CN110214413B - 发电系统的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

发电系统(1)的控制装置(4)包括调整发电机(3)的目标电压(Vr)的目标电压调整单元(43)。目标电压调整单元(43)具有：在通过断路器对发电机(3)连接负载，燃气发动机(2)的转速(S)的检测值(Sm)下降得低于容许变动值时，根据该转速(S)的检测值(Sm)的下降量使发电机(3)的目标电压(Vr)下降的电压下降功能；以及在发电机3的目标电压(Vr)下降得低于基于为了进行负载的正常运转而容许的输出电压(V)所确定的容许下限电压的情况下，将发电机(3)的目标电压(Vr)维持为容许下限电压的电压维持功能。

Description

发电系统的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及发电系统的控制装置及控制方法。

背景技术

通过发动机的燃烧进行发电机发电的发电系统被用于可回收发动机的冷却热和发动机的排气余热的热电联产系统等。此外，发电系统有时也构成为与商用电源关联，对通过商用电源动作的各种负载供给电力，并在商用电源的停电时对重要的负载供给电力。

在商用电源的停电时，在将发电系统的发电机产生的电力供给到负载时，因对发电机投入急剧的负载，有时发动机的转速暂时性地下降。这种情况下，通过由发电机上连接的自动电压调整器，使发电机的目标电压根据发动机的转速的下降量而下降，使得对发动机不产生过大的负担。由此，实现发动机的转速的下降的抑制，此外，实现缩短发动机的转速的恢复时间。作为这样的自动电压调整器，例如，有专利文献1的用于柴油发电设备的控制方法及装置的自动电压调整器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59－59098号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在使用了自动电压调整器的发电机的目标电压的调整中，若对发电机的负载的投入量大，则有发电机的目标电压及跟踪目标电压的输出电压过度下降至需要以上的顾虑。这种情况下，可以对发动机不产生过大的负担，另一方面，作为原来的目的，没有正常地进行从发电机对负载的电力供给，有不可能进行负载的正常运转的顾虑。

本发明鉴于这样的课题而完成，通过适当地设定发电机的目标电压，可提供能够将发动机的转速的下降抑制到最小限度，保护发动机免于过载，同时缩短发动机的转速的恢复时间，并且可以从发电机供给为了负载的正常运转所需要的电力的发电系统的控制装置及控制方法。

用于解决课题的方案

本发明的一方式是，用于通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制装置，

所述控制装置包括：自动电压调整单元，进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压；以及目标电压调整单元，调整所述发电机的目标电压，

所述目标电压调整单元具有：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量而下降的电压下降功能；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制功能；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升功能。

本发明的另一方式是，通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制方法，

在进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压时，包含：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量下降的电压下降动作；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制动作；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升动作。

发明效果

在发电系统的控制装置及控制方法中，在通过断路器对发电机连接负载，发动机的转速或发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使发电机的目标电压根据检测值的下降量下降。由此，可以防止为了发电机的输出电压为目标电压而对发动机产生过大的负担，保护发动机免于过载。而且，可以将发动机的转速的下降抑制到最小限度，可以缩短发动机的转速的恢复时间。

此外，在发电系统的控制装置及控制方法中，限制使发电机的目标电压下降的量，使得不会不可能进行负载的正常运转。具体而言，在发电机的目标电压下降得低于基于为了进行负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将发电机的目标电压维持为容许下限电压、或基于容许下限电压确定的值。由此，可以将发电机的目标电压及跟踪目标电压的输出电压维持在为了进行负载的正常运转而需要的值。

此外，在发电系统的控制装置及控制方法中，在发动机的转速或发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值后，在检测值再次上升时，使发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压。由此，可以使发电机的发电状态从通过断路器对发电机连接负载后的不稳定的过渡状态恢复到稳定状态，从发电机向负载稳定地供给电力。

以上，根据发电系统的控制装置及控制方法，通过发电机的目标电压被适当地设定，可以将发动机的转速的下降抑制到最小限度，保护发动机免于过载，同时缩短发动机的转速的恢复时间，并且从发电机供给为了负载的正常运转所需要的电力。

附图说明

图1表示实施方式的发电系统的结构的说明图。

图2表示实施方式的发电系统的控制结构的控制框图。

图3表示实施方式的转速和目标电压之间的关系图的曲线图。

图4表示实施方式的转速和目标电压之间的另一关系图的曲线图。

图5表示实施方式的发电系统的控制方法的流程图。

图6表示实施方式的发电系统的控制方法的后续的流程图。

图7表示实施方式的发电系统的控制方法的后续的流程图。

图8表示实施方式的发电系统的控制方法的另一后续的流程图。

图9表示以往的实施方式的发电系统的转速、目标电压、输出电压、燃料气体的流量的时间性变化的曲线图。

图10表示实施方式的发电系统的转速、目标电压、输出电压、燃料气体的流量的时间性变化的曲线图。

具体实施方式

参照附图说明前述的发电系统的控制装置的优选实施方式。

如图1所示，本方式的发电系统1的控制装置4用于包括燃气发动机2及发电机3的发电系统1。发电系统1构成为通过燃气发动机2的燃烧进行发电机3的发电，从发电机3通过断路器5向负载7供给电力。如图2所示，控制装置4包括：自动电压调整单元42，进行控制，使得发电机3的输出电压V为发电机3的目标电压Vr；以及目标电压调整单元43，调整发电机3的目标电压Vr。

目标电压调整单元43具有电压下降功能、电压下降限制功能以及电压上升功能。即，目标电压调整单元43构成为具有图3和后述的图4所示那样的、转速和目标电压之间的关系图，基于这种关系图，通过调整与燃气发动机2的转速对应的发电机3的目标电压，发挥上述电压下降功能、电压下降限制功能以及电压上升功能。

如图3所示，电压下降功能是，在通过断路器5对发电机3连接负载7，燃气发动机2的转速(转数)S的检测值Sm下降得低于容许变动值S1时，使发电机3的目标电压Vr根据该转速S的检测值Sm的下降量下降的功能。

电压下降限制功能是，在根据转速S的检测值Sm的下降量下降的发电机3的目标电压Vr下降得低于基于为了进行负载7的正常运转而容许的输出电压V所确定的容许下限电压V1的情况下，将发电机3的目标电压Vr维持为容许下限电压V1的功能。电压上升功能是，在转速S的检测值Sm下降得低于容许变动值S1后检测值Sm再次上升时，使发电机3的目标电压Vr根据检测值Sm的上升量上升至稳定运转时的额定电压V0为止的功能。

再者，有时将转速S的检测值Sm称为转速Sm，有时将输出电压V的检测值Vm称为输出电压Vm。

以下，详细说明本方式的发电系统1的控制装置4及控制方法。

如图1所示，本方式的发电系统1包括：通过燃料气体和空气的混合气体进行燃烧的、固定式的燃气发动机2；连结燃气发动机2的输出轴，接受该输出轴的旋转并发电的发电机3；以及控制燃气发动机2及发电机3的动作的控制装置4。在燃气发动机2中，设有调整对燃气发动机2的多个气缸供给的混合气的流量的节流阀21、检测燃气发动机2的转速S的转速表(转速检测器)22等。在发电机3中，设有检测发电机3的输出电压V的电压表(电压检测器)31等。

再者，转速表22有时也被设在发电机3侧。

此外，控制装置4也可以检测发电机3的频率，取代检测燃气发动机2的转速S。发电机3的频率与燃气发动机2的转速S成正比。因此，发电系统1也可以使用频率取代转速S进行控制。即，在图3和后述的图4所示的关系图中，也可以将其X轴设为发电机3的频率取代转速S的检测值Sm。

此外，目标电压调整单元43的电压下降功能也可以检测发电机3的频率下降得低于容许变动值，取代检测燃气发动机2的转速S的检测值Sm下降得低于容许变动值S1。因为燃气发动机2的转速S的下降是使发电机3的频率下降。

目标电压调整单元43的电压下降功能中使用的、转速S的容许变动值S1例如可以设为转速S的额定值即额定转速S0的99.9～90％的范围内的值。检测频率取代转速S的情况也是同样的。

燃气发动机2的额定转速S0，基于燃气发动机2的设计规范，被确定为可进行燃气发动机2的合理使用的值。发电机3的额定电压V0，基于发电机3的设计规范，被确定为可进行发电机3的合理使用的值。

可以根据负载7的种类而适当设定目标电压调整单元43的电压下降限制功能中使用的容许下限电压V1。例如，作为负载7的正常运转变得困难的情况，容许下限电压V1可以设定为负载7中使用的电压在负载7的额定电压的60～95％的范围内下降时的值。

如图1所示，由发电系统1的发电机3供给电力的对象即负载7通常时通过商用电源6进行动作。发电系统1具有在商用电源6的停电时，作为取代商用电源6的备用电源的功能。在商用电源6和负载7的输入端子之间的布线、以及发电机3的输出端子和负载7的输入端子之间的布线中，配置对负载7可进行连接商用电源6及发电机3的任何一方或两方的切换的断路器5。发电系统1的控制装置4可操作断路器5。

发电系统1可以构成使用燃气发动机2及发电机3进行发电，回收燃气发动机2的冷却热和从燃气发动机2排出的排气余热的热电联产系统。发电系统1设置在工厂、设施等中。发电系统1也可以构成为与商用电源6进行关联，向负载7供给电力。

作为从发电系统1接受电力供给的负载7，有泵、风扇等的动力设备、大型和小型的各种计算机、各种控制设备、各种电器产品、照明、空调装置等。而且，为了进行负载7的正常运转所容许的容许下限电压V1，可以特别地设定为用于使各种负载7运转的负载7的控制装置的控制继电器、序列发生器等动作上需要的电压。

如图2所示，控制装置4除了自动电压调整单元42及目标电压调整单元43以外，还包括设定发电机3的目标电压Vr的目标电压设定单元41，以及调整节流阀21的开度使得燃气发动机2的转速S为额定转速S0的转速调整单元44。

目标电压设定单元41中，被设定从发电机3向负载7供给电力时的发电机3的目标电压Vr。而且，自动电压调整单元42调整发电机3的磁场电流，使得由目标电压设定单元41设定的目标电压Vr和由电压表31检测的输出电压(输出电压的检测值)Vm的偏差Ev消失。

燃气发动机2的转速S被设定，使其为额定转速S0，转速调整单元44调整节流阀21的开度，使得额定转速S0和由转速表22检测的转速(转速的检测值)Sm的偏差Es消失。

此外，发电机3的输出电压V因燃气发动机2的转速S而变化，发电机3的磁场电流根据目标电压Vr和输出电压Vm的偏差Ev来调整。

如图2所示，由转速表22检测的转速Sm也被读入目标电压调整单元43。在目标电压调整单元43中，在转速表22的转速Sm下降得低于容许变动值S1的情况下，根据转速Sm的下降量使目标电压Vr下降。

目标电压调整单元43中的、发电机3的目标电压Vr的调整，使用表示燃气发动机2的转速Sm和与转速Sm的变化对应调整的发电机3的目标电压Vr之间关系的关系图M1、M2进行。此外，在目标电压设定单元41中，被设定基于关系图M1、M2由目标电压调整单元43调整的发电机3的目标电压Vr。而且，自动电压调整单元42根据新设定的目标电压Vr，进行输出电压V的控制。

图3表示在目标电压调整单元43中存储的关系图M1、M2。在本方式中，在转速Sm下降的情况和转速Sm上升的情况中，使变更目标电压Vr的速度不同。具体而言，电压上升功能中的、发电机3的目标电压Vr相对转速Sm的上升量的上升梯度比电压下降功能中的、发电机3的目标电压Vr相对转速Sm的下降量的下降梯度平缓。

在发电机3中连接了负载7时，在转速Sm下降得低于容许变动值S1时，通过使目标电压Vr迅速地下降，抑制燃气发动机2的转速S的下降。另一方面，在发电机3中连接了负载7后，在使燃气发动机2的转速S上升时，若使目标电压Vr急剧地上升，则有燃气发动机2的燃烧的负担变大，燃气发动机2的转速S反而下降的顾虑。因此，通过使燃气发动机2的转速S平缓地上升，减少燃气发动机2的负担，保护燃气发动机2免于过载。

如该图所示，本方式的关系图M1、M2由转速Sm下降情况下的下降关系图M1和转速Sm上升情况下的上升关系图M2组成。下降关系图M1具有转速Sm分别处于3个范围R1、R2，R3的情况下的转速Sm和目标电压Vr之间的关系式。上升关系图M2表示在转速Sm下降得低于容许变动值S1后，转速Sm再次上升时的关系式。

在下降关系图M1中，转速Sm的第1范围R1被设定为转速Sm为容许变动值S1以上的范围内，换句话说，被设定为稳定运转时的额定转速S0的容许变动率的范围内。在第1范围R1中，无论转速Sm的变化如何，目标电压Vr都被维持为稳定运转时的额定电压V0。

此外，转速Sm的第2范围R2被设定为转速Sm低于容许变动值S1、并且与容许下限电压V1对应的容许下限转速S2以上的范围内。在第2范围R2中，形成转速Sm越下降，目标电压Vr越下降的转速Sm和目标电压Vr之间的比例关系。第2范围R2是执行电压下降功能的范围，在第2范围R2中，根据转速Sm的下降量使目标电压Vr急剧地下降。

再者，第2范围R2中的转速Sm和目标电压Vr之间的关系未必需要设为比例关系，只要是转速Sm越下降，目标电压Vr越下降的关系，例如也可以是曲线的关系。

此外，转速Sm的第3范围R3被设定为转速Sm低于容许下限转速S2的范围内。在第3范围R3中，即使转速Sm下降到低于容许下限转速S2的速度，目标电压Vr也被维持为容许下限电压V1。第3范围R3是执行电压下降限制功能的范围。

在发电机3上连接了负载7时，燃气发动机2的转速Sm根据负载7的负载状况而变化下降到哪里。而且，本方式的上升关系图M2被设定为转速Sm越上升目标电压Vr越上升的比例关系。上升关系图M2中的目标电压Vr的上升速度(上升梯度)被设定，使得小于下降关系图M1中的第2范围R2的目标电压Vr的下降速度(下降梯度)。通过上升关系图M2执行本方式的电压上升功能。

在电压上升功能中，可以将转速Sm下降的下降最大值作为起始点，使目标电压Vr复原(上升)。在图3的上升关系图M2中，将目标电压Vr返回到额定电压V0的终点与转速Sm的容许变动值S1一致时的关系线表示为关系线a。在关系线a中，将作为使目标电压Vr上升的起始点的转速Sm表示为起始点转速S3。

在发电机3上连接了负载7时，在燃气发动机2的转速Sm下降得低于起始点转速S3的情况下，在转速Sm上升至起始点转速S3后，目标电压Vr可以基于上升关系图M2而上升。此外，这种情况下，目标电压Vr也可以将燃气发动机2的转速Sm的下降最大值作为起始点，基于上升关系图M2而上升。

此外，在本方式的上升关系图M2中，在发电机3上连接了负载7时，即使是燃气发动机2的转速Sm未下降得低于起始点转速S3的情况下，直至转速Sm恢复到额定转速S0为止，都可以使目标电压Vr恢复到额定电压V0。在图3中，这种情况的上升关系图M2作为关系线b、c、d示出。特别地，关系线d表示转速Sm的下降最大值未达到容许下限转速S2的情况。

根据容许变动值S1的值(额定转速S0和转速Sm的容许变动值S1之差)和上升关系图M2中的目标电压Vr的上升速度之间的关系，在上升关系图M2中，直至转速Sm恢复到额定转速S0为止，有无法使目标电压Vr恢复到额定电压V0的情况。这种情况，如图4所示，在容许变动值S1被设定作为接近额定转速S0的情况、上升关系图M2中的目标电压Vr的上升速度更缓慢的情况下等产生。

在该图中，在燃气发动机2的转速Sm下降时的、下降最大值的转速Sm更小的情况下(转速Sm的下降量多的情况)，如关系线e所示，仅基于上升关系图M2确定上升关系图M2的目标电压V。但是，在下降最大值的转速Sm没有那么小的情况下(转速Sm的下降量少的情况)，如关系线f、g、h所示，直至转速Sm恢复到额定转速S0为止，上升关系图M2的目标电压Vr都无法使目标电压Vr恢复到额定电压V0。

在利用关系线f、g、h的上升关系图M2的情况下，电压上升功能除了利用上升关系图M2以外，还利用定时器功能N。即，目标电压调整单元43具有未图示的定时器，通过根据该定时器的经过时间调整目标电压(使其上升)，发挥上述电压上升功能。

这种情况下，在电压上升功能中，在根据转速Sm的上升量使发电机3的目标电压Vr上升时，作为转速Sm超过稳定运转时的额定转速(额定值)S0的情况发生。

这种情况中，在基于上升关系图M2使目标电压Vr上升的中途，在转速Sm达到额定转速S0后，利用定时器功能N，使目标电压Vr随着时间的推移而逐渐地上升。利用该定时器功能N的目标电压Vr的上升速度，例如可以设为与上升关系图M2中的目标电压Vr的上升速度相同。可以考虑各种条件来确定定时器功能N造成的目标电压Vr的上升速度。

在图4中，为了示出各关系图M1、M2，对于定时器功能N，示出在转速Sm为额定转速S0时目标电压Vr好像立即上升。实际上，定时器功能N确定目标电压Vr相对时间的推移的变化量，图4并未充分地表现。定时器功能N可以构成为以规定的电压上升速度使目标电压Vr上升。此外，定时器功能N也可以构成为求额定电压V0和转速Sm达到额定转速S0时的目标电压Vr之差，确定电压上升速度，使得在相对该差经过规定时间后目标电压Vr达到额定电压V0。

通过利用定时器功能N，可以在使目标电压Vr基于上升关系图M2上升的中途转速Sm恢复到额定转速S0时，避免使目标电压Vr急剧地上升的事态。由此，可以防止从发电机3对负载7的电力的供给变得不稳定。

再者，在基于上升关系图M2使目标电压Vr上升的中途，在转速Sm达到额定转速S0之前，也可以取代上升关系图M2而利用定时器功能。此外，在下降最大值的转速Sm不那么小的情况下(转速Sm的下降量少的情况)，在基于上升关系图M2使目标电压Vr上升的中途，可进行转速Sm超过额定转速S0的预测。这种情况下，可以在适当的定时，取代上升关系图M2而利用定时器功能。

而且，取代利用上升关系图M2，也可以仅利用定时器功能N。这种情况下，电压上升功能构成为使发电机3的目标电压Vr随着时间的推移而逐渐地上升。这种情况下，可以通过各种方法使目标电压Vr上升。例如，可以在转速Sm下降得低于容许变动值S1之后再次上升时，一直维持目标电压Vr下降的状态，在转速Sm恢复到额定转速S0后，通过定时器功能N使目标电压Vr逐渐地上升至为额定电压V0。特别地，可以在目标电压Vr因转速Sm的下降而被限制为容许下限电压V1后，在一直维持容许下限电压V1的状态下等待转速Sm恢复至额定转速S0，之后，通过定时器功能N使目标电压Vr逐渐地上升至额定电压V0。

这种情况中，通过使目标电压Vr缓慢地复原，可以使从发电机3对负载7的电力供给稳定。

接着，参照图5～图7的流程图说明使用了控制装置4的发电系统1的控制方法。

首先，在发电机3上未连接负载7的状态下，起动燃气发动机2，开始发电机3的发电。此外，在控制装置4中，燃气发动机2的额定转速S0及发电机3的目标电压Vr被设定(图5的步骤St1)。此时，目标电压Vr被设定为额定电压V0。在本方式中，由控制装置4的转速调整单元44进行控制，使得燃气发动机2的转速S总是为额定转速S0，另一方面，转速S因对发电机3投入负载7而变动。

此外，燃气发动机2中，由转速表22检测转速Sm，在发电机3中，由电压表31检测输出电压Vm(St2)。然后，控制装置4的转速调整单元44进行控制，使得转速Sm为额定转速S0，此外，控制装置4的自动电压调整单元42进行控制，使得输出电压Vm为目标电压Vr(St3)。

接着，控制装置4判定转速Sm是否为额定转速S0，输出电压Vm是否为目标电压Vr(St4)。然后，在满足该判定的情况下，控制装置4操作断路器5，对发电机3连接(投入)负载7(图6的St5)。再者，该断路器5的操作也可以由作业员进行。再者，图5的记号a表示移动到图6的记号a。

在发电机3上连接了负载7时，燃气发动机2的转速S及发电机3的输出电压V急剧地下降。因此，转速调整单元44要使转速Sm为额定转速S0，此外，自动电压调整单元42要使输出电压Vm为目标电压Vr。然后，节流阀21的开度变大，通向燃气发动机2的燃料气体的流量急剧地增加。此时，控制装置4通过以下所示的目标电压调整单元43的工作，适当地设定发电机3的目标电压Vr。

在发电机3上连接了负载7时，控制装置4通过转速表22检测转速Sm，通过电压表31检测输出电压Vm后(St6)，判定燃气发动机2的转速Sm是否下降得低于容许变动值S1(St7)。再者，控制装置4也可以判定发电机3的频率的检测值是否下降得低于容许变动值，取代转速Sm的判定。在燃气发动机2的转速Sm未下降得低于容许变动值S1时，控制装置4将发电机3的目标电压Vr维持为额定电压V0(St8)。然后，控制装置4的转速调整单元44进行控制，使得转速Sm为额定转速S0，此外，控制装置4的自动电压调整单元42进行控制，使得输出电压Vm为目标电压Vr(St12)。此时，通过自动电压调整单元42的反馈控制，发电机3的输出电压V被维持为额定电压V0。

另一方面，在步骤St7中，在燃气发动机2的转速Sm下降得低于容许变动值S1时，控制装置4判定发电机3的目标电压Vr是否下降得低于基于为了进行负载7的正常运转而容许的输出电压V所确定的容许下限电压V1(St9)。这种情况下，在目标电压Vr没有下降得低于容许下限电压V1时，作为电压下降动作，控制装置4根据转速Sm的下降量使发电机3的目标电压Vr下降(St10)。此时，具体而言，如图3或图4所示，控制装置4的目标电压调整单元43中读入的转速Sm为第2范围R2内，在目标电压调整单元43中，该转速Sm与下降关系图M1核对，目标电压Vr被计算为低于额定电压V0并且为容许下限电压V1以上的值。

然后，目标电压调整单元43的目标电压Vr被设定在目标电压设定单元41中。控制装置4的自动电压调整单元42进行控制，使得输出电压Vm为目标电压Vr(St12)。此时，通过自动电压调整单元42的反馈控制，发电机3的输出电压V被调整为与转速Sm下降的值对应的合适的电压。再者，转速Sm下降到规定的值，但控制装置4的转速调整单元44进行控制，使得转速Sm总是为额定转速S0。

在转速Sm下降得低于容许变动值S1时，通过基于下降关系图M1使发电机3的目标电压Vr急剧地下降，可以防止为了使发电机3的输出电压V为目标电压Vr而对燃气发动机2产生过大的负担。由此，可以保护燃气发动机2免于过载，防止发动机的失速。而且，可以将燃气发动机2的转速Sm的下降抑制到最小限度，缩短燃气发动机2的转速Sm的恢复时间。

另一方面，在步骤St9中，在目标电压Vr下降得低于容许下限电压V1时，为了避免对负载7的不利影响，作为电压下降限制动作，控制装置4将发电机3的目标电压Vr维持为容许下限电压V1(St11)。此时，如图3或图4所示，控制装置4的目标电压调整单元43中读入的转速Sm在第3范围R3内，在目标电压调整单元43中，该转速Sm与下降关系图M1核对，目标电压Vr作为容许下限电压V1而求得。

然后，目标电压调整单元43的目标电压Vr被设定在目标电压设定单元41中。控制装置4的自动电压调整单元42进行控制，使得输出电压Vm为目标电压Vr(St12)。此时，通过自动电压调整单元42的反馈控制，使得发电机3的输出电压V被调整为容许下限电压V1。再者，转速Sm下降至比容许下限转速S2小的值，但控制装置4的转速调整单元44进行控制，使得转速Sm总是为额定转速S0。

这样，在燃气发动机2的转速Sm的下降明显的情况下，通过使发电机3的目标电压Vr不会过度下降，将使目标电压Vr下降的值限制为容许下限电压V1，可以将发电机3的目标电压Vr维持为为了负载7的正常运转而需要的值。

然后，在燃气发动机2的转速Sm为下降最大值后，再次开始上升。直至转速Sm变化到上升的方向为止(St13)，控制装置4反复进行步骤St6～St12。转速Sm是否变化到上升的方向，比较上次检测的转速Sm和本次检测的转速Sm来判断。

在转速Sm向上升的方向变化时(St13)，作为电压上升动作，控制装置4使发电机3的目标电压Vr根据转速Sm的上升量而上升(图7的St14)。此时，具体而言，如图3或图4所示，在目标电压调整单元43中，该转速Sm与上升关系图M2核对，计算目标电压Vr。再者，图6的记号b表示移动到图7的记号b。

在转速Sm下降得低于容许变动值S1后转速Sm再次上升时，使发电机3的目标电压Vr基于上升关系图M2而缓慢地上升。由此，可以减轻燃气发动机2中的燃烧的负担。

此外，转速Sm及输出电压Vm被检测(St15)，判定目标电压Vr是否为额定电压V0(St16)。在目标电压Vr不为额定电压V0的情况下，判定转速Sm是否为额定转速S0(St17)。在转速Sm不为额定转速S0的情况下，直至目标电压Vr基于上升关系图M2恢复至额定电压V0为止，反复进行步骤St14～St17。

在目标电压Vr不为额定电压V0的情况下，在转速Sm为额定转速S0的情况下，控制装置4的目标电压调整单元43取代上升关系图M2而利用定时器功能N(St17)。然后，目标电压调整单元43利用定时器功能N，直至目标电压Vr为额定电压V0为止，使目标电压Vr随着时间的经过而逐渐地上升。之后，在有发电系统1的停止信号的输入时，控制装置4进行用于使控制结束的处理。

这样一来，在目标电压Vr被缩小后，输出电压V通过转速Sm的复原而复原到额定电压V0时，换句话说，在发电机3的发电状态从发电机3上连接了负载7后的不稳定的过渡状态恢复到稳定状态时，可以从发电机3向负载7稳定供给电力。

再者，前述的图5～图7的流程图表示发电系统1的控制方法的一例子。在容许变动值S1被设定为与额定转速S0相对远离的值的情况、上升关系图M2中的目标电压Vr的上升速度比较快等情况下，有不需要定时器功能N的情况。

另一方面，作为电压上升功能(电压上升动作)，取代图7而通过图8表示仅利用定时器功能N的情况下的流程图。定时器功能N表示的意义如前述那样。

以上，根据本方式的发电系统1的控制装置4及控制方法，通过适当地设定发电机3的目标电压Vr，可以将燃气发动机2的转速Sm的下降抑制到最小限度，保护燃气发动机2免于过载，同时可以缩短燃气发动机2的转速Sm的恢复时间，并且可以从发电机3供给为了负载7的正常运转而需要的电力。

接着，通过曲线图表示发电机3上被投入负载7时的、转速S、目标电压Vr、输出电压V、燃料气体的流量Q的时间性变化。图9表示有关目标电压调整单元不具有将发电机3的目标电压Vr限制为容许下限电压V1的功能的以往的发电系统的时间性变化。图10是表示有关目标电压调整单元43具有将发电机3的目标电压Vr限制为容许下限电压V1的功能的本方式的发电系统1的时间性变化的曲线图。

如图9所示，在以往的发电系统中，通过燃气发动机2的燃烧，燃气发动机2的转速S及发电机3的输出电压V稳定为固定的值后，通过控制装置4的断路器5的操作，负载7被投入给发电机3。此时，燃气发动机2的转速S及发电机3的输出电压V急剧地下降，要使转速S及输出电压V为额定转速S0及目标电压Vr，燃料气体的流量Q增加。

然后，通过目标电压调整单元的工作，目标电压Vr根据转速S的下降量被设定得低。这样一来，伴随目标电压Vr被设定得低，发电机的输出电压V极大下降，在连接负载7时，有通过发电系统无法供给负载7的运转上需要的电压的顾虑。

另一方面，如图10所示，在本方式的发电系统1中，通过燃气发动机2的燃烧，在燃气发动机2的转速S及发电机3的输出电压V稳定为固定的值后，通过控制装置4对断路器5的操作，负载7被投入给发电机3。此时，燃气发动机2的转速S及发电机3的输出电压V急剧地下降，要使转速S及输出电压V为额定转速S0及目标电压Vr，燃料气体的流量Q增加。

然后，通过目标电压调整单元43的工作，在目标电压Vr根据转速S的下降量被设定得低时，可以使目标电压Vr不被设定得比容许下限电压V1低。由此，防止发电机的输出电压V过大地下降，在连接负载7时，可以通过发电系统1稳定地供给负载7的运转上需要的电压。

再者，本发明不是仅限定于实施方式，在不脱离其宗旨的范围内还可构成不同的实施方式。

标号说明

1 发电系统

2 燃气发动机

3 发电机

4 控制装置

42 自动电压调整单元

43 目标电压调整单元

5 断路器

6 商用电源

7 负载

Claims (6)

1.一种发电系统的控制装置，是用于通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制装置，

所述控制装置包括：自动电压调整单元，进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压；以及目标电压调整单元，调整所述发电机的目标电压，

所述目标电压调整单元具有：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量而下降的电压下降功能；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制功能；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升功能，

所述电压上升功能构成为使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量而上升，

所述电压上升功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

在所述电压上升功能中，构成为在使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升时，在所述检测值超过稳定运转时的额定值的情况下或被预测为超过所述额定值的情况下，使所述发电机的目标电压以所述电压下降功能中的与由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢的规定的电压上升速度上升。

2.一种发电系统的控制装置，是用于通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制装置，

所述控制装置包括：自动电压调整单元，进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压；以及目标电压调整单元，调整所述发电机的目标电压，

所述目标电压调整单元具有：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量而下降的电压下降功能；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制功能；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升功能，

所述电压上升功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

所述电压上升功能构成为使所述发电机的目标电压以与所述电压下降功能中的由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢的规定的电压上升速度上升。

3.一种发电系统的控制装置，是用于通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制装置，

所述控制装置包括：自动电压调整单元，进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压；以及目标电压调整单元，调整所述发电机的目标电压，

所述目标电压调整单元具有：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量而下降的电压下降功能；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制功能；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升功能，

所述电压上升功能构成为使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量而上升，

所述电压上升功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降功能中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

在所述电压上升功能中，构成为在使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升时，在所述检测值超过稳定运转时的额定值的情况下或被预测为超过所述额定值的情况下，将所述发电机的目标电压的电压上升速度决定以使，与所述电压下降功能中的由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢，且求得所述额定电压与所述检测值到达所述额定值时的目标电压之差，对于该差在经过规定时间后所述发电机的目标电压到达所述额定电压。

4.一种发电系统的控制方法，是通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制方法，

在进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压时，包含：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量下降的电压下降动作；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制动作；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升动作，

在所述电压上升动作中，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升，

所述电压上升动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

在所述电压上升动作中，在使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升时，在所述检测值超过稳定运转时的额定值的情况下或被预测为超过所述额定值的情况下，使所述发电机的目标电压以与所述电压下降动作中的由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢的规定的电压上升速度上升。

5.一种发电系统的控制方法，是通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制方法，

在进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压时，包含：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量下降的电压下降动作；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制动作；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升动作，

所述电压上升动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

在所述电压上升动作中，使所述发电机的目标电压以与所述电压下降动作中的由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢的规定的电压上升速度上升。

6.一种发电系统的控制方法，是通过发动机的燃烧进行发电机的发电，从所述发电机通过断路器向负载供给电力的发电系统的控制方法，

在进行控制，使得所述发电机的输出电压为所述发电机的目标电压时，包含：

在通过所述断路器对所述发电机连接负载，所述发动机的转速或所述发电机的频率的任意一个的检测值下降得低于容许变动值时，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的下降量下降的电压下降动作；

在根据所述检测值的下降量下降的所述发电机的目标电压下降得低于基于为了进行所述负载的正常运转而容许的输出电压所确定的容许下限电压的情况下，将所述发电机的目标电压维持为所述容许下限电压、或基于所述容许下限电压确定的值的电压下降限制动作；以及

在所述检测值下降得低于所述容许变动值后所述检测值再次上升时，使所述发电机的目标电压上升至稳定运转时的额定电压为止的电压上升动作，

在所述电压上升动作中，使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升，

所述电压上升动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的上升量的上升梯度比所述电压下降动作中的、所述发电机的目标电压相对所述检测值的下降量的下降梯度平缓，

在所述电压上升动作中，在使所述发电机的目标电压根据所述检测值的上升量上升时，在所述检测值超过稳定运转时的额定值的情况下或被预测为超过所述额定值的情况下，将所述发电机的目标电压的电压上升速度决定以使，与所述电压下降动作中的由所述下降梯度所示的目标电压的下降速度相比更慢，且求得所述额定电压与所述检测值到达所述额定值时的目标电压之差，对于该差在经过规定时间后所述发电机的目标电压到达所述额定电压。

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