动力机的异常检测方法、控制装置及具该装置的发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械连接于发电机的动力机的异常检测方法、执行该方法的动力机的控制装置及具备该控制装置的发电设备。本申请主张基于2013年3月28日于日本申请的日本专利申请2013-070571号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0002]作为机械连接于发电机的动力机有燃气涡轮机、蒸汽涡轮机及风车等。若能够测量这些动力机的急剧的输出变化即变动，则能够实现动力机的安全运行。
[0003]因此，专利文献I中提出有如下技术，即求出作为动力机或发电机的当前的输出与规定时间之前的动力机或发电机的输出之差的输出变化量或输出变化率，通过比较这些值与基准值，从而测量动力机的急剧的输出变化。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利公开平11-64127号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的技术课题
[0008]发电机的输出与燃气涡轮机和蒸汽涡轮机等动力机的输出基本相等。因此，只要能够测量动力机与发电机中的其中一个的输出，就能够将其当作另一个的输出。
[0009]然而，直接测量动力机的输出是很困难的。另一方面，对于发电机的输出，通过在发电机上设置输出计(电功率计)，能够轻松地测量该输出。因此，测量动力机或发电机的输出时，通常测量发电机的输出并用该输出来代替。
[0010]如此，在发电机上设置输出计来管理该发电机及动力机的输出时，即使在动力机的输出恒定时，发电机的转速和发电机的输出也会随着电力系统的变动而发生变动。一般而言，燃气涡轮机和蒸汽涡轮机等动力机中具备有检测负载变动，并在发生急剧变化时使其跳闸的功能。此时，在专利文献I中记载的技术中，即使动力机的输出恒定，也会测量到动力机的输出急剧变化，且为了动力机的安全运行而使该动力机跳闸的可能性较高。
[0011]即，现有技术中存在电力系统发生变动时误检测为动力机发生异常等问题点。
[0012]因此，本发明的目的在于提供一种能够减少动力机异常的误检测的动力机的异常检测方法、执行这些方法的动力机的控制装置及具备该装置的发电设备。
[0013]用于解决技术课题的手段
[0014]作为用于解决上述问题点的发明所涉及的一方式的动力机的异常检测方法，其中，在机械连接于发电机的动力机的异常检测方法中执行如下工序:异常判断工序，根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常；及校正工序，利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个的转速，对成为所述异常判断工序中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为所述异常判断工序中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正。
[0015]即使动力机的输出恒定时，若电力系统发生变动，则随之发电机的转速与发电机的输出发生变动。此时，在该异常检测方法中，利用转速对成为异常判断工序中的判断基准的容许输出变动幅度与成为异常判断工序中的判断对象的由输出计测量到的输出中的其中一个进行校正。因此，在该异常检测方法中，即使发电机的输出根据伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动，在容许输出变动幅度与输出之间的相对关系中，当作没有伴随电力系统的变动的输出的变动。
[0016]因此，在该异常检测方法中能够减少电力系统发生变动时的动力机异常的误检测。
[0017]在此，所述动力机的异常检测方法中，在所述校正工序中执行如下工序:转速变动幅度计算工序，利用所述一个转速来求出所述转速的转速变动幅度；及容许变动幅度校正工序，以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度，在所述异常判断工序中，也可根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在所述容许变动幅度校正工序中校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
[0018]在该异常检测方法中，容许输出变动幅度随着转速变动幅度增大而增大。因此，在该异常检测方法中，即使发电机的输出因伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动，由于容许输出变动幅度增大，能够减少动力机异常的误检测。
[0019]并且，在执行所述容许变动幅度校正工序的所述动力机的异常检测方法中，在所述转速变动幅度计算工序中也可执行如下工序:上限参考转速运算工序，求出上限参考转速，即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下，利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速；下限参考转速运算工序，求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速，即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下，利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速；及偏差运算工序，求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差，将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
[0020]并且，在执行所述容许变动幅度校正工序的任一所述动力机的异常检测方法中，在所述异常判断工序中，也可执行将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
[0021]并且，在作为所述一方式的所述动力机的异常检测方法中，在所述校正工序中，可利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩，求出所述动力机的外观上的输出变动，将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出，在所述异常判断工序中，也可根据通过所述校正工序校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
[0022]如上所述，即使在动力机的输出恒定时，若电力系统发生变动，则随之发电机的转速与发电机的输出发生变动。此时的发电机的输出变动对动力机而言成为外观上的输出变动。因此，在该异常检测方法中，利用转速等来求出动力机的外观上的输出变动，从由输出计测量到的输出减去该外观上的输出变动，并从由输出计测量到的输出除去伴随电力系统的变动的输出的变动。因此，在该异常检测方法中，即使发电机的输出因伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动，也能够基于去除该输出的变动的输出来判断动力机有无异常，因此能够减少动力机异常的误检测。
[0023]在此，在求出动力机的外观上的输出变动的所述动力机的异常检测方法中，在所述校正工序中也可从自所述输出计输出的所述输出减去延迟了来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量的所述外观上的输出变动。
[0024]在多个发电设备中，对由转速计测量到的转速的相位和由输出计测量到的实际输出的相位进行比较的结果，明确可知相对于来自某一时刻的转速的转速计的输出时刻，输出计在相同的某一时刻的发电机的输出的输出时刻延迟。
[0025]若从延迟了延迟时间的量的发电机的输出减去从转速等求出的未延迟的外观上的输出变动来求出校正值，则无法得到适当的校正值。因此，在该异常检测方法中，在校正工序中通过如下得到适当的校正值，即从自输出计输出的输出减去延迟了来自输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量的外观上的输出变动。
[0026]并且，在求出动力机的外观上的输出变动的任一所述动力机的异常检测方法中，在所述异常判断工序中，也可执行将通过所述校正工序校正的所述输出与相对于由所述输出计测量到的所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
[0027]并且，在执行所述输出变动计算工序的任一所述动力机的异常检测方法中，在所述输出变动计算工序中，也可将作为利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的输出变化率来求出的输出的参考输出设为所述基准输出。
[0028]作为用于解决上述问题点的发明所涉及的一方式的动力机的控制装置，其中，在机械连接于发电机的动力机的控制装置中，具备:异常判断部，根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常；校正部，利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个转速，对成为在所述异常判断部中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为在所述异常判断部中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正；及跳闸信号输出部，若在所述异常判断部判断出所述动力机发生异常，则向能够使所述动力机跳闸的操作部输出跳闸信号而使所述动力机跳闸。
[0029]在该控制装置中，与以上的异常检测方法相同，能够减少电力系统发生变动时的动力机异常的误检测。其结果，在该控制装置中能够减少动力机的误跳闸。
[0030]并且，在所述动力机的控制装置中，所述校正部具有:转速变动幅度计算部，利用所述一个转速求出所述转速的转速变动幅度；及容许变动幅度校正部，以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度，所述异常判断部也可根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在由所述容许变动幅度校正部校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
[0031]并且，在具有所述容许变动幅度校正部的所述动力机的控制装置中，所述转速变动幅度计算部也可具有:上限参考转速运算部，求出上限参考转速，即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下，利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速；下限参考转速运算部，求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速，即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下，利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速；及偏差运算部，求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差，将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
[0032]并且，在具有所述容许变动幅度校正部的任一所述动力机的控制装置中，所述异常判断部也可具有输出变动计算部，其将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动。
[0033]并且，作为所述一方式的所述动力机的控制装置中，所述校正部也可具有:外观输出变动计算部，利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩，求出所述动力机的外观上的输出变动；及输出运算部，将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出，所述异常判断部也可根据所述校正部所校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
[0034]并且，在具有所述外观输出变动计算部的所述动力机的控制装置中，所述校正部也可具有延迟时间调节部，其使输入到所述输出运算部的所述外观上的输出变动延迟来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量。
[0035]并且，在具有所述容许变动幅度校正部的任一所述动力机的控制装置中，所述异常判断部也可具有输出变动计算部，其将所述校正部校正的所述