CN103620904B - 不同种类发电装置之间的并联运行控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于使下降特性不同的不同种类发电装置，不损坏各自单独运行时的性能而稳定且高效地进行并联运行的控制方法。在各自的最佳下降特性下单独运行随着负荷增加额定频率下降的下降特性互不相同的不同种类发电装置的发动机（GT、DE）时，过渡到对同一驱动对象（L）进行驱动的并联运行时，为了成为从所需负荷减去一个机种的发电装置的发动机（DE）的负荷而得到的负荷，确定另一机种的发电装置的发动机（GT）的负荷；改变所述另一机种的发电装置的发动机（GT）的下降特性，使其与所述一个机种的发电装置的发动机（DE）的下降特性一致；在所述下降特性变更时，控制所述另一机种的发电装置的发动机（GT），维持其转速（频率）。

Description

不同种类发电装置之间的并联运行控制方法及控制系统

相关申请

本申请主张基于2011年6月22日申请的日本专利申请2011-138756的优先权，其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种用于稳定地并联运行下降特性不同的不同种类发电装置的控制方法及控制系统。

背景技术

已知，一般在电力推进式船舶上设置两台原动机驱动发电机，通常（低速）航行时使用一台原动机进行节约性航行，在急加速时或高速航行时并联运行两台原动机（例如，专利文献1）。由此，谋求兼顾船舶的巡航距离性能与加速/速度性能。为了进行更加高效地航行，考虑并用不同机种的原动机，例如，柴油发动机和燃气涡轮发动机。

另外，在各种电源设备中，对常用运用的发电装置与应急或紧急时运用的发电装置，根据构成的发动机或内燃机的种类进行区分，一般不并联运用种类或特性不同的发电装置。但是，在常用运用的装置的一部分发生故障或者负荷变动大，期望通过备用机进行峰值削减（ピークカット）运用等的情况下，一般发电装置的运用结构为事先进行调整，使得包括备用机在内为同一发电装置并具有相同的下降特性。

进而，在构成电源系统的各种发电装置任意停止运行，或者在时间段或周围环境等方面变化大的自然能源回收型的电源设备的情况下，电源系统侧的转速（频率）下降特性和系统电源侧的阻抗也一直出现变化。对于这样的电源设备，一直以来需要如下控制方法和控制系统：根据构成发电装置的系统侧电源（构成系统的运行中的发电设备）的变化，自由地改变与系统侧并联运用的发电装置的下降特性，与构成发电装置的特性对准，进行最佳的切换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-354861号公报

发明内容

（一）要解决的技术问题

这样，在多个发电装置之间进行并联运行的情况下，为了根据发电机容量从轻载至全负荷均等地进行发电装置之间的负荷分配，需要使两个发电装置的旋转（频率）下降特性（根据负荷的增加，转速（频率）下降的特性）一致，因此以往，在装载不同种类原动机的发电装置的情况下，不论是独立运行时还是并联运行时，对具有优异的下降特性的原动机，即随着负荷的增加转速下降少的原动机，将其下降特性调整至平时下降特性差的一侧的特性的状态下运行，不改变下降特性而进行发电装置之间的并联或解除。因此，在单独运行时，不能发挥原动机原有的性能，在船舶的情况下妨碍高效航行。另外，在一般的电源设备的情况下，也成为并联运行运用中的制约因素。此外，在下面的说明中，将转速（频率）用作表示旋转速度的指标。

进而，在由如上述的多种发电装置构成的电源设备中，对于根据负荷变动或发电装置的运用状况而发生变化的电源结构，仅运行预先适应的发电装置时带来限制。即，在限定于同一种类发电装置的组合或者牺牲独立运行时特性的发电装置中，基本上统一成与平时特性差的一侧对准的发电装置来进行运用。

因此，本发明的目的在于提供一种控制方法及控制系统，其用于将下降特性不同的不同种类发电装置，不损坏各自单独运行时的性能而稳定且高效地并联运行。并且，本发明的目的在于提供一种控制方法及控制系统，其自由地对应根据变动的系统侧发电装置特性的并联运行开始，或者对于在并联运行中由于构成发电装置的组合发生变化而导致的旋转（频率）下降特性变化。

（二）技术方案

为了实现上述目的，本发明的不同种类发电装置的并联运行控制方法或并联运行控制系统，其是作为随着负荷增加额定转速下降的特性的下降特性互不相同的多个不同种类发电装置在各自的最佳下降特性下单独运行时，过渡到驱动同一驱动对象的并联运行时的运行控制方法；为了成为所需负荷减去其中一个机种的发电装置的负荷而得到的负荷，确定另一机种的发电装置的负荷改变所述另一机种的发电装置的下降特性；以使与所述其中一个机种的发电装置的下降特性一致；在所述下降特性过渡时，将所述另一机种的发电装置控制成维持其转速。

根据该结构，即使从各发电装置在各自最佳的下降特性下单独运行的状态，也能够边抑制负荷不平衡的发生边过渡到并联运行。因此，能够不损坏各发电装置性能且稳定地进行不同种类发电装置的并联运行。

在本发明的一实施方式中，优选地，反馈控制成各发电装置的转速（频率）恒定时，进行基于转速（频率）的时间微分值的微分控制，同时，对于旋转（频率）惯性力大的另一机种的发电装置，在负荷骤变时阻止乃至停止所述微分控制。根据该结构，对于并联运行过渡时及并联运行解除时的大负荷变动，也能够更有效地抑制发电装置之间负荷的不平衡。例如，所述其中一个发电装置为柴油发动机，而另一发电装置为惯性力大的燃气涡轮发动机。

这里，作为发电装置，列举了发动机特性差异大的柴油发动机和燃气涡轮发动机的例子，但也适用于可以进行旋转（频率）操作的风车、水车、以及静止型燃料电池发电装置、太阳能发电装置等。并且，对能够独立运行的所有发电装置的适用都成为对象。

在本发明的一个实施方式中，优选地，在解除并联运行而过渡到单独运行时，将所述另一发电装置的下降特性恢复至变更前的下降特性。由此，能够使发电装置在最佳条件下运行，具体来说，仅在需要并联运行的情况下，在改变下降特性的状态运行；在不需要并联运行而单独运行的情况下，进行单独运行。

权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两种结构的任意组合，均包含在本发明中。特别是权利要求书的各权利要求的两项以上的任意组合，也包含在本发明中。

附图说明

通过参照附图对以下适宜的实施方式进行说明，可更加清楚地理解本发明。但是，实施方式及附图仅用于图示及说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多幅图上同一的附图标记表示同一或与其相当的部分。

图1是表示装载有实施本发明一实施方式的方法的控制系统的设备的驱动系统的概要结构的框图。

图2是表示在不同种类发电装置之间下降特性不一致的情况下的状态的图表。

图3是表示不同种类发电装置之间下降特性的基点不一致的情况下的状态的图表。

图4是表示不同种类发电装置之间下降特性及其基点一致的情况下的状态的图表。

图5是表示本发明一实施方式的并联运行步骤的流程图。

图6是用于说明本发明一实施方式中的下降特性变更的原理的图表。

图7是用于说明本发明一实施方式中的下降特性变更原理的图表。

图8A是表示本发明一实施方式中的比例增益的控制方法的框图。

图8B是表示本发明一实施方式中的比例增益的控制方法的框图。

图9是示意性地表示不同种类发电装置之间的动态特性差异的图表。

图10A表示本发明一实施方式中的微分增益控制方法的框图。

图10B表示本发明一实施方式中的微分增益控制方法的框图。

图11表示本发明一实施方式中的控制系统的框图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明优选的实施方式。

图1表示装载有执行控制不同种类发电装置的并联运行的本发明一实施方式的方法的控制系统1的船舶等的设备的驱动系统DS或多个不同种类发电装置的概要结构。该控制方法是作为随着负荷增加额定转速（频率）下降的特性的下降特性互不相同的多个不同种类发电装置，在各自的最佳的下降特性下单独运行时，过渡到驱动同一驱动对象的并联运行时的控制方法，在本实施方式中，作为控制系统1控制的不同种类发电装置，使用燃气涡轮发动机GT和柴油发动机DE。

此外，作为发电装置，并不限于燃气涡轮发动机或柴油发动机，作为具有可以进行转速（频率）操作的回转机构的装置，也能够使用风车、水车等。并且，同样适用于不具有回转机构的静止型发电装置，例如燃料电池发电装置、太阳能发电装置（太阳能电池）等。进而，对能够独立运行的所有种类的发电装置的适用都成为对象。

此外，在本实施方式中，作为下降特性小的（转速（频率）特性优异）发动机的例子，利用燃气涡轮发动机GT进行说明，作为下降特性大的（转速（频率）特性差）的发动机的例子，利用柴油发动机DE进行说明，只要是下降特性不同的多个不同种类发电装置，例如燃气发动机、奥托循环发动机等外，同样也可以适用于可进行转速（频率）操作的风车、水车，以及静止型燃料电池发电、太阳能发电等，并且，不限于本实施方式的例子，关于能够独立运行的所有发电装置都能够适用。

作为不同种类发电装置的结构例，燃气涡轮发动机GT的发电机3经由燃气涡轮发动机断路器5与驱动对象的负荷Ｌ连接。另一方面，柴油发动机DE的发电机13经由柴油发动机断路器15及发动机（发电装置）之间联络断路器17与负荷Ｌ连接。

在本实施方式的控制方法中，将燃气涡轮发动机GT与柴油发动机DE过渡至并联运行时，以从所需负荷减去其中一个机种的发电发动机（这里，例如为柴油发动机DE）的负荷而得到的负荷，来确定另一机种的发电发动机（这里，例如为燃气涡轮发动机GT）的负荷，改变燃气涡轮发动机GT的下降特性，使其与柴油发动机DE的下降特性一致，在改变该下降特性时，将燃气涡轮发动机GT控制成维持其转速（频率）。

图2表示针对发电机负荷的两个发电装置（这里，例如发动机GT、DE）的负荷分担的状态。燃气涡轮发动机GT的下降基点G0、即无负荷时的转速（频率）与柴油发动机DE的下降基点D0不同，分别相对于全负荷时的转速（频率），例如为103%和104%。因此，燃气涡轮发动机GT和柴油发动机DE的相对于无负荷时的全负荷时的旋转（频率）下降率即下降特性分别为3%、4%，互不相同。因此，如果在发电机13全负荷时，设定各发动机GT、DE为100%负荷（额定），则在轻载时仅有转速（频率）高的柴油发动机DE如实线L1所示那样负担负荷，而燃气涡轮发动机GT会电动回转（无负荷旋转），两个发动机负担的负荷不平衡。此时，由于燃气涡轮发动机GT通过柴油发动机DE驱动而以同一转速（频率）旋转，因此相对于本来柴油发动机DE应负担的负荷的实线L2，实际的柴油发动机DE的负荷是使驱动燃气涡轮发动机GT的负荷的虚线L3部分与实线L2合起来的线。

为了在保持负荷平衡的同时稳定地进行不同种类发电装置GT、DE之间的并联运行，必须使下降特性（静态特性）一致，并且使下降基点一致。如果下降特性一致，则在不同种类发电装置GT、DE之间的负荷调整量少，而且负荷分担率均等，而如果下降特性不一致，则如前所述，在低负荷时不同种类发电装置GT、DE之间的负荷分配会产生明显的不平衡。另外，在负荷瞬时减少的情况下，下降特性小的发动机侧（在图2的例子中为燃气涡轮发动机GT侧）电动回转，下降特性大的柴油发动机DE侧也会负担该部分。

并且，如图3所示，即使无负荷时与全负荷时的下降特性一致，如果下降基点G0，D0不一致，则在不同种类发电装置的发动机GT、DE之间负荷上发生不平衡。但是，如图4所示，如果下降特性及其基点一致，则均等地进行负荷分担，静态负荷分担平衡不会破坏。

图5表示在自动进行下降特性变更的情况下的并联运行过渡的步骤。首先，在确定了并联运行时的负荷分担的状态下，不同种类发电装置的燃气涡轮发动机GT及柴油发动机DE通过启动指令启动，各发动机开始单独运行。接着，关闭燃气涡轮发动机GT侧的断路器5，燃气涡轮发动机GT侧的发电机3与负荷Ｌ连接。

接着，进行为了并联运行的同步检验。为了在不同种类发电装置的发动机GT、DE之间进行并联运行，与通常的并联运行相同地，必须满足（a）发电机电压、（b）频率、（c）发电机电压的相位这3点的同步条件。在确认全部满足这些同步检验条件后，关闭作为发电装置的柴油发动机DE侧的断路器15及发动机（发电装置）之间的联络断路器17。

在发动机之间联络断路器17关闭而各自独立运行的发电装置燃气涡轮发动机GT和柴油发动机DE切换至并联运行的并联运行开始指令发出的情况下，按照下面详述的步骤，改变作为不同种类发电装置的燃气涡轮发动机GT的下降特性，使其与另一发电装置的柴油发动机DE的下降特性一致。之后使负荷平衡装置工作，过渡到负荷平衡状态。

在下降特性变更时，作为具体的例子，从燃气涡轮发动机GT单独运行时的最佳运行条件，同时改变下降特性和转速（频率）指令值。参照图6的一览表说明该下降特性改变的原理。在表示燃气涡轮发动机GT全负荷负担的情况的该图的一览表（a）中，直线（1）所表示的状态（下降特性为3%，无负荷时转速（频率）为103%）是燃气涡轮发动机GT单独运行时的状态。直线（2）表示从直线（1）开始，假设不改变下降特性的基点G0而仅将下降特性改变成4%的情况的状态。另外，直线（3）表示从直线（1）所表示的状态开始，假设仅改变转速（频率）指令值的情况的状态。通过一并执行从直线（1）至（2）的变更操作与从直线（1）至（3）的变更操作，从燃气涡轮发动机GT单独运行状态的直线（1），过渡到燃气涡轮发动机GT的转速（频率）没有变更而仅改变下降特性的状态的直线（4）。

同样，在燃气涡轮发动机GT负担部分负荷（例如50%）的情况下，如该图的一览表（b）所示，从直线（5）所表示的单独运行的状态（下降特性为3%，无负荷时转速（频率）为101.5%）开始，通过一并执行不改变下降特性的基点G0而将下降特性变更为4%的操作（直线（6））以及改变转速（频率）指令值的操作（直线（7）），过渡到燃气涡轮发动机GT的转速（频率）没有变更而仅改变下降特性的状态的直线（8）。如前所述，下降特性的数值表示与无负荷时相对的100%负荷时的转速（频率）的下降率，无负荷时转速（频率）表示无负荷时的转速（频率）相对于100%全负荷时的转速（频率）的比率。

此外，在解除并联运行恢复至燃气涡轮发动机GT的单独运行时，按照与并联运行开始时的下降特性变更步骤相反的步骤，不改变燃气涡轮发动机GT的转速（频率），仅将下降特性恢复至单独运行时的值。即，如图7所示，从燃气涡轮发动机GT和柴油发动机DE均以4%的下降特性且分别以50%的负荷分担进行并联运行的直线（1）的状态恢复至下述直线（5）的状态：使柴油发动机DE的负荷向燃气涡轮发动机GT侧过渡的同时，将燃气涡轮发动机GT侧的下降特性从4%恢复至3%，同时转速（频率）指令值恢复至原来的值，由此不改变燃气涡轮发动机GT的转速（频率），使燃气涡轮发动机GT以下降特性3%单独运行。

这里，在从由3台以上发电装置构成系统电源的状态，仅解列特性不同的发电装置的情况下，在剩余的发电装置之间，也能够切换至原来的下降特性。例如，以4%的旋转（频率）下降特性，以2台燃气涡轮发动机GT与1台柴油发动机DE共计3台进行并联运行时，仅解列柴油发动机DE的情况下，与解列同时，不损坏2台燃气涡轮发动机GT的负荷平衡的同时，能够从4%的下降特性切换成适合燃气涡轮发动机GT的3%的下降特性。

图8A、8B表示用于改变下降特性的具体的控制方法的例子。在该例子中，进行如下所述的反馈比例控制：将由转速（频率）指令值设定模块21设定的转速（频率）指令值与由燃气涡轮发动机GT的转速（频率）检测器23测定的旋转（频率）检测值进行比较，基于它们的偏差，比例增益设定模块25确定比例增益，基于该比例增益来调整燃料供给控制阀27，由此控制燃料流量。

图8A表示对于具有3%的下降特性的燃气涡轮发动机GT的燃料流量比例控制方法的一例。该例中向燃气涡轮发动机GT的燃烧器的燃料供给量在无负荷时为200L/hr，在全负荷时为500L/hr，相对于全负荷时的额定转速（频率），转速指令值设定为105%。因此，相对于无负荷时的旋转（频率）检测值的偏差ε3n为2%，相对于全负荷时的旋转（频率）检测值的偏差ε3f为5%，因此通过将比例增益设定为100L/hr（/1%）来控制燃料供给控制阀27，使无负荷时的燃料流量为200L/hr、全负荷时的燃料流量为500L/hr。

图8B表示从下降特性为3%的图8A的状态，下降特性变更为4%的状态的控制例。这里，转速（频率）指令值设定为106.66%，相对于无负荷时旋转（频率）检测值的偏差ε4n为2.66%，相对于全负荷时旋转（频率）检测值的偏差ε4f为6.66%。因此，通过将比例增益变更设定为100L/hr（/1.33%），即75.19L/hr（/1%）而进行来控制燃料供给控制阀27，使无负荷时的燃料流量为200L/hr，全负荷时的燃料流量为500L/hr。通过这样的控制，不改变转速，就能够改变下降特性。

在本实施方式中，作为例子，列举了将下降特性从3%变更为为4%的情况，通过这样改变燃料控制系统的比例控制的比例增益，能够任意地改变下降特性的值。进而，通过一并改变下降特性与转速（频率）指令值，能够在保持发动机的转速（频率）的同时，仅改变下降特性的值。因此，在所有部分负荷运行的情况下，通过改变转速（频率）指令值，都能够进行使随着负荷大小而变化的转速（频率）与额定旋转（额定频率）一致的运行。

此外，在水车型发电中，使用通过水量阀操作流量控制参数来代替发动机的燃料流量，能够任意地改变下降特性。在如作为静止型发电装置的例子的燃料电池发电装置或太阳能发电装置那样，能够自由地改变发电输出的发电装置中，由于对于负荷的变动其输出频率发生变动，因此相对于上述发电机上的燃料量，通过电流值的大小输出控制（在发电装置结构中具有蓄电池的太阳能发电中为蓄电池的电流输出）参数，能够改变频率下降特性。当然，在能够独立运行的所有种类发电装置中，能够通过下降特性的参数变更进行转速（频率）变更的发电装置，都为本发明的对象。

优选地，在为了并联运行而使下降特性一致的情况下，除了下降特性（静态特性）以外，还使在不同机种发动机GT、DE之间的负荷变动时的动态特性一致。图9示意性地表示并联运行开始时及并联运行解除时的转速（频率）变化和负荷量分担的时间序列变化。不论并联运行时还是并联运行解除时，在改变燃气涡轮发动机GT侧的下降特性的同时，还进行转速（频率）指示值的变更。此外，该图的电源稳定不考虑发电机的电压特性。另外，在并联时，两个发动机GT、DE的转速（频率）是相同的，但该图中为了说明负荷分担，分开进行表示。

通常，作为不同种类发电装置的例子的不同机种发动机GT、DE之间，由于惯性力矩较大不同，因此如该图所示，动态特性也不同。即使下降特性一致，但动态特性具有大差异的情况下，如果负荷变动大，则直至发动机侧的稳定结束，在其中一个发动机承受过渡的负担。即，例如在负荷骤增的情况下，旋转（频率）惯性力大的发动机（在该例中为燃气涡轮发动机GT）上，由于转速（频率）不立刻下降，因此该状态下燃气涡轮发动机GT侧成为过负荷。

在并联运行开始时，为了避免在旋转（频率）惯性力大的发动机承受过渡的负担，在本实施方式中，如图10A、10B所示，在并联运行过渡时，与下降特性变更并行，将反馈微分控制的微分控制增益从该机种发动机的并联运行时或单独运行时的最佳微分增益开始进行变更。在燃气涡轮发动机GT与柴油发动机DE的并联运行中，通过使旋转惯性力大的燃气涡轮发动机GT侧的微分增益减少，使其接近动态特性差的柴油发动机DE侧的特性，由此抑制过渡状态中的负荷不平衡的发生。

该图所示的控制系统能够追加设置在图8A，8B所示的用来改变下降特性的控制系统，但图10A、10B中仅表示了有关动态特性控制的部分。图10A表示下降特性为3%（转速（频率）指令值为105%）情况，图10B表示下降特性为4%的情况。在下降特性为3%的情况下，例如，负荷骤增时的微分偏差δ3d为+n%，负荷骤减时的微分偏差δ3I为-n%，使用微分增益设定模块31将微分增益设定为n%。从该状态开始并联运行，下降特性变更为4%（即，转速（频率）指令值变更为106.66%），在燃气涡轮发动机GT的负荷骤增的情况下，例如，如果使微分偏差δ4d为+1.33n%，通过使微分增益与下降特性的增加部分相应地反比例，变更为n%/1.33，来缓和负荷的增加。在解除并联状态的解列时，燃气涡轮发动机GT侧的负荷骤减的情况也相同。此外，该微分增益的变更不影响作为静态特性的下降特性。

一般地，在动态特性不同的不同种类发电装置的例子中，在不同机种发动机GT、DE之间的并联运行中的负荷变动中，在具有优异动态特性的发动机侧承受过大负荷或过小负荷，会暂时性发生负荷的较大不平衡。但是，通过如上述配合下降特性的变更，变更为最佳的微分增益，能够更有效地抑制在过渡状态中发动机GT、DE之间的负荷不平衡。此外，虽然在图10A、10B的例子中，使燃气涡轮发动机GT侧的微分增益减少，但也可以使燃气涡轮发动机GT侧的微分控制本身停止。

此外，在水车型发电中，使用通过水量阀操作的流量控制参数来代替发电机的燃料流量，能够任意地改变微分控制的动态特性。在如作为静止型发电装置的例子的燃料电池发电装置或太阳能发电装置等能够自由地改变发电输出的发电装置中，相对于上述发电机上的燃料流量，通过电流值的大小输出控制（在结构中具有蓄电池的太阳能发电中蓄电池的电流输出），能够任意地改变微分控制的动态特性。当然，在能够独立运行的所有种类发电装置中，能够通过改变微分特性的参数进行动态特性变更的发电装置，都成为控制的对象。

在解除并联运行的情况下，根据上述说明的并联开始时的相反步骤进行操作。即，从作为实例的燃气涡轮发动机GT和柴油发动机DE的并联运行的状态开始，根据需要使负荷过渡后，通过打开图1的发动机之间的联络断路器17，发出下降特性恢复变更指令，使燃气涡轮发动机GT的下降特性从4%恢复变更为原来的3%。另外，配合该解列时机，微分增益也恢复变更为单独运行时的最佳值。这样，能够在解列时也改变燃气涡轮发动机GT的下降特性，恢复至作为发电装置运行的原来的最佳状态，因此能够仅在需要并联运行的情况下，在改变下降特性的状态下运行，在不需要并联运行而进行单独运行的情况下，使进行单独运行的发电装置在最佳的条件下运行。

另外，在将特性不同的发电装置解列，对进行并联运行的电源系统的发电机构成进行变更的情况下，在作为发电系统的转速（频率）下降特性或动态特性发生改变的情况下，能够在联合运用的状态下自由地进行变更，能够自由地改变为作为最佳的发电装置的运行。

此外，以上说明的内容主要是自动地开始变更下降特性的情况下的控制方法，也可以手动开始变更下降特性。在手动开始变更下降特性的情况下，手动给出下降变更开始的指令，变更下降特性，之后进行并联运行开始操作即可，除此之外的步骤与自动变更的情况相同。

下面，参照图11所示的控制框图，详述用来进行下降特性变更的控制流程。此外，在下面的说明中，对改变下降特性的情况下的比例增益的变更流程进行了说明，微分增益的变更也能够以相同的步骤进行。

在并联运行开始时，首先，接收发电装置的启动信号，进行控制逻辑内的初始化。具体来说，通过来自控制常量初始化模块41的初始化指令信号，在比例增益设定模块25设定比例动作初始值PB的同时，在转速（频率）指令值设定模块21设定转速（频率）设定初始值NB。每次具有下降特性变更指令时，比例增益进行变更。另外，一直能够进行通过转速（频率）指令值设定模块21的转速（频率）变更，也存在作为联锁而具有转速（频率）的额定运行条件的情况。

下降特性变更动作通过接收下降特性可变更信号及下降特性变更指令信号而开始。作为下降特性可变更信号，通常使用发电装置的额定转速（额定频率）信号（旋转条件为额定转速的±5%）。

在发出自动变更的下降特性变更指令或手动变更的下降特性变更指令中任意一个的情况下发送下降特性变更指令信号。自动变更的情况和手动变更的情况的下降特性变更指令信号分别如下给予。

在自动变更的情况下，通常通过使自己发电装置断路器（在该例中为燃气涡轮发动机断路器）5、不同种类发电装置断路器（在该例中为柴油发动机断路器）15及发动机之间联络断路器17的全部的闭合信号齐全，成为自动变更的下降特性变更指令信号。在手动变更的情况下，手动地从下降特性手动变更指令模块43发送下降特性变更指令的信号。在收到来自下降特性手动变更指令模块的手动信号前，在自己机断路器5、不同机种断路器15及发动机之间联络断路器17全部断开的情况下，自动开始下降特性变更。

变更时间设定模块45设定进行下降特性变更的渐变的变更时间。设定为0时为瞬时地变更下降特性，设定为0以外时为经过指定时间渐变地变更下降特性。

另外，在满足下降特性变更开始的条件时，通过比例增益变更量初始值设定模块47，来设定基于下降特性的变更的比例增益的变更量初始值。通过对比例增益变更量的总量进行加法运算，比例增益的变更结束。

比例增益变更量计算模块49由下降特性的变更时间和比例增益变更量，计算每个固定周期（通常为控制系统的取样时间）的比例增益变化率，根据该变化率，从比例增益动作值中进行减法运算。在将下降特性的变更时间设定为0的情况下，比例增益变更量=比例增益变化率，瞬时地（即取样时间的一个周期）减去比例增益变更量的总量，下降特性变更结束。另一方面，设定为渐变地变更下降特性的情况下，从比例增益变更量的初始值中在每个固定周期减去比例增益变化率。

通过下降特性变更判断模块51，判断比例增益变更量部分的变更是否结束，在判断为结束的情况下，结束比例增益的减法运算。

另外，在满足下降特性变更开始的条件时，通过转速（频率）变更量初始值设定模块53，来设定下降特性变更时的旋转指令（频率指令）数的变更量初始值。通过对旋转指令（频率指令）数变更量的总量进行加法运算，旋转指令（频率指令）数的变更结束。

旋转指令（频率指令）数变更量计算模块55根据旋转指令（频率指令）数变更量以及由变更时间设定模块45设定的下降特性的变更时间，来计算每个固定周期（通常为控制系统的取样时间）的旋转指令数变化率，根据该变化率，从转速指令（频率指令）值设定模块21的动作值中进行减法运算。在下降特性的变更时间设定为0的情况下，转速指令（频率指令）值变更量=转速指令（频率指令）值变化率，瞬时地（即取样时间的一个周期）减去转速指令（频率指令）值变更量的总量，转速指令（频率指令）值的变更结束。另一方面，设定为渐变地变更下降特性的情况下，从转速指令（频率指令）值变更量的初始值中在每个固定周期减去转速指令（频率指令）值变化率。

通过转速指令（频率指令）值变更判断模块57，判断转速指令（频率指令）值变更量部分的变更是否结束，在判断为结束的情况下，结束转速指令（频率指令）值的减法运算。

接着，对并联运行解除（解列）时的控制方法进行说明。此外，在下面的说明中，在解列时，将下降特性从并联运行时的值（本实施方式中为4%）恢复至单独运行时的值（本实施方式中为3%）的变更称为“恢复变更”。在解列时，接收下降特性可恢复变更信号及下降特性恢复变更指令信号，开始下降特性恢复变更动作。作为下降特性可恢复变更可能信号，通常使用发电装置的额定转速（额定频率）信号（旋转（频率）条件为额定转速（额定频率）的±5%）。

在发出自动变更的下降特性恢复变更指令或手动变更的下降特性恢复变更指令中任意一个的情况下发送下降特性恢复变更指令信号。自动变更的情况和手动变更的情况的下降特性恢复变更指令信号分别如下给予。

在自动变更的情况下，通常通过打开自己发电装置断路器5、发动机之间联络用断路器17及不同种类发电装置断路器15中至少任意一个，成为下降特性恢复变更指令信号。在手动变更的情况下，手动地从下降特性手动恢复变更指令模块143发送下降特性恢复变更指令的信号。在收到来自下降特性手动恢复变更指令模块143的手动信号前，在自己发电装置断路器5、发动机之间联络用断路器17及不同机种断路器15中至少任意一个打开的情况下，自动地进行下降特性恢复变更。

通过恢复变更时间设定模块145，设定进行下降特性恢复变更的渐变的变更时间。设定为0时为瞬时地恢复变更下降特性，设定为0以外时为花费指定时间渐变地恢复变更下降特性。

另外，在满足下降特性恢复变更开始的条件时，通过比例增益恢复变更量初始值设定模块147，来设定基于下降特性的恢复变更的比例增益的恢复变更量初始值。通过对比例增益恢复变更量的总量进行加法运算，比例增益的恢复变更结束。

比例增益恢复变更量计算模块149根据下降特性的变更时间和比例增益恢复变更量，计算每个固定周期（通常为控制系统的取样时间）的比例增益变化率，根据该变化率，从比例增益动作值中进行减法运算。在下降特性的恢复变更时间设定为0的情况下，比例增益恢复变更量=比例增益变化率，瞬时地（即取样时间的一个周期）减去比例增益恢复变更量的总量，下降特性恢复变更结束。另一方面，设定为渐变地恢复变更下降特性的情况下，从比例增益恢复变更量的初始值中在每个固定周期减去比例增益变化率。

通过下降特性恢复变更判断模块151，判断比例增益恢复变更量部分的变更是否结束，判断为结束的情况下，结束比例增益的减法运算。

另外，在满足下降特性恢复变更开始的条件时，通过转速（频率）恢复变更量初始值设定模块153，来设定下降特性恢复变更时的旋转指令（频率指令）数的恢复变更量初始值。通过对旋转指令（频率指令）数恢复变更量的总量进行加法运算，旋转指令（频率指令）数的恢复变更结束。

旋转指令（频率指令）数恢复变更量计算模块155根据旋转指令（频率指令）数恢复变更量以及由恢复变更时间设定模块设定的下降特性的恢复变更时间，来计算每个固定周期（通常为控制系统的取样时间）的旋转指令（频率指令）数变化率，根据该变化率，从转速指令（频率指令）值设定模块21的动作值中进行减法运算。在下降特性的恢复变更时间设定为0的情况下，转速指令（频率指令）值恢复变更量=转速指令（频率指令）值变化率，瞬时地（即取样时间的一个周期）减去转速指令（频率指令）值恢复变更量的总量，转速指令（频率指令）值的恢复变更结束。另一方面，设定为渐变地恢复变更下降特性的情况下，从转速指令（频率指令）值恢复变更量的初始值中在每个固定周期减去转速指令（频率指令）值变化率。

通过转速指令（频率指令）值恢复变更判断模块157，判断转速指令（频率指令）值恢复变更量部分的恢复变更是否结束，在判断为结束的情况下，结束转速指令（频率指令）值的减法运算。

此外，在该控制系统中，不仅在作为不同种类发电装置组合的例子的燃气涡轮发动机GT与柴油发动机DE并联运行中发出并联解除信号的情况，由于某些原因而导致并联运行突然中止，也取入该解除指令，在高下降特性的燃气涡轮发动机GT侧，不改变转速，能够使下降特性从并联运行时的4%自动地恢复变更为并联解除后的3%。

这样，根据本实施方式的不同种类发电装置的并联运行控制方法，即使从各发电装置在各自的最佳的下降特性下单独运行的状态，也能够在抑制负荷不平衡发生的同时过渡到并联运行。因此，能够不损坏各发电装置的性能，并且稳定地进行不同种类发电装置的并联运行。

如上所述，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种补充、改变及删除。因此，这样的补充、改变及删除也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

1控制系统

5燃气涡轮发动机断路器

15柴油发动机断路器

17发动机之间联络断路器

21转速指令值设定模块

23转速检测器

25比例增益设定模块

DE柴油发动机（发电装置）

GT燃气涡轮发动机（发电装置）

Claims (12)

1.一种不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其是下降特性互不相同的多个不同种类发电装置在各自的最佳下降特性下单独运行时，使所述多个不同种类发电装置过渡到驱动同一驱动对象的并联运行时的运行控制方法，其中，所述下降特性是随着负荷增加额定频率下降的特性；

从所需负荷减去其中一个机种的发电装置的负荷，将得到的负荷作为另一机种的发电装置的负荷，

改变所述另一机种的发电装置的下降特性，以使与所述其中一个机种的发电装置的下降特性一致，

在改变所述下降特性时，将所述另一机种的发电装置控制成维持其频率。

2.根据权利要求1所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其特征在于，在反馈控制成各发电装置的频率恒定时，进行基于频率的时间微分值的微分控制，同时，对于频率惯性力大的另一机种的发电装置，在负荷骤变时阻止乃至停止所述微分控制。

3.根据权利要求1所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其特征在于，在解除并联运行而过渡到单独运行时，使所述另一发电装置的下降特性恢复至变更前的下降特性。

4.根据权利要求1所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其特征在于，作为所述发电装置，使用具备能够控制转速的回转机构的发电装置。

5.根据权利要求4所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其特征在于，所述其中一个发电装置为柴油发动机，所述另一发电装置为燃气涡轮发动机。

6.根据权利要求1所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法，其特征在于，作为所述发电装置，使用不具有回转机构的静止型发电装置。

7.一种不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其是下降特性互不相同的多个不同种类发电装置在各自的最佳下降特性下单独运行时，使所述多个不同种类发电装置过渡到驱动同一驱动对象的并联运行时的运行控制系统，其中，所述下降特性是随着负荷增加额定转速下降的特性；具备：

从所需负荷减去其中一个机种的发电装置的负荷，将得到的负荷作为另一机种的发电装置的负荷的模块；

改变所述另一机种的发电装置的下降特性，以使与所述其中一个机种的发电装置的下降特性一致的模块；

在改变所述下降特性时，将所述另一机种的发电装置控制成维持其转速的模块。

8.根据权利要求7所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其特征在于，还具备：在反馈控制成各发电装置的频率恒定时，进行基于频率的时间微分值的微分控制的模块；和对于频率惯性力大的另一机种的发电装置，在负荷骤变时阻止乃至停止所述微分控制的模块。

9.根据权利要求7所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其特征在于，还具备：在解除并联运行而过渡到单独运行时，使所述另一发电装置的下降特性恢复至变更前的下降特性的模块。

10.根据权利要求7所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其特征在于，所述发电装置是具备能够进行转速控制的回转机构的发电装置。

11.根据权利要求10所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其特征在于，所述一个发电装置为柴油发动机，所述另一发电装置为燃气涡轮发动机。

12.根据权利要求7所述的不同种类发电装置之间的并联运行控制系统，其特征在于，所述发电装置是不具有回转机构的静止型发电装置。