双轴燃气轮机发电设备及其控制方法与流程

本发明涉及具备双轴燃气轮机和通过双轴燃气轮机的驱动来进行发电的发电机的双轴燃气轮机发电设备及其控制方法。

本申请基于2016年7月22日在日本提出申请的特愿2016-144230号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术：

作为双轴燃气轮机发电设备，例如有以下的专利文献1所记载的设备。该双轴燃气轮机发电设备具备双轴燃气轮机、发电机、起动电动机、二次电池、对起动电动机与外部系统之间的电力的收发进行控制的第一频率转换器、以及对二次电池与外部系统之间的电力的充放进行控制的第二频率转换器。

双轴燃气轮机具备对空气进行压缩来生成压缩空气的压缩机、使燃料在压缩空气中燃烧来生成燃烧气体的燃烧器、通过燃烧气体来驱动的高压涡轮、以及通过从高压涡轮排出的废气来驱动的低压涡轮。高压涡轮的转子、压缩机转子及起动电动机的转子彼此机械地连结。另外，低压涡轮的转子与发电机的转子彼此机械地连结。但是，高压涡轮的转子与低压涡轮的转子没有机械地连结。

在针对双轴燃气轮机发电设备的要求输出急剧地增加的情况下，即便是增加向燃烧器供给的燃料的流量来提高发电机的输出，也存在发电机输出无法追随要求输出的急剧增加的情况。因此，在专利文献1所记载的技术中，提出了如下方案：将起动电动机暂时地作为发电机来利用，在由起动电动机发出的电力的作用下，用来自起动电动机的输出来补充发电机输出相对于要求输出的不足的量。

起动电动机的输出能是高压涡轮转子及压缩机转子的旋转惯性能。因此，从起动电动机取出输出的时间是几秒左右的时间，极其短。因此，在针对双轴燃气轮机发电设备的要求输出急剧地增加的情况下，仅仅凭借前述的基于旋转惯性能的输出，存在用来自起动电动机的输出无法补足发电机输出相对于要求输出的不足的量。因此，在专利文献1所记载的技术中，还提出了在这种情况下从二次电池向外部系统放出电力的方案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/181938号

技术实现要素：

发明要解决的课题

在双轴燃气轮机发电设备中，期望提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性。另外，还期望像上述专利文献1所记载的双轴燃气轮机发电设备那样，在为了补足发电机输出而使用二次电池的情况下，通过减少该二次电池的充放电次数来抑制二次电池的性能降低，从而实现寿命延长。

因此，本发明的目的在于，提供能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性且抑制二次电池的性能降低，从而实现二次电池的寿命延长的技术。

用于解决课题的方案

作为用于实现上述目的的本发明的一技术方案的双轴燃气轮机发电设备具备：压缩机，其具有压缩机转子，通过所述压缩机转子的旋转来对空气进行压缩而生成压缩空气；燃烧器，其使燃料在所述压缩空气中燃烧而生成燃烧气体；燃料调节阀，其调节向所述燃烧器供给的所述燃料的流量；高压涡轮，其具有与所述压缩机转子机械地连结的高压涡轮转子，所述高压涡轮转子利用所述燃烧气体进行旋转；低压涡轮，其具有不与所述高压涡轮转子连结的低压涡轮转子，所述低压涡轮转子利用从所述高压涡轮排出的所述燃烧气体进行旋转；发电机，其通过所述低压涡轮转子的旋转进行发电，与流动有交流电的外部系统电连接；感应电动机，其与所述压缩机转子机械地连结，并且以与所述发电机并联的方式与所述外部系统电连接；第一频率转换器，其以电连接关系设置在所述感应电动机与所述外部系统之间，对所述感应电动机与所述外部系统之间的电力的收发进行控制，并且在使来自所述感应电动机的电力向外部系统侧发送时，将来自所述感应电动机的电力的频率转换为所述外部系统的频率，在接收来自所述外部系统侧的电力并向所述感应电动机供给时，将来自所述外部系统的电力的频率转换为所述感应电动机的频率；二次电池，其以与所述发电机及所述感应电动机并联的方式与所述外部系统电连接；第二频率转换器，其以电连接关系设置在所述二次电池与所述外部系统之间，对所述二次电池的充放电进行控制，并且在使来自所述二次电池的直流电向所述外部系统放出时，将来自所述二次电池的直流电转换为与所述外部系统的频率相符的交流电，在使来自所述外部系统的交流电向所述二次电池充入时，将所述外部系统的交流电转换为直流电；以及控制装置，其对所述燃料调节阀、所述第一频率转换器及第二频率转换器进行控制。所述控制装置具有：接收部，其从外部接收要求输出；第一判断部，其判断所述要求输出的每单位时间的变化量即要求输出变化率的绝对值是否比发电机输出的每单位时间的最大变化量即最大输出变化率的绝对值大；第二判断部，其在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大之后，判断是否满足预先设定的条件；燃料控制部，其根据所述要求输出的变化来控制所述燃料调节阀的开度，在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，以使所述发电机的输出以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度；第一控制部，其在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，通过所述第一频率转换器使所述感应电动机与所述外部系统之间进行收发电；第二控制部，其在由所述第二判断部判断为满足所述预先设定的条件时，在使所述感应电动机发送电力的情况下，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在使所述感应电动机接收电力的情况下，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电。所述预先设定的条件是：所述感应电动机收发的电力成为相对于所述感应电动机设定的最大允许电力；或者所述压缩机转子的转速成为比所述压缩机的允许转速范围窄的切换转速范围内的界限。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大的情况下，以使发电机输出以最大输出变化率进行变化的方式控制燃料调节阀的开度。而且，通过第一频率转换器使感应电动机与外部系统之间开始进行收发电。因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，能够利用感应电动机与外部系统之间的收发电来补充发电机输出变化相对于要求输出变化的不足的量的至少一部分。

另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大的情况下，在感应电动机收发的电力成为最大允许电力或者压缩机转子的转速成为切换转速范围内的界限之后，使二次电池进行充放电。即，在该双轴燃气轮机发电设备中，即便要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大，二次电池也不立即进行充放电。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，能够减少二次电池的充放电次数，能够抑制二次电池的性能降低。

而且，在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大的情况下，在使感应电动机进行收发电的期间，若感应电动机收发的电力成为最大允许电力或者压缩机转子的转速成为切换转速范围内的界限，则使二次电池进行充放电。即，在该双轴燃气轮机发电设备中，在感应电动机的收发电的期间使二次电池进行充放电。换言之，在该双轴燃气轮机发电设备中，感应电动机的收发电的时间带与二次电池的充放电的时间带局部地重叠。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，能够确保通过感应电动机的电力发送接收和二次电池的充放电进行的、相对于外部系统的收发电的连续性。因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大的情况下，也能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性。

这里，在所述双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述第一控制部在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大之后到由所述第二判断部判断为满足所述预先设定的条件的期间，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电量增加，在由所述第二判断部判断为满足所述预先设定的条件时，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电量减少。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在由第一判断部判断为要求输出变化率的绝对值比最大输出变化率的绝对值大之后到由第二判断部判断为满足条件的期间，相对于感应电动机的收发电量增加，因此，能够提高该期间的双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性。

另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在由第二判断部判断为满足条件时，相对于感应电动机的收发电量减少。在由第二判断部判断为满足了条件时，二次电池开始进行充放电，因此，即便相对于感应电动机的收发电量减少，双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性也不会降低。

感应电动机收发的电力的能量源是压缩机转子及高压涡轮转子的旋转惯性能。因此，在从感应电动机向外部系统发送电力时，压缩机转子及高压涡轮转子的转速会降低，而接近相对于这些转子所设定的允许下限转速。另一方面，在第一频率转换器接收外部系统的电力并将接收到的电力向感应电动机供给时，压缩机转子及高压涡轮转子的转速会上升而接近相对于这些转子所设定的允许上限转速。需要说明的是，允许转速范围由允许下限转速及允许上限转速来确定。

在该双轴燃气轮机发电设备中，如以上所说明的那样，在由第二判断部判断为满足了条件时，相对于感应电动机的收发电量减少。因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，能够延迟压缩机转子及高压涡轮转子的转速成为接近允许转速范围内的界限的速度。

另外，在以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述控制装置具有判断所述压缩机转子的转速是否达到所述允许转速范围内的界限的第三判断部，所述第一控制部在通过所述第一频率转换器使所述感应电动机开始进行收发电之后，在由所述第三判断部判断为所述压缩机转子的转速达到所述允许转速范围内的界限时，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电停止。

在使感应电动机进行收发电时，如前所述，压缩机转子及高压涡轮转子的转速会接近允许转速范围内的界限。在该燃气轮机发电机中，若是压缩机转子的转速达到允许转速范围内的界限，则相对于感应电动机的收发电停止，因此转速的变化得到控制。

另外，在以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述控制装置具有：第四判断部，其在通过所述第一频率转换器使所述感应电动机开始进行收发电之后，判断所述压缩机的转速是否恢复到使所述感应电动机刚开始进行收发电之前的转速；以及第五判断部，其在通过所述第一频率转换器使所述感应电动机开始进行收发电之后，在由所述第四判断部判断为所述压缩机的转速恢复到所述感应电动机刚开始进行收发电之前的转速之前，在所述接收部接收新的要求输出且由所述第一判断部判断为所述新的要求输出的所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大之后，判断先前的要求输出的要求输出变化率的正负与所述新的要求输出的要求输出变化率的正负是否相反，在由所述第五判断部判断为所述先前的要求输出的要求输出变化率的正负与所述新的要求输出的要求输出变化率的正负相同的情况下，所述燃料控制部以使所述发电机的输出与所述新的要求输出相应地以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度，所述第一控制部在与所述先前的要求输出相应地使所述感应电动机与所述外部系统之间进行收发电的情况下，通过所述第一频率转换器使与所述先前的要求输出相应的所述感应电动机与所述外部系统之间的收发电继续或者使所述收发电停止，所述第二控制部在与所述先前的要求输出相应地使所述二次电池进行充放电的情况下，通过所述第二频率转换器使与所述先前的要求输出相应的所述二次电池的充放电继续或者使所述充放电停止。

在先前的要求输出的要求输出变化率的正负与新的要求输出的要求输出变化率的正负相同的情况下，在由于相对于先前的要求输出的处理而压缩机的转速未恢复到原始的转速的阶段执行与相对于先前的要求输出的处理同样的处理的话，则压缩机的转速会在极短的时间成为允许转速范围的界限，而且使二次电池的充电率更加偏离基准充电率。因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，在先前的要求输出的要求输出变化率的正负与新的要求输出的要求输出变化率的正负相同的情况下，在由于相对于先前的要求输出的处理而压缩机的转速未恢复到原始的转速的阶段，不执行与先前的要求输出同样的处理。

在具有所述第五判断部的所述双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，在由所述第五判断部判断为所述先前的要求输出的要求输出变化率的正负与所述新的要求输出的要求输出变化率的正负相反的情况下，所述燃料控制部以使所述发电机的输出与所述新的要求输出相应地以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度，所述第一控制部通过所述第一频率转换器与所述新的要求输出相应地使所述感应电动机与所述外部系统之间开始进行收发电，所述第二控制部在由所述第二判断部判断为满足所述预先设定的条件时，在使所述感应电动机进行收发电的情况下，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在使所述感应电动机接收电力的情况下，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电。

在先前的要求输出的要求输出变化率的正负与新的要求输出的要求输出变化率的正负相反的情况下，在由于相对于先前的要求输出的处理而压缩机的转速未恢复到原始的转速的阶段执行与先前的要求输出相反的处理的话，该相反的处理不仅在使压缩机的转速恢复到原始的转速的方向上起作用，还在使二次电池的充电率接近基准充电率的方向上起作用。因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，在先前的要求输出的要求输出变化率的正负与新的要求输出的要求输出变化率的正负相反的情况下，在由于相对于先前的要求输出的处理而压缩机的转速未恢复到原始的转速的阶段也执行与先前的要求输出相反的处理。

在以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述控制装置具有：充电率推定部，其推定所述二次电池的充电率；以及第六判断部，其判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否低于比基准充电率低的设定低充电率，以及判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否高于比所述基准充电率高的设定高充电率，所述第二控制部在由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率低于所述设定低充电率且由所述第一判断部判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率高且由所述第一判断部判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率低于设定低充电率的情况下，在由第一判断部判断为负的要求输出变化率比负的最大输出变化率大时，即在要求输出虽表现为减少但其变化平缓的情况下，通过第二频率转换器向二次电池充电。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率比设定高充电率高的情况下，在由第一判断部判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，即在要求输出虽表现为增加但其变化平缓的情况下，通过第二频率转换器使二次电池放电。

即，在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率低且要求输出平缓地减少的情况下，通过第二频率转换器向二次电池充电。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率高且要求输出平缓地增加的情况下，通过第二频率转换器使二次电池放电。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，即便是二次电池的充电率偏离基准充电率，也能够在不使设备自身进行不合理的动作的状态下使二次电池的充电率接近基准充电率。

作为用于达成上述目的的本发明的另一方案的双轴燃气轮机发电设备具备：压缩机，其具有压缩机转子，通过所述压缩机转子的旋转来对空气进行压缩而生成压缩空气；燃烧器，其使燃料在所述压缩空气中燃烧而生成燃烧气体；燃料调节阀，其调节向所述燃烧器供给的所述燃料的流量；高压涡轮，其具有与所述压缩机转子机械地连结的高压涡轮转子，所述高压涡轮转子利用所述燃烧气体进行旋转；低压涡轮，其具有不与所述高压涡轮转子连结的低压涡轮转子，所述低压涡轮转子利用从所述高压涡轮排出的所述燃烧气体进行旋转；发电机，其通过所述低压涡轮转子的旋转进行发电，与流动有交流电的外部系统电连接；感应电动机，其与所述压缩机转子机械地连结，并且以与所述发电机并联的方式与所述外部系统电连接；第一频率转换器，其以电连接关系设置在所述感应电动机与所述外部系统之间，对所述感应电动机与所述外部系统之间的电力的收发进行控制，并且在使来自所述感应电动机的电力向外部系统侧发送时，将来自所述感应电动机的电力的频率转换为所述外部系统的频率，在接收来自所述外部系统侧的电力并向所述感应电动机供给时，将来自所述外部系统的电力的频率转换为所述感应电动机的频率；二次电池，其以与所述发电机及所述感应电动机并联的方式与所述外部系统电连接；第二频率转换器，其以电连接关系设置在所述二次电池与所述外部系统之间，对所述二次电池的充放电进行控制，并且在使来自所述二次电池的直流电向所述外部系统放出时，将来自所述二次电池的直流电转换为与所述外部系统的频率相符的交流电，在使来自所述外部系统的交流电向所述二次电池充入时，将所述外部系统的交流电转换为直流电；以及控制装置，其对所述燃料调节阀、所述第一频率转换器及第二频率转换器进行控制。所述控制装置具有：接收部，其从外部接收要求输出；第一判断部，其判断所述要求输出的每单位时间的变化量即要求输出变化率的绝对值是否比发电机输出的每单位时间的最大变化量即最大输出变化率的绝对值大；燃料控制部，其根据所述要求输出的变化来控制所述燃料调节阀的开度，在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，以使所述发电机的输出以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度；第一控制部，其在由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，通过所述第一频率转换器使所述感应电动机与所述外部系统之间进行收发电；第二控制部，其至少将由所述第一判断部判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大来作为条件，在满足所述条件时，在使所述感应电动机发送电力的情况下，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在使所述感应电动机接收电力的情况下，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电；充电率推定部，其推定所述二次电池的充电率；以及第六判断部，其判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否低于比基准充电率低的设定低充电率，以及判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否高于比所述基准充电率高的设定高充电率。所述第二控制部在由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率低于所述设定低充电率且由所述第一判断部判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率高且由所述第一判断部判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率低且要求输出平缓地减少的情况下，通过第二频率转换器向二次电池充电。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在二次电池的充电率高且要求输出平缓地增加的情况下，通过第二频率转换器使二次电池放电。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，即便二次电池的充电率偏离基准充电率，也能够在不使设备自身进行不合理的动作的状态下使二次电池的充电率接近基准充电率。

在具有所述充电率推定部的所述双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，具备对所述压缩机所吸入的空气的温度进行检测的温度仪，所述控制装置具有第七判断部，所述第七判断部判断由所述温度仪检测出的温度是否高于比所述压缩机所吸入的空气的设计温度高的第一温度，以及判断由所述温度仪检测出的温度是否低于比所述设计温度低的第二温度，所述第六判断部判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否低于所述基准充电率，以及判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否比所述基准充电率高，在由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率低于所述基准充电率且由所述第七判断部判断为所述压缩机所吸入的空气的温度比所述第二温度低时，所述第一控制部通过所述第一频率转换器以使所述压缩机的转速不处于所述允许转速范围外的方式将来自所述感应电动机的电力向所述外部系统发送，所述第二控制部通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率比所述基准充电率高且由所述第七判断部判断为所述压缩机所吸入的空气的温度比所述第一温度高时，所述第一控制部通过所述第一频率转换器以使所述压缩机的转速不处于所述允许转速范围外的方式将来自所述外部系统的电力向所述感应电动机供给，所述第二控制部通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

在压缩机所吸入的空气的温度高的情况下，在燃气轮机内流动的空气的质量流量减少，因此燃气轮机输出、即发电机输出降低。反之，在压缩机所吸入的空气的温度低的情况下，在燃气轮机内流动的空气的质量流量增多，因此燃气轮机输出、即发电机输出升高。

因此，在该双轴燃气轮机发电设备中，在压缩机所吸入的空气的温度高的情况下，将二次电池的电力放出并使用该电力来驱动感应电动机，通过该感应电动机来辅助压缩机的驱动。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，这种情况下，能够抑制发电机输出的降低。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在压缩机所吸入的空气的温度低且发电输出的最大值受到限制的情况下，通过压缩机来驱动感应电动机，即通过感应电动机朝向负侧来辅助压缩机的驱动，将来自感应电动机的电力向外部系统发送并向二次电池充入电力。由此，在该双轴燃气轮机发电设备中，这种情况下，能够抑制发电机输出的上升。

在具备所述温度仪的所述双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述接收部接收所述压缩机所吸入的空气的温度的预报，所述控制装置具有：第八判断部，其判断在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度是否高于比所述压缩机所吸入的空气的设计温度高的第一温度，以及判断在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度是否低于比所述设计温度低的第二温度；以及基准变更部，其在由所述第八判断部判断为在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度高于所述第一温度时，提高所述基准充电率，在由所述第八判断部判断为在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度比所述第二温度低时，降低所述基准充电率。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在压缩机所吸入的空气的温度高而使二次电池放电以通过感应电动机来辅助压缩机的驱动的情况下，能够预先提高二次电池的充电率。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在压缩机所吸入的空气的温度低而向二次电池充电以通过感应电动机朝向负侧来辅助压缩机的驱动的情况下，能够预先降低二次电池的充电率。

在具有所述充电率推定部的以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，所述第六判断部判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否比所述设定低充电率高，以及判断由所述充电率推定部推定出的所述二次电池的充电率是否比所述设定高充电率低，所述控制装置具有第九判断部，所述第九判断部判断所述要求输出是否低于比所述发电机的额定输出低的设定低输出，以及判断所述要求输出是否高于比所述额定输出低且比所述设定低输出高的设定高输出，在由所述第九判断部判断为所述要求输出比所述设定低输出低、由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率低且由所述第一判断部判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，所述第二控制部通过所述第二频率转换器来向所述二次电池充电，所述燃料控制部以使所述发电机的输出成为所述要求输出加上通过所述第二频率转换器向所述二次电池充入的电力所得的值的方式控制所述燃料调节阀的开度，在由所述第九判断部判断为所述要求输出比所述设定低输出高、由所述第六判断部判断为所述二次电池的充电率比所述设定低充电率高且由所述第一判断部判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，所述第二控制部通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，所述燃料控制部以使所述发电机的输出成为从所述要求输出减去通过所述第二频率转换器使所述二次电池放出的电力所得的值的方式控制所述燃料调节阀的开度。

在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出比设定低输出低的情况下，也能够抑制向燃烧器供给的燃料流量的降低，能够使燃料系统及供燃烧气体流动的系统等稳定运转。另外，在该双轴燃气轮机发电设备中，在要求输出比设定高输出高的情况下，也能够抑制向燃烧器供给的燃料流量的增加，能够使燃料系统及供燃烧气体流动的系统等稳定运转。

作为用于达成上述目的的本发明的一方案，涉及双轴燃气轮机发电设备的控制方法，所述双轴燃气轮机发电设备具备：压缩机，其具有压缩机转子，通过所述压缩机转子的旋转来对空气进行压缩而生成压缩空气；燃烧器，其使燃料在所述压缩空气中燃烧而生成燃烧气体；燃料调节阀，其调节向所述燃烧器供给的所述燃料的流量；高压涡轮，其具有与所述压缩机转子机械地连结的高压涡轮转子，所述高压涡轮转子利用所述燃烧气体进行旋转；低压涡轮，其具有不与所述高压涡轮转子连结的低压涡轮转子，所述低压涡轮转子利用从所述高压涡轮排出的所述燃烧气体进行旋转；发电机，其通过所述低压涡轮转子的旋转进行发电，与流动有交流电的外部系统电连接；感应电动机，其与所述压缩机转子机械地连结，并且以与所述发电机并联的方式与所述外部系统电连接；第一频率转换器，其以电连接关系设置在所述感应电动机与所述外部系统之间，对所述感应电动机与所述外部系统之间的电力的收发进行控制，并且在使来自所述感应电动机的电力向外部系统侧发送时，将来自所述感应电动机的电力的频率转换为所述外部系统的频率，在接收来自所述外部系统侧的电力并向所述感应电动机供给时，将来自所述外部系统的电力的频率转换为所述感应电动机的频率；二次电池，其以与所述发电机及所述感应电动机并联的方式与所述外部系统电连接；第二频率转换器，其以电连接关系设置在所述二次电池与所述外部系统之间，对所述二次电池的充放电进行控制，并且在使来自所述二次电池的直流电向所述外部系统放出时，将来自所述二次电池的直流电转换为与所述外部系统的频率相符的交流电，在使来自所述外部系统的交流电向所述二次电池充入时，将所述外部系统的交流电转换为直流电。

在该控制方法中执行如下工序：接收工序，在该接收工序中，从外部接收要求输出；第一判断工序，在该第一判断工序中，判断所述要求输出的每单位时间的变化量即要求输出变化率的绝对值是否比发电机输出的每单位时间的最大变化量即最大输出变化率的绝对值大；第二判断工序，在该第二判断工序中，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大之后，判断是否满足预先设定的条件；燃料控制工序，在该燃料控制工序中，根据所述要求输出的变化来控制所述燃料调节阀的开度，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，以使所述发电机的输出以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度；第一控制工序，在该第一控制工序中，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，通过所述第一频率转换器使所述感应电动机与所述外部系统之间开始进行收发电；以及第二控制工序，在该第二控制工序中，在通过所述第二判断工序判断为满足所述预先设定的条件时，在使所述感应电动机发送电力的情况下，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在使所述感应电动机接收电力的情况下，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电。所述预先设定的条件是：所述感应电动机收发的电力成为相对于所述感应电动机设定的最大允许电力；或者所述压缩机转子的转速成为比所述压缩机的允许转速范围窄的切换转速范围内的界限。

这里，在所述双轴燃气轮机发电设备的控制方法中，也可以为，在所述第一控制工序中，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大之后到通过所述第二判断工序判断为满足所述预先设定的条件的期间，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电量增加，在通过所述第二判断工序判断为满足所述预先设定的条件时，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电量减少。

另外，在以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备的控制方法中，也可以为，执行判断所述压缩机转子的转速是否达到所述允许转速范围内的界限的第三判断工序，在所述第一控制工序中，在通过第一频率转换器使所述感应电动机开始进行收发电之后，在通过所述第三判断工序判断为所述压缩机转子的转速达到所述允许转速范围内的界限时，通过所述第一频率转换器使相对于所述感应电动机的收发电停止。

在以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备的控制方法中，执行如下工序：充电率推定工序，在该充电率推定工序中，推定所述二次电池的充电率；以及第六判断工序，在该第六判断工序中，判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否低于比基准充电率低的设定低充电率，以及判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否高于比所述基准充电率高的设定高充电率，在所述第二控制工序中，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率低于所述设定低充电率且通过所述第一判断工序判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率高且通过所述第一判断工序判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

作为用于实现上述目的的本发明的另一方案的双轴燃气轮机发电设备的控制方法，也可以为，所述双轴燃气轮机发电设备具备：压缩机，其具有压缩机转子，通过所述压缩机转子的旋转来对空气进行压缩而生成压缩空气；燃烧器，其使燃料在所述压缩空气中燃烧而生成燃烧气体；燃料调节阀，其调节向所述燃烧器供给的所述燃料的流量；高压涡轮，其具有与所述压缩机转子机械地连结的高压涡轮转子，所述高压涡轮转子利用所述燃烧气体进行旋转；低压涡轮，其具有不与所述高压涡轮转子连结的低压涡轮转子，所述低压涡轮转子利用从所述高压涡轮排出的所述燃烧气体进行旋转；发电机，其通过所述低压涡轮转子的旋转进行发电，与流动有交流电的外部系统电连接；感应电动机，其与所述压缩机转子机械地连结，并且以与所述发电机并联的方式与所述外部系统电连接；第一频率转换器，其以电连接关系设置在所述感应电动机与所述外部系统之间，对所述感应电动机与所述外部系统之间的电力的收发进行控制，并且在使来自所述感应电动机的电力向外部系统侧发送时，将来自所述感应电动机的电力的频率转换为所述外部系统的频率，在接收来自所述外部系统侧的电力并向所述感应电动机供给时，将来自所述外部系统的电力的频率转换为所述感应电动机的频率；二次电池，其以与所述发电机及所述感应电动机并联的方式与所述外部系统电连接；第二频率转换器，其以电连接关系设置在所述二次电池与所述外部系统之间，对所述二次电池的充放电进行控制，并且在使来自所述二次电池的直流电向所述外部系统放出时，将来自所述二次电池的直流电转换为与所述外部系统的频率相符的交流电，在使来自所述外部系统的交流电向所述二次电池充入时，将所述外部系统的交流电转换为直流电。

在该控制方法中执行如下工序：接收工序，在该接收工序中，从外部接收要求输出；第一判断工序，在该第一判断工序中，判断所述要求输出的每单位时间的变化量即要求输出变化率的绝对值是否比发电机输出的每单位时间的最大变化量即最大输出变化率的绝对值大；燃料控制工序，在该燃料控制工序中，根据所述要求输出的变化来控制所述燃料调节阀的开度，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，以使所述发电机的输出以所述最大输出变化率进行变化的方式控制所述燃料调节阀的开度；第一控制工序，在该第一控制工序中，在通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大时，通过所述第一频率转换器使所述感应电动机与所述外部系统之间开始进行收发电；第二控制工序，在该第二控制工序中，至少将通过所述第一判断工序判断为所述要求输出变化率的绝对值比所述最大输出变化率的绝对值大来作为条件，在满足所述条件时，在使所述感应电动机发送电力的情况下，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在使所述感应电动机接收电力的情况下，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电；充电率推定工序，在该充电率推定工序中，推定所述二次电池的充电率；以及第六判断工序，在该第六判断工序中，判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否低于比基准充电率低的设定低充电率，以及判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否高于比所述基准充电率高的设定高充电率。在所述第二控制工序中，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率低于所述设定低充电率且通过所述第一判断工序判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率高且通过所述第一判断工序判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

另外，在执行所述充电率推定工序的所述双轴燃气轮机发电设备中，也可以为，执行如下工序：温度检测工序，在该温度检测工序中，检测所述压缩机所吸入的空气的温度；以及第七判断工序，在该第七判断工序中，判断通过所述温度检测工序检测出的温度是否高于比所述压缩机所吸入的空气的设计温度高的第一温度，以及判断通过所述温度检测工序检测出的温度是否低于比所述设计温度低的第二温度，在所述第六判断工序中，判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否低于所述基准充电率，以及判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否比所述基准充电率高，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率低于所述基准充电率且通过所述第七判断工序判断为所述压缩机所吸入的空气的温度比所述第二温度低时，在所述第一控制工序中，通过所述第一频率转换器以使所述压缩机的转速不处于所述允许转速范围外的方式将来自所述感应电动机的电力向所述外部系统发送，在所述第二控制工序中，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率比所述基准充电率高且通过第七判断工序判断为所述压缩机所吸入的空气的温度比所述第一温度高时，在所述第一控制工序中，通过所述第一频率转换器以使所述压缩机的转速不处于所述允许转速范围外的方式将来自所述外部系统的电力向所述感应电动机供给，在所述第二控制工序中，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电。

在执行所述充电率推定工序的所述双轴燃气轮机发电设备的控制方法中，也可以为，在所述接收工序中，接收所述压缩机所吸入的空气的温度的预报，在所述双轴燃气轮机发电设备的控制方法中执行如下工序：第八判断工序，在该第八判断工序中，在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度是否高于比所述压缩机所吸入的空气的设计温度高的第一温度，以及判断在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度是否低于比所述设计温度低的第二温度；以及基准变更工序，在该基准变更工序中，在通过所述第八判断工序判断为在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度比所述第一温度高时，提高所述基准充电率，在通过所述第八判断工序判断为在预先设定的时间后所述压缩机所吸入的空气的预报温度比所述第二温度低时，降低所述基准充电率。

在执行所述充电率推定工序的以上任一方案所述的双轴燃气轮机发电设备的控制方法中，也可以为，在所述第六判断工序中，判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否比所述设定低充电率高，以及判断通过所述充电率推定工序推定出的所述二次电池的充电率是否比所述设定高充电率低，在所述双轴燃气轮机发电设备的控制方法中执行第九判断工序，在所述第九判断工序中，判断所述要求输出是否低于比所述发电机的额定输出低的设定低输出，以及判断所述要求输出是否高于比所述额定输出低且比所述设定低输出高的设定高输出，在通过所述第九判断工序判断为所述要求输出比所述设定低输出低、通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率比所述设定高充电率低且通过所述第一判断工序判断为负的所述要求输出变化率比负的所述最大输出变化率大时，在所述第二控制工序中，通过所述第二频率转换器向所述二次电池充电，在所述燃料控制工序中，以使所述发电机的输出成为所述要求输出加上通过所述第二频率转换器向所述二次电池充入的电力所得的值的方式控制所述燃料调节阀的开度，在通过所述第九判断工序判断为所述要求输出比所述设定低输出高、通过所述第六判断工序判断为所述二次电池的充电率比所述设定低充电率高且通过所述第一判断工序判断为正的所述要求输出变化率比正的所述最大输出变化率小时，在所述第二控制工序中，通过所述第二频率转换器使所述二次电池放电，在所述燃料控制工序中，以使所述发电机的输出成为从所述要求输出减去通过所述第二频率转换器使所述二次电池放出的电力所得的值的方式控制所述燃料调节阀的开度。

发明效果

根据本发明的一方案，能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性，并且抑制二次电池的性能降低，从而能够实现二次电池的寿命延长。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的双轴燃气轮机发电设备的系统图。

图2是本发明的一实施方式的控制装置的功能框图。

图3是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其一)。

图4是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其二)。

图5是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其三)。

图6是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其四)。

图7是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其五)。

图8是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其六)。

图9是表示本发明的一实施方式的控制装置的动作的流程图(其七)。

图10是表示本发明的一实施方式中的、接收到急剧增加的要求输出时的输出变化及压缩机的转速的变化的说明图。

图11是表示本发明的一实施方式中的、接收到急激减少的要求输出时的输出变化及压缩机的转速的变化的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的双轴燃气轮机发电设备的一实施方式详细地进行说明。

如图1所示，本实施方式的双轴燃气轮机发电设备具备双轴燃气轮机10、发电机21、感应电动机22、二次电池23、对感应电动机22与外部系统1之间的电力的收发进行控制的第一频率转换器24、对二次电池23的充放电进行控制的第二频率转换器25以及控制装置50。

双轴燃气轮机10具备对空气a进行压缩来生成压缩空气的压缩机11、使燃料f在压缩空气中燃烧来生成燃烧气体的燃烧器12、对向燃烧器12供给的燃料f的流量进行调节的燃料调节阀15、用来自燃烧器12的燃烧气体来驱动的高压涡轮13、以及用从高压涡轮13排出的燃烧气体来驱动的低压涡轮14。

压缩机11具有以第一轴线a1为中心进行旋转的压缩机转子11r及覆盖该压缩机转子11r的压缩机壳体11c。高压涡轮13具有以第一轴线a1为中心进行旋转的高压涡轮转子13r及覆盖该高压涡轮转子13r的高压涡轮壳体13c。压缩机转子11r及高压涡轮转子13r均位于第一轴线a1上，压缩机转子11r及高压涡轮转子13r彼此连结而构成第一转子17。低压涡轮14具有以第二轴线a2为中心进行旋转的低压涡轮转子14r及覆盖低压涡轮转子14r的低压涡轮壳体14c。燃烧器12通过燃料管线16而与燃料供给源连接。在该燃料管线16上设有燃料调节阀15。

感应电动机22具有以第一轴线a1为中心进行旋转的电动机转子22r及覆盖电动机转子22r的电动机壳体22c。电动机转子22r与第一转子17机械地直接连结。需要说明的是，电动机转子22r只要是与第一转子17机械地连结即可，例如也可以经由减速器来与第一转子17机械地连结。

发电机21具有以第二轴线a2为中心进行旋转的发电机转子21r及覆盖发电机转子21r的发电机壳体21c。该发电机21是同步发电机。发电机转子21r及低压涡轮转子14r均位于第二轴线a2上，发电机转子21r及低压涡轮转子14r彼此连结而构成第二转子18。该第二转子18不与第一转子17连结。因此，第二转子18能够与第一转子17的旋转独立地进行旋转。

发电机21通过主电力路径31而与外部系统1电连接。在该主电力路径31上设置有变压器32及断路器33。感应电动机22以与发电机21并联的方式通过副电力路径34而与外部系统1电连接。副电力路径34与主电力路径31中的发电机21与变压器32之间的位置连接。在该副电力路径34上设置有第一频率转换器24、变压器35及断路器36。上述的变压器35及断路器36设置在比第一频率转换器24靠主电力路径侧的位置。第二频率转换器25与二次电池23电连接。第二频率转换器25以与发电机21及感应电动机22并联的方式通过充放电路径37而与外部系统1电连接。由此，该二次电池23以与发电机21及感应电动机22并联的方式与外部系统1电连接。该充放电路径37也和副电力路径34同样地与主电力路径31中的发电机21与变压器32之间的位置连接。在该充放电路径37上设置有变压器38及断路器39。

第一频率转换器24在将来自感应电动机22的电力向外部系统1侧发送时，将感应电动机22的频率转换为外部系统1的频率。另外，该第一频率转换器24在接收来自外部系统1侧的电力而将其向感应电动机22供给时，将外部系统1的频率转换为感应电动机22的频率。

第二频率转换器25在将来自二次电池23的直流电向外部系统1侧放出时，将来自二次电池23的直流电转换为与外部系统1的频率匹配的交流电。另外，该第二频率转换器25在将来自外部系统1侧的交流电向二次电池23充入时，将外部系统1的交流电转换为直流电。

本实施方式的双轴燃气轮机发电设备还具备检测感应电动机22的转速的转速仪41、对压缩机11所吸入的空气a的温度t进行检测的温度仪42、以及对在二次电池23与第二频率转换器25之间流动的电流i进行检测的电流仪43。感应电动机22的电动机转子22r与压缩机转子11r如前所述那样机械地连结。因此，转速仪41对感应电动机22及压缩机11的转速进行检测。

如图2所示，控制装置50具有：接收来自各种仪表的输出或来自外部的各种信息等的接收部51；进行各种判断的判断部52；推定二次电池23的充电率soc(stateofcharge)的充电率推定部53；控制燃料调节阀15的开度的燃料控制部54；控制第一频率转换器24的第一控制部55；控制第二频率转换器25的第二控制部56；存储有二次电池23的基准充电率socb等的存储部57；以及变更二次电池23的基准充电率socb的基准变更部58。

接收部51接收针对双轴燃气轮机发电设备的要求输出dp以及压缩机11所吸入的空气a的温度的预报即气温预报。接收部51接收由转速仪41检测出的转速r、由电流仪43检测出的电流值i以及由温度仪42检测出的温度t。接收部51还从第一频率转换器24接收感应电动机22相对于外部系统1收发的电力量mp，并且从第二频率转换器25接收二次电池23相对于外部系统1充放的电力量bp。

充电率推定部53基于由电流仪43检测出的电流值i来推定二次电池23的充电率soc。具体而言，充电率推定部53首先依次累计从二次电池23充放的电流值的累计量。然后，从二次电池23的满充电量减去该累计量，并将所得的值除以满充电量来求解充电率soc。需要说明的是，作为推定二次电池23的充电率soc的方法，已知有各种方法，可以使用这些方法中的任一种方法。例如，可以对二次电池23没有进行充放电时的二次电池23的端子间电压进行测定，基于该端子间电压来推定充电率soc。

如前所述，在存储部57存储有二次电池23的基准充电率socb等。基准充电率socb是指向二次电池23充入了例如与该二次电池23相关的满充电量的0.6倍的电力量时的充电率soc。基准变更部58对存储在该存储部57中的基准充电率socb进行变更。

控制装置50由计算机构成。接收部51及各控制部54、55、56由计算机的输入输出界面、进行各种运算的cpu、存储有由cpu执行的程序的存储器等构成。判断部52、充电率推定部53及基准变更部58由计算机的cpu及存储器等构成。另外，存储部57由计算机的存储器等构成。

接着，使用图1及图2对以上说明了的双轴燃气轮机发电设备的基本的动作进行说明。

如图1所示，双轴燃气轮机10的压缩机11对空气a进行压缩并将压缩后的空气a向燃烧器12供给。除了向燃烧器12供给压缩后的空气a以外，还向燃烧器12供给燃料f。在燃烧器12内，燃料f在压缩后的空气a中燃烧，从而生成高温高压的燃烧气体。该燃烧气体从燃烧器12向高压涡轮壳体13c内输送，使高压涡轮转子13r旋转。由该高压涡轮13产生的旋转驱动力被用于压缩机转子11r的旋转。使高压涡轮转子13r旋转了的燃烧气体被从高压涡轮壳体13c排出，向低压涡轮壳体14c内流入。该燃烧气体使低压涡轮转子14r旋转。由于该低压涡轮转子14r的旋转，与该低压涡轮转子14r连结的发电机转子21r也进行旋转。其结果是，发电机21发电。来自发电机21的电力经由主电力路径31向外部系统1输送。

在双轴燃气轮机10起动时，驱动感应电动机22来使双轴燃气轮机10的第一转子17旋转。此时，第一频率转换器24从外部系统1接收电力并将该电力向感应电动机22发送。第一频率转换器24逐渐提高向感应电动机22发送的电力的频率。其结果是，第一转子17的转速也逐渐升高。在第一转子17的转速成为规定的转速以上时，开始向燃烧器12供给燃料。燃烧器12的燃料供给量逐渐增加。伴随着燃料供给量的增加，高压涡轮转子13r的转速升高，包括高压涡轮转子13r在内的第一转子17能够自行旋转。当成为该状态时，结束从外部系统1向感应电动机22的电力供给。

接着，按照图2所示的功能框图及图3～图9所示的流程图对控制装置50的动作进行说明。

如图2及图3所示，控制装置50的接收部51始终接收由电流仪43检测出的电流值i(s10：电流值接收工序)。控制装置50的充电率推定部53累计从二次电池23充入放出的电流值i。充电率推定部53从二次电池23的满充电量减去电流值的累计量，并将所得的值除以满充电量来求解充电率soc(s11：充电率推定工序)。

如图2及图4所示，控制装置50的燃料控制部54经由判断部52而从控制装置50的接收部51接收针对双轴燃气轮机发电设备的要求输出dp(s71：要求输出接收工序)。燃料控制部54在接收到该要求输出dp之后，判断是否从判断部52接收到与燃料流量相关的指示(s72)。燃料控制部54在接收到该要求输出dp之后，若没有接收到与燃料流量相关的指示，则确定与要求输出dp相应的燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s73：燃料控制工序)。

从保护高压涡轮13及低压涡轮14等的观点出发，针对双轴燃气轮机10的输出变化率、即发电机21的输出变化率来确定最大输出变化率dgpmax。需要说明的是，这里的输出变化率是指输出的每单位时间的变化量。该最大输出变化率dgpmax包括输出增加时的正的最大输出变化率dgpmax和输出降低时的负的最大输出变化率dgpmax。另外，要求输出变化率ddp还包括要求输出dp增加时的正的要求输出变化率ddp和要求输出dp降低时的负的要求输出变化率ddp。

在要求输出变化率ddp为0的情况下、即在要求输出dp不变化的情况下，燃料控制部54以使发电机输出gp成为与要求输出dp相符的输出的方式确定燃料流量，向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度。在要求输出变化率ddp的绝对值为发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值以下的情况下，燃料控制部54以使发电机输出gp的变化率与要求输出变化率ddp相符的方式确定燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度。在要求输出变化率ddp的绝对值大于发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值的情况下，燃料控制部54以使发电机输出gp的变化率与发电机输出gp的最大输出变化率dgpmax相符的方式确定燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度。其中，燃料控制部54在不对要求输出变化率ddp的绝对值与发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值的大小关系进行比较的情况下，首先以使发电机输出gp成为与要求输出dp相符的输出的方式确定燃料流量。燃料控制部54之后对该燃料流量的变化率施加限制，并向燃料调节阀15指示与该被限制后的燃料流量相应的开度。

燃料控制部54若在s72的处理中，在接收到要求输出dp之后判断为从判断部52接收到与燃料流量相关的指示，则按照来自判断部52的指示来确定燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s74：燃料控制工序)。燃料控制部54之后判断是否接收到与燃料流量相关的新的指示(s75)。燃料控制部54在判断为从判断部52接收到与燃料流量相关的新的指示时，按照该新的指示来确定使发电机输出成为要求输出dp的燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s76：燃料控制工序)。需要说明的是，关于燃料控制部54从判断部52接收的指示的内容见后述。

如图5所示，控制装置50的接收部51接收针对该双轴燃气轮机发电设备的要求输出dp(s21：要求输出接收工序)。需要说明的是，如前所述，该要求输出dp从该接收部51经由判断部52向燃料控制部54发送。

控制装置50的判断部52判断要求输出变化率ddp的绝对值是否大于发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值(s22：第一判断工序)。判断部52在判断为要求输出变化率ddp的绝对值不大于发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值、即要求输出dp的变化不急剧时，判断该要求输出变化率ddp是否为0(s23)。在由判断部52判断为要求输出变化率ddp为0时，执行以下使用图9来说明的输出固定时处理(s60、s61a～s68a、s61b～s68b)。另外，在由判断部52判断为要求输出变化率ddp不为0、即要求输出dp的变化平缓时，执行以下使用图7及图8来说明的缓变处理(s40a～s46a、s40b～s46b、s47、s50、s51a～s57a、s51b～s57b、s58、s59)。

在s22中由判断部52判断为要求输出变化率ddp的绝对值大于发电机21的最大输出变化率dgpmax的绝对值、即要求输出dp的变化急剧时，接收部51从转速仪41接收转速(s24：转速接收工序)。

判断部52在相对于先前的要求输出dp的急变处理结束后判断接收部51接收到的转速r是否恢复到原始的转速(s25：第四判断工序)。对要求输出dp的急变处理是指以下使用图6来说明的急增处理(s30a～s38a)及急减处理(s30b～38b)这样的处理。另外，原始的转速是指接收到变化急剧的要求输出dp的时刻的压缩机11及感应电动机22的转速。另外，接收部51接收到的转速r是否恢复到原始的转速是根据接收部51接收到的转速r是否以原始的转速为基准而处于压缩机11的额定转速的例如±1％以内来判断的。

判断部52在判断为接收部51接收到的转速r恢复到原始的转速时，判断接收部51新接收到的要求输出dp的变化率ddp是否为正、即新的要求输出dp是否急增(s26)。在由判断部52判断为新的要求输出dp急增时，执行图6所示的急增处理(s30a～s38a)。在由判断部52判断为新的要求输出dp的变化率ddp不为正、即新的要求输出dp急减时，执行图6所示的急减处理(s30b～s38b)。

判断部52在s25中判断为接收部51接收到的转速r没有恢复到原始的转速时，判断新的要求输出dp的变化率ddp是否为正、即新的要求输出dp是否急增(s27)。判断部52在判断为新的要求输出dp急增时，判断上次的急变处理是否为急减处理(s28：第五判断工序)。即，判断部52判断先前的要求输出dp的要求输出变化率ddp的正负与新的要求输出dp的要求输出变化率ddp的正负是否相反。在由判断部52判断为上次的急变处理是急减处理时，执行基于新的要求输出dp的急增处理(s30a～s38a)。另外，在由判断部52判断为上次的急变处理不是急减处理时，返回到s21的处理。

判断部52在s27中判断为新的要求输出dp的变化率不为正、即新的要求输出dp急减时，判断上次的急变处理是否为急增处理(s29：第五判断工序)。即，这里也是判断部52判断先前的要求输出dp的要求输出变化率ddp的正负与新的要求输出dp的要求输出变化率ddp的正负是否相反。在由判断部52判断为上次的急变处理是急增处理时，执行基于新的要求输出dp的急减处理(s30b～s38b)。

另外，在由判断部52判断为上次的急变处理不是急增处理时，返回到s21的处理。

接着，按照图6所示的流程图对急变处理详细地进行说明。如前所述，该急变处理包括急增处理(s30a～s38a)和急减处理(s30b～38b)。

如前所述，急增处理(s30a～s38a)是在新的要求输出dp急增的情况下执行。但是，即便在新的要求输出dp急增的情况下，若是由于相对于先前的要求输出dp的急变处理而压缩机11及感应电动机22的转速r变动之后、该转速未恢复到原始的转速且先前的急变处理是急增处理的情况，则也不执行急增处理(s30a～s38a)。

在急增处理(s30a～s38a)中，即在新的要求输出dp急增的情况下，第一控制部55自第一频率转换器24向外部系统1发送来自感应电动机22的电力mp(s30a：第一控制工序)。此时，如图10所示，第一控制部55以使接收新的要求输出dp后的各时刻下的发电机输出gp加上该时刻下的从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp所得的值(＝gp+mp)成为该时刻下的要求输出dp的方式，通过第一频率转换器24对从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp进行控制。因此，在要求输出dp急增的情况下，从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp最初会随着时间经过而增加。

对感应电动机22设定有与感应电动机22收发的电力mp相关的最大允许值。即，对感应电动机22设定有最大允许电力mpmax。判断部52在感应电动机22开始发送电力之后，判断来自感应电动机22的电力mp是否成为最大允许电力mpmax(s31a：第二判断工序)。需要说明的是，来自感应电动机22的电力mp的值从第一频率转换器24向控制装置50发送。在由判断部52判断为来自感应电动机22的电力mp没有成为最大允许电力mpmax时，返回到s30a。

另外，在由判断部52判断为来自感应电动机22的电力mp成为最大允许电力mpmax时，如图10所示，第一控制部55使通过第一频率转换器24从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp随着时间经过而逐渐减少(s32a)。而且，在由判断部52判断为来自感应电动机22的电力mp成为最大允许电力mpmax时，第二控制部56使通过第二频率转换器25从二次电池23向外部系统1的放电(s33a：第二控制工序)开始。此时，如图10所示，第二控制部56以使来自感应电动机22的电力成为最大允许电力mpmax后的各时刻下的发电机输出gp、该时刻下的从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp及该时刻下的从二次电池23向外部系统1放出的电力bp相加所得的值(＝gp+mp+bp)成为该时刻下的要求输出dp的方式，通过第二频率转换器25对从二次电池23向外部系统1放出的电力bp进行控制。

感应电动机22收发的电力mp的能量源是第一转子17的旋转惯性能。因此，在从感应电动机22向外部系统1发送电力时，如图10所示，第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)会降低。另一方面，在第一频率转换器24接收外部系统1的电力且将接收到的电力向感应电动机22供给时，如图11所示，第一转子17的转速会上升。若在感应电动机22的收发电之后停止该收发电，则第一转子17的转速r恢复到收发电刚开始之前的转速。

从保护压缩机11的观点出发，对压缩机11设定有允许转速范围。该允许转速范围由允许上限转速rph和允许下限转速rpl来确定。允许上限转速是为了防止压缩机11的转速成为过剩转速ro(参照图11)而导致压缩机转子11r或其轴承等的损伤等而设定的转速。另外，允许下限转速是比压缩机11发生喘振的喘振转速rs(参照图10)高、用于防止该喘振的发生的转速。

在从感应电动机22向外部系统1发送的电力开始减少时，接收部51接收由转速仪41检测出的第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)r(s34a)。判断部52判断该转速r是否成为允许转速范围内的界限，这种情况下，判断的是该转速r是否成为允许下限转速rpl(s35a：第三判断工序)。若第一转子17的转速r没有成为允许下限转速rpl，则反复进行s34a及s35a的处理。若第一转子17的转速r成为允许下限转速rpl，则第一控制部55通过第一频率转换器24使感应电动机22停止发送电力(s36a)。其结果是，如图10所示，第一转子17的转速降低得到控制。第一转子17的转速之后逐渐恢复到原始的转速、即逐渐恢复到感应电动机22刚开始发送电力之前的转速(＝接收到变化急剧的要求输出dp的时刻下的转速)。

在感应电动机22停止发送电力之后，判断部52判断发电机输出gp是否成为变化后的要求输出dp(s37a)。判断部52反复执行该判断，直至发电机输出gp成为变化后的要求输出dp为止。在由判断部52判断为发电机输出gp成为变化后的要求输出dp时，第二控制部56通过第二频率转换器25停止二次电池23的放电(s38a)。

以上，急增处理结束。需要说明的是，在执行该急增处理时，即，在判断为要求输出dp急增时(s22、s26)，如使用图4所说明的那样，燃料控制部54确定与要求输出dp相应的燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s73：燃料控制工序)。这种情况下，燃料控制部54以使发电机输出gp的变化率与发电机输出gp的最大输出变化率dgpmax(正的值)相符的方式确定燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度。

如前所述，急减处理(s30b～s38b)在新的要求输出dp急减的情况下执行。但是，即便在新的要求输出dp急减的情况下，若是由于相对于先前的要求输出dp的急变处理而压缩机11及感应电动机22的转速r变动之后、它们的转速未恢复到原始的转速且先前的急变处理是急减处理的情况，则也不执行急减处理(s30b～s38b)。

在急减处理(s30b～s38b)中，即在新的要求输出dp急减的情况下，第一控制部55自第一频率转换器24向感应电动机22供给从外部系统1接收到的电力mp(s30b：第一控制工序)。此时，如图11所示，第一控制部55以使接收新的要求输出dp后的各时刻下的发电机输出gp加上该时刻下的从外部系统1接收并向感应电动机22供给的电力(这种情况下，电力值为负的值)mp所得的值(＝gp+mp(＜0))成为该时刻下的要求输出dp的方式，通过第一频率转换器24对向感应电动机22供给的电力mp进行控制。因此，在要求输出dp急减的情况下，从外部系统1接收并向感应电动机22供给的电力最初会随着时间经过而增加。

判断部52在开始相对于感应电动机22的电力接收之后，判断向感应电动机22供给的电力mp、即感应电动机22接收的电力mp是否成为最大允许电力mpmax(s31b)。在由判断部52判断为感应电动机22接收的电力mp没有成为最大允许电力mpmax时，返回到s30b。

另外，在由判断部52判断为感应电动机22接收的电力mp成为最大允许电力mpmax时，如图11所示，第一控制部55通过第一频率转换器24使感应电动机22接收的电力mp随着时间经过而逐渐减少(s32b)。而且，在由判断部52判断为感应电动机22接收的电力mp的值成为最大允许电力mpmax时，第二控制部56通过第二频率转换器25来开始向二次电池23的充电(s33b：第二控制工序)。此时，如图11所示，第二控制部56以使从感应电动机22接收的电力mp成为最大允许电力mpmax后的各时刻下的发电机输出gp减去该时刻下的感应电动机22接收的电力mp及该时刻下的二次电池23的充电电力bp所得的值成为该时刻下的要求输出dp的方式，通过第二频率转换器25来控制二次电池23的充电电力bp。需要说明的是，若将感应电动机22接收的电力mp作为负的值且将二次电池23的充电电力bp作为负的值来进行处理，则以使感应电动机22接收的电力mp成为最大允许电力mpmax后的各时刻下的发电机输出gp、该时刻下的感应电动机22接收的电力mp及该时刻下的二次电池23的充电电力bp相加所得的值成为该时刻下的要求输出dp的方式，通过第二频率转换器25来控制二次电池23的充电电力bp。

在感应电动机22从外部系统1接收的电力mp开始减少时，接收部51接收由转速仪41检测出的第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)r(s34b)。判断部52判断该转速r是否成为允许转速范围内的界限，这种情况下判断的是该转速r是否成为允许上限转速rph(s35b：第三判断工序)。若第一转子17的转速r没有成为允许上限转速rph，则反复进行s34b及s35b的处理。若第一转子17的转速r成为允许上限转速rph，则第一控制部55通过第一频率转换器24使感应电动机22的电力接收停止(s36b)。其结果是，如图11所示，第一转子17的转速上升得到控制。第一转子17的转速r之后逐渐恢复到原始的转速，即，逐渐恢复到感应电动机22的电力接收刚开始之前的转速(＝接收到变化急剧的要求输出dp的时刻下的转速)。

在感应电动机22的电力接收停止之后，判断部52判断发电机输出gp是否成为变化后的要求输出dp(s37b)。判断部52反复进行该判断，直至发电机输出gp成为变化后的要求输出dp为止。在由判断部52判断为发电机输出gp成为变化后的要求输出dp时，第二控制部56通过第二频率转换器25来停止二次电池23的充电(s38b)。

以上，急减处理结束。需要说明的是，在执行该急减处理时，即，在判断为要求输出dp急减时(s22、s27)，如使用图4所说明的那样，燃料控制部54确定与要求输出dp相应的燃料流量，并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s73：燃料控制工序)。这种情况下，燃料控制部54以使发电机输出gp的变化率与发电机输出gp的最大输出变化率dgpmax(负的值)相符的方式确定燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度。

如上所述，在本实施方式中，在要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值的情况下，在感应电动机22与外部系统1之间开始进行收发电。因此，在本实施方式中，能够利用感应电动机22与外部系统1之间的收发电来补充发电机输出gp变化相对于要求输出dp变化的不足的量的至少一部分。

另外，在本实施方式中，在要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值的情况下，在感应电动机22收发的电力成为最大允许电力mpmax之后使二次电池23进行充放电。即，在本实施方式中，即便是要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值，二次电池23也不立即进行充放电。由此，在本实施方式中，能够减少二次电池23的充放电次数，能够抑制二次电池23的性能降低，从而实现寿命延长。

另外，在本实施方式中，在要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值的情况下，在使感应电动机22进行收发电的期间，若感应电动机22收发的电力成为最大允许电力mpmax，则使二次电池23进行充放电。由此，在本实施方式中，能够确保由感应电动机22的收发电及二次电池23的充放电进行的、相对于外部系统1的收发电的连续性。因此，在本实施方式中，即便在要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值的情况下，也能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出dp变化的追随性。

而且，在本实施方式中，在从判断为要求输出变化率ddp的绝对值大于最大输出变化率dgpmax的绝对值到由判断部52判断为感应电动机22收发的电力mp成为最大允许电力mpmax为止的期间，相对于感应电动机22的收发电量增加，因此能够提高该期间内的、双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出dp变化的追随性。

另外，在本实施方式中，在由判断部52判断为感应电动机22收发的电力mp成为最大允许电力mpmax时，相对于感应电动机22的收发电量会减少。因此，在本实施方式中，能够延迟第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)r接近允许转速范围内的界限的速度。由此，在本实施方式中，能够容易且准确地在第一转子17的转速r达到了允许转速范围内的界限的时刻使相对于感应电动机22的收发电停止，从而控制第一转子17的转速的变化。

需要说明的是，在本实施方式中，在开始相对于感应电动机22的收发电之后(s30a、s30b)，判断部52判断相对于感应电动机22的收发的电力mp是否成为最大允许电力mpmax(s31a、s31b)。然而，也可以在开始相对于感应电动机22的收发电之后(s30a、s30b)，判断部52判断第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)r是否成为比允许转速范围窄的切换转速范围内的界限。该切换转速范围由切换上限转速和切换下限转速来确定。如图10所示，切换下限转速rcl是比允许下限转速rpl高的转速。另外，如图11所示，切换上限转速rch是比允许上限转速rph低的转速。具体而言，在开始使感应电动机22发送电力之后(s30a)，判断部52判断第一转子17的转速是否成为切换下限转速rcl。并且，在由判断部52判断为第一转子17的转速r成为切换下限转速rcl时，如图10所示，第一控制部55通过第一频率转换器24使从感应电动机22向外部系统1发送的电力mp随着时间经过而逐渐减少(s32a)。另外，在开始相对于感应电动机22的电力接收之后(s30b)，判断部52判断第一转子17的转速r是否成为切换上限转速rch。并且，在由判断部52判断为第一转子17的转速r成为切换上限转速rch时，如图11所示，第一控制部55通过第一频率转换器24来使感应电动机22接收的电力mp随着时间经过而逐渐减少(s32b)。

而且，也可以在开始相对于感应电动机22的收发电之后(s30a、s30b)，判断部52判断相对于感应电动机22的收发的电力是否成为最大允许电力mpmax或者第一转子17的转速是否成为切换转速范围内的界限。

如前所述，即便在新的要求输出dp急增的情况下，若是由于相对于先前的要求输出dp的急变处理而压缩机11及感应电动机22的转速变动之后、它们的转速未恢复到原始的转速(在s25中为否)且先前的急变处理是急增处理的情况(在s28中为否)，则也不执行相对于新的要求输出dp的急增处理(s30a～s38a)。这是因为，尽管先前的急变处理是急增处理，但若在由于该急增处理而压缩机11及感应电动机22的转速未恢复到原始的转速的阶段新执行急增处理，则压缩机11及感应电动机22的转速会在极短的时间内成为允许下限转速rpl，而且二次电池23的放电会进一步进行。

在本实施方式中，在相对于先前的要求输出dp的急变处理是急增处理且新的要求输出dp急增的情况下，不执行相对于新的要求处理的急增处理而返回到s21的处理。因此，在本实施方式中，即便先前的急变处理是急增处理且在该急增处理没有结束的阶段接收新的要求处理，也继续进行先前的急增处理。但是，在s74中执行与新的要求输出dp相应的燃料流量的调节。需要说明的是，也可以在先前的急变处理是急增处理且在该急增处理没有结束的阶段接收到新的要求处理的情况下，中止先前的急增处理。

相对于此，即便在压缩机11及感应电动机22的转速未恢复到原始的转速的阶段(在s25中为否)，在先前的急变处理是急减处理的情况下(在s28中为是)，也执行基于新的要求输出dp的急增处理(s30a～s38a)。这是因为，若先前的急变处理是急减处理，则新的急增处理不仅在使压缩机11及感应电动机22的转速恢复到原始的转速的方向上起作用，而且还在使二次电池23的充电率soc恢复到原始的充电率的方向上起作用。

另外，如前所述，即便在新的要求输出dp急减的情况下，若是由于相对于先前的要求输出dp的急变处理而压缩机11及感应电动机22的转速变动之后、它们的转速未恢复到原始的转速(在s25中为否)且先前的急变处理是急减处理的情况(在s29中为否)，则不执行相对于新的要求输出dp的急减处理(s30b～s38b)。这是因为，尽管先前的急变处理是急减处理，但若由于该急减处理而压缩机11及感应电动机22的转速未恢复到原始的转速的阶段新执行急减处理，则压缩机11及感应电动机22的转速会在极短的时间成为允许上限转速rph，而且二次电池23的充电会进一步进行。

在本实施方式中，在相对于先前的要求输出dp的急变处理是急减处理且新的要求输出dp急减的情况下，不执行相对于新的要求处理的急减处理，而返回到s21的处理。因此，在本实施方式中，即便先前的急变处理是急减处理且在该急减处理未结束的阶段接收到新的要求处理，也继续进行先前的急减处理。但是，在s74中，执行与新的要求输出dp相应的燃料流量的调节。需要说明的是，也可以在先前的急变处理是急减处理且在该急减处理未结束的阶段接收到新的要求处理的情况下，中止先前的急减处理。

相对于此，即便在压缩机11及感应电动机22的转速未恢复到原始的转速的阶段(在s25中为否)，在先前的急变处理是急增处理的情况下(在s29中为是)，也执行基于新的要求输出dp的急减处理(s30b～s38b)。这是因为，若先前的急变处理是急增处理，则新的急减处理不仅在使压缩机11及感应电动机22的转速恢复到原始的转速的方向上起作用，还在使二次电池23的充电率soc恢复到原始的充电率的方向上起作用。

接着，按照图7及图8所示的流程图对缓变处理进行说明。如前所述，该缓变处理在判断为要求输出dp的变化平缓的情况下(在s22中为否且在s23中为否的情况下)执行。

在该缓变处理中，如图7所示，首先，判断部52判断要求输出dp是否成为比额定发电机输出gpr低的设定低输出(s40a：第九判断工序)。设定低输出例如是额定发电机输出gpr的0.5倍的输出。

判断部52在判断为要求输出dp成为设定低输出时，判断由充电率推定部推定出的充电率soc是否小于比基准充电率socb高的设定高充电率(s41a：第六判断工序)。设定高充电率例如是基准充电率socb的1.3倍的充电率soc。在由判断部52判断为充电率soc小于设定高充电率时，该缓变处理结束。另外，判断部52在判断为充电率soc小于设定高充电率时，判断要求输出变化率ddp是否为负(s42a：第一判断工序)。在由判断部52判断为要求输出变化率ddp不为负时，结束该缓变处理。另外，在由判断部52判断为要求输出变化率ddp为负时，第二控制部56通过第二频率转换器25向二次电池23充电(s43a：第二控制工序)。然后，判断部52以使发电机输出gp成为要求输出dp加上向二次电池23充入的电力mp所得的值(＝dp+mp)的方式向燃料控制部54发出指示(s44a)。如使用图4所说明的那样，燃料控制部54在从判断部52接收到要求输出之后(s71)，若接收到来自判断部52的指示(s72)，则按照来自判断部52的指示来确定燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s74：燃料控制工序)。这种情况下，燃料控制部54确定使发电机输出gp成为要求输出dp加上向二次电池23充入的电力mp所得的值(＝dp+mp)的燃料流量。由此，燃料控制部54使燃料流量比用发电机输出gp来确保全部的要求输出dp的情况下的燃料流量多。

接着，判断部52判断充电率soc是否成为设定高充电率(s45a)。若充电率soc没有成为设定高充电率，则判断部52等待直至充电率soc成为设定高充电率为止。在由判断部52判断为充电率soc成为设定高充电率时，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的二次电池23的充电结束(s46a)。然后，判断部52以使发电机输出gp成为要求输出dp的方式向燃料控制部54发出指示(s47)。如使用图4所说明的那样，燃料控制部54在从判断部接收到新的指示时(s75)，按照来自判断部52的指示来确定燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s76：燃料控制工序)。这种情况下，燃料控制部54确定使发电机输出gp成为要求输出dp的燃料流量。

以上，缓变处理结束。在本实施方式中，即便在要求输出dp比设定低输出低的情况下，也能够抑制向燃烧器12供给的燃料流量的降低，能够使燃料系统及供燃烧气体流动的系统等稳定运转。

判断部52在s40a中判断为要求输出dp未成为比额定发电机输出gpr低的设定低输出时，判断该要求输出dp是否成为比额定发电机输出gpr低且比设定低输出高的设定高输出(s40b：第九判断工序)。设定高输出例如是额定发电机输出gpr的0.9倍的输出。

判断部52在判断为要求输出dp成为设定高输出时，判断由充电率推定部53推定出的充电率soc是否高于比基准充电率socb低的设定低充电率(s41b：第六判断工序)。设定低充电率例如是基准充电率socb的0.7倍的充电率soc。在由判断部52判断为充电率soc不比设定低充电率高时，结束该缓变处理。另外，判断部52在判断为充电率soc比设定低充电率高时，判断要求输出dp的变化率是否为正(s42b：第一判断工序)。在由判断部52判断为要求输出dp的变化率不为正时，该缓变处理结束。另外，在由判断部52判断为要求输出dp的变化率为正时，第二控制部56通过第二频率转换器25从二次电池23向外部系统1放出电力mp(s43b：第二控制工序)。然后，判断部52以使发电机输出gp成为从要求输出dp减去二次电池23所放出的电力而得到的值的方式向燃料控制部54发出指示(s44b)。如使用图4所说明的那样，燃料控制部54在从判断部52接收到要求输出之后(s71)，若接收到来自判断部52的指示(s72)，则按照来自判断部52的指示来确定燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s74：燃料控制工序)。这种情况下，燃料控制部54确定使发电机输出gp成为从要求输出dp减去二次电池23所放出的电力而得到的值的燃料流量。由此，燃料控制部54使燃料流量比用发电机输出gp来确保全部的要求输出dp的情况下的燃料流量少。

接着，判断部52判断充电率soc是否成为设定低充电率(s45b)。若充电率soc没有成为设定低充电率，则判断部52等待直至充电率soc成为设定低充电率为止。在由判断部52判断为充电率soc成为设定低充电率时，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的二次电池23的放电停止(s46b)。然后，如前所述，判断部52以使发电机输出gp成为要求输出dp的方式向燃料控制部54发出指示(s47)。

以上，缓变处理结束。在本实施方式中，即便在要求输出dp比设定高输出高的情况下，也能够抑制向燃烧器12供给的燃料流量的上升，能够使燃料系统及供燃烧气体流动的系统等稳定运转。需要说明的是，在该缓变处理中，只要判断部52未向燃料控制部54赋予与燃料流量相关的指示，则燃料控制部54也确定与要求输出相应的燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s73：燃料控制工序)。

判断部52在s40b中判断为要求输出dp没有成为设定高输出时，如图8所示，接收部51接收气温预报(s50：气温预报接收工序)。

在接收部51接收到气温预报时，判断部52判断由充电率推定部53推定出的充电率soc是否比设定低充电率低(s51a：第六判断工序)。判断部52在判断为充电率soc比设定低充电率低时，判断要求输出变化率ddp是否为负(s52a：第一判断工序)。在由判断部52判断为要求输出变化率ddp不为负时，该缓变处理结束。另外，判断部52在判断为要求输出变化率ddp为负时，判断x小时后的气温是否比第一温度高(s53a：第八判断工序)。该x小时后例如是6小时后。另外，该第一温度是比压缩机所吸入的空气的设计温度高的温度，例如是30℃。在由判断部52判断为x小时后的气温比第一温度高时，基准变更部58提高基准充电率socb(s54a：基准变更工序)。具体而言，将作为初始值的基准充电率socb的例如1.3倍的充电率soc设为新的基准充电率socb。在基准变更部58提高基准充电率socb时，第二控制部56通过第二频率转换器25来向二次电池23充电(s55a：第二控制工序)。另一方面，在s53a中，在由判断部52判断为x小时后的气温不比第一温度高时，第二控制部56立即通过第二频率转换器25来向二次电池23充电(s55a)。

接着，判断部52判断充电率soc是否成为基准充电率socb(s56a)。若充电率soc没有成为基准充电率socb，则判断部52等待直至充电率soc成为基准充电率socb为止。在由判断部52判断为充电率soc成为基准充电率socb时，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的二次电池23的充电停止(s57a)。

接着，判断部52判断基准充电率socb是否为初始值(s58)。在由判断部52判断为基准充电率socb不为初始值时，基准变更部58使基准充电率socb恢复到原始的初始值。以上，缓变处理结束。另外，在由判断部52判断为基准充电率socb为初始值时，缓变处理立即结束。在本实施方式中，在要求输出dp的变化平缓地减少且二次电池23的充电率soc低的情况下，将来自外部系统1的电力向二次电池23充入。

判断部52在s51a中判断为充电率soc不比设定低充电率低时，判断该充电率soc是否比设定高充电率高(s51b：第六判断工序)。在由判断部52判断为充电率soc不比设定高充电率高时，该缓变处理结束。判断部52在判断为充电率soc比设定高充电率高时，判断要求输出变化率ddp是否为正(s52b：第一判断工序)。在由判断部52判断为要求输出变化率ddp不为正时，该缓变处理结束。另外，判断部52在判断为要求输出变化率ddp为正时，判断x小时后的气温是否比第二温度低(s53b：第八判断工序)。该第二温度是比压缩机所吸入的空气的设计温度低的温度，例如是10℃。在由判断部52判断为x小时后的气温比第二温度低时，基准变更部58降低基准充电率socb(s54b：基准变更工序)。具体而言，将作为初始值的基准充电率socb的例如0.7倍的充电率soc设为新的基准充电率socb。在基准变更部58降低基准充电率socb时，第二控制部56通过第二频率转换器25来从二次电池23放出电力(s55b：第二控制工序)。另一方面，在s53b中由判断部52判断为x小时后的气温不比第二温度低时，第二控制部56立即通过第二频率转换器25来从二次电池23放出电力(s55b)。

接着，判断部52判断充电率soc是否成为基准充电率socb(s56b)。若充电率soc没有成为基准充电率socb，则判断部52等待直至充电率soc成为基准充电率socb为止。在由判断部52判断为充电率soc成为基准充电率socb时，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的来自二次电池23的放电停止(s57b)。

接着，判断部52判断基准充电率socb是否为初始值(s58)。在由判断部52判断为基准充电率socb不为初始值时，基准变更部58使基准充电率socb恢复到原始的初始值(s59)。以上，缓变处理结束。另外，在由判断部52判断为基准充电率socb为初始值时，缓变处理立即结束。在本实施方式中，在要求输出dp的变化平缓地增加且二次电池23的充电率soc高的情况下，从二次电池23向外部系统1放电。

接着，按照图9所示的流程图来关于输出固定时处理进行说明。如前所述，该输出固定时处理在判断为要求输出dp的变化率为0的情况下(s23中为是)执行。

在该输出固定时处理中，首先，接收部51接收由温度仪42检测出的空气的温度即气温t(s60：气温接收工序)。判断部52判断气温t是否比第一温度(例如30℃)高(s61a：第七判断工序)。判断部52在判断为气温t比第一温度高时，判断二次电池23的充电率soc是否比基准充电率socb高(s62a：第六判断工序)。在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc不比基准充电率socb高时，结束输出固定时处理。另外，在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc比基准充电率socb高时，第二控制部56通过第二频率转换器25来从二次电池23向外部系统1放出电力(s63a)。而且，在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc比基准充电率socb高时，第一控制部55通过第一频率转换器24将从外部系统1接收到的电力向感应电动机22供给(s64b)。这种情况下，第一控制部55以使第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)不成为允许转速范围外的方式通过第一频率转换部来向感应电动机22供给电力。在向感应电动机22供给电力的情况下，基本上第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)成为上升趋势。因此，这种情况下，第一控制部55以使第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)不高于允许上限转速rph的方式，通过第一频率转换器24来向感应电动机22供给电力。

接着，接收部51接收由温度仪42检测出的气温t(s65a)。判断部52判断气温t是否成为第一温度(例如30℃)以下或者充电率soc是否成为设定低充电率(例如基准充电率socb的0.7倍的充电率soc)以下(s66a)。在气温t没有成为第一温度(例如30℃)以下且充电率soc没有成为设定低充电率以下的情况下，返回到s65a。另外，在气温t成为第一温度(例如30℃)以下或者充电率soc成为设定低充电率以下的情况下，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的从二次电池23向外部系统1的放电停止(s67a)。而且，第一控制部55通过第一频率转换器24来使从外部系统1接收到的电力向感应电动机22的供给停止(s68a)。

以上，输出固定时处理结束。需要说明的是，在执行该输出固定时处理时，如使用图4所说明的那样，燃料控制部54确定与要求输出dp相应的燃料流量并向燃料调节阀15指示与该燃料流量相应的开度(s73：燃料控制工序)。

在压缩机11所吸入的空气的温度高的情况下，在燃气轮机内流动的空气的质量流量减少，因此燃气轮机输出、即发电机输出gp降低。反之，在压缩机11所吸入的空气的温度低的情况下，在燃气轮机内流动的空气的质量流量增多，因此燃气轮机输出、即发电机输出gp升高。

因此，在本实施方式中，在压缩机11所吸入的空气的温度、即气温t高的情况下，使二次电池23放出电力并使用该电力来驱动感应电动机22，借助该感应电动机22来辅助压缩机11的驱动。由此，在本实施方式中，在压缩机11所吸入的空气的温度高的情况下，也能够抑制发电机输出gp的降低。

另外，在本实施方式中，在缓变处理的s53a、s54a(参照图8)中预测出x小时后的气温比第一温度高的情况下，提高二次电池23的基准充电率socb，且以使二次电池23的充电率soc成为基准充电率socb的方式，通过第二频率转换器25来向二次电池23充电。由此，在本实施方式中，在压缩机11所吸入的空气的温度高、要使二次电池23放电以借助感应电动机22来辅助压缩机11的驱动的情况下，能够预先提高二次电池23的充电率soc。因此，能够通过感应电动机22来长期地辅助压缩机11的驱动。

判断部52在s61a中判断为气温t不比第一温度(例如30℃)高时，判断该气温t是否比第二温度(例如10℃)低(s61b：第七判断工序)。在由判断部52判断为气温t不比第二温度低时，结束输出固定时处理。另外，判断部52在判断为气温t比第二温度低时，判断二次电池23的充电率soc是否比基准充电率socb低(s62b：第六判断工序)。在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc不比基准充电率socb低时，输出固定时处理结束。另外，在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc比基准充电率socb低时，第二控制部56通过第二频率转换器25将从外部系统1接收到的电力向二次电池23供给(s63b)。而且，在由判断部52判断为二次电池23的充电率soc比基准充电率socb低时，第一控制部55通过第一频率转换器24将来自感应电动机22的电力向外部系统1发送(s64b)。这种情况下，第一控制部55以使第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)不处于允许转速范围外的方式，通过第一频率转换器24将来自感应电动机22的电力向外部系统1发送。在将来自感应电动机22的电力向外部系统1发送时，基本上第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)成为下降趋势。因此，这种情况下，第一控制部55以使第一转子17的转速(＝感应电动机22及压缩机11的转速)不低于允许下限转速rpl的方式，通过第一频率转换器24将来自感应电动机22的电力向外部系统1发送。

接着，接收部51接收由温度仪42检测出的气温t(s65b)。判断部52判断气温t是否成为第二温度(例如，10℃)以上或者充电率soc是否成为设定高充电率(例如，基准充电率socb的1.3倍的充电率soc)以上(s66b)。在气温t没有成为第二温度以上且充电率soc没有成为设定高充电率以上的情况下，返回到s65b。另外，在气温t成为第二温度以上或者充电率soc成为设定高充电率以上的情况下，第二控制部56使通过第二频率转换器25进行的向二次电池23的充电停止(s67b)。而且，第一控制部55通过第一频率转换器24使来自感应电动机22的电力向外部系统1的发送停止(s68b)。

以上，输出固定时处理结束。在本实施方式中，在压缩机11所吸入的空气的温度、即气温t低的情况下，由压缩机11来驱动感应电动机22，即，借助感应电动机22朝向负侧来辅助压缩机11的驱动，将来自感应电动机22的电力向外部系统1发送，向二次电池23充入电力。由此，在本实施方式中，即便在压缩机11所吸入的空气的温度低的情况下，也能够抑制发电机输出gp的上升。

另外，在本实施方式中，在缓变处理的s53b、s54b(参照图8)中预测出x小时后的气温比第二温度低的情况下，降低二次电池23的基准充电率socb，且之后以使二次电池23的充电率soc成为基准充电率socb的方式通过第二频率转换器25使二次电池23进行放电。由此，在本实施方式中，在压缩机11所吸入的空气的温度低的情况下，能够通过s63b(参照图9)来增多向二次电池23的充电量。

如上所述，在本实施方式中，能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出dp变化的追随性，并且抑制二次电池23的性能降低。

需要说明的是，在本实施方式中，感应电动机22经由副电力路径34及主电力路径31而与外部系统1电连接。另外，在本实施方式中，二次电池23经由充放电路径37及主电力路径31而与外部系统1电连接。然而，感应电动机22也可以不经由主电力路径31而是经由副电力路径34来与外部系统1电连接。另外，二次电池23也可以不经由主电力路径31而是经由充放电路径37来与外部系统1电连接。

工业实用性

根据本发明的一实施方式，能够提高双轴燃气轮机发电设备的输出相对于要求输出变化的追随性且抑制二次电池的性能降低，从而实现二次电池的寿命延长。

附图标记说明

1：外部系统

10：双轴燃气轮机

11：压缩机

11c：压缩机壳体

11r：压缩机转子

12：燃烧器

13：高压涡轮

13c：高压涡轮壳体

13r：高压涡轮转子

14：低压涡轮

14c：低压涡轮壳体

14r：低压涡轮转子

15：燃料调节阀

16：燃料管线

17：第一转子

18：第二转子

21：发电机

21c：发电机壳体

21r：发电机转子

22：感应电动机

22c：电动机壳体

22r：电动机转子

23：二次电池

24：第一频率转换器

25：第二频率转换器

31：主电力路径

34：副电力路径

37：充放电路径

41：转速仪

42：温度仪

43：电流仪

50：控制装置

51：接收部

52：判断部(第一判断部、第二判断部、第三判断部、第四判断部、第五判断部、第六判断部、第七判断部、第八判断部)

53：充电率推定部

54：燃料控制部

55：第一控制部

56：第二控制部

57：存储部

58：基准变更部。