燃料発熱量、燃料流量のデータ３０１を、平均発電端効率を求めるためのデータとして、発電機負荷帯毎に収集する。例えば、時刻Ａから時刻Ｂの間の計測データは発電機負荷帯３（γ≦〜＜β％）２０４に保管する。この際、発電機負荷および燃料流量は前記時間幅における積算値として求め、燃料発熱量は前記時間幅における平均値として求め、各々を保管する。
【００２５】
図４は、負荷帯毎のプラントデータ収集タイミングを説明する図である。負荷帯毎に各発電軸の平均発電端効率を算出する平均発電端効率算出手段１０９は、プラントデータ収集タイミング管理手段４０１、プラントデータ収集ファイル１（発電機負荷帯１（α%≦〜≦１００%）用）４０２、プラントデータ収集ファイル２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％）用）４０３、およびプラントデータ収集ファイル３（発電機負荷帯３（γ%≦〜＜β%）用）４０４を備える。
【００２６】
プラントデータ収集開始タイミングおよびプラントデータ収集終了タイミングを管理するプラントデータ収集タイミング管理手段４０１は、発電機負荷帯毎にプラントデータ収集開始指令およびプラントデータ収集終了指令を発し、プラントデータ処理手段１０７で処理したプラントデータ１０８を発電機負荷帯毎にプラントデータ収集ファイルに収集し保管する。
【００２７】
収集する発電機負荷がα％≦〜≦１００％の範囲に相当する場合、プラントデータ収集ファイル１（発電機負荷帯１（α％≦〜≦１００％）用）４０２に収集し保管する。収集する発電機負荷がβ％≦〜＜α％の範囲に相当する場合はプラントデータ収集ファイル２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％）用）４０３に収集し保管する。同様に収集する発電機負荷がγ％≦〜＜β％の範囲に相当する場合はプラントデータ収集ファイル３（発電機負荷帯３（γ％≦〜＜β％）用）４０４に収集し保管する。
【００２８】
図５は、発電機負荷帯別の平均発電端効率の計算開始・終了タイミングの生成を説明する図である。
【００２９】
図４で示したようにプラントデータ収集タイミング管理手段４０１は、各発電機負荷帯毎の平均発電端効率の計算処理タイミングを管理する。例えば、発電機負荷帯１の場合、プラントデータ収集開始タイミング５０１は、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値が（α％≦〜≦１００％）の範囲である条件と、発電機運転の実負荷である発電機負荷が（α％≦〜≦１００％）の範囲である条件と、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値と発電機運転の実負荷である発電機負荷との差が規定値（±Ｐ％）の範囲以内になってから一定時間経過したという３つの条件が全て成立したタイミングを発電機負荷帯１の平均発電端効率計算処理開始タイミングとして出力し、プラントデータ収集を開始する。
【００３０】
また、プラントデータ収集終了タイミング５０２は、発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値が（α％≦〜≦１００％）の範囲を逸脱した条件、もしくは発電機運転の実負荷である発電機負荷が（α％≦〜≦１００％）の範囲を逸脱した条件、もしくは発電機負荷の目標値となる発電機負荷設定値と発電機運転の実負荷である発電機負荷との差が規定値（±Ｐ％）の範囲を逸脱した条件の内、何れか１つの条件が成立したタイミングを発電機負荷帯１の平均発電端効率計算処理終了タイミングとして出力し、プラントデータ収集を停止する。
【００３１】
発電機負荷帯２の場合のプラントデータ収集開始タイミング５０３、およびプラントデータ収集終了タイミング５０４、あるいは発電機負荷帯３の場合のプラントデータ収集開始タイミング５０５、およびプラントデータ収集終了タイミング５０６は、それぞれ発電機負荷帯が（β％≦〜＜α％）、（γ％≦〜＜β％）の場合に使用する。
【００３２】
図６は、発電機負荷帯２における平均発電端効率を計算する計算手段を説明する図である。プラントデータ収集ファイル手段２（発電機負荷帯２（β％≦〜＜α％））４０３に収集したプラントデータは、プラントデータ積算ファイル手段２（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）６０１において、０時から２４時までにおける各時間帯毎の発電機負荷および燃料流量の積算量として求める。
【００３３】
燃料発熱量については各時間帯の平均値を算出する。次に平均発電端効率計算処理手段２（２４時間）（発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%））６０２において、発電機負荷積算量／（燃料発熱量平均値×燃料流量積算量）により、２４時間内における発電機負荷帯２の平均発電端効率を算出する。
【００３４】
図７は、発電機負荷帯２における規定回数分を考慮した平均発電端効率計算手段を説明する図である。平均発電端効率計算処理手段２（２４時間）（発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%））６０２で算出した２４時間内における発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%）の平均発電端効率は、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管する。翌日に平均発電端効率が算出された場合は、翌日からみた平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管するので、翌日からみた前日分の平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１に保管されていたデータは、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−２)の過去１回前エリア７０２に異動されることになり、当日および翌日分の平均発電端効率計算結果が保管されることになる。
【００３５】
このように平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−３)の過去２回前エリア７０３、平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)の過去（ｎ−１）回前エリア７０４と、順次保管ファイル手段を異動させることにより、合計ｎ回（ｎ日）分のデータを保管することが可能となる。ｎ回分を超えたデータは順次廃棄していくことにより、最新のｎ回分のデータを保管されることになる。
【００３６】
平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分)（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）７０５では平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)の当日エリア７０１から平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)の過去（ｎ−１）回前エリア７０４までの発電機負荷積算量、燃料流量積算量、燃料発熱量平均値を各々合計し、ｎ個の平均発電端効率計算結果保管ファイル手段のデータを使用した平均発電機負荷帯２の平均発電端効率(ｎ回分)を算出する。これによりｎ回（ｎ日）分の平均発電機負荷帯２における平均発電端効率が求まる。なお、発電機負荷帯１、発電機負荷帯３における平均発電端効率計算処理手段は、発電機負荷帯２における７０１〜７０５の内容と同様とする。
【００３７】
図８は、季節を考慮した平均発電効率計算手段の説明図を示したものである。図７で求めた平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分)（発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)）７０５で求めた効率値は最大ｎ回分の平均値となっている。発電軸のｎ回の起動停止回数が２ヶ月以上にまたがる様な場合、大気温度が季節の変化と共に変わる。このため、大気温度から求めている発電機最大出力値および発電端効率値は変化する。この変化してしまった発電機最大出力値および発電端効率の平均値では、ｎ回分の平均発電端効率の精度が低下し、スケジュール計算で算出する発電軸の効率順位の信頼性が損なわれる。
【００３８】
このため、例えば大気温度の変化が極力少ない１月と２月の２ヶ月間で最大ｎ回分の平均発電端効率８０１を求める。１ヶ月単位で平均発電端効率を求めるため翌月分の平均発電端効率計算値を収集開始した場合は、最も古い１月分の収集データを破棄し、繰越し用の２月分と３月の収集分による２ヶ月分で最大ｎ回分の平均発電端効率８０２を求める。１２月経過時は１２月分と１月の収集データで最大ｎ回分の平均発電端効率８０３を求める。順次古い月のデータを廃棄し常に最大２ヶ月のデータから平均発電端効率を求める。
【００３９】
図９は、季節を考慮した平均発電効率計算フロー（図７，８の計算フロー）を説明する図である。ステップ９０１においてプラントデータを取り込み、平均発電端効率計算結果個数判断ステップ９０２において、最大ｎ個より多い結果個数が存在する場合はオーバーした個数分を廃棄ステップ９０３で廃棄する。ステップ９０２で求めた平均発電端効率計算結果個数の収集期間が判断ステップ９０４により２ヶ月を超えていると判断した場合は、最も古い月の平均発電端効率計算結果を廃棄ステップ９０５で廃棄する。ステップ９０５で廃棄処理したことにより最新２ヶ月間の平均発電端効率計算結果個数が１個以上であることを判断ステップ９０６で確認する。結果個数が無い場合は平均発電端効率計算結果が無くなってしまうため、代わりにステップ９０７で前年同月期間の平均発電端効率を使用する。ステップ９０１から９０６までの一連のステップ処理を実施することにより、発電機負荷帯毎の平均発電端効率をステップ９０８で算出する。
【００４０】
図１０は、吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の発電端効率計算結果を示す図である。図では、図９で求めた平均発電端効率結果を、運転員が入力設定する吸気冷却器の使用・不使用毎に、また発電機負荷帯毎に平均発電端効率計算結果の高い順番に管理テーブル１００１に纏め保管している。
【００４１】
図１０Ａは、発電機負荷帯毎に求めた平均発電端効率計算結果を示す図である。
【００４２】
図１１は、大気温度変化を示す曲線を説明する図である。大気温度は曲線１１０１に示すように、夜間は低く昼間の正午過ぎに高くなる。ガスタービン入口空気温度は低下させると、発電機負荷が増加する場合と変化しない場合があり、そのしきい値温度を吸気冷却器利用価値基準温度Ｔ １１０２とする。なお、しきい値Ｔは、大気温度がＴよりも低い場合は吸気冷却器を使用してもガスタービンの空気圧縮機入口温度をＴ以下に低下させることが不可能である温度である。よって大気温度がＴよりも低い場合は発電機負荷を増加させることができないため発電機負荷は変わらない。すなわち、吸気冷却器を運転することにより発電機負荷の一部が使用されるため効率が低下することになるので吸気冷却器を利用する価値が無いことになる。
【００４３】
大気温度がＴよりも高い場合は吸気冷却器を使用することにより発電機負荷が増加するため、吸気冷却器の運転により発電機負荷の一部が使用されても総合的に発電機負荷が増加する。さらに吸気冷却器の運転に使用される発電機負荷量によっては、平均発電端効率が変化する。したがって、Ｔよりも低い時間帯１１０３と１１０５においては吸気冷却器の利用価値が無いと判断され、Ｔよりも高い時間帯１１０４においては吸気冷却器の利用価値が有ると判断される。
【００４４】
図１２は、ガスタービン入口空気温度による発電機負荷・所内電力の変化を説明する図である。横軸がガスタービン入口空気温度、縦軸が発電機負荷および吸気冷却器運転負荷を示している。発電機負荷はガスタービン入口空気温度が高くなると共に低下する傾向にあるため右下がりの実線で示すカーブとなる。吸気冷却器の運転に必要な所内負荷１２１４はガスタービン入口空気温度が高くなると共に冷却能力を増加させる必要があるため右上がりに増加する２点鎖線で示すカーブとなる。発電機負荷１２０１〜１２０３から吸気冷却器の所内負荷１２１４を差し引いた残りが発電負荷１２１１〜１２１３であり点線で記載したカーブとなる。吸気冷却器利用価基準温度Ｔ以上における発電機負荷は、吸気冷却器不使用時には発電機負荷カーブ１２０２となり、吸気冷却器を使用することによりガスタービン入口空気温度が低くなり発電機負荷が増加するため発電機負荷カーブ１２０３となる。それぞれの発電機負荷から吸気冷却器による所内負荷分を差し引いた発電負荷カーブは１２１２または１２１３の点線となる。
【００４５】
図１３は、ガスタービン入口空気温度を判断基準とした出力優先判断手段を説明する図である。ガスタービン入口空気温度と吸気冷却器利用価値基準温度Ｔを比較判断ステップ１３０１で比較し、ガスタービン入口空気温度が吸気冷却器利用価値基準温度Ｔより低い場合は吸気冷却器の利用価値が無い。このため、図１２における運転状態は曲線１２０１に相当し、この曲線における発電機負荷が本発電軸の出力となる。
【００４６】
ガスタービン入口空気温度が吸気冷却器利用価値基準温度Ｔより高い場合は吸気冷却器の利用価値があるため、吸気冷却器が使用可能状態にあるかまたは故障等で不可能状態にあるかの可否をステップ１３０２で判断する。吸気冷却器が使用不可能状態であれば、図１２における運転状態は１２０２に相当する発電機負荷が本発電軸の出力となる。吸気冷却器が使用可能状態であれば、次に統括スケジュール計算における吸気冷却器の使用・不使用選択ステップ１３０３で、吸気冷却器の使用・不使用プッシュボタンを操作して選択する。
【００４７】
吸気冷却器不使用時は上記で記載した曲線１２０２に相当し、吸気冷却器使用時はガスタービン入口空気温度が低下することにより発電機負荷が増加した曲線１２０３に相当する発電機負荷になる。しかし、吸気冷却器運転により所内負荷が必要であるため発電機負荷から吸気冷却器所内負荷を差し引いた差分が発電負荷となり、これが該当発電軸の出力となる。
【００４８】
図１４は、起動・停止・通常運転スケジュール計算用入力手段を説明する図である。前記入力手段は、統括スケジュール計算を実行する前に、運転員がどのような運転をするか入力する入力設定手段である。起動スケジュール計算用入力手段１４０１は、起動過程における吸気冷却器の「使用」、「不使用」を表すプッシュボタンを選択する。また起動時にどのような順番で発電軸を起動させるかを指定する起動軸順位を表すプッシュボタン「１」〜「ｎ」を設定することができる。なお、起動軸順位により起動順位を設定しても、優先選択欄の「出力優先」、「効率優先」による指定結果が優先される。例えば、ＰＰＳ発電所として、出力確保が必須な場合は「出力優先」を表すプッシュボタンを選択し、燃料節約を目的に可能な限り高効率で運転させる場合は「効率優先」プッシュボタンを選択する。ＰＰＳ発電所としては出力確保の点から「出力優先」がデフォルトとして選択される。
【００４９】
停止スケジュール計算用入力手段１４０２は、停止時にどのような順番で発電軸を停止させるかを選択するための停止軸順位を表すプッシュボタン「１」〜「ｎ」を設定することができる。停止軸順位により停止順位を設定しても優先選択欄の「出力優先」、「効率優先」を表すプッシュボタンによる指定結果が優先される。
【００５０】
「出力優先」プッシュボタンを選択すると出力確保分以外に相当する発電軸が停止軸となる。また、「効率優先」プッシュボタンを選択すると、燃料節約を目的に可能な限り高効率の発電軸を連続運転させるために低効率の発電軸を停止する。
【００５１】
通常運転スケジュール計算用入力手段１４０３は、通常運転時における負荷増加・減少過程において、負荷増加・負荷減少に対応する軸の順位を表すプッシュボタンとして「１」〜「ｎ」を設定することができる。起動・停止のスケジュール計算と同様に負荷上昇軸順位・負荷減少軸順位を設定しても優先選択欄の「出力優先」プッシュボタン、「効率優先」プッシュボタンによる選択結果が優先される。
【００５２】
図１５は、停止軸における効率優先順位による軸起動順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５３】
発電機負荷帯２における第１軸起動順位１５０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位（平均発電端効率順位）から求める。個別条件として起動スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ停止状態にあること、かつ起動目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ起動目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位（１位）の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸起動順位１５０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸起動順位と同様となる。
【００５４】
図１６は、運転軸における効率優先順位による軸停止順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。図１５が起動順位であるのに対し、図１６は停止順位を求める順位選択手段である。
【００５５】
発電機負荷帯２における第１軸停止順位１６０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件としては、停止スケジュール計算用入力設定手段の優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ現状の運転負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ運転負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸停止順位１６０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸停止順位と同様となる。
【００５６】
図１７は、運転軸における効率優先順位による負荷増加順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５７】
発電機負荷帯２における第１軸負荷増加順位１７０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件として通常運転スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ起動操作過程でなく、かつ停止操作過程でなく、かつ増加目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ増加目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸負荷増加順位１７０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸負荷増加順位と同様となる。
【００５８】
図１８は、運転軸における効率優先順位による負荷減少順位決定手段（発電機負荷帯２）を説明する図である。
【００５９】
発電機負荷帯２における第１軸負荷減少順位１８０１は、個別条件の成立時に図１０で算出した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表の管理表順位から求める。個別条件として通常運転スケジュール計算用入力設定手段の効率優先選択プッシュボタンが選択設定されていること、かつ運転状態にあること、かつ起動操作過程でなく、かつ停止操作過程でなく、かつ減少目標負荷がβ％≦〜＜α％の範囲にあること、かつ減少目標負荷（β％≦〜＜α％）における発電端効率計算結果管理表順位の全てが成立することが必要となる。第ｎ軸負荷減少順位１８０２においても個別条件成立時に管理表順位から求め、各個別条件内容は第１軸負荷減少順位と同様となる
図１８Ａは、吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。最大発電可能出力の計算結果を発電機負荷帯毎に、運転員が入力設定する吸気冷却器の使用時または不使用時のそれぞれパターン毎に纏めて保管する。
【００６０】
図１８Ｂは、発電機負荷帯別の最大発電可能出力計算結果を説明する図である。
【００６１】
図１８Ａの管理表から求めた吸気冷却器使用時の最大発電可能出力、または吸気冷却器不使用時の最大発電可能出力を、運転員が吸気冷却器の使用不使用について選択入力した状態をもとに、何れか一方を選択して最大発電可能出力の高い順番に並べて管理テーブル１８１２に纏め保管する。
【００６２】
図１９は、負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理を説明する図である。統括スケジュール計算機能１２０は、給電指令装置１０１からの指令値を要求電力量入力手段１０２を介して入力する。次に負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段１９０３において負荷増加・負荷減少順位決定手段１９０２からの負荷増加順位・負荷減少順位が入力されているかを判定する。
【００６３】
順位番号入力済みであれば統括スケジュール計算手段１１３へ進み、起動停止順位に基づいて各軸に対し起動時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を送信する。判断手段１９０３で順位番号入力が未済であると判断すれば、起動・停止スケジュール計算用入力手段から効率優先または出力優先が入力されているかを効率優先・出力優先選択状況判断手段１９０４で判定する。
【００６４】
効率優先が入力されている場合は発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段１９０５で効率優先による軸起動・停止の順位を求める。出力優先が入力されている場合は発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段１９０６で出力優先による軸起動・停止の順位を求める。
【００６５】
これらの軸起動・停止の順位を基に統括スケジュール計算手段１１３は、起動時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を各軸に対し送信し、各軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は図１において説明した手順にしたがって起動・停止用の制御信号を作成する。
【００６６】
効率優先・出力優先選択状況判断手段１９０４での判定結果が効率優先および出力優先の何れにも該当しない場合、統括スケジュール計算演算が計算不可となりエラー処理手段１９０７から軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段１９０３に戻し、軸起動・軸停止順位の入力若しくは効率優先または出力優先の選択を待って再処理を実施する。
【００６７】
図２０は、負荷増加時・負荷減少時の軸順位決定手段の処理フローを説明する図である。 統括スケジュール計算機能１２０は、給電指令装置１０１からの指令値を要求電力量入力手段１０２を介して入力し、要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段２００１は、負荷増加・減少時における現在運転発電軸軸数での対応可否を判断する。
【００６８】
次に負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段２００３において負荷増加・負荷減少順位決定手段２００２からの負荷増加順位・負荷減少順位が入力されているかを判定する。
【００６９】
順位番号入力済みであれば統括スケジュール計算手段１１３へ進み、負荷増加・負荷減少順位に基づいて各軸に対し負荷増加時であれば負荷増加到達時刻および目標負荷を、負荷減少時であれば負荷減少到達時刻および負荷減少開始負荷を送信する。判断手段２００３で順位番号入力が未済であれば、通常運転スケジュール計算用入力手段から効率優先・出力優先が入力されているかを効率優先・出力優先選択状況判断手段２００４で判定する。
【００７０】
効率優先が選択されている場合は発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による負荷増加・負荷減少順位決定手段２００５で効率優先による負荷増加・負荷減少の順位を求める。出力優先が選択されている場合は発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による負荷増加・負荷減少順位決定手段２００６で出力優先による負荷増加・負荷減少の順位を求める。これらの負荷増加・負荷減少の順位を基に統括スケジュール計算手段１１３で、負荷増加・負荷減少順位に基づいて各軸に対し負荷増加時であれば目標到達時刻および目標負荷を、停止時であれば停止開始時刻および停止開始負荷を送信する。各軸のスケジュール計算手段１１４〜１１５は図１において説明した手順にしたがって起動・停止用の制御信号を作成する。
【００７１】
効率優先・出力優先選択状況判断手段２００４での判定結果が効率優先および出力優先の何れにも該当しない場合、統括スケジュール計算演算が計算不可となりエラー処理手段２００７から軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段２００３に戻し、軸順位若しくは効率優先または出力優先が選択された後、再処理を実施する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、給電指令装置からの要求電力量の負荷パターンを取り込む要求電力入力手段、起動・停止・通常運転用のスケジュール計算用のデータを入力する入力設定手段を備え、発電機負荷値を発電機負荷帯毎に自動収集し、このデータから各発電機負荷帯毎の平均発電端効率を計算し、さらにこの平均発電端効率から高効率の軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能となる。また、ＰＰＳ発電所として発電機出力が優先される場合は、高出力が可能な発電軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能である。また、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備の発電端効率あるいは発電端出力をもとに作成した発電端効率順位あるいは発電端出力順位をもとに、高効率あるいは高出力の発電軸を自動選択してスケジュール計算を実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１ 給電指令装置
１０２ 要求電力量入力手段
１０３ 運転軸数決定手段
１０４ 起動スケジュール計算用入力設定手段
１０５ 停止スケジュール計算用入力設定手段
１０６ 通常運転スケジュール計算用入力設定手段
１０７ プラントデータ処理手段
１０８ プラントデータ
１０９ 負荷帯毎における各軸の発電端効率算出手段
１１０ 負荷帯毎における各軸の発電端効率順位作成手段
１１１ 負荷上昇時・負荷減少時の軸操作順位決定手段
１１２ 軸起動時・軸停止時の軸操作順位決定手段
１１３ 統括スケジュール計算手段
１１４ １軸スケジュール計算手段
１１５ ｎ軸スケジュール計算手段
１１６ １軸ガスタービン・蒸気タービン・補機制御装置
１１７ ｎ軸ガスタービン・蒸気タービン・補機制御装置
１１８ １軸発電軸
１１９ ｎ軸発電軸
１２０ 統括スケジュール演算装置
２０１ １日間の発電機負荷カーブデータ、
２０２ 発電機負荷帯１（α%≦〜≦100%）、
２０３ 発電機負荷帯２（β%≦〜＜α%）、
２０４ 発電機負荷帯３（γ%≦〜＜β%）、
３０１ １日間の発電機負荷・燃料発熱量・燃料流量カーブデータ、
４０１ プラントデータ収集タイミング管理手段、
４０２ プラントデータ収集ファイル手段１ 発電機負荷帯１(α%≦〜≦１００%)、
４０３ プラントデータ収集ファイル手段２ 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
４０４ プラントデータ収集ファイル手段３ 発電機負荷帯３(γ%≦〜＜β%)、
５０１ 発電機負荷帯１ プラントデータ収集開始タイミング、
５０２ 発電機負荷帯１ プラントデータ収集終了タイミング、
５０３ 発電機負荷帯２ プラントデータ収集開始タイミング、
５０４ 発電機負荷帯２ プラントデータ収集終了タイミング、
５０５ 発電機負荷帯３ プラントデータ収集開始タイミング、
５０６ 発電機負荷帯３ プラントデータ収集終了タイミング、
６０１ プラントデータ積算ファイル手段２ 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
６０２ 平均発電端効率計算処理手段２(２４時間) 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
７０１ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−１)当日エリア、
７０２ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−２)過去１回前エリア、
７０３ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−３)過去２回前エリア、
７０４ 平均発電端効率計算結果保管ファイル手段(２−ｎ)過去(ｎ−１)回前エリア、
７０５ 平均発電端効率計算処理手段２(ｎ回分) 発電機負荷帯２(β%≦〜＜α%)、
８０１ １、２月における平均発電端効率計算保管手段、
８０２ ２、３月における平均発電端効率計算保管手段、
８０３ １２、１月における平均発電端効率計算保管手段、
９０１ プラントデータ取り込み実施ステップ、
９０２ 平均発電端効率計算結果はｎ回分以上の有無判断ステップ、
９０３ 最新ｎ回分以上時における平均発電端効率計算の破棄ステップ、
９０４ 最新ｎ回の平均発電端効率計算結果範囲の最新２ヶ月以内の判断ステップ、
９０５ 最新２ヶ月以上時における平均発電端効率計算の破棄ステップ、
９０６ 平均発電端効率計算結果が１回分以上の存在有無判断ステップ、
９０７ 前年同月期間の平均発電端効率使用ステップ、
９０８ 負荷帯毎の平均発電端効率の使用ステップ、
１００１ 吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表、
１００２ 発電機負荷帯別の平均発電端効率計算結果管理表、
１１０１ １日における大気温度値、
１１０２ 吸気冷却器利用価値基準温度、
１１０３ 吸気冷却器の不使用エリアにおける大気温度値、
１１０４ 吸気冷却器の使用エリアにおける大気温度値、
１１０５ 吸気冷却器の不使用エリアにおける大気温度値、
１２０１ 吸気冷却器不使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ未満）、
１２０２ 吸気冷却器不使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２０３ 吸気冷却器使用時の発電機負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１１ 吸気冷却器不使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ未満）、
１２１２ 吸気冷却器不使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１３ 吸気冷却器使用時の所内負荷カーブ（ＧＴ入口空気温度Ｔ以上）、
１２１４ 吸気冷却器の所内負荷カーブ、
１３０１ 吸気冷却器使用可否の判断ステップ、
１３０２ ＧＴ入口空気温度と吸気冷却器の利用価値基準温度Ｔの比較ステップ、
１３０３ 吸気冷却器使用・不使用選択ＰＢの状況判断ステップ、
１５０１ 発電機負荷帯２における第１軸目起動順位手段、
１５０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目起動順位手段、
１６０１ 発電機負荷帯２における第１軸目停止順位手段、
１６０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目停止順位手段、
１７０１ 発電機負荷帯２における第１軸目負荷増加順位手段、
１７０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目負荷増加順位手段、
１８０１ 発電機負荷帯２における第１軸目負荷減少順位手段、
１８０２ 発電機負荷帯２における第ｎ軸目負荷減少順位手段、
１８１１ 吸気冷却器を考慮した発電機負荷帯別の発電出力計算結果管理表、
１８１２ 発電機負荷帯別の発電出力計算結果管理表、
１９０２ 負荷増加・負荷減少順位決定手段、
１９０３ 負荷増加・負荷減少軸番号入力済み判断手段、
１９０４ 効率優先・出力優先の選択状況判断手段、
１９０５ 発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による負荷増加減少順位決定手段、
１９０６ 発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による負荷増加減少順位決定手段、
１９０８ 軸起動・軸停止順位決定手段、
１９０９ 要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段、
１９１０ 要求電力量に対する負荷増加・負荷減少対応可否判断手段、
２００３ 軸起動・軸停止用軸番号入力状況判断手段、
２００４ 効率優先・出力優先選択状況判断手段、
２００５ 発電機負荷帯毎の発電端効率優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段、
２００６ 発電機負荷帯毎の発電機出力優先順位による軸起動・軸停止順位決定手段、
２００９ 運転軸数決定手段、
２０１０ 運転軸数決定手段、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、
各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段と、
前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、
予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段と、
給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段を備え、
前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転することを特徴とする発電ユニットの運転スケジュール演算装置。
【請求項２】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、
各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、各発電装置を発電出力に従って順位付けする発電出力順位作成手段と、
前記発電出力順位作成手段が作成した出力順位とあらかじめ設定された発電設備の通常スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、
給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定するとともに、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転することを特徴とする複数発電ユニットの運転スケジュール演算装置。
【請求項３】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
前記発電端効率順位作成手段は、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備の発電端効率をもとに発電端効率順位を作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項４】
請求項２記載の運転スケジュール演算装置において、
前記発電端出力順位作成手段は、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備毎の出力順位をもとに発電端出力順位を作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項５】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
各発電機負荷帯における発電端効率計算を計算する発電端効率計算手段を備え、該計算手段は、発電機負荷設定値および発電機負荷が規定の発電機負荷帯に含まれている条件、並びに前記発電機負荷設定値と発電機負荷の差分が一定範囲内に含まれている条件により、発電機負荷帯における発電端効率計算処理開始タイミングを自動生成し、
発電機負荷設定値および発電機負荷が規定の発電機負荷帯を逸脱した条件、または発電機負荷設定値と発電機負荷の差分が一定範囲を逸脱した条件により、発電機負荷帯における発電端効率計算処理終了タイミングを自動作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項６】
請求項５記載の運転スケジュール演算装置において、
各発電機負荷帯における発電端効率は、前記発電端効率計算処理開始タイミングから発電端効率計算処理終了タイミング間で収集した１日の発電機負荷積算量、燃料発熱量平均値、燃料流量積算値をもとに自動計算することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項７】
請求項６記載の運転スケジュール演算装置において、
発電端効率計算結果は、予め設定した所定期間分保存し、所定期間を超えた分は古いデータから順に廃棄することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項８】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
通常運転スケジュール、起動スケジュールおよび停止スケジュール計算用データの入力手段は、ガスタービン入り口空気を冷却するための空気冷却器の使用・不使用を選択する選択ボタンを供えたことを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項１】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、
各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、発電設備を発電効率に従って順位付けする発電端効率順位作成手段と、
前記発電端効率順位作成手段が作成した発電端効率の順位とあらかじめ設定された発電設備の通常運転スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、
予め設定された起動スケジュールおよび停止スケジュールにしたがって各発電設備の起動停止の順位を決定する起動停止順位決定手段と、
給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定する発電軸数決定手段を備え、
前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転することを特徴とする発電ユニットの運転スケジュール演算装置。
【請求項２】
ガスタービンおよび発電機を結合した発電設備を複数備え、前記各発電設備ごとに独立して起動停止を行う発電ユニットの運転スケジュール計算装置であって、
各発電設備の運転データをもとに、発電設備の出力範囲を表す負荷帯毎に、各発電装置を発電出力に従って順位付けする発電出力順位作成手段と、
前記発電出力順位作成手段が作成した出力順位とあらかじめ設定された発電設備の通常スケジュールにしたがって前記発電設備の出力操作順位を決定する出力操作順位決定手段と、
給電指令からの要求電力量をもとに運転すべき発電設備数を決定するとともに、前記出力操作順位決定手段および起動停止順位決定手段が決定した順位にしたがって各発電設備を運転することを特徴とする複数発電ユニットの運転スケジュール演算装置。
【請求項３】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
前記発電端効率順位作成手段は、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備の発電端効率をもとに発電端効率順位を作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項４】
請求項２記載の運転スケジュール演算装置において、
前記発電端出力順位作成手段は、予め入力された空気冷却器の使用・不使用を表す信号にしたがった各発電設備の運転をもとに作成した各発電設備毎の出力順位をもとに発電端出力順位を作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項５】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
各発電機負荷帯における発電端効率計算を計算する発電端効率計算手段を備え、該計算手段は、発電機負荷設定値および発電機負荷が規定の発電機負荷帯に含まれている条件、並びに前記発電機負荷設定値と発電機負荷の差分が一定範囲内に含まれている条件により、発電機負荷帯における発電端効率計算処理開始タイミングを自動生成し、
発電機負荷設定値および発電機負荷が規定の発電機負荷帯を逸脱した条件、または発電機負荷設定値と発電機負荷の差分が一定範囲を逸脱した条件により、発電機負荷帯における発電端効率計算処理終了タイミングを自動作成することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項６】
請求項５記載の運転スケジュール演算装置において、
各発電機負荷帯における発電端効率は、前記発電端効率計算処理開始タイミングから発電端効率計算処理終了タイミング間で収集した１日の発電機負荷積算量、燃料発熱量平均値、燃料流量積算値をもとに自動計算することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項７】
請求項６記載の運転スケジュール演算装置において、
発電端効率計算結果は、予め設定した所定期間分保存し、所定期間を超えた分は古いデータから順に廃棄することを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【請求項８】
請求項１記載の運転スケジュール演算装置において、
通常運転スケジュール、起動スケジュールおよび停止スケジュール計算用データの入力手段は、ガスタービン入り口空気を冷却するための空気冷却器の使用・不使用を選択する選択ボタンを供えたことを特徴とする運転スケジュール演算装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−１６９２３４（Ｐ２０１１−１６９２３４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３８２４（Ｐ２０１０−３３８２４）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【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２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【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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