[发明专利]启动控制装置、启动控制方法及程序

说明书

本发明提供一种在发电厂的启动中调整启动调度的启动控制装置。启动控制装置具备：判定部，关于成为发电厂的启动制约的规定的物理量，根据基于规定的最佳启动调度启动了所述发电厂时的与从该启动起的经过时间对应的所述物理量的预测值和在所述发电厂的启动中获取的所述物理量的观测值，判定所述观测值是否超过所述预测值；速度调整部，在所述判定部判定为超过的情况下，指示对所述最佳启动调度中的从所述启动起的经过时间的推进速度进行减速；及启动计时器，以基于所述指示的速度来推进从所述启动起的经过时间。

技术领域

本发明涉及一种启动控制装置、启动控制方法及程序。

本申请主张基于2019年9月3日在日本申请的日本专利申请2019-160365号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

近年来，风力发电、太阳能发电等再生能源的导入取得进展，在整个电力系统中所占的比率正在增加。风力发电或太阳能发电由于发电量根据天气而变动，因此难以进行稳定的电力供应。在火力发电厂等中，要求补偿再生能源输出变动的作用。因此，对发电厂要求的价值在于在最短时间内启动。

缩短发电厂的启动时间本质上是通过向发电厂急剧增加燃料投入来进行。然而，例如，在构成发电厂的锅炉、涡轮等设备中存在热应力的制约，因此在该制约下进行缓慢地增加燃料投入量的运行。发电厂具有自动控制系统，若在发电厂中指定所期望的发电量，则自动进行如得到该发电量的、燃料投入的流量或蒸汽的温度和压力、用于使涡轮转动的蒸汽流量等的控制。从而，发电厂的启动也通过利用现有的自动控制系统在自动控制系统中指定发电量的上升调度而执行。

例如，在具备蒸汽涡轮的发电厂中，在欲缩短启动时间的情况下，最大制约事项是蒸汽涡轮的热应力。蒸汽涡轮在内部具有叶轮，将高温高压蒸汽所具有的热能转换成由叶轮使发电机转动的动力。叶轮在启动之前例如为常温，若高温蒸汽接触到叶轮，则在叶轮的表面和内部产生温度差，由于温度差导致的热伸长的差异，在叶轮上产生热应力。若使流入到蒸汽涡轮中的蒸汽的流量缓慢地增加，则叶轮的热应力能够抑制在制约内。在将叶轮的热应力维持在制约内的同时，使得尽快达到目标输出，从而实现最短时间内的启动。

如此为了实现最短时间启动，热应力很重要，但是无法直接测量热应力。因此，预先使用数值模型，针对大量启动曲线的候选计算蒸汽的温度和压力、以及热应力的预测值，通过数值搜索而确定最佳启动曲线。

图10表示现有的启动调度的确定方法的一例。在图10的曲线图100中示出发电厂的启动调度。曲线图100的横轴是从启动起的经过时间，纵轴是发电量。在启动调度中确定有与从启动起的经过时间对应的目标发电量。以下，将该发电量的上升曲线称为启动曲线。最佳启动曲线101是在满足热应力等的制约的基础上最快启动发电厂时的启动曲线。缓和启动曲线102是缓和启动速度而启动时的启动曲线。

图10的曲线图200中示出在发电厂启动中叶轮的热应力的推移。以下，将热应力的推移称为应力预测值曲线。曲线图200的横轴是经过时间，纵轴是应力的预测值。曲线图100和曲线图200的横轴的相同位置表示相同时间。最佳应力预测值曲线201表示根据最佳启动曲线101启动了发电厂时产生的热应力的预测值，应力预测值曲线202表示根据缓和启动曲线102启动了发电厂时产生的热应力。最佳应力预测值曲线201、应力预测值曲线202是分别将根据最佳启动曲线101、缓和启动曲线102来启动发电厂时的蒸汽涡轮入口的蒸汽的温度、流量等输入到规定的应力预测模型中而得到的。蒸汽涡轮入口的蒸汽的温度、流量等是模拟发电厂的动作的模拟器根据数值模型计算出的值。