雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置以及控制方法
【專利摘要】提供一種能夠抑制因外部氣體溫度的變化而導致效率降低的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置以及控制方法。具備：高壓燃氣輪機(3H)；連結壓縮機(1)和高壓燃氣輪機的第1旋轉軸(4H)；與第1旋轉軸(4H)連結的電動機(9)；調整被壓縮機1獲取的空氣的量的調速器(13)；低壓燃氣輪機(3L)；與低壓燃氣輪機3L連結的第2旋轉軸(4L)；與第2旋轉軸連結的同步發(fā)電機(7)；對在同步發(fā)電機(7)與電動機(9)之間傳輸?shù)碾娏Φ念l率進行變換的變頻器(10)；和基于對輸出到外部系統(tǒng)(50)的電力進行指示的電力輸出指令值(18)，對控制變頻器(10)的變頻器控制裝置(11)和調速器(13)進行控制，從而控制雙軸式燃氣輪機(6)與電動機(9)的總輸出控制裝置(12)。
【專利說明】雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置以及控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采用雙軸式燃氣輪機的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、控制裝置以及燃氣輪機系統(tǒng)的控制方法。

【背景技術】
[0002]作為與驅動發(fā)電機等的負載的燃氣輪機相關的技術，例如在專利文獻I (JP特開2010-65636號公報)中公開了具有兩個旋轉軸的雙軸式燃氣輪機，其中一個旋轉軸連接被燃燒器生成的燃燒氣體驅動的高壓輪機和將壓縮空氣發(fā)送到燃燒器的壓縮機，另一個旋轉軸連接通過驅動了高壓輪機的燃燒氣體被驅動的低壓輪機和發(fā)電機等負載。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:JP特開2010-65636號公報


【發(fā)明內容】

[0006]發(fā)明想要解決的課題
[0007]上述現(xiàn)有技術中記載的雙軸式燃氣輪機能夠使對泵或發(fā)電機等被驅動機進行驅動的低壓輪機和產(chǎn)生該低壓輪機的工作氣體的氣體發(fā)生器(壓縮機和高壓輪機)以不同的轉速運轉。因此，例如，在被驅動機的轉速比燃氣輪機側的額定轉速低的情況下，也使壓縮機和高壓輪機高速旋轉，產(chǎn)生低壓輪機中的膨脹工作能力更高的工作氣體，由此還能實現(xiàn)尚效化。
[0008]但是，在上述現(xiàn)有技術那樣的雙軸式燃氣輪機中，存在高壓輪機的溫度制約、壓縮機的轉速下的離心力上的機械制約，有時由于這些制約而產(chǎn)生效率降低的結果。
[0009]S卩，例如，在由壓縮機獲取的外部氣體的溫度比設計值高的情況下，空氣密度會相對變低。這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的作用減少，因此轉速降低，由于壓縮機的空氣流量減少，因此燃燒溫度上升，高壓輪機翼的溫度也變高。由于高壓輪機中存在溫度制約，因此束縛燃料，其結果，輸出效率會降低。
[0010]此外，在由壓縮機獲取的外部氣體的溫度比設計值低的情況下，空氣密度會相對增大。在這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的作用增加，因此轉速上升。由于壓縮機中存在轉速上的制約，因此束縛燃料，其結果，輸出效率會降低。
[0011]本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠抑制外部氣體溫度的變化所引起的效率的降低的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置以及控制方法。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具備:壓縮機，對空氣進行加壓而生成壓縮空氣；燃燒器，將上述壓縮空氣和燃料進行混合并燃燒；高壓燃氣輪機，通過由上述燃燒器得到的燃燒氣體來驅動該高壓燃氣輪機；第I旋轉軸，連結上述壓縮機和上述高壓燃氣輪機；電動機，與上述第I旋轉軸連結；調速器，通過調整被上述壓縮機獲取的空氣的量，從而控制上述高壓燃氣輪機的輸出；低壓燃氣輪機，通過驅動上述高壓燃氣輪機之后的燃燒氣體來驅動該低壓燃氣輪機；第2旋轉軸，與上述低壓燃氣輪機連結；同步發(fā)電機，與上述第2旋轉軸連結；變頻器，設置于在與外部系統(tǒng)連接的上述同步發(fā)電機與上述電動機之間傳輸電力的電力傳輸路徑上，對所傳輸?shù)碾娏Φ念l率進行變換；和控制裝置，基于對輸出到上述外部系統(tǒng)的電力進行指示的電力輸出指令值，對控制上述變頻器的變頻器控制裝置和上述調速器進行控制，從而對上述燃氣輪機和上述電動機的總輸出進行控制。
[0014]如上所述，由于基于對輸出到外部系統(tǒng)的電力進行指示的電力輸出指令值，對控制變頻器的變頻器控制裝置和調速器進行控制，從而控制燃氣輪機與電動機的總輸出，因而能夠抑制因外部溫度的變化導致效率降低。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制因外部溫度的變化導致效率降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為示意地表示與第I實施方式相關的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的整體結構的圖。
[0018]圖2為示意地表示電動機的結構的圖。
[0019]圖3為示意地表示變頻器的結構的圖。
[0020]圖4為示意地表示電阻電路的結構的圖。
[0021]圖5為示意地表示控制裝置的通?？刂葡碌碾p軸式燃氣輪機的輸出的大氣溫度特性的圖。
[0022]圖6為表不同步發(fā)電機的輸出、電動機的輸出與其總輸出之間的關系的圖。
[0023]圖7為作為外部系統(tǒng)的電壓異常的一例而表示瞬間電壓降的電壓的時間變化與輸電線(grid cord)的關系的圖。
[0024]圖8為表示在產(chǎn)生了電壓變化時雙軸式燃氣輪機以及同步發(fā)電機的物理量的圖。
[0025]圖9為表示在產(chǎn)生了電壓變化時雙軸式燃氣輪機以及同步發(fā)電機的物理量的圖。
[0026]圖10為表示產(chǎn)生了電壓變化且產(chǎn)生了失調(st印out)時的同步發(fā)電機的相位的圖。
[0027]圖11為示意地表示與第I實施方式的變形例相關的電動機的結構的圖。
[0028]圖12為示意地表示與第I實施方式的變形例相關的變頻器的結構的圖。
[0029]圖13為示意地表示與第2實施方式相關的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的整體結構的圖。

【具體實施方式】
[0030]<第I實施方式>
[0031]參照附圖，對本發(fā)明的第I實施方式進行說明。
[0032]圖1為示意地表示與本實施方式相關的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的整體結構的圖。此外，圖2為不意地表不電動機的圖，圖3為不意地表不變頻器的圖，圖4為不意地表示電阻電路的結構的圖。。
[0033]圖1中，本實施方式的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)大致具備:雙軸式燃氣輪機6 ;與雙軸式燃氣輪機6連結的電動機9 ;被雙軸式燃氣輪機6驅動的同步發(fā)電機7 ;設置在電力傳輸路徑26上且變換所傳輸?shù)碾娏Φ念l率的變頻器10，電力傳輸路徑26在連接于外部系統(tǒng)50的同步發(fā)電機7與電動機9之間傳輸電力；和控制雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)整體的動作的控制裝置12。
[0034]雙軸式燃氣輪機6具備對所獲取的空氣(外部氣體)加壓而生成壓縮空氣的壓縮機I ;混合壓縮空氣和燃料來進行燃燒的燃燒器2 ;高壓燃氣輪機3H，通過在燃燒器2中得到的燃燒氣體來驅動該高壓燃氣輪機3H ;連結壓縮機I與高壓燃氣輪機3H的第I旋轉軸4H ;通過調整壓縮機I獲取的空氣量來控制高壓燃氣輪機3H的輸出的調速器13 ;低壓燃氣輪機3L，通過驅動高壓燃氣輪機3H之后的燃燒氣體來驅動該低壓燃氣輪機3L ;和與低壓燃氣輪機3L連結的第2旋轉軸4L。
[0035]調速器13通過對設置在壓縮機I的空氣獲取口上的流量調整閥、即入口引導翼5 (IGV:Inlet Guide Vane)和燃燒器2的噴射燃料進行控制，從而進行雙軸式燃氣輪機6的轉速以及輸出的調整。
[0036]同步發(fā)電機7與第2旋轉軸4L連結。同步發(fā)電機7具有被自動電壓調整裝置(AVR Automatic Voltage Regulator) 14控制的發(fā)電機轉子8，通過第2旋轉軸4L傳輸?shù)牡蛪狠啓C3L的旋轉力來驅動發(fā)電機轉子8。自動電壓調整裝置14基于來自電壓測量裝置16(后述)的檢測信號，控制來自同步發(fā)電機7的輸出電壓。另外，與低壓輪機3L連接的第2旋轉軸4L和同步發(fā)電機7被機械連接，且該機械連接并未借住齒輪。因此，可始終恒定地控制成低壓輪機3L與同步發(fā)電機7的轉速與外部系統(tǒng)50的頻率同步。例如，在同步發(fā)電機7為2極且將輸出頻率設為50Hz的情況下，該轉速被恒定控制為βΟΟΟπ?ιΓ1。此外，在同步發(fā)電機7為4極且將輸出頻率設為50Hz的情況下，該轉速被恒定控制為ΙδΟΟπ?ιΓ1。同樣地，在同步發(fā)電機7為2極或者4極且將輸出頻率設為60Hz的情況下，該轉速分別被恒定控制為ISOOmirf1或者3600min
[0037]電動機9與第I旋轉軸4H連結。通過由第I旋轉軸4H傳遞的壓縮機I以及高壓輪機3H的旋轉力，驅動電動機9。作為電動機9，采用其負載量比同步發(fā)電機7的負載量小的電動機。此外，與壓縮機I以及高壓輪機3H連接的第I旋轉軸4H和電動機9在未經(jīng)由齒輪的情況下被機械連接。
[0038]如圖2所示，電動機9具備定子230和轉子250。定子230被收納于殼體212中。定子230包括固定于殼體的定子鐵芯230和固定于定子鐵芯230上的定子繞組238。此外，轉子250包括軸218、固定于軸218上的轉子鐵芯252和埋入轉子鐵芯252中的永磁鐵254。
[0039]在殼體212的軸方向兩側(圖2的左右方向兩側)設置有尾架(end bracket) 214，軸218經(jīng)由設置于尾架214的軸承216而被保持為能夠旋轉。軸218與雙軸式燃氣輪機6的第I旋轉軸4H被機械連接。定子230與轉子250被配置成在其間具有間隙222。
[0040]軸218上設置有檢測磁鐵位置并將檢測信號發(fā)送到變頻器控制裝置11 (后述)的磁鐵位置檢測器224和對軸218的轉速進行檢測的轉速檢測器223。此外，由轉速檢測器223進行的轉速的檢測可根據(jù)由磁鐵位置檢測器224檢測出的磁鐵位置來計算出，因此在這種情況下也可以不設置轉速檢測器223。此外，在進行無傳感器的矢量控制時，也可以不設置磁鐵位置檢測器223。
[0041]壓縮機I的額定轉速為高速，因此，例如以3600111^1以上的高速驅動與第I旋轉軸連接的電動機9。因此，需要與第I旋轉軸連接的電動機9是可應對高速旋轉的構造。如本實施方式的電動機9那樣，在轉子250中米用永磁鐵254的永磁鐵電動機能將轉子250設為簡單的構造，因此容易取得機械平衡，并能比較容易地應對高速旋轉。此外，這種電動機9具有構造堅固且維修簡單的優(yōu)點。
[0042]返回到圖1。
[0043]同步發(fā)電機7的輸出經(jīng)由變換電壓的變壓器19A和斷路器15而與外部系統(tǒng)50連接，其中，斷路器15被設置成能切斷來自變壓器19A的電力傳輸。在斷路器15與外部系統(tǒng)50之間，具備對外部系統(tǒng)50的電壓進行檢測的電壓測量裝置16。電壓測量裝置16的檢測結果被發(fā)送到控制裝置12、自動電壓調整裝置14和異常控制裝置22(后述)。
[0044]此外，在同步發(fā)電機7與變壓器19A之間的電力傳輸路徑上，配置有在同步發(fā)電機7與變壓器19A之間被并聯(lián)連接、且設有切換裝置501的電阻電路21，該切換裝置501基于來自異?？刂蒲b置22 (后述)的控制信號來切換同步發(fā)電機7及變壓器19A的連接(換句話說是短路)與切斷(換句話說是開路)(參照圖4)。電阻電路21具有電阻器502，該電阻器502經(jīng)由切換裝置501而并聯(lián)連接在同步發(fā)電機7與變壓器19A之間的電力傳輸路徑上。在通過切換裝置501而切斷了電阻器502的狀態(tài)下，電阻電路21不影響同步發(fā)電機7與變壓器19A之間的電力傳輸。在通過切換裝置501而連接了電阻器502的狀態(tài)下，電阻電路21消耗同步發(fā)電機7與變壓器19A之間的電力。
[0045]此外，同步發(fā)電機7的輸出經(jīng)由電力傳輸路徑26與電動機9連接。電力傳輸路徑26在變壓器19A的同步發(fā)電機7側與電動機9之間傳輸電力。電力傳輸路徑26上設置有:進行在同步發(fā)電機7與電動機9之間被傳輸?shù)碾娏Φ念l率變換以及傳輸方向的切換的變頻器10 ;和變換在同步發(fā)電機7與變頻器10之間傳輸?shù)碾娏Φ碾妷旱淖儔浩?9B。
[0046]通過變頻器控制裝置11控制變頻器10。變頻器控制裝置11基于來自分別在電力傳輸路徑26上的變頻器10的同步發(fā)電機7側(即、變壓器19A側)與電動機9側設置的電流傳感器20A、20B的檢測信號、來自控制裝置12的控制信號和來自異?？刂蒲b置22的異常時控制信號，控制變頻器10，進行在同步發(fā)電機7與電動機9之間被傳輸?shù)碾娏Φ念l率變換以及傳輸方向的切換。變頻器控制裝置11控制由電動機9經(jīng)由第I旋轉軸而施加到壓縮機I的扭矩，從而能對壓縮機I進行可變速控制。
[0047]如圖3所示，變頻器10具備:將外部系統(tǒng)50側(即同步發(fā)電機7側)的交流電直流化的變換器403 ;將直流化的電力交流化后傳輸?shù)诫妱訖C9側的變換器402 ;和對變換器403與變換器402之間的電力的變動量進行平滑化的電容器404。此外，變換器402、403分別具有將交流電直流化的功能和將直流電交流化的功能這兩種功能。因此，在對電動機9側的電力進行頻率變換后傳輸?shù)酵桨l(fā)電機7側的情況下，由變換器402將電動機9側的交流電直流化，由電容器404對電力的變動量進行平滑化，由變換器403將直流化后的電力交流化后傳輸?shù)酵桨l(fā)電機7偵U。
[0048]返回到圖1。
[0049]控制裝置12基于從上位的控制裝置(未圖示)輸出的電力輸出指令值18、或者、基于被壓縮機I獲取且來自測量空氣狀態(tài)(氣溫、氣壓、濕度)的外部氣體狀態(tài)測量裝置(溫度計、氣壓計、濕度計)17的測量結果和電力輸出指令值18，對變頻器控制裝置11和調速器13進行控制，從而控制雙軸式燃氣輪機6的輸出和電動機9的總輸出。
[0050]異常控制裝置22根據(jù)預定的外部系統(tǒng)50的電壓異常的判定基準值(輸電線(grid cord):后述)與電壓測量裝置16的測量結果的比較結果，檢測外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生的電壓異常。在檢測到電壓異常的情況下，即判定為在外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，異?？刂蒲b置22進行控制以使將電阻電路21的切換裝置501從切斷切換為連接，在其他的情況下，將電阻電路21的切換裝置501控制為切斷狀態(tài)。此外，異?？刂蒲b置22在檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常的情況下，將異常時控制信號發(fā)送到變頻器控制裝置11。
[0051]變頻器控制裝置11在異常控制裝置22沒有檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常、即正常時，按照控制裝置12的控制(通常時控制:后述)進行動作，在檢測到電壓異常的異常時，按照異?？刂蒲b置22的控制(異常時控制:后述)進行動作。
[0052]在此，對異?？刂蒲b置22進行的外部系統(tǒng)50的電壓異常判定的處理進行說明。
[0053]圖7為作為外部系統(tǒng)50的電壓異常的一例而表示瞬間電壓降的電壓的時間變化與輸電線之間的關系的圖，縱軸表示外部系統(tǒng)50的系統(tǒng)電壓，橫軸表示時間。
[0054]圖7中，實線201表示輸電線，虛線101、102分別表示產(chǎn)生了瞬間電壓降時的電壓波形的兩個例子。
[0055]作為輸電線在各時間的數(shù)值設定，例如，在歐洲的輸電線中，從產(chǎn)生了瞬間電壓降的時間t0到時間t2為止大致設定為0.1?0.2sec，時間t0?時間t3大致設定為I秒左右。
[0056]異?？刂蒲b置22在例如由于外部系統(tǒng)50的異常而電壓如虛線101那樣在輸電線201的范圍內產(chǎn)生了變化的情況下，不會判定為在外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常。另一方面，異?？刂蒲b置22在例如由于外部系統(tǒng)50的異常而電壓如虛線102那樣與輸電線201相交叉(參照時間t2)，在輸電線201的范圍外發(fā)生了變化的情況下，判定為在外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常，實施異常時控制。
[0057]在此，對如上那樣構成的本實施方式的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)中的通常時控制以及異常時控制的詳細內容進行說明。
[0058](通常時控制)
[0059]異常控制裝置22在沒有檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常、即正常時，控制裝置12基于從上位的控制裝置(未圖示)輸出的電力輸出指令值18、或者、基于被值壓縮機I獲取且來自測量空氣狀態(tài)(氣溫、氣壓、濕度)的外部氣體狀態(tài)測量裝置17的測量結果和電力輸出指令值18，對變頻器控制裝置11和調速器13進行控制，從而控制雙軸式燃氣輪機6的輸出和電動機9的總輸出。
[0060]圖5為示意地表示控制裝置12的通常時控制的雙軸式燃氣輪機的輸出的大氣溫度特性的圖，縱軸表示燃氣輪機輸出，橫軸表示大氣溫度。此外，所謂大氣溫度為被壓縮機I獲取的空氣的溫度。在圖5中，特性線A1、B1表示本實施方式的通常時控制的特性，特性線A2、B2表示不進行本實施方式的通常時控制的比較例的特性。
[0061]控制裝置12在大氣溫度處于設計溫度的范圍的情況下，經(jīng)由調速器13對雙軸式燃氣輪機6的動作進行控制，并且經(jīng)由變頻器控制裝置11對變頻器10的動作進行控制，并進行控制以使由雙軸式燃氣輪機6驅動的同步發(fā)電機7的輸出303與電動機9的輸出302的總輸出301以電力指令值18實現(xiàn)平衡(參照圖6)。此外，在進行了控制以使電動機9對壓縮機I進行輔助的情況下，從雙軸式燃氣輪機6的輸出303減去輔助所需的電動機9的輸入(輸出302的相反方向的供電)而得到的值成為向外部系統(tǒng)50的輸出301。此外，在通過電動機9對壓縮機I進行了制動的情況下，雙軸式燃氣輪機6的輸出303與來自電動機9的輸出302的合計成為向外部系統(tǒng)50的輸出。
[0062]在雙軸式燃氣輪機6中，燃燒機2所產(chǎn)生的燃燒氣體的溫度越高效率越好，因此，按照如上述那樣的額定負載運轉時性能最佳、即燃燒氣體的溫度成為高壓輪機3H的構成材料的界限溫度的方式，進行設計并進行控制。
[0063]控制裝置12在大氣溫度變得比設計值高的情況下，經(jīng)由變頻器控制裝置11控制變頻器10的動作，使電動機9產(chǎn)生正方向(與壓縮機I的旋轉方向相同的方向)的驅動力。此時，通過電動機9，經(jīng)由第I旋轉軸4H而輔助壓縮機I的旋轉。
[0064]如上那樣，在被壓縮機I獲取的外部氣體的溫度比設計值高的情況下，空氣的密度相對地變低。在這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的工作減少，因此轉速下降，由于壓縮機的空氣流量減少，因此燃燒溫度上升、高壓輪機翼的溫度也變高。由于高壓輪機中存在溫度制約，因此在比較例中，束縛燃料，其結果，如特性線A2所示那樣輸出效率降低。
[0065]與此相對，在本實施方式中，通過電動機9，經(jīng)由第I旋轉軸4H而對壓縮機I的旋轉進行輔助，從而能夠增加對燃燒器供給的空氣流量，其結果，能夠投入更多的燃料。因此，雙軸式燃氣輪機6的輸出的大氣溫度特性從特性線A2改善到特性線Al。
[0066]此外，控制裝置12在大氣溫度變得比設計值還低的情況下，經(jīng)由變頻器控制裝置11來控制變頻器10的動作，使電動機9產(chǎn)生相反方向(與壓縮機I的旋轉方向相反的方向)的驅動力。此時，通過電動機9，經(jīng)由第I旋轉軸4H來制動壓縮機I的旋轉。
[0067]如上那樣，在被壓縮機I獲取的外部氣體的溫度比設計值低的情況下，空氣的密度相對地變高。這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的工作增加，因此轉速增大。由于壓縮機I中存在轉速的制約，因此束縛燃料，其結果，如特性線B2所示那樣輸出效率降低。
[0068]與此相對，在本實施方式中，通過電動機9，經(jīng)由第I旋轉軸4H來制動壓縮機I的旋轉，從而能夠束縛提供給燃燒器2的空氣流量，其結果，能夠使燃燒氣體的溫度上升。因此，雙軸式燃氣輪機6的輸出的大氣溫度特性從特性線B2改善到特性線BI。
[0069](異常時控制)
[0070]在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，異?？刂蒲b置22進行控制，以將電阻電路21的切換裝置501從切斷切換到連接，在其他的情況下，將電阻電路21的切換裝置501控制為切斷狀態(tài)。此外，異?？刂蒲b置22在檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常的情況下，通過將異常時控制信號發(fā)送到變頻器控制裝置11來控制變頻器10，通過控制電動器9的旋轉驅動，從而進行控制以使從高壓輪機3H經(jīng)由第I旋轉軸4H觀察到的電動機9的負荷相對地減少。在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，異?？刂蒲b置22進行控制以使電動機9提供給高壓輪機3H的扭矩與電壓異常發(fā)生前相比增加、或者、使來自高壓輪機3H的電動機9的發(fā)電量與電壓異常發(fā)生前相比減少。
[0071]在此，參照圖8?圖10，對在產(chǎn)生了外部系統(tǒng)50的電壓異常時的異?？刂蒲b置22的異常時控制更詳細地進行說明。
[0072]圖8為表示由實線101示出的產(chǎn)生了電壓變化時的雙軸式燃氣輪機6及同步發(fā)電機7的物理量的圖。
[0073]如圖8所示，雙軸式燃氣輪機6的輸出與外部系統(tǒng)50的電壓變化無關，大致是恒定值。雙軸型燃氣輪機6為大型機械裝置，根據(jù)壓縮空氣的流量和燃燒氣體的溫度來決定輸出，因此輸出變化的時間常數(shù)變長。因此，雙軸式燃氣輪機6不會追隨外部系統(tǒng)50中以0.2sec左右的時間產(chǎn)生的急劇的輸出變化。此外，通過緊急切斷，在I?2秒程度的時間內能將雙軸式燃氣輪機6的輸出設為0(零)，但相反，不能急劇地增加輸出。因此，認為沒有進行緊急切斷時的雙軸式燃氣輪機6的輸出恒定。
[0074]關于同步發(fā)電機7的電輸出，由于外部系統(tǒng)50的故障而暫時不能發(fā)送輸出。其結果，在同步發(fā)電機7中產(chǎn)生剩余輸入。該剩余輸入與異常連續(xù)時間之積成為同步發(fā)電機7中的旋轉能量。此外，同步發(fā)電機7的旋轉加速度由其旋轉能量和同步發(fā)電機7的慣性決定。因此，異常發(fā)生時，在異常連續(xù)時間短的情況或同步發(fā)電機7的慣性大的情況下，同步發(fā)電機的轉速的變化變小。而且，如果異常發(fā)生時的同步發(fā)電機7的加速減少，則使同步發(fā)電機7的轉子的相位相對于系統(tǒng)頻率僅僅超前一點點即可。由于在外部系統(tǒng)50的電壓恢復時，有同步化力(synchronizing power)的作用，因而該相位的偏差減少并恢復到原來的狀態(tài)。
[0075]同步發(fā)電機7中的同步化力P可使用同步發(fā)電機7的感應電壓E、同步電抗Xd、作為端子電壓V與感應電壓E之間的相位角的負載角O，由以下的(式I)表示。
[0076]P = E'2/ (2*Xd) cos σ...(式 I)
[0077]在此，在外部系統(tǒng)50的電壓相位與感應電壓E的相位、S卩2極發(fā)電機的情況下，負載角σ是發(fā)電機轉子8的旋轉角度自身。根據(jù)上述(式I)可知，負載角σ =90°時，同步化力Ρ = 0(零)。同步發(fā)電機7在通常運轉時以負載角σ >40°運轉。因此，由于同步化力的作用(P > O)，因而需要使外部系統(tǒng)50的電壓已經(jīng)從異?；謴蜁r的轉子的角度相對于異常前的轉子的角度而言處于數(shù)十度的范圍內。
[0078]由于外部系統(tǒng)50發(fā)生了異常時的同步發(fā)電機7的加速，轉子的相位的偏差超過了上位范圍的情況下，同步化力P不工作，因此同步發(fā)電機7 —直加速，產(chǎn)生與外部系統(tǒng)50的頻率的同步偏差(參照圖10)。將該狀態(tài)稱作失調。同步發(fā)電機7在失調狀態(tài)下不能發(fā)電。
[0079]圖8中，由于發(fā)電機相位比π/2小，因此同步發(fā)電機7因同步化力P而恢復至異常發(fā)生前的同步狀態(tài)。
[0080]圖9為表示由虛線102示出的產(chǎn)生了電壓變化時的雙軸式燃氣輪機6及同步發(fā)電機7的物理量的圖。
[0081]如上述那樣，異?？刂蒲b置22在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，進行控制以使將電阻電路21的切換裝置501從切斷切換為連接，在其他的情況下，將電阻電路21的切換裝置501控制為切斷狀態(tài)。此外，異?？刂蒲b置22在檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常的情況下，通過將異常時控制信號發(fā)送到變頻器控制裝置11來控制變頻器10，通過控制電動器9的旋轉驅動，進行控制以使從高壓輪機3Η經(jīng)由第I旋轉軸4Η觀察到的電動機9的負荷相對地減少。異常控制裝置22在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，進行控制以使電動機9提供給高壓輪機3Η的扭矩與電壓異常發(fā)生前相比增加、或者、使來自高壓輪機3Η的電動機9的發(fā)電量與電壓異常發(fā)生前相比減小。通常運轉時，有時電動機9會對壓縮機I進行輔助，也有時電動機9會對壓縮機I進行制動。如果在電動機9輔助壓縮機I的情況下檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常，則電動機9增加輔助量，而在輔助量達到上限時保持該輔助量。此外，如果是數(shù)秒程度的較短時間則電動機9能夠將緊急時態(tài)設為條件而發(fā)出額定輸出的2倍程度，因此能使輔助量瞬間增加。此外，如果在電動機9對壓縮機I進行了制動的情況下檢測到外部系統(tǒng)50的電壓異常，則通過減少電動機9所產(chǎn)生的發(fā)電量、或者、切換到壓縮機I的輔助，從而與異常發(fā)生前的狀態(tài)相比減少低壓輪機3L側的剩余能量。
[0082]如圖9所示，異?？刂蒲b置22在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，從電壓異常發(fā)生開始延遲t4秒之后，控制電動機9，對壓縮機I的旋轉進行輔助。即，在時間t4以后，由于以經(jīng)由電動機9的形式將同步發(fā)電機7的輸出電力發(fā)送到壓縮機1，因此在同步發(fā)電機7中所產(chǎn)生的剩余輸入沿著實線發(fā)生變化。此外，由于壓縮機I被電動機9輔助，因此轉速如實線那樣增加。其中，壓縮機I的消耗動力為轉速的2?3次方，因此難以加速且速度變化少。
[0083]對如上那樣構成的本實施方式的效果進行說明。
[0084]雙軸式燃氣輪機能夠使低壓輪機和氣體發(fā)生器(壓縮機與高壓輪機)以不同的轉速運轉，其中，低壓輪機驅動泵或發(fā)電機等被驅動機，氣體發(fā)生器產(chǎn)生該低壓輪機的工作氣體。因此，例如，即使在被驅動機的轉速比燃氣輪機側的額定轉速低的情況下，也能使壓縮機與高壓輪機高速旋轉，通過產(chǎn)生低壓輪機中的膨脹工作能力更高的工作氣體，從而能夠實現(xiàn)尚效化。
[0085]但是，在現(xiàn)有技術中的雙軸式燃氣輪機中，存在高壓輪機的溫度制約、壓縮機的轉速下的離心力上的機械制約，有時會因這些制約而導致效率降低。即，例如，在由壓縮機獲取的外部氣體的溫度比設計值高的情況下，空氣的密度相對地變低。這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的工作減少，因此轉速下降，由于壓縮機的空氣流量減小，因此燃燒溫度上升、高壓輪機翼的溫度也變高。由于高壓輪機中存在溫度制約，因而束縛燃料，其結果，輸出效率降低。此外，在由壓縮機獲取的外部氣體的溫度比設計值低的情況下，空氣的密度相對地變高。在這種情況下，由于燃燒氣體對輪機的工作增加，因此轉速增大。在壓縮機中存在轉速下的制約，因此束縛燃料，作為結果，輸出效率會降低。
[0086]與此相對，在本實施方式中，構成為，基于對輸出到外部系統(tǒng)50的電力進行指示的電力輸出指令值18，來控制對變頻器10進行控制的變頻器控制裝置11和調速器13，從而控制雙軸式燃氣輪機6與電動機9的總輸出，能夠抑制外部溫度的變化所引起的效率的降低。
[0087]此外，現(xiàn)有技術中的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)中，在外部系統(tǒng)發(fā)生了異常時，從外部系統(tǒng)斷開(切離)雙軸式燃氣輪機來進行保護。但是，正在發(fā)展風力等可再生能量的導入，電力系統(tǒng)整體變得不穩(wěn)定也被預想到，在如現(xiàn)有技術那樣外部系統(tǒng)發(fā)生了異常時，如果某一個發(fā)電機為了保護自身裝置而開始切離，則系統(tǒng)整體的電壓降降低相應量，連帶地向其他發(fā)電機擴大切離，因此擔心會產(chǎn)生大規(guī)模停電。
[0088]為了應對這種情況，在歐洲或中國，制定了如下標準:在風力發(fā)電機或太陽能發(fā)電等分散電源中，在異常發(fā)生時也要求連續(xù)運轉(Fault-Ride Through:FRT)功能。將與這種FRT對應的標準稱作輸電線(grid cord)。即，所謂輸電線為對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定負有責任的經(jīng)營者對發(fā)電行業(yè)經(jīng)營者所要求的標準，并且在發(fā)電機端的電壓進入到該輸電線內的情況下，必須將與該系統(tǒng)連結的發(fā)電機切離。而且，對集中電源的蒸汽發(fā)電機、燃氣輪機發(fā)電機中也要求這種應對。
[0089]但是，在短路等系統(tǒng)故障時，同步發(fā)電機暫時不會將從燃氣輪機接收到的能量發(fā)送給外部系統(tǒng)。于是，同步發(fā)電機的轉速利用其間對同步發(fā)電機的剩余輸入來進行加速，有可能會脫離同步狀態(tài)、即引起所謂的失調。在失調狀態(tài)下不能發(fā)電，而且如果一旦失調，則直到再次變成能發(fā)電為止需要花費幾分鐘?十分鐘的時間，因此不能連續(xù)運轉。因此，為了確保連續(xù)運轉功能，需要使同步發(fā)電機不產(chǎn)生失調。
[0090]與此相對，在本實施方式中，構成為:異?？刂蒲b置22在檢測到外部系統(tǒng)50的電壓偏離輸電線的電壓異常的情況下，通過將異常時控制信號發(fā)送到變頻器控制裝置11來控制變頻器10，通過控制電動器9的旋轉驅動來進行控制，以使從高壓輪機3H經(jīng)由第I旋轉軸4H觀察到的電動機9的負荷相對地減少。即，構成為在外部系統(tǒng)50發(fā)生異常時使與低壓軸連結的同步發(fā)電機7側的能量經(jīng)由電動機9而瞬間移動到壓縮機I側，因此能夠抑制同步發(fā)電機7的加速所引起的失調的發(fā)生，能夠提高同步發(fā)電機7的同步運轉的連續(xù)性。
[0091]此外，構成為，異?？刂蒲b置22在判定為外部系統(tǒng)50中產(chǎn)生了電壓異常的情況下，將電阻電路21的切換裝置501從切斷切換為連接，因此來自同步發(fā)電機7的剩余輸出減少，變得不易產(chǎn)生失調。
[0092]此外，能夠將在發(fā)生了外部系統(tǒng)50的電壓異常時所產(chǎn)生的同步發(fā)電機7的剩余電力組合電動機9的電力控制和電阻電路21的消耗這兩種方法來消耗掉，因此能夠減小抑制失調所需的電動機9的負載量以及變頻器10的負載量，能夠實現(xiàn)成本的削減。
[0093]<第I實施方式的變形例>
[0094]參照附圖，對本發(fā)明的第I實施方式的變形例進行說明。
[0095]在第I實施方式中，采用了如圖2所示的電動機9，但也可采用圖11所示的電動機9A來取代。
[0096]圖11中，電動機9A具備定子230和轉子250。定子230被收納于殼體212中。定子230包括固定于殼體的定子鐵芯230和固定于定子鐵芯230的定子繞組238。此外，轉子250包括軸218、固定于軸218上的轉子鐵芯252、埋入到轉子鐵芯252中的導電性桿255和與導電性桿255電連結的軸承擋圈(end ring)。其他的結構與第I實施方式的電動機9相同。在如上那樣構成的本變形例中，也能得到與第I實施方式相同的效果。
[0097]此外，第I實施方式中，如圖3所示，針對在外部系統(tǒng)50側(即同步發(fā)電機7側)與電動機9側這兩側使用了變頻器10的情況進行了說明，其中，變頻器10設置了進行交流電的直流化以及直流電的交流化的變換器402、403，但并不限于此，也可代替變頻器10而采用圖12所示的變頻器10A。
[0098]圖12中，變頻器1A具備:將外部系統(tǒng)50側(即同步發(fā)電機7側)的交流電直流化的整流器401 ;將直流化的電力交流化后傳輸?shù)诫妱訖C9側的變換器402 ;和對在變換器403與變換器402之間的電力的變動量進行平滑化的電容器404。在這種情況下，電動機9成為僅具有對壓縮機I的輔助功能的結構。整流器401比具有交-直變換和直-交變換這兩種功能的變換器403簡單，具有能夠抑制成本的優(yōu)點。此外，在電動機9為僅具有相對于壓縮機I的制動功能的結構的情況下，也能將外部系統(tǒng)50側設為變換器402，將電動機9側設為整流器。
[0099]<第2實施方式>
[0100]參照圖13，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。圖中，對與第I實施方式相同的部件賦予相同的符號，并省略說明。
[0101]第I實施方式中說明了第I旋轉軸4H與電動機9以及第2旋轉軸4L與同步發(fā)電機7在未經(jīng)由齒輪的情況下機械連接的情況，但在本實施方式中，是經(jīng)由齒輪而機械連接的情況。
[0102]如圖13所示，與低壓輪機3L連接的第2旋轉軸4L和同步發(fā)電機7經(jīng)由減速器24而被機械連接。此外，與壓縮機I以及高壓輪機3H連接的第I旋轉軸4H和電動機9在不經(jīng)由減速器23的情況下被機械連接。其他的結構與第I實施方式相同。
[0103]在如上那樣構成的本實施方式中，也能得到與第I實施方式相同的效果。
[0104]此外，在雙軸式燃氣輪機6的壓縮機I的轉速與電動機9的轉速不一致的情況下，為了應對電動機9側的轉速而需要另行準備電動機，存在成本增加的問題。與此相對，在本實施方式中，構成為經(jīng)由減速器23來連接電動機9和壓縮機I，因此電動機9能夠使用通用的電動機，能夠抑制成本的增加。此外，同樣地，構成為經(jīng)由減速器24而連接同步發(fā)電機7和低壓輪機3L，因此同步發(fā)電機24能夠采用通用的同步發(fā)電機，能夠抑制成本的增加。
[0105]符號說明
[0106]I壓縮機
[0107]2燃燒器
[0108]3H，3L燃氣輪機
[0109]4H第I旋轉軸
[0110]4L第2旋轉軸
[0111]5流量調整閥、入口引導翼(IGV)
[0112]6雙軸式燃氣輪機
[0113]7同步發(fā)電機
[0114]8發(fā)電機轉子
[0115]9,9k 電動機
[0116]10，1A 變頻器
[0117]11變頻器控制裝置
[0118]12控制裝置
[0119]13調速器
[0120]14 AVR
[0121]15斷路器
[0122]16 電壓計
[0123]17外部氣體狀態(tài)測量裝置(溫度計、氣壓計、濕度計)
[0124]18電力指令值
[0125]19A，19B 變壓器
[0126]20A，20B 電流傳感器
[0127]21電阻電路
[0128]22異常控制裝置
[0129]23減速器
[0130]24減速器
[0131]26電力傳輸路徑
[0132]50外部系統(tǒng)
[0133]101異常時電壓時間變化
[0134]102異常時電壓時間變化
[0135]201輸電線(grid cord)
[0136]212電動機殼體
[0137]214電動機尾架
[0138]216軸承
[0139]218軸
[0140]222間隙
[0141]223轉速檢測器
[0142]224磁極位置檢測器
[0143]238定子繞組
[0144]230定子
[0145]232定子鐵芯
[0146]250轉子
[0147]252轉子鐵芯
[0148]254永磁鐵
[0149]255導電性桿
[0150]256軸承擋圈
[0151]401整流器
[0152]402,403變換器(逆變器、轉換器)
[0153]404電容器
[0154]501切換裝置
[0155]502電阻器
【權利要求】
1.一種雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，具備: 壓縮機(I)，對空氣進行加壓而生成壓縮空氣； 燃燒器(2)，將上述壓縮空氣和燃料進行混合并燃燒； 高壓燃氣輪機(3H)，通過由上述燃燒器得到的燃燒氣體來驅動該高壓燃氣輪機； 第I旋轉軸(4H)，連結上述壓縮機和上述高壓燃氣輪機； 電動機(9)，與上述第I旋轉軸連結； 調速器(13)，通過調整被上述壓縮機獲取的空氣的量，從而控制上述高壓燃氣輪機的輸出； 低壓燃氣輪機(4L)，通過驅動上述高壓燃氣輪機之后的燃燒氣體來驅動該低壓燃氣輪機； 第2旋轉軸(4L)，與上述低壓燃氣輪機連結； 同步發(fā)電機(7)，與上述第2旋轉軸連結； 變頻器(10)，設置于在與外部系統(tǒng)(50)連接的上述同步發(fā)電機與上述電動機之間傳輸電力的電力傳輸路徑(23)上，對所傳輸?shù)碾娏Φ念l率進行變換；和 控制裝置(12)，基于對輸出到上述外部系統(tǒng)的電力進行指示的電力輸出指令值，對控制上述變頻器的變頻器控制裝置(11)和上述調速器進行控制，從而對上述燃氣輪機和上述電動機的總輸出進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)還具備:外部氣體狀態(tài)測量裝置(17)，測量被上述壓縮機(I)獲取的空氣的狀態(tài)， 上述控制裝置(12)基于上述電力輸出指令值和上述外部氣體狀態(tài)測量裝置的測量結果，對控制上述變頻器的變頻器控制裝置(11)和調速器進行控制，從而控制上述燃氣輪機和上述電動機的總輸出。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 變壓器(19A)，對從上述同步發(fā)電機(7)輸出到上述外部系統(tǒng)(50)的電壓進行變換； 斷路器(15)，被設置成能夠切斷經(jīng)由上述變壓器傳輸?shù)缴鲜鐾獠肯到y(tǒng)的電力； 電壓測量裝置(16)，測量上述斷路器中的上述外部系統(tǒng)側的電壓；和 異?？刂蒲b置(22)，基于預先確定的外部系統(tǒng)的電壓異常的基準值與上述電壓測量裝置的測量結果的比較結果，檢測上述外部系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓異常，在檢測到電壓異常的情況下，控制上述變頻器控制裝置(11)，以使從上述高壓輪機(3H)經(jīng)由上述第I旋轉軸(4H)觀察到的上述電動機(9)的負荷相對地減少。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 變壓器(19A)，對從上述同步發(fā)電機(7)向上述外部系統(tǒng)(50)輸出的電力的壓力進行變換； 斷路器(15)，被設置成能夠切斷經(jīng)由上述變壓器傳輸?shù)缴鲜鐾獠肯到y(tǒng)的電力； 電壓測量裝置(16)，測量上述斷路器中的上述外部系統(tǒng)側的電壓； 電阻電路(21)，被并聯(lián)連接于上述同步發(fā)電機與上述變壓器之間，該電阻電路(21)中設置有對上述同步發(fā)電機與上述變壓器的連接和切斷進行切換的切換裝置(501);和 異?？刂蒲b置(22)，根據(jù)預先確定的外部系統(tǒng)的電壓異常的基準值和上述電壓測量裝置的測量結果的比較結果，檢測上述外部系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓異常，在檢測到電壓異常的情況下，將上述電阻電路的切換裝置從切斷切換到連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)還具備:電阻電路(21)，被并聯(lián)連接于上述同步發(fā)電機(7)與上述變壓器(19A)之間，該電阻電路中設置有對上述同步發(fā)電機與上述變壓器的連接和切斷進行切換的切換裝置(501)， 上述異?？刂蒲b置(22)在檢測到上述外部系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓異常的情況下，將上述電阻電路的切換裝置從切斷切換到連接。
6.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述電動機(9)具備: 定子(230)，具有定子鐵芯(232)和纏繞于該定子鐵芯的定子繞組(238);和轉子(250)，具有形成了多個磁鐵插入孔的轉子鐵芯(252)和用于形成被保持在上述磁鐵插入孔的內部的磁極的多個永磁鐵(254)，并被設置成相對于上述定子能夠自由旋轉。
7.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述電動機(9)具備: 定子(230)，具有定子鐵芯(232)和纏繞于該定子鐵芯的定子繞組(238);和轉子(250)，設置有形成了多個導電性桿插入孔的轉子鐵芯(252)和插入到上述導電性桿插入孔的內部且在軸的兩端分別通過軸承擋圈電連接的導電性桿(255)。
8.根據(jù)權利要求1?7中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述電力變換器(10)具備與上述同步發(fā)電機(7)側和上述電動機(9)側這兩側連接、且具有將電力從交流變換為直流的功能和從直流變換為交流的功能的變換器(402，403)。
9.根據(jù)權利要求1?7中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述電力變換器(10)具備: 變換器(402)，與上述同步發(fā)電機(7)側和上述電動機(9)側中的一側連接、且具有將電力從交流變換為直流的功能和從直流變換為交流的功能；和 整流器(401)，與上述同步發(fā)電機(7)側和上述電動機(9)側中的另一側連接，并將電力從交流變換為直流。
10.根據(jù)權利要求1?9中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 與上述壓縮機(I)連接的上述第I旋轉軸(4H)和上述電動機(9)在未經(jīng)由齒輪的情況下被機械連接。
11.根據(jù)權利要求1?10中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 與上述低壓輪機(3L)連接的上述第2旋轉軸(4L)和上述同步發(fā)電機(7)在未經(jīng)由齒輪的情況下被機械連接。
12.根據(jù)權利要求1?11中任一項所述的雙軸式燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述電動機(9)的負載量比上述同步發(fā)電機(7)的負載量小。
13.—種燃氣輪機系統(tǒng)的控制方法，該燃氣輪機系統(tǒng)具備:壓縮機(I)，對空氣進行加壓而生成壓縮空氣；燃燒器(2)，將上述壓縮空氣和燃料進行混合并燃燒；高壓燃氣輪機(3H)，通過由上述燃燒器得到的燃燒氣體來驅動該高壓燃氣輪機；第I旋轉軸(4H)，連結上述壓縮機和上述高壓燃氣輪機；電動機(9)，與上述第I旋轉軸連結；調速器(13)，通過調整被上述壓縮機獲取的空氣的量來控制上述高壓燃氣輪機的輸出；低壓燃氣輪機(4L)，通過驅動上述高壓燃氣輪機之后的燃燒氣體來驅動該低壓燃氣輪機；第2旋轉軸(4L)，與上述低壓燃氣輪機連結；同步發(fā)電機(7)，與上述第2旋轉軸連結；變頻器(10)，設置于在與外部系統(tǒng)(50)連接的上述同步發(fā)電機與上述電動機之間傳輸電力的電力傳輸路徑(23)上，對所傳輸?shù)碾娏Φ念l率進行變換， 該燃氣輪機系統(tǒng)的控制方法的特征在于，包括以下步驟: 基于對輸出到上述外部系統(tǒng)的電力進行指示的電力輸出指令值，對控制上述變頻器的變頻器控制裝置(11)和上述調速器進行控制，從而對上述燃氣輪機和上述電動機的總輸出進行控制。
14.根據(jù)權利要求13所述的燃氣輪機系統(tǒng)的控制方法，其特征在于， 上述燃氣輪機系統(tǒng)還具備:變壓器(19A)，對從上述同步發(fā)電機(7)輸出到上述外部系統(tǒng)(50)的電力的壓力進行變換；和斷路器(15)，被設置成能夠切斷經(jīng)由上述變壓器傳輸?shù)缴鲜鐾獠肯到y(tǒng)的電力，并且上述燃氣輪機系統(tǒng)的控制方法還包括: 測量上述斷路器中的上述外部系統(tǒng)側的電壓的步驟； 基于預先確定的外部系統(tǒng)的電壓異常的基準值與上述電壓的測量結果的比較結果，檢測上述外部系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓異常的步驟；和 在檢測到電壓異常的情況下，控制上述變頻器控制裝置(11)，以使從上述高壓輪機(3H)經(jīng)由上述第I旋轉軸(4H)觀察到的上述電動機(9)的負荷相對地減少。
15.—種燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置，該燃氣輪機系統(tǒng)具備:壓縮機(I)，對空氣進行加壓而生成壓縮空氣；燃燒器(2)，將上述壓縮空氣和燃料進行混合并燃燒；高壓燃氣輪機(3H)，通過由上述燃燒器得到的燃燒氣體來驅動該高壓燃氣輪機；第I旋轉軸(4H)，連結上述壓縮機和上述高壓燃氣輪機；電動機(9)，與上述第I旋轉軸連結；調速器(13)，通過調整被上述壓縮機獲取的空氣的量來控制上述高壓燃氣輪機的輸出；低壓燃氣輪機(4L)，通過驅動上述高壓燃氣輪機之后的燃燒氣體來驅動該低壓燃氣輪機；第2旋轉軸(4L)，與上述低壓燃氣輪機連結；同步發(fā)電機(7)，與上述第2旋轉軸連結；變頻器(10)，設置于在與外部系統(tǒng)(50)連接的上述同步發(fā)電機與上述電動機之間傳輸電力的電力傳輸路徑(23)上，對所傳輸?shù)碾娏Φ念l率進行變換， 該燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置的特征在于， 基于對輸出到上述外部系統(tǒng)的電力進行指示的電力輸出指令值，對控制上述變頻器的變頻器控制裝置(11)和上述調速器進行控制，從而對上述燃氣輪機和上述電動機的總輸出進行控制。
16.根據(jù)權利要求15所述的燃氣輪機系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于， 上述燃氣輪機系統(tǒng)還具備:變壓器(19A)，對從上述同步發(fā)電機(7)輸出到上述外部系統(tǒng)(50)的電力的壓力進行變換；斷路器(15)，被設置成能夠切斷經(jīng)由上述變壓器傳輸?shù)缴鲜鐾獠肯到y(tǒng)的電力；和電壓測量裝置(16)，測量上述斷路器中的上述外部系統(tǒng)側的電壓， 基于預先確定的外部系統(tǒng)的電壓異常的基準值與上述電壓測量裝置的測量結果的比較結果，檢測上述外部系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓異常，在檢測到電壓異常的情況下，控制上述變頻器控制裝置(11)，以使從上述高壓輪機(3H)經(jīng)由上述第I旋轉軸(4H)觀察到的上述電動機(9)的負荷相對地減少。
【文檔編號】F02C3/10GK104487678SQ201280074831
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權日:2012年8月3日
【發(fā)明者】日野德昭, 楠見尚弘, 高橋一雄, 伊藤智道 申請人:株式會社日立制作所