應(yīng)用概率控制來調(diào)整排氣能量排放參數(shù)、控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】多個實施例包括一種系統(tǒng)，其具有：至少一個計算裝置，其構(gòu)造成通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)(10)，動作包括：基于各個GT(10)的測量到的周圍狀況，命令該組GT(10)中的各個GT(10)達到基礎(chǔ)負載水平；命令該組GT(10)中的各個GT(10)調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量(PL)，以匹配標稱排氣能量(PL)值，并且隨后測量各個GT(10)的實際排放值；以及基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT(10)中的各個GT(10)的運行狀況。
【專利說明】應(yīng)用概率控制來調(diào)整排氣能量排放參數(shù)、控制系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請與下者有關(guān):共同懸而未決的美國專利申請N0.(律師案號.276618-1)、美國專利申請N0.(律師案號.276701-1)、美國專利申請N0.(律師案號.276802-1)、美國專利申請N0.(律師案號.276809-1)，以及美國專利申請N0.(律師案號.276172-1)。本申請進一步與下者有關(guān):共同懸而未決的美國專利申請N0.(律師案號.279191-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279193-1 )、美國專利申請N0.(律師案號.279193-1 )、美國專利申請N0.(律師案號.279976-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279978-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279981-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279982-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279983-1)、美國專利申請N0.(律師案號.279984-1)和美國專利申請N0.(律師案號? 279985-1)，它們都在共同提交ο
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文公開的主題涉及調(diào)整和控制系統(tǒng)。更特別地，本文公開的主題涉及燃氣渦輪的調(diào)整和控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]至少一些已知燃氣渦輪發(fā)動機包括控制器，控制器監(jiān)測和控制它們的運行。已知控制器使用發(fā)動機的運行參數(shù)來管理燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒系統(tǒng)和燃氣渦輪發(fā)動機的其它運行方面。至少一些已知控制器接收指示燃氣渦輪發(fā)動機的當(dāng)前運行狀態(tài)的運行參數(shù)，通過基于物理的模型或傳遞函數(shù)來限定運行邊界，以及對運行邊界模型應(yīng)用運行參數(shù)。另夕卜，至少一些已知控制器還對調(diào)度算法應(yīng)用運行參數(shù)，確定誤差項，以及通過調(diào)節(jié)一個或多個燃氣渦輪發(fā)動機控制效應(yīng)器來控制邊界。但是，至少一些運行參數(shù)可為不可測量參數(shù)，諸如可能對于使用的傳感器來測量而言不切實際的參數(shù)。這樣的參數(shù)中的一些包括點火(firing)溫度(S卩，I級渦輪導(dǎo)葉出口溫度)、燃燒器出口溫度和/或渦輪級I噴嘴入口溫度。
[0004]至少一些已知燃氣渦輪發(fā)動機控制系統(tǒng)使用測量到的參數(shù)來直接控制或監(jiān)測不可測量的運行參數(shù)，諸如壓縮機入口壓力和溫度、壓縮機出口壓力和溫度、渦輪排氣壓力和溫度、燃料流量和溫度、周圍狀況和/或發(fā)電機功率。但是，間接參數(shù)的值存在不確定性，而且相關(guān)聯(lián)的燃氣渦輪發(fā)動機可能需要調(diào)整，以減少燃燒動態(tài)和排放。由于不可測量的參數(shù)的不確定性，對包括這樣的已知控制系統(tǒng)的燃氣渦輪發(fā)動機使用設(shè)計裕度。使用這樣的設(shè)計裕度在許多運行狀況下可降低燃氣渦輪發(fā)動機的性能，這是為了保護和適應(yīng)最壞情況下的運行邊界。此外，許多這樣的已知控制系統(tǒng)可能無法準確地估計燃氣渦輪發(fā)動機的點火溫度或排氣溫度，這可導(dǎo)致發(fā)動機不那么高效，以及導(dǎo)致具有不止一個燃氣渦輪發(fā)動機的設(shè)施中的機器之間有差異。
[0005]已經(jīng)證實，減少工業(yè)燃氣渦輪的機器之間的點火溫度差異是困難的。例如，點火溫度隨許多不同的變量改變，包括燃氣渦輪的構(gòu)件和它們的組件中的差異。這些差異是因為制造、安裝和組裝燃氣渦輪部件時的必然公差而引起的。另外，用來測量燃氣渦輪的運行參數(shù)的控制器和傳感器在它們的測量值中包含某些不確定量。正是用來感測測量到的運行參數(shù)的值和機器構(gòu)件差異的測量系統(tǒng)的不確定性必定導(dǎo)致燃氣渦輪發(fā)動機的不可測量的運行參數(shù)(諸如點火溫度)有差異。這些固有不準確性的組合使得難以在已知的一組周圍狀況下實現(xiàn)燃氣渦輪發(fā)動機的設(shè)計點火溫度，并且導(dǎo)致機器之間的點火溫度有差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]多個實施例包括一種系統(tǒng)，其具有:至少一個計算裝置，其構(gòu)造成通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)，動作包括:基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令該組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平;命令該組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值；以及基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT的運行狀況。
[0007]第一方面包括一種系統(tǒng)，其具有:至少一個計算裝置，其構(gòu)造成通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)，動作包括:基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令該組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平;命令該組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值；以及基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT的運行狀況。
[0008]第二方面包括一種計算機程序產(chǎn)品，其具有程序代碼，當(dāng)所述程序代碼由至少一個計算裝置執(zhí)行，使至少一個計算裝置通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)，動作包括:基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令該組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平;命令該組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值；以及基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT的運行狀況。
[0009]第三方面包括一種調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)的計算機實現(xiàn)的方法，使用至少一個計算裝置來執(zhí)行該方法，該方法包括:基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令該組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平;命令該組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值；以及基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT的運行狀況。
[00?0]技術(shù)方案1.一種系統(tǒng)，包括:
至少一個計算裝置，其構(gòu)造成通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)，所述動作包括: 基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令所述組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平；
命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值;以及
基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在所述周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)所述組GT中的各個GT的運行狀況。
[0011 ]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基礎(chǔ)負載水平與測量到的周圍狀況的排氣能量值和排放值相關(guān)聯(lián)。
[0012]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于命令所述組GT中的各個GT達到所述基礎(chǔ)負載水平，各個GT不實現(xiàn)所述標稱排氣能量值或所述標稱排放值中的至少一個。
[0013]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個計算裝置進一步構(gòu)造成將各個GT的相應(yīng)的測量到的實際排放值和所述標稱排放值之間的差轉(zhuǎn)換成各個GT的相應(yīng)的排氣能量值和在所述周圍狀況值下的所述標稱排氣能量值之間的差。
[0014]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的系統(tǒng)，其特征在于，對各個GT的運行狀況的調(diào)節(jié)包括對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額，使得各個GT的排氣能量接近且然后達到相應(yīng)的標稱排氣能量值。
[0015]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額會使各個GT對齊在標繪排氣能量與排放的圖形空間中的垂直于所述各個GT的標稱排氣能量/標稱排放特性的線上。
[0016]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配所述標稱排氣能量值會使各個GT的實際排放值移動得較接近所述標稱排放值，而不匹配所述標稱排放值。
[0017]技術(shù)方案8.—種計算機程序產(chǎn)品，包括程序代碼，當(dāng)由至少一個計算裝置執(zhí)行時，所述程序代碼使所述至少一個計算裝置通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)，所述動作包括:
基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令所述組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平；
命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值;以及
基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在所述周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)所述組GT中的各個GT的運行狀況。
[0018]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述基礎(chǔ)負載水平與測量到的周圍狀況的排氣能量值和排放值相關(guān)聯(lián)。
[0019]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案8所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，響應(yīng)于命令所述組GT中的各個GT達到所述基礎(chǔ)負載水平，各個GT不實現(xiàn)所述標稱排氣能量值或所述標稱排放值中的至少一個。
[0020]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案8所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行時，所述計算機程序產(chǎn)品使所述至少一個計算裝置將各個GT的相應(yīng)的測量到的實際排放值和所述標稱排放值之間的差轉(zhuǎn)換成各個GT的相應(yīng)的排氣能量值和在所述周圍狀況值下的所述標稱排氣能量值之間的差。
[0021]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，對各個GT的運行狀況的調(diào)節(jié)包括對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額，使得各個GT的排氣能量接近且然后達到相應(yīng)的標稱排氣能量值。
[0022]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額會使各個GT對齊在標繪排氣能量與排放的圖形空間中的垂直于所述各個GT的標稱排氣能量/標稱排放特性的線上。
[0023]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案8所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配所述標稱排氣能量值會使各個GT的實際排放值移動得較接近所述標稱排放值，而不匹配所述標稱排放值。
[0024]技術(shù)方案15.—種調(diào)整一組燃氣渦輪(GT)的計算機實現(xiàn)的方法，使用至少一個計算裝置來執(zhí)行所述方法，所述方法包括:
基于各個GT的測量到的周圍狀況，命令所述組GT中的各個GT達到基礎(chǔ)負載水平；
命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT的實際排放值;以及
基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在所述周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)所述組GT中的各個GT的運行狀況。
[0025]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)負載水平與測量到的周圍狀況的排氣能量值和排放值相關(guān)聯(lián)。
[0026]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于命令所述組GT中的各個GT達到所述基礎(chǔ)負載水平，各個GT不實現(xiàn)所述標稱排氣能量值或所述標稱排放值中的至少一個。
[0027]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括將各個GT的相應(yīng)的測量到的實際排放值和所述標稱排放值之間的差轉(zhuǎn)換成各個GT的相應(yīng)的排氣能量值和在所述周圍狀況值下的所述標稱排氣能量值之間的差。
[0028]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其特征在于，對各個GT的運行狀況的調(diào)節(jié)包括對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額，使得各個GT的排氣能量接近且然后達到相應(yīng)的標稱排氣能量值。
[0029]其中，對所述組GT中的各個GT的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和所述標稱排氣能量值之間的差的固定份額會使各個GT對齊在標繪排氣能量與排放的圖形空間中的垂直于所述各個GT的標稱排氣能量/標稱排放特性的線上。
[0030]技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，命令所述組GT中的各個GT調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配所述標稱排氣能量值會使各個GT的實際排放值移動得較接近所述標稱排放值，而不匹配所述標稱排放值。
【附圖說明】
[0031]根據(jù)結(jié)合附圖得到的本發(fā)明的各方面的以下詳細描述，將更容易理解本發(fā)明的這些和其它特征，附圖描繪了本發(fā)明的多個實施例，其中:
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機(GT)的示意圖，它包括控制系統(tǒng)。
[0032]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的控制架構(gòu)的示意圖，控制架構(gòu)可用于圖1的控制系統(tǒng)，以控制GT的運行。
[0033]圖3顯示使用由圖1的控制系統(tǒng)使用的GT模型的圖1的在統(tǒng)計上相當(dāng)大量的GT發(fā)動機的運行狀態(tài)的概率模擬的圖形描繪。
[0034]圖4顯示示出根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的方法的流程圖。
[0035]圖5在二維排氣能量與排放(NOx)圖表中顯示在圖4的流程圖中示出的過程的圖形描繪。
[0036]圖6在二維排氣能量與排放(NOx)圖表中顯示在圖4的流程圖中示出的過程的圖形描繪。
[0037]圖7在三維排氣能量與排放(NOx)與點火溫度(T4)圖表中顯示在圖4的流程圖中示出的過程的圖形描繪。
[0038]圖8顯示包括根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的控制系統(tǒng)的示例性環(huán)境。
[0039]注意，本發(fā)明的圖不必按比例繪制。圖僅意于描繪本發(fā)明的典型方面，并且因此不應(yīng)認為圖限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相同標號表示圖之間的相同元件。
[0040]部件列表I渦輪級
2過程
10燃氣渦輪發(fā)動機(GT)
12壓縮機14燃燒器
16渦輪;cc裝置負載監(jiān)測系統(tǒng) 18控制器;控制系統(tǒng) 20導(dǎo)管;入口導(dǎo)管 21入口導(dǎo)葉(IGV)
22排氣導(dǎo)管24發(fā)電機
26控制傳感器;冗余控制傳感器;冗余溫度控制傳感器;溫度控制傳感器
27渦輪控制促動器;燃料促動器
28燃料控制系統(tǒng)
29渦輪控制促動器;促動器
48輸入運行參數(shù);參數(shù)
50標稱點火溫度;設(shè)計點火溫度
52點火溫度
54校正因子
56 MBC模塊;控制MBC模塊
58ARES模塊;發(fā)動機模擬(ARES)模塊
60運行參數(shù)
62排氣溫度;排氣溫度
64點火溫度
66點火溫度
68輸入排氣溫度校正因子;排氣溫度校正因子 70比較器 74比較器 122處理構(gòu)件 124存儲構(gòu)件
1261 /0構(gòu)件;輸入/輸出(I /0)構(gòu)件 128路徑;通信路徑 132模塊 136用戶 138CS
200控制架構(gòu)
300線
302線
304線
306線
308數(shù)據(jù)點
428標稱運行狀態(tài)
802示例性環(huán)境;系統(tǒng)
814計算裝置
836用戶。
【具體實施方式】
[0041]如上面指示的那樣，本文公開的主題涉及調(diào)整和控制系統(tǒng)。更特別地，本文公開的主題涉及燃氣渦輪的調(diào)整和控制系統(tǒng)。
[0042]概率控制是用于基于測量到的排氣能量(英熱單位(BTU)每小時或千瓦(kW)每小時)和一氧化氮NO和Νθ2(氧化一氮和二氧化氮)(統(tǒng)稱為NOx排放)，來設(shè)定燃氣渦輪(GT)的運行狀態(tài)的方法。如本文描述的那樣，多個實施例對其中存在NOx測量誤差的GT提供調(diào)整和控制。但傳統(tǒng)方法用來計算和調(diào)整控制其中存在測量誤差的機構(gòu)，但傳統(tǒng)方法不設(shè)計成在排氣能量和NOx測量值的具體方面，處理和調(diào)整GT控制功能。
[0043]如本文所用，用語Ρ50GT或Ρ50機器指的是在編組中的平均(或標稱)燃氣渦輪或類似機器。與這個Ρ50測量相關(guān)聯(lián)的參數(shù)被認為是理想的，并且很少曾經(jīng)在實際燃氣渦輪中獲得，如果有的話。本文使用的其它用語可包括:a)點火溫度(Τ4)，它是在第一級噴嘴下游但在渦輪(例如，GT)中的第一旋轉(zhuǎn)輪葉上游的平均溫度；以及b)T3.9，它是中燃氣渦輪的燃燒溫度，并且高于點火溫度。如本領(lǐng)域已知的那樣，無法測量點火溫度，但可根據(jù)其它測量值和已知參數(shù)來推定點火溫度。如本文所用，用語，“指示的點火溫度”指的是控制裝備的一個或多個構(gòu)件所指示的點火溫度，例如，監(jiān)測和/或控制GT構(gòu)件的控制系統(tǒng)。“指示的”點火溫度表示從與GT控制系統(tǒng)連接的傳統(tǒng)感測/測試裝備對點火溫度的最佳估計。
[0044]另外，如本文描述的那樣，用語特定燃氣渦輪的“基礎(chǔ)負載”指的是燃氣渦輪在額定點火溫度下的最大輸出。另外，如本文描述以及如本領(lǐng)中已知的那樣，給定燃氣渦輪的基礎(chǔ)負載將基于周圍運行狀況的變化而改變。有時基礎(chǔ)負載在本領(lǐng)域中稱為“全速度全負載”。另外，要理解的是，NOx對于燃料組成是敏感的，并且因而，在燃氣渦輪中進行的任何調(diào)整過程(包括本文描述的調(diào)整過程)中都要考慮。
[0045]另外，如本文描述的那樣，用語“排氣能量”指的是包含在離開GT的排氣內(nèi)的能量，可基于在GT的排氣區(qū)段(出口)處的排氣的溫度測量值和壓力測量值來確定排氣能量。這個排氣能量直接與流過GT的燃燒氣體量有關(guān)，并且可與其它運行參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，例如，功率輸出。
[0046]本文描述的多個實施例允許使用GT的排氣能量和排放參數(shù)對GT(例如，成編組的兩個或更多個GT)進行概率控制。由于某些系統(tǒng)構(gòu)造的原因，特定參數(shù)可能對于GT的概率控制更有效。例如，在GT是單軸功率產(chǎn)生系統(tǒng)的情況下(例如，在GT在單個軸上與蒸汽渦輪(ST)聯(lián)接的情況下)，使GT的輸出(功率輸出)與ST的輸出分離可能是不切實際的(或者非常困難)。在這種情況下，使用功率輸出作為參數(shù)，對GT(和/或成編組的單軸GT)執(zhí)行概率控制可能是無效的。在這些情況下，本文描述的方法可為有用的，例如，在使用排氣能量作為控制參數(shù)的情況下。可對呈多軸構(gòu)造的GT準確地測量排氣能量，而無需考慮與那個GT聯(lián)接的ST0
[0047]根據(jù)多個實施例，方法可包括以下過程:
1)基于測量到的周圍狀況，命令一個或多個燃氣渦輪(例如，編組中)達到設(shè)計基礎(chǔ)負載(MW值、NOx值、燃料流量值、排氣能量值)。如本文描述的那樣，在理想情形中，GT(—個或多個)在理想方案中應(yīng)當(dāng)收斂到P50(標稱)運行參數(shù)，包括P50排氣能量(標稱排氣能量)值和P50 NOx(排放)值。但是，如本文指示的那樣，這在實際運行中不會發(fā)生；
2)命令一個或多個GT調(diào)節(jié)其排氣能量，以匹配標稱排氣能量(P50排氣能量)值，并且測量實際NOx值。如本文提到的那樣，這個過程很可能將幫助使各個GT的實際NOx值更接近P50NOx值，但不能完全達到該目的。另外，這個排氣能量調(diào)節(jié)不針對另一個考量，即，點火溫度相對于其期望水平升高；以及
3)基于測量到的實際NOx值(過程2)和周圍狀況的期望P50NOx值之間的差(ΔΝΟχ)，來調(diào)節(jié)各個GT的運行狀況。可使用傳統(tǒng)方法將ΛΝΟχ值轉(zhuǎn)變成各個GT的Λ排氣能量值(表示GT的實際排氣能量和Ρ50排氣能量水平下的排氣能量之間的差)。在這個過程中，偏離Ρ50排氣能量值的各個GT調(diào)節(jié)其運行狀況達Λ排氣能量值(從ΛΝΟχ值轉(zhuǎn)換而來)的固定份額，使得它接近且然后達到那個GT的Λ排氣能量值。這個調(diào)節(jié)將使各個GT移動到排氣能量/NOx空間中的垂直于那個GT的Ρ50排氣能量/Ρ50 NOx特性的線上。在本文進一步詳細地描述上面提到的一般過程。
[0048]在以下描述中，參照附圖，附圖形成以下描述的一部分，并且其中以說明的方式顯示在其中可實踐本教導(dǎo)的具體示例實施例。足夠詳細地描述這些實施例，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本教導(dǎo)，而且要理解的是，可利用其它實施例，并且可在不偏離本教導(dǎo)的范圍的情況下作出改變。因此，以下描述僅是說明性的。
[0049]圖1顯示根據(jù)多個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機(GT)1的示意圖，它包括控制系統(tǒng)18。在多個實施例中，燃氣渦輪發(fā)動機10包括壓縮機12、燃燒器14、驅(qū)動地聯(lián)接到壓縮機12上的渦輪16，以及計算機控制系統(tǒng)或控制器18。通往壓縮機12的入口導(dǎo)管20將周圍空氣引導(dǎo)到壓縮機12，在一些情況下，將噴射的水引導(dǎo)到壓縮機12。導(dǎo)管20可包括導(dǎo)管、過濾器、篩子或聲音吸收裝置，它們導(dǎo)致流過入口導(dǎo)管20且流到壓縮機12的入口導(dǎo)葉(IGV)21中的周圍空氣有壓力損失。來自燃氣渦輪發(fā)動機10的燃燒氣體被引導(dǎo)通過排氣導(dǎo)管22。排氣導(dǎo)管22可包括聲音吸收材料和排放控制裝置，它們會對燃氣渦輪發(fā)動機10引起背壓。入口壓力損失量和背壓量可隨著時間的推移而改變，因為對入口導(dǎo)管20和排氣導(dǎo)管22添加了構(gòu)件，以及/或者由于灰塵或污垢堵塞了入口導(dǎo)管20和排氣導(dǎo)管22。在多個實施例中，燃氣渦輪發(fā)動機10驅(qū)動發(fā)電機24，發(fā)電機24產(chǎn)生電功率。
[0050]描述多個實施例，它們測量、分析和/或控制一組GT，該組GT可包括例如成編組的一個或多個燃氣渦輪發(fā)動機(GT)。要理解的是，這些方法如兩個或更多個GT那樣類似地適用于單個GT。要進一步理解的是，如本文所用，用語“組”可表示I個或更多個。
[0051 ]在多個實施例中，多個控制傳感器26檢測燃氣渦輪發(fā)動機10、發(fā)電機24的多個運行狀況，以及/或者在燃氣渦輪發(fā)動機10的運行期間的周圍環(huán)境。在許多情況下，多個冗余控制傳感器26可測量同一運行狀況。例如，成組的冗余溫度控制傳感器26可監(jiān)測周圍溫度、壓縮機排氣口溫度、渦輪排氣溫度，以及/或者通過燃氣渦輪發(fā)動機10的氣體流(未顯示)的其它運行溫度。類似地，成組的其它冗余壓力控制傳感器26可監(jiān)測周圍壓力、壓縮機12、渦輪16排氣口處的靜態(tài)和動態(tài)壓力水平，以及/或者燃氣渦輪發(fā)動機10中的其它參數(shù)?？刂苽鞲衅?6可包括(無限制)流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、火焰檢測器傳感器、閥位置傳感器、導(dǎo)葉角度傳感器，以及/或者可用來感測在燃氣渦輪發(fā)動機10的運行期間的多個運行參數(shù)的任何其它裝置。
[0052]如本文所用，用語“參數(shù)”指的是可用來限定燃氣渦輪發(fā)動機10的運行狀況的特性，諸如在燃氣渦輪發(fā)動機10內(nèi)的限定位置處的溫度、壓力和/或氣體流量。測量，S卩，感測和直接了解一些參數(shù)，而其它參數(shù)則用模型計算出來，并且因而估計和間接地了解其它參數(shù)。一些參數(shù)最初可由用戶輸入到控制器18。測量到的參數(shù)、估計參照或用戶輸入?yún)?shù)表示燃氣渦輪發(fā)動機10的給定運行狀態(tài)。
[0053]燃料控制系統(tǒng)28調(diào)整從燃料供應(yīng)(未顯示)到燃燒器14的燃料流的量、在一級和二級燃料噴嘴(未顯示)之間分割的量，以及與流到燃燒器14中的二級空氣混合的量。燃料控制系統(tǒng)28還可選擇在燃燒器14中使用的燃料的類型。燃料控制系統(tǒng)28可為單獨的單元，或者可為控制器18的構(gòu)件。
[0054]控制器(控制系統(tǒng))18可為計算機系統(tǒng)，它包括至少一個處理器(未顯示)和至少一個存儲器裝置(未顯示)，處理器至少部分地基于控制傳感器26輸入和來自人類操作者的指令執(zhí)行操作，以控制燃氣渦輪發(fā)動機10的運行。控制器可包括，例如，燃氣渦輪發(fā)動機10的模型。由控制器18執(zhí)行的操作可包括感測運行參數(shù)或?qū)\行參數(shù)建模，對運行邊界建模，應(yīng)用運行邊界模型，或者應(yīng)用調(diào)度算法，調(diào)度算法諸如通過調(diào)整通往燃燒器14的燃料流量來控制燃氣渦輪發(fā)動機10的運行。控制器18比較燃氣渦輪發(fā)動機10的運行參數(shù)與運行邊界模型，或者由燃氣渦輪發(fā)動機10用來產(chǎn)生控制輸出(諸如(無限制)點火溫度)的調(diào)度算法。由控制器18產(chǎn)生的命令可使燃氣渦輪發(fā)動機10上的燃料促動器27選擇性地調(diào)整燃料流量、燃料分割，以及/或者引導(dǎo)在燃料供應(yīng)和燃燒器14之間的燃料的類型。可產(chǎn)生其它命令來使促動器29調(diào)節(jié)IGV 21的相對位置，調(diào)節(jié)入口放氣熱，或者對燃氣渦輪發(fā)動機10啟用其它控制設(shè)定。
[0055]運行參數(shù)大體指示燃氣渦輪發(fā)動機10的運行狀況，諸如在燃氣渦輪發(fā)動機10中的限定位置處且在給定運行狀態(tài)下的溫度、壓力和氣體流量。測量，即，感測和直接了解一些運行參數(shù)，而其它運行參數(shù)則可用模型估計和間接地了解。被估計或建模的運行參數(shù)也可稱為估計運行參數(shù)，并且可包括例如(無限制)點火溫度和/或排氣溫度。運行邊界模型可由燃氣渦輪發(fā)動機10的一個或多個物理邊界限定，并且因而可表示燃氣渦輪發(fā)動機10在各個邊界下的最佳狀況。另外，運行邊界模型可獨立于任何其它邊界或運行狀況。調(diào)度算法可用來確定用于渦輪控制促動器27、29的設(shè)定，以使燃氣渦輪發(fā)動機10在預(yù)定極限內(nèi)運行。典型地，調(diào)度算法防止最糟方案，并且具有基于某些運行狀態(tài)的內(nèi)置假設(shè)。邊界控制是控制器(諸如控制器18)能夠用來調(diào)節(jié)渦輪控制促動器27、29，以使燃氣渦輪發(fā)動機10以優(yōu)選狀態(tài)運行的過程。
[0056]圖2顯示示例控制架構(gòu)200的示意圖，示例控制架構(gòu)200可用于控制器18(在圖1中顯示)，以控制燃氣渦輪發(fā)動機10(顯示圖1)的運行。更特別地，在多個實施例中，控制架構(gòu)200在控制器18中實現(xiàn)，并且包括基于模型的控制(MBC)模塊56 JBC模塊56是燃氣渦輪發(fā)動機10的可靠、高準確度的基于物理的模型。MBC模塊56接收測量到的狀況作為輸入運行參數(shù)48。這樣的參數(shù)48可包括(無限制)周圍壓力和溫度、燃料流量和溫度、入口放氣熱和/或發(fā)電機功率損失。MBC模塊56將輸入運行參數(shù)48應(yīng)用于燃氣渦輪模型，以確定標稱點火溫度50(或標稱運行狀態(tài)428) IBC模塊56可在使得控制架構(gòu)200和燃氣渦輪發(fā)動機10能夠如本文描述的那樣運行的任何平臺中實現(xiàn)。
[0057]另外，在多個實施例中，控制架構(gòu)200包括自適應(yīng)實時發(fā)動機模擬(ARES)模塊58，ARES模塊58估計燃氣渦輪發(fā)動機10的某些運行參數(shù)。例如，在一個實施例中，ARES模塊58估計不直接感測的運行參數(shù)，諸如控制傳感器26產(chǎn)生的供在控制算法中使用的那些。ARES模塊58還估計這樣的運行參數(shù):測量運行參數(shù)，使得可比較估計狀況和測量到的狀況。使用比較來自動地調(diào)整ARES模塊58，而不干擾燃氣渦輪發(fā)動機10的運行。
[0058]ARES模塊58接收輸入運行參數(shù)48，諸如(無限制)周圍壓力和溫度、壓縮機入口導(dǎo)葉位置、燃料流量、入口放氣熱流量、發(fā)電機功率損失、入口和排氣導(dǎo)管壓力損失和/或壓縮機入口溫度。然后ARES模塊58產(chǎn)生估計運行參數(shù)60，諸如(無限制)排氣溫度62、壓縮機排氣口壓力和/或壓縮機排氣口溫度。在多個實施例中，ARES模塊58使用估計運行參數(shù)60與輸入運行參數(shù)48作為對燃氣渦輪模型的輸入，以產(chǎn)生輸出，諸如例如計算點火溫度64。
[0059]在多個實施例中，控制器18接收計算點火溫度52作為輸入?？刂破?8使用比較器70來比較計算點火溫度52與標稱點火溫度50，以產(chǎn)生校正因子54。校正因子54用來調(diào)節(jié)MBC模塊56中的標稱點火溫度50，以產(chǎn)生經(jīng)校正的點火溫度66。控制器18使用比較器74來比較來自ARES模塊58的控制輸出和來自MBC模塊56的控制輸出，產(chǎn)生差值。然后這個差值輸入到卡爾曼濾波器增益矩陣(未顯示)中，以產(chǎn)生標準化校正因子，將標準化校正因子供應(yīng)給控制器18，以用來持續(xù)地調(diào)整ARES模塊58的控制模型，因而有利于提高對燃氣渦輪發(fā)動機1的控制。在備選實施例中，控制器18接收排氣溫度校正因子68作為輸入。排氣溫度校正因子68可用來調(diào)節(jié)ARES模塊58中的排氣溫度62。
[0060]圖3是顯示使用由控制系統(tǒng)使用的燃氣渦輪發(fā)動機的模型的圖1的在統(tǒng)計上相當(dāng)大量的燃氣禍輪發(fā)動機10的運行狀態(tài)的概率模擬的圖表。該圖表表不燃氣禍輪發(fā)動機10的功率輸出與點火溫度。線300是多個數(shù)據(jù)點308的線性回歸模型。線302表示對應(yīng)于數(shù)據(jù)點308的99%預(yù)計時間間隔。另外，線304表示燃氣渦輪發(fā)動機10的標稱或設(shè)計點火溫度50，而線306則表示燃氣渦輪發(fā)動機10的標稱或設(shè)計功率輸出。在多個實施例中，圖3中顯示的概率模擬顯示80個單位的點火溫度的近似差異。這個差異可能是因為燃氣渦輪發(fā)動機10的構(gòu)件公差和控制器18和控制傳感器26的測量值不確定性的原因。
[0061]本文描述的是用于調(diào)整燃氣渦輪發(fā)動機10的方法，其有利于減少實際燃氣渦輪發(fā)動機10運行狀態(tài)(例如，點火溫度和/或排氣溫度)的差異，這有利于減少燃氣渦輪發(fā)動機10的功率輸出、排放和壽命的差異。本文描述的概率控制方法可實現(xiàn)為離散過程，以在安裝期間以及在多個時期調(diào)整燃氣渦輪發(fā)動機10，或者可在控制器18內(nèi)實現(xiàn)，以按預(yù)定時間間隔定期運行，以及/或者在燃氣渦輪發(fā)動機10的運行期間持續(xù)運行。這些方法不直接測量燃氣渦輪點火溫度，因為點火溫度是估計參數(shù)，如前面論述的那樣。但是，這些概率控制方法可產(chǎn)生是燃氣渦輪發(fā)動機10的點火溫度的強指標的直接測量到的參數(shù)，而且允許改進對燃氣渦輪發(fā)動機10中的點火溫度的控制。
[0062]圖4顯示示出根據(jù)多個實施例而執(zhí)行的方法的流程圖。如本文描述的那樣，可使用至少一個計算裝置來執(zhí)行(例如，進行)該方法，至少一個計算裝置實現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品(例如，非暫時性計算機程序產(chǎn)品)，或者以別的方式包括以下過程:
過程Pl:基于各個GT 10的測量到的周圍狀況，命令一組GT中的各個GT 10達到基礎(chǔ)負載水平(例如，目標指示點火溫度)。如本文提到的那樣，基礎(chǔ)負載(具有目標指示點火溫度)與測量到的周圍狀況的排氣能量值和排放值相關(guān)聯(lián)。如本文進一步提到的那樣，響應(yīng)于命令該組GT中的各個GT 10達到基礎(chǔ)負載水平，各個GT 10不實現(xiàn)標稱排氣能量值(P50排氣能量)或標稱排放值(P50 NOx)中的至少一個。根據(jù)多個實施例，命令該組GT中的各個GT 10調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值的過程會使各個GT 10的實際排放值移動得較接近標稱排放值，而不匹配標稱排放值；
過程P2:命令該組GT中的各個GT 10調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量，以匹配標稱排氣能量值，并且隨后測量各個GT 10的實際排放值。在多個實施例中，過程P2可進一步包括將各個GT 10的相應(yīng)的測量到的實際排放值和標稱排放值之間的差轉(zhuǎn)換成各個GT 10的相應(yīng)的排氣能量值和在周圍狀況值下的標稱排氣能量值之間的差；以及
過程P3:基于相應(yīng)的測量實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT 10的運行狀況。根據(jù)多個實施例，調(diào)節(jié)各個GT 10的運行狀況的過程包括對該組GT中的各個GT 10的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和標稱排氣能量值之間的差的固定份額，使得各個GT 10的排氣能量接近且然后達到相應(yīng)的標稱排氣能量值。根據(jù)多個實施例，對該組GT中的各個GT 10的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量值和標稱排氣能量值之間的差的固定份額會使各個GT 10對齊在標繪排氣能量與排放的圖形空間中的垂直于各個GT 10的標稱排氣能量/標稱排放特性的線上。
[0063]圖5-7通過排氣能量與排放(NOx)圖表，相對于表示成組的(多個)GT(類似于GT10)的示例數(shù)據(jù)組顯示圖4中描述的過程的圖形描繪。圖5-6中顯示的所有數(shù)據(jù)點都表示指示點火溫度下的排氣能量與排放(NOx)，其中，“指示的”點火溫度是顯示的或由控制器GT10以別的方式輸出的點火溫度。也就是說，“指示的”點火溫度不一定是實際點火溫度(如本文描述的那樣，無法準確地測量實際點火溫度)，而是由GT 10的控制器(和有關(guān)裝備)估計出的點火溫度。
[0064]如此示例中顯示的那樣，例如，在圖5中，線GL的中心點隨該組GT的平均點火溫度(T4)改變。平均燃燒溫度(T3.9)隨平均點火溫度改變，并且大于平均點火溫度。如本文提到的那樣，隨著平均點火溫度提高，平均燃燒溫度也提高，這表示線GL將移動到較大的排氣能量/NOx值，同時保持垂直于線RL，線RL限定該組中的平均GT在基礎(chǔ)負載下的排氣能量/NOx特性。兩根標注為BL的線界定線GL，并且將該組GT之中的統(tǒng)計差異限定成相對于平均線RL兩個Σ。發(fā)明人通過經(jīng)驗測試已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，線BL表示實際點火溫度(T4)相對于RL線的+/-10度的跨度，這是沿著垂直于線RL的給定線測量的。圖6顯示圖5的圖形描繪，其中沿著垂直于RL(排氣能量/NOx特性)和線BR的線，增加了成編組的GT在獨特示例排氣能量/NOx值下的指示平均T4(點火溫度)的指示器。此示例中的平均T4⑶和平均T4(P)示出在T4=2410華氏度且Τ4=2430華氏度時的示例編組。圖6還示出線PL，這是沿著垂直于排氣能量/NOx特性線的點火溫度(Τ4)“掃掠”或差異的單個GT的示例。PL顯示排氣能量/NOx如何由于不同的點火溫度(Τ4)而改變。
[0065]圖7顯示過程Ρ3(圖4)的三維圖形描繪，S卩，基于相應(yīng)的測量實際排放值和在周圍狀況下的標稱排放值之間的差，來調(diào)節(jié)該組GT中的各個GT的運行狀況。也就是說，如圖7中顯示的那樣，由跨越點火溫度(Τ4)空間的GL(圖5-6)的平面限定的GL平面示出其中該組GT在點火溫度(Τ4)空間中運行的模型。也就是說，雖然無法針對該組GT中的各個GT直接測量實際點火溫度(Τ4)，但GL平面表示該組GT內(nèi)的GT的點火溫度的最準確模型。根據(jù)多個實施例，過程Ρ3包括基于相應(yīng)的GT的相應(yīng)的測量到的實際排放值(NOx值)和標稱(平均)排放值(NOx值)之間的差來調(diào)節(jié)各個GT的運行狀況。也就是說，根據(jù)多個實施例，調(diào)節(jié)各個GT的運行狀況，使得其排氣能量/NOx值在二維空間中與GL相交(圖5-6)，以及在三維空間中與GL平面相交(圖7)。標稱(Ρ50)排氣能量/NOx線和GL平面相交表示期望平均實際點火溫度(Τ4)的最準確模型，而且通過調(diào)整各個GT 10使其接近那個GL平面，點火溫度差異在整個編組中減小，從而增加編組的壽命。
[0066]GL(和GL平面)是如何設(shè)計和建造燃氣渦輪的特性，而且在排氣能量/NOx空間中，其中心在編組中的特定類型的GT 10的Ρ50排氣能量和Ρ50 NOx的相交處。GL在二維空間(例如，BL之間的空間，圖5-6))中的長度由給定類型的GT的GT-GT硬件差異限定(例如，在將兩個機器制造成相同規(guī)格時的物理差異)。通過改變GT 10的運行狀況，以便使那個GT 10的排氣能量/NOx值與GL(和GL平面)對齊，最大程度地減小實際點火溫度(Τ4)的差異。
[0067]圖8顯示示例性環(huán)境802，其展現(xiàn)控制器(控制系統(tǒng)18)通過至少一個計算裝置814來與GT 10聯(lián)接。如本文描述的那樣，控制系統(tǒng)18可包括用來控制燃氣渦輪發(fā)動機(GT)的任何傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)構(gòu)件。例如，控制系統(tǒng)18可包括用于促動GT (—個或多個)1中的一個或多個構(gòu)件的電氣構(gòu)件和/或機電構(gòu)件?？刂葡到y(tǒng)18可包括傳統(tǒng)的計算機化子構(gòu)件，諸如處理器、存儲器、輸入/輸出、總線等?？刂葡到y(tǒng)18可構(gòu)造成(例如，編程成)基于來自外部源(例如，至少一個計算裝置814)的運行狀況來執(zhí)行功能，并且/或者可包括基于GT(—個或多個)10的參數(shù)的預(yù)編程(編碼)指令。
[0068]系統(tǒng)802還可包括至少一個計算裝置814，其與控制系統(tǒng)18和GT(—個或多個)10連接(例如，有線連接和/或無線連接)。在多個實施例中，計算裝置814例如通過多個傳統(tǒng)的傳感器(諸如流量計、溫度傳感器等)可操作地與GT(—個或多個)10連接，如本文描述的那樣。計算裝置814可例如通過傳統(tǒng)的有線和/或無線手段，通信地與控制系統(tǒng)18連接。根據(jù)多個實施例，控制系統(tǒng)18構(gòu)造成在運行期間監(jiān)測GT (一個或多個)1。
[0069]另外，顯示了計算裝置814與用戶836通信。用戶836可為例如程序員或操作者。在本申請的別處論述這些構(gòu)件和計算裝置814之間的交互作用。
[0070]如本文提到的那樣，本文描述的一個或多個過程可由例如至少一個計算裝置執(zhí)行，諸如本文描述的計算裝置814。在其它情況下，可根據(jù)計算機實現(xiàn)的方法來執(zhí)行這些過程中的一個或多個。在另外的其它實施例中，可通過以下方式來執(zhí)行這些過程中的一個或多個:在至少一個計算裝置(例如，計算裝置814)上執(zhí)行計算機程序代碼(例如，控制系統(tǒng)18)，從而使得至少一個計算裝置執(zhí)行過程，例如，根據(jù)本文描述的方法來調(diào)整至少一個GT10。
[0071]更詳細地說，顯示了計算裝置814包括處理構(gòu)件122(例如，一個或多個處理器)、存儲構(gòu)件124(例如存儲體系)、輸入/輸出(I/0)構(gòu)件126(例如，一個或多個I/0接口和/或裝置)和通信路徑128。在一個實施例中，處理構(gòu)件122執(zhí)行程序代碼，諸如控制系統(tǒng)18，程序代碼至少部分地包含在存儲構(gòu)件124中。在執(zhí)行程序代碼的同時，處理構(gòu)件122可處理數(shù)據(jù)，這可使得對存儲構(gòu)件124和/或I/O構(gòu)件126讀寫該數(shù)據(jù)，以供進一步處理。路徑128在計算裝置814中的各個構(gòu)件之間提供通信鏈路。I/O構(gòu)件126可包括一個或多個人類I/O裝置或存儲裝置，它們使得用戶836能夠與計算裝置814和/或一個或多個通信裝置交互，以使得用戶136和/SCS 138能夠使用任何類型的通信鏈路來與計算裝置814通信。在這個程度上，CC裝置負載監(jiān)測系統(tǒng)16可管理一組接口(例如，圖形用戶接口(一個或多個)、應(yīng)用程序接口等等)，接口使得人和/或系統(tǒng)能夠與控制系統(tǒng)18進行交互。
[0072]在任何情況下，計算裝置814都可包括能夠執(zhí)行安裝在其上的程序代碼的一個或多個通用計算用品(例如，計算裝置)。如本文所用，要理解的是，“程序代碼”表示以任何語言、代碼或符號編寫的任何一系列指令，指令使具有信息處理能力的計算裝置直接地或者在下者的任何組合之后執(zhí)行特定功能:(a)轉(zhuǎn)換成另一種語言、代碼或符號；(b)以不同的材料形式再現(xiàn);和/或(C)解壓縮。在此程度上，CC裝置負載監(jiān)測系統(tǒng)16可體現(xiàn)為系統(tǒng)軟件和/或應(yīng)用軟件的任何組合。在任何情況下，計算裝置814的技術(shù)效果是根據(jù)本文的多個實施例來調(diào)整至少一個GT 10。
[0073]另外，可使用一組模塊132來實現(xiàn)控制系統(tǒng)。在這種情況下，模塊132可使得計算裝置814能夠執(zhí)行控制系統(tǒng)18所使用的一組任務(wù)，并且可與控制系統(tǒng)18的其它部分分開來單獨開發(fā)和/或?qū)崿F(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)18可包括模塊132，模塊132包括專用機器/硬件和/或軟件。盡管如此，要理解的是，兩個或更多個模塊和/或系統(tǒng)可共用它們的相應(yīng)的硬件和/或軟件中的一些/全部。另外，要理解的是，可不實現(xiàn)本文論述的一些功能，或者可包括額外的功能性作為計算裝置814的一部分。
[0074]當(dāng)計算裝置814包括多個計算裝置時，各個計算裝置可僅使控制系統(tǒng)18的一部分(例如，一個或多個模塊132)包含在其上。但是，要理解的是，計算裝置814和控制系統(tǒng)18僅僅代表可執(zhí)行本文描述的過程的多個可行的等效計算機系統(tǒng)。在此程度上，在其它實施例中，由計算裝置814和控制系統(tǒng)18提供的功能性可至少部分地由一個或多個計算裝置實現(xiàn)，計算機裝置包括有或沒有程序代碼的通用和/或?qū)Ｓ糜布娜魏谓M合。在各個實施例中，如果包括的話，可使用標準工程和編程技術(shù)來創(chuàng)建硬件和程序代碼。
[0075]盡管如此，當(dāng)計算裝置814包括多個計算裝置時，計算裝置可在任何類型的通信鏈路上通信。另外，在執(zhí)行本文描述的過程的同時，計算裝置814可使用任何類型的通信鏈路來與一個或多個其它計算機系統(tǒng)通信。在任一種情況下，通信鏈路都可包括多個類型的有線和/或無線鏈路的任何組合;包括一種或多種類型的網(wǎng)絡(luò)的任何組合;并且/或者利用多個類型的傳輸技術(shù)和協(xié)議的任何組合。
[0076]如本文論述的那樣，控制系統(tǒng)18使得計算裝置814能夠控制和/或調(diào)整至少一個GT
10?？刂葡到y(tǒng)18可包括用于執(zhí)行本文描述的一個或多個動作的邏輯。在一個實施例中，控制系統(tǒng)18可包括用以執(zhí)行上面陳述的功能的邏輯。在結(jié)構(gòu)上，邏輯可采取任何多種形式，諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、微處理器、數(shù)字信號處理器、特定用途集成電路(ASIC)或能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其它專用機器結(jié)構(gòu)。邏輯可采取任何多種形式，諸如軟件和/或硬件。但是，為了達到說明目的，本文將把控制系統(tǒng)18和包括在其中的邏輯描述成專用機器。如根據(jù)描述將理解的那樣，雖然示出了邏輯包括上面陳述的各個功能，但根據(jù)所附權(quán)利要求中敘述的本發(fā)明的教導(dǎo)，不是所有功能都是必要的。
[0077]在多個實施例中，控制系統(tǒng)18可構(gòu)造成監(jiān)測一個或多個GT(—個或多個)10的運行參數(shù)，如本文描述的那樣。另外，控制系統(tǒng)18構(gòu)造成命令一個或多個GT(—個或多個)10修改那些運行參數(shù)，以便實現(xiàn)控制和/或調(diào)整本文描述的功能。
[0078]要理解的是，在本文顯示和描述的流程圖中，可執(zhí)行未顯示的其它過程，而且根據(jù)多個實施例可重新布置過程的順序。另外，可在一個或多個描述的過程之間執(zhí)行中間過程。不應(yīng)將本文顯示和描述的過程流理解為對多個實施例的限制。
[0079]在任何情況下，本發(fā)明的多個實施例(包括，例如，控制系統(tǒng)18)的技術(shù)效果是控制和/或調(diào)整本文描述的一個或多個GT(—個或多個)10。
[0080]在多個實施例中，描述成彼此“聯(lián)接”的構(gòu)件沿著一個或多個接口連結(jié)。在一些實施例中，這些接口可包括獨特構(gòu)件之間的匯合部，而且在其它情況下，這些接口可包括穩(wěn)固地和/或一體地形成的互連。也就是說，在一些情況下，彼此“聯(lián)接”的構(gòu)件可同時形成，以限定單個連續(xù)的部件。但是，在其它實施例中，這些聯(lián)接構(gòu)件可形成為單獨的部件，并且隨后通過已知過程(例如緊固、超聲焊接、結(jié)合)連結(jié)。
[0081]當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在另一個元件或?qū)印吧稀保敖雍系健?、“連接到”或“聯(lián)接到”另一個元件或?qū)由蠒r，它可直接在另一個元件或?qū)由?，“接合到”、“連接到”或“聯(lián)接到”另一個元件或?qū)由?，或者可存在居間元件和/或?qū)?。相比之下，?dāng)元件被稱為“直接在另一個元件或?qū)由稀?，“直接接合到另一個元件或?qū)由稀?，“直接連接到另一個元件或?qū)由稀被颉爸苯勇?lián)接到另一個元件或?qū)由稀睍r，則不可存在居間元件或?qū)?。用來描述元件之間的關(guān)系的其它詞語應(yīng)以類似的方式解釋(“之間”與“直接之間”，“相鄰”與“直接相鄰”)。如本文所用，用語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的所列項目的任何和所有組合。
[0082]本文所用的用語僅僅是為了描述特定實施例，并且不意于限制本公開。如本文所用，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意于也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚的說明。將進一步理解，當(dāng)在本說明書中使用時，用語“包括”和/或“包含”指定了存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、構(gòu)件和/或它們的組合。
[0083]本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種系統(tǒng)，包括: 至少一個計算裝置，其構(gòu)造成通過執(zhí)行動作來調(diào)整一組燃氣渦輪(GT) (10)，所述動作包括: 基于各個GT (I O)的測量到的周圍狀況，命令所述組GT (1)中的各個GT (I O)達到基礎(chǔ)負載水平； 命令所述組GT(1)中的各個GT(1)調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量(PL)，以匹配標稱排氣能量(PL)值，并且隨后測量各個GT(1)的實際排放值；以及 基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在所述周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)所述組GT (1)中的各個GT (1)的運行狀況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基礎(chǔ)負載水平與測量到的周圍狀況的排氣能量(PL)值和排放值相關(guān)聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于命令所述組GT(10)中的各個GT(10)達到所述基礎(chǔ)負載水平，各個GT(1)不實現(xiàn)所述標稱排氣能量(PL)值或所述標稱排放值中的至少一個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個計算裝置進一步構(gòu)造成將各個GT(1)的相應(yīng)的測量到的實際排放值和所述標稱排放值之間的差轉(zhuǎn)換成各個GT(1)的相應(yīng)的排氣能量(PL)值和在所述周圍狀況值下的所述標稱排氣能量(PL)值之間的差。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，對各個GT(1)的運行狀況的調(diào)節(jié)包括對所述組GT(1)中的各個GT(1)的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量(PL)值和所述標稱排氣能量(PL)值之間的差的固定份額，使得各個GT(1)的排氣能量(PL)接近且然后達到相應(yīng)的標稱排氣能量(PL)值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，對所述組GT(1)中的各個GT(1)的運行狀況調(diào)節(jié)達相應(yīng)的排氣能量(PL)值和所述標稱排氣能量(PL)值之間的差的固定份額會使各個GT (I O)對齊在標繪排氣能量(PL)與排放的圖形空間中的垂直于所述各個GT (I O)的標稱排氣能量(PL)/標稱排放特性的線上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，命令所述組GT(1)中的各個GT(1)調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量(PL)，以匹配所述標稱排氣能量(PL)值會使各個GT(1)的實際排放值移動得較接近所述標稱排放值，而不匹配所述標稱排放值。8.—種調(diào)整一組燃氣渦輪(GT) (10)的計算機實現(xiàn)的方法，使用至少一個計算裝置來執(zhí)行所述方法，所述方法包括: 基于各個GT (I O)的測量到的周圍狀況，命令所述組GT (1)中的各個GT (I O)達到基礎(chǔ)負載水平； 命令所述組GT(1)中的各個GT(1)調(diào)節(jié)相應(yīng)的排氣能量(PL)，以匹配標稱排氣能量(PL)值，并且隨后測量各個GT(1)的實際排放值；以及 基于相應(yīng)的測量到的實際排放值和在所述周圍狀況下的標稱排放值之間的差，調(diào)節(jié)所述組GT (1)中的各個GT (1)的運行狀況。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)負載水平與測量到的周圍狀況的排氣能量(PL)值和排放值相關(guān)聯(lián)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于命令所述組GT(10)中的各個GT(10)達到所述基礎(chǔ)負載水平，各個GT(1)不實現(xiàn)所述標稱排氣能量(PL)值或所述標稱排放值中的至少一個。
【文檔編號】F02C9/00GK106050434SQ201610230197
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月14日 公開號201610230197.7, CN 106050434 A, CN 106050434A, CN 201610230197, CN-A-106050434, CN106050434 A, CN106050434A, CN201610230197, CN201610230197.7
【發(fā)明人】R.A.摩根, L.B.小戴維斯, S.A.戴, H.L.小喬丹
【申請人】通用電氣公司