-
Technisches Gebiet der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungsgeneratorsatz, der
einen durch einen Motor bzw. Maschine angetriebenen Generator und
die Fähigkeit
zum gegenseitigen Verbinden mit einer externen elektrischen Leistungsversorgung
aufweist. Außerdem
betrifft die Erfindung ein elektrisches Leistungsversorgungssystem
mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz.
-
Hintergrund der Technik
-
In
letzter Zeit wird ein elektrischer Leistungsgeneratorsatz verwendet,
um elektrische Leistungsverbrauchsvorrichtungen (Lasten) mit elektrischer Leistung
zu versorgen, wobei der elektrische Leistungsgeneratorsatz eine
Schaltung elektrischer Leistung (interne elektrische Leistung),
die durch einen durch einen privaten Motor angetriebenen Generator erzeugt
wird, mit einer externen elektrischen Leistungssystemleitung verbinden
kann, die typischerweise durch eine kommerzielle elektrische Leistungsversorgung,
wie beispielsweise ein Stromversorgungsunternehmen, versorgt wird.
-
Ein
Verbrennungskraftmotor, wie beispielsweise ein Gasmotor oder ein
Dieselmotor, wird als der Motor zum Antreiben des Generators des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes verwendet.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz umfasst einen Inverter zum Liefern
elektrischer Leistung an die Last, um die Summe der durch den Generator erzeugten
elektrischen Leistung und der externen elektrischen Leistung in Übereinstimmung
mit der elektrischen Leistung zu bringen, die von der Last verlangt
wird. Ein derartiges elektrisches Leistungsversorgungssystem mit
einer Systemleitung elektrischer Leistung, die durch den Generator
in gegenseitiger Verbindung mit der Systemleitung für externe elektrische
Leistung erzeugt wird, wird als ein gegenseitiges Verbindungssystem
(interconnection system) bezeichnet.
-
Andererseits
wird in letzter Zeit vielfach ein Kraft-Wärme-Kopplungssystem
als eine Anwendung des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes mit
den oben erwähnten
gegenseitigen Verbindungssystem verwendet, das Abwärme wiedergewinnt,
die von dem elektrische Leistung erzeugenden Generator erzeugt wurde,
um Heißwasser
durch Verwenden der wiedergewonnenen Wärme zu liefern.
-
Der
Grund, warum das gegenseitige Verbindungssystem das Kraft-Wärme-Kopplungssystem benutzt,
das sowohl Wärme
als auch elektrische Leistung hat, die aus einem Motor erzeugt werden, besteht
darin, Brennstoff (Gas, Leichtöl
oder dergleichen) zum Antreiben des Motors effizient und wirtschaftlich
zu verwenden. Daher ist es vorzuziehen, dass das System beim Ausgeben
der zu konsumierenden Wärme
und elektrischen Leistung ohne Rücksicht
auf deren Bedarfsstatus immer Effizienz gewährleistet.
-
Außerdem ist
es hinsichtlich der wirtschaftlichen Rentabilität (Energiewirkungsgrads) des Kraft-Wärme-Kopplungssystems
vorzuziehen, dass der Anteil der erzeugten elektrischen Leistung
an der nachgefragten elektrischen Leistung (elektrische Leistung
der Last) so groß wie
möglich
und der Bedarf von Wasser-Wärmeenergie
größer als
die durch das Kraft-Wärme-Kopplungssystem
erzeugte Wasser-Wärmeenergie
ist.
-
Der
Energiewirkungsgrad des Kraft-Wärme-Kopplungssystems ändert sich
jedoch entsprechend dem Energieverbrauchsstatus eines Benutzer, so
dass der Benutzer den Betriebsstatus des Kraft-Wärme-Kopplungssystems verwalten
muss und Daten zum Berechnen des Energiewirkungsgrads sammelt und
analysiert, um die optimalen Betriebsbedingungen zu erfassen. Eine
derartige komplizierte Sammlung und Analyse der Daten hindert den
Benutzer daran, leicht und quantitativ den Betrag der Verringerung
der Energiekosten (cost merit) als Nutzen der Einführung des
Kraft-Wärme-Kopplungssystem
zu erkennen.
-
Wie
aus dem obigen Beispiel des herkömmlichen
elektrischen Leistungsversorgungssystem ersichtlich ist, das das
Kraft-Wärme-Kopplungssystem benutzt,
kombiniert das herkömmliche
elektrische Leistungsversorgungssystem externe elektrische Leistung
und erzeugte elektrische Leistung mit einem effizienten Verhältnis, um
die kombinierte elektrische Leistung zu liefern, wobei es jedoch
nicht ausreichend benutzerfreundlich ist, weil es sein Nutzungsmuster
nicht verdeutlicht. Das elektrische Leistungssystem wäre für den Benutzer
eher zufriedenstellend, wenn es das Nutzungsmuster der externen elektrischen
Leistung und der hierdurch verursachten, erzeugten elektrischen
Leistung verdeutlichen würde.
-
Ein
bekannter herkömmlicher
Modus des oben erwähnten
elektrischen Leistungssystems ist ein elektrisches Leistungssystem
vom Pakettyp mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten elektrischen Leistungsgeneratorsätzen, von
denen jeder einen Motor, einen Generator, einen Inverter und eine
Steuereinheit umfasst, so dass jeder der elektrischen Leistungsgeneratorsätze elektrische
Leistung über seinen
Inverter ausgibt, um sie in die externe elektrische Leistung einzugeben.
-
Bei
dem elektrischen Leistungssystem vom Pakettyp verbinden sich die
Steuereinheiten der jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze miteinander,
um die Ausgabe jedes elektrischen Leistungsgeneratorsatzes und die
Anzahl der betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze zu steuern,
um dadurch die Ausgabe des gesamtem elektrischen Leistungssystems
vom Pakettyp zu steuern.
-
Hinsichtlich
der Ausgabesteuerung des gesamten elektrischen Leistungssystems
vom Pakettyp dient die Steuereinheit eines bestimmten Leistungsgeneratorsatzes
der elektrischen Leistungsgeneratorsätze als eine Mastereinheit,
die die Steuerung über
die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze (Steuereinheiten) zentralisiert.
Der Inverter des bestimmten Leistungsgeneratorsatzes der elektrischen
Leistungsgeneratorsätze
erfasst elektrischen Strom von dem kommerziellen elektrischen Leistungssystem,
und die Steuereinheit, als Mastereinheit, steuert die Ausgaben der
Steuereinheiten der anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze auf der
Grundlage erfasster Ergebnissen.
-
Bei
dem herkömmlichen
elektrischen Leistungssystem vom parallelen Eingabetyp erfasst jedoch
lediglich der bestimmte elektrische Leistungsgeneratorsatz den elektrischen
Strom von dem kommerziellen elektrischen Leistungssystem, so dass
jeder der elektrischen Leistungsgeneratorsätze mit Ausnahme des bestimmten
Leistungsgeneratorsatzes nicht als Mastereinheit arbeiten kann,
weil sein Inverter den elektrischen Strom nicht erfasst.
-
Daher
muss der bestimmte elektrische Leistungsgeneratorsatz fortwährend betrieben
werden, um die Ausgabe auf der Grundlage der Erfassung des Stromwerts
des kommerziellen elektrischen Leistungssystems zu steuern, wodurch
Probleme verursacht werden, wie beispielsweise eine ungleich größere Betriebszeit
und Frequenz als bei anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätzen und
eine kurze Lebensdauer der Verschleißteile. Außerdem müssen zur Zeit der Wartung des
bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsatzes die anderen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze
ebenfalls angehalten werden (weil die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze die
Ausgabe nicht steuern können),
wodurch die erzeugte elektrische Leistung zur Zeit der Wartung nicht
geliefert werden kann.
-
Die
JP-2001-112176 offenbart eine private Leistungserzeugungsanlage
mit einer Leistungserzeugungsanlage, die einen Verbrennungskraftmotor, eine
Energieumwandlungsvorrichtung, die in der Leistungserzeugungsanlage
erzeugte Energie umwandelt, und eine Speichereinrichtung, die die
in der Leistungserzeugungsanlage erzeugte Leistung akkumuliert,
verwendet. Ein Controller zum Erfassen der Ausgabe der Leistungserzeugungsanlage,
der Kapazität
und der Lastleistung der Kondensationsanlage und zum Steuern der
Ausgabe der Leistungserzeugungsanlage bei Schwankung der Last wird
installiert. Diese private Leistungserzeugungsanlage ist zum Verfolgen
der Lastleistung mit Bezug auf eine große Lastschwankung angepasst.
-
Die
US 5 949 153 A offenbart
einen Controller und ein Verfahren zum Steuern von zwei oder mehreren
elektrischen Generatoren, um der angelegten Last zu entsprechen.
Gemäß diesem
Stand der Technik wird die Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz der Generatoren
gemäß einem
Befehlssatz variiert, der durch die Zeit oder den Tag oder ein anderes
diskretes Ereignis ausgewählt
wird. Der Controller und das Verfahren steuern ebenfalls beliebige Lasten über eine
Anfrage, um einen Prozess auszuführen,
der ermöglicht,
dass das Erzeugungssystem für
die zusätzliche
Last bereit gemacht wird.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
obige Aufgabe wird durch ein elektrisches Leistungssystem gemäß Anspruch
1 erreicht. Die abhängigen
Ansprüche
sind auf weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung gerichtet.
-
Erfindungsgemäß umfasst
ein elektrisches Leistungssystem eine Mehrzahl von parallel geschalteten
elektrischen Leistungsgeneratorsätzen.
Jeder der Leistungsgeneratorsätze
umfasst: einen Motor; einen Generator, der durch den Motor angetrieben wird;
und einen Inverter mit einer Fähigkeit,
den Generator und eine externe elektrische Leistungsversorgung untereinander
zu verbinden. Der elektrische Leistungsgeneratorsatz umfasst: ein
Mittel zum Erfassen von Information hinsichtlich der elektrischen Leistung
der externen Leistungsversorgung und der elektrischen Leistung von
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz; ein Mittel zum Berechnen
der elektrischer Leistung und Energie von der externen Leistungsversorgung,
der elektrischen Leistung und Energie von dem Leistungsgeneratorsatz,
und der elektrischen Leistung und Energie zu einer Last; ein Mittel
zum Registrieren jede der berechneten elektrischen Leistungen und
Energien; und ein Steuersystem zum Steuern der Ausgabe des Generators
und des Inverters. Das elektrische Leistungssystem wird aufgebaut,
indem die Steuersysteme miteinander verbunden werden, wobei jedes
der Steuersysteme aufgebaut ist, um auswählbar zu sein, um als eine Mastereinheit
zu dienen, mit einem Mittel zum Akkumulieren der Information erzeugter
Leistung, die von dem anderen Leistungsgeneratorsatz verlangt wird, wobei
die Information von dem Steuersystem des anderen Leistungsgeneratorsatzes übertragen
wird, zum Berechnen der elektrischen Leistung der Last des elektrischen
Leistungssystems und zum Bestimmen, welcher und wie viele der Leistungsgeneratorsätze zu betreiben
ist/sind. Demgemäß kann der elektrische
Leistungsgeneratorsatz Diagramme bereitstellen, die einem Benutzer
die jeweiligen elektrischen Energien und dergleichen darstellen.
Außerdem
kann lediglich der elektrische Leistungsgeneratorsatz, der Wartung
erfordert, angehalten werden, so dass die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze miteinander,
ohne anzuhalten, in Verbindung bleiben. Außerdem werden die Steuerung
für die
gleiche Ausgabe und die Steuerung zum Betreiben der bestimmten elektrischen
Leistungsgeneratorsätze
mit der maximalen Ausgabe aktiviert, und die akkumulierten Betriebszeiten
der jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze werden angeglichen.
-
Außerdem umfasst
jeder der elektrischen Leistungsgeneratorsätze ein Bildanzeigemittel zum Anzeigen
eines Diagramms von jeweils der elektrischen Energien der externen
Leistungsversorgung, des Leistungsgenerators und einer Last. Demgemäß steigt
die Zufriedenheit des Benutzers/der Benutzerin des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes angesichts der Fähigkeit, die durch den Generator
erzeugte elektrische Energie zu überwachen
und die Wirkung seines/ihres erworbenen elektrischen Leistungsgeneratorsatzes
wahrzunehmen.
-
Beispielsweise
kann ein Benutzer die kommerzielle elektrische Energie mit der erzeugten
elektrischen Energie zu jeder festgelegten Zeitspanne, z.B. täglich, monatlich
oder jährlich,
vergleichen. Außerdem
kann der Aufwand für
die kommerzielle elektrische Leistung mit dem der erzeugten elektrischen Leistung
verglichen werden. Daher kann der Benutzer die laufenden Kosten
der erzeugten elektrischen Leistung mit den Kosten für den Erwerb
der kommerziellen elektrischen Leistung vergleichen, um den gegenwärtigen Verdienst
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes zu bestätigen. Außerdem berechnet die
Betriebs- und Anzeigevorrichtung, wie viel Zeit erforderlich ist,
um die Geräteinvestitionskosten
des Leistungsgeneratorsatzes auf der Grundlage des gegenwärtigen Verdienstes
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes (die Kosten der gekauften
elektrischen Leistung Kosten minus der laufenden Kosten) wiederzuerlangen,
und zeigt das Ergebnis dem Benutzer an. Die jeweiligen elektrischen
Leistungen und Energien werden entsprechend dem Konzeptdiagramm
angezeigt, so dass die Zufriedenheit des Benutzers angesichts der
Fähigkeit,
leicht das Leistungsversorgungsmuster der jeweiligen elektrischen Leistungssysteme
erfassen und leicht die jeweiligen elektrischen Energien grafisch
vergleichen zu können,
steigt.
-
Vorzugsweise
kann jeder der oben erwähnten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
ein Mittel zum Berechnen des Brennstoffverbrauchs des Motors und
ein Bildanzeigemittel zum Anzeigen jeweils der elektrischen Energien
und des Brennstoffverbrauchs in einer Tabelle umfassen. In diesem
Fall können,
wenn die Steuereinheit zuvor Information hinsichtlich der Stückkosten
des Brennstoffs speichert, Brennstoffkosten als Produkt aus Brennstoffverbrauch
multipliziert mit den Stückkosten
berechnet werden. Die Steuereinheit kann ebenfalls Stückkosten
der durch den Generator erzeugten elektrischen Leistung aus den
berechneten Daten des erzeugten elektrischen Leistungswerts, den
Daten der erzeugten elektrischen Energie, die aus den Daten berechnet
wurden, und den berechneten Daten des Brennstoffverbrauchs berechnen.
Die Zufriedenheit eines Benutzers/einer Benutzerin angesichts der
Fähigkeit,
die Stückkosten
der elektrischen Leistung des Generators auf der Grundlage der Daten
seines/ihres Nutzungsmusters des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes
zu erfassen, wird steigen.
-
Vorzugsweise
kann jeder der oben erwähnten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
ein Mittel zum Übertragen
des berechneten Ergebnisses nach außen umfassen. Demgemäß können Daten
elektrischer Leistungen zu einem Eingabe/Ausgabe-Mittel der Steuereinheit
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes übertragen werden. Wenn das
Eingabe/Ausgabe-Mittel fern von der Steuereinheit ist, können Personen
an einem Ort fern von der Steuereinheit die oben erwähnten Daten
(Daten der elektrischen Leistungen) prüfen, um die elektrische Leistung
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes zu verwalten. Der Benutzer
kann die Daten durch Verwenden des Daten-Registriermittels sammeln, um die Daten
in eine Vorrichtung einzugeben, die nicht mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz
vernetzt ist. Der Benutzer an dem Ort der Betriebs- und Anzeigevorrichtung
kann ebenfalls die oben erwähnten
Daten mit dem Daten-Registriermittel registrieren, um eine Änderung
in der elektrischen Leistungsversorgung und den elektrischen Energien
zu prüfen.
-
Jeder
der elektrischen Leistungsgeneratorsätze umfasst vorzugsweise ein
Mittel, um seinen eigenen Generator und Inverter kooperativ zu steuern, und
ein Mittel, um den Stromwert von der externen elektrischen Leistungsversorgung
zu erfassen, wodurch die Inverter bei allen elektrischen Leistungsgeneratorsätzen Fähigkeiten
zum Erfassen des Stromwerts des externen elektrischen Leistungssystems aufweisen.
Daher wird lediglich der elektrische Leistungsgeneratorsatz angehalten,
der Wartung erfordert, so dass die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze miteinander
in Verbindung ohne Anhalten bleiben und kumulative Antriebszeiten
der jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze angeglichen werden können.
-
Das
Steuersystem jedes elektrischen Leistungsgeneratorsatzes kann vorzugsweise
ein Mittel zum Kommunizieren mit dem Steuersystem der anderen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze
und ein Mittel zur zentralen Steuerung über andere Steuersysteme umfassen,
um dem Steuersystem zu ermöglichen,
als Mastereinheit zu dienen. Daher wird lediglich der elektrische
Leistungsgeneratorsatz angehalten, der Wartung erfordert, so dass
die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze miteinander in Verbindung
ohne Anhalten bleiben.
-
Bei
dem System kann das als Mastereinheit dienende Steuersystem ein
Mittel zum Steuern der gezählten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
umfassen, die zu betreiben sind, um die Ausgaben anzugleichen. Demgemäß werden
die bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsätze an übermäßigem Betrieb und übermäßiger Ausgabe
gehindert, wodurch eine Lebensdauer des gesamten elektrischen Leistungssystems
verlängert
wird.
-
Alternativ
kann das als Mastereinheit dienende Steuersystem ein Mittel zum
Steuern eines bestimmten Leistungsgeneratorsatzes der elektrischen Leistungsgeneratoren
umfassen, um die Ausgabe zu maximieren. Demgemäß wird der bestimmte elektrische
Leistungsgeneratorsatz bei Volllast bei der besten Leistungscharakteristik
betrieben (Arbeiten bei hohem Wirkungsgrad). Außerdem können die zum Stillstand bestimmten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
aus den betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätzen ausgewählt werden.
-
Das
als Mastereinheit dienende Steuersystem kann ein Mittel zum Erkennen
des Betriebs/Ruhezustands seines eigenen elektrischen Leistungsgeneratorsatzes
oder eines weiteren elektrischen Leistungsgeneratorsatzes und zum
Wählen
des als eine nächste
Mastereinheit dienenden Steuersystems umfassen.
-
Demgemäß steuert
der Inverter des zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsatzes die
anderen Inverter als Mastereinheit, um die eigenen erzeugten Ausgaben
oder die der anderen zentral zu steuern.
-
Das
als Mastereinheit dienende Steuersystem kann ein Mittel zum Verschieben
des zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsatz zu jeder vorbestimmten
Zeitspanne umfassen. Demgemäß werden
Betriebszeiten der jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze angeglichen,
um zu verhindern, dass die akkumulative Betriebszeit des bestimmten
elektrischen Leistungsgeneratorsatz länger als jene der anderen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze
wird, wodurch die Lebensdauer des gesamten elektrischen Leistungssystems
verlängert
wird.
-
Das
als Mastereinheit dienende Steuersystem kann ein Mittel zum Verhindern
umgekehrten elektrischen Leistungsflusses bei der externen elektrischen
Leistungsversorgung durch Zusammenarbeiten mit weiteren Steuersystemen
umfassen. Daher steuert der Masterinverter seine eigene oder die Ausgabe
von weiteren Invertern, wodurch umgekehrter elektrischer Leistungsfluss
verhindert wird. Ein Benutzer kann optional auswählen, ob der umgekehrte elektrische
Leistungsfluss zugelassen oder verhindert wird.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
1 ist
ein Schaltbild eines elektrischen Leistungsgeneratorsatzes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
-
2 ist
eine Vergleichstabelle, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die stündliche
kommerzielle elektrische Energie und stündliche erzeugte elektrische
Energie darstellt.
-
3 ist
eine Vergleichstabelle, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die monatliche kommerzielle elektrische Energie
und Preis und die monatlich erzeugte elektrische Energie und Preis
darstellt.
-
4 ist
eine vergleichende graphische Darstellung, die durch den elektrischen
Leistungsgeneratorsatz angezeigt wird, die die stündliche
kommerzielle elektrische Energie und die stündliche erzeugte elektrische
Energie darstellt.
-
5 ist
eine vergleichende graphische Darstellung, die durch den elektrischen
Leistungsgeneratorsatz angezeigt wird, die die monatliche kommerzielle
elektrische Energie und die monatliche erzeugte elektrische Energie
darstellt.
-
6 ist
ein Konzeptdiagramm, das durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, das die elektrische Leistungssysteme mit den gelieferten
elektrischen Leistungswerten entsprechend den jeweiligen elektrischen
Leistungssystemen darstellt.
-
7 ist
ein Konzeptdiagramm, das durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, das die elektrischen Leistungssysteme mit den monatlich
gelieferten elektrischen Energien entsprechend den jeweiligen elektrischen
Leistungssystemen darstellt.
-
8 ist
ein Schaltbild eines elektrischen Leistungsgeneratorsatzes gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
-
9 ist
eine Vergleichstabelle, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die jeweiligen kommerziellen und erzeugten elektrischen
Energien sowie die elektrische Energie einer Last, ein Menge wiedergewonnener
Wasser-Wärmeenergie,
eine elektrische Leistung einer virtuellen Last und den Brennstoffverbrauch
stundenweise anzeigt.
-
10 ist
eine Vergleichstabelle, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die jeweiligen kommerziellen und erzeugten elektrischen
Energien sowie die elektrische Energie einer Last, die Menge der
wiedergewonnenen Wasser-Wärmeenergie,
die elektrische Leistung einer virtuellen Last und den Brennstoffverbrauch
monatlich darstellt.
-
11 ist
eine graphische Darstellung, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die jeweiligen stündlichen kommerziellen und
erzeugten elektrischen Energien und die stündliche Menge wiedergewonnener
Wasser-Wärmeenergie
darstellt.
-
12 ist
eine graphische Darstellung, die durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz
angezeigt wird, die die jeweiligen monatlichen kommerziellen und
erzeugten elektrischen Energien und die monatliche Menge wiedergewonnener
Wasser-Wärmeenergie
darstellt.
-
13 ist
ein System-Konzeptdiagramm, das durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz dargestellt
wird, das die jeweiligen aktuell gelieferten elektrischen Energien
darstellt.
-
14 ist
ein System, das durch den elektrischen Leistungsgeneratorsatz angezeigt
wird, das die jeweiligen monatlichen elektrischen Energien darstellt.
-
15 ist
ein schematisches Diagramm eines Gesamtaufbaus eines elektrischen
Leistungserzeugungssystems gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
-
16 ist
ein Diagramm, das einen Aufbau eines elektrischen Leistungsgeneratorsatz
des elektrischen Leistungserzeugungssystems zeigt.
-
17 ist
ein Diagramm, das einen Aufbau eines Inverters des elektrischen
Leistungserzeugungssystems zeigt.
-
18 ist
ein Diagramm, das einen Verdrahtungsaufbau zwischen einer Mehrzahl
von Invertern des elektrischen Leistungserzeugungssystems zeigt.
-
19 ist
ein Ablaufdiagramm zum Steuern des elektrischen Leistungserzeugungssystems
durch Verwenden der Inverter und einer Steuereinheit.
-
20 ist
ein Ablaufdiagramm in Fortsetzung zu 19.
-
Bevorzugte Ausführungsform
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird auf der Grundlage der beigefügten Zeichnungen erläutert.
-
Es
wird ein elektrischer Leistungsgeneratorsatz 1 als eine
Ausführungsform
der Erfindung gemäß 1 gegeben.
Die Erfindung ist auf jeden elektrischen Leistungsgeneratorsatz
anwendbar, wenn er einen Wandler und einen Inverter zum Umzuwandeln der
von einem Generator ausgegebenen elektrischen Leistung aufweist,
d.h. sie ist nicht auf den elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 der
vorliegenden Ausführungsform
begrenzt.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 umfasst im Wesentlichen
einen Motor bzw. eine Maschine 4 und einen Generator 3.
Eine Ausgangsseite des Generators 3 ist mit Wandlern 21a und 21b und Invertern 6a und 6b ausgestattet,
die die ausgegebene elektrische Leistung des Generators 3 umwandeln.
-
Ein
Steuersystem 2 zum Steuern dieser Vorrichtungen ist in
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 vorgesehen. Das
Steuersystem 2 umfasst eine Steuereinheit 5 zum
Steuern dieser Vorrichtungen und eine Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 als
ein Mittel für
die Eingabe in die/Ausgabe aus der Steuereinheit 5.
-
Zusätzlich zu
dem Motor 4, dem Generator 3 und den Invertern 6a und 6b steuert
die Steuereinheit 5 einen in einem Kühler 7 bereitgestellten
Kühlerlüfter 7a,
einen Ventilator 15, eine Kühlwasserpumpe 16 und
dergleichen.
-
Der
Motor 4 ist ein Verbrennungskraftmotor und in einem Maschinenraum
(nicht gezeigt) angeordnet.
-
Flüssiger Brennstoff,
wie beispielsweise Leichtöl,
Kerosin oder Schweröl,
oder gasförmiger Brennstoff,
wie beispielsweise Erdgas, Stadtgas oder Klärgas, können als Brennstoff für den Motor 4 verwendet
werden, und der Brennstoff wird zu dem Motor 4 aus einem
externen Brennstofftank oder einem Versorgungssystem (nicht gezeigt)
durch eine Brennstoffversorgungsrohrleitung 49 geliefert.
Ein Brennstoff-Durchflussmesser 50 ist in der Brennstoffversorgungsrohrleitung
angeordnet und erfasst Daten hinsichtlich des Brennstoffverbrauchs
des Motors 4, um die Daten an das Steuersystem 2 zu übertragen.
Die Daten werden mit Stückkosten
des Brennstoffs berücksichtigt,
um Stückkosten
erzeugter elektrischer Leistung in jeder Zeitzone und durchschnittliche Stückkosten
der erzeugten elektrischen Leistung in einer vorbestimmten Zeitspanne
zu berechnen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird die Durchflussmessung
als ein Verfahren zum Erfassen des Brennstoffverbrauchs verwendet.
Das Verfahren ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die Erfassung einer Änderung
des Gewichts eines Tanks zur Zeit des Lieferns von Brennstoff zu
dem Tank oder dergleichen kann ebenfalls als Verfahren in Betracht
gezogen werden.
-
Der
Kühler 7 des
Motors 4 ist in einer Wärmetauscherkammer
(nicht gezeigt) angeordnet. Der Ventilator 15 führt Außenluft
ein und ventiliert den Maschinenraum und die Wärmetauscherkammer, um Luft
in den Kammern zu kühlen
-
Ein
primärer
Kühlwasserdurchgang 8 ist
in dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 ausgebildet,
um Kühlwasser
von dem Motor 4 durch den Kühler 7 zirkulieren
zu lassen. Der Kühlerlüfter 7a wird
in dem Kühler 7 bereitgestellt
und arbeitet, um das durch den Kühler 7 laufende
Kühlwasser
zu kühlen.
-
Ein
Starter 10 ist in dem Motor 4 angeordnet, und
elektrische Leistung wird zu dem Starter 10 von später erläuterten
Leitungen der elektrischen Leistung einer Last U3 und V3 (einschließlich Leitungen für erzeugte
elektrische Leistung U2 und V2) durch einen Transformator 11 geliefert.
Ansonsten kann elektrische Leistung zu dem Starter 10 von
einer Batterie geliefert werden.
-
Der
Generator 3 umfasst einen Rotor (nicht gezeigt), der eine
durch eine elektrische Gleichstromversorgung angeregte Feldwicklung
an einer Rotationswelle 12 aufweist, die mit einer Antriebswelle
des Motors 4 verbunden ist, und eine dreiphasige Ausgabe
wird durch einen an einem Stator (nicht gezeigt) angeordneten Anker
entnommen. Der Generator 3 umfasst Ankerwicklungen 20a und 20b,
die den Anker mit zwei Wicklungen zum Ausgeben der dreiphasigen
elektrischen Leistung bilden. Entweder der Nebenschlusswicklungstyp
oder der Tandemtyp ist für
die Anordnung der Ankerwicklungen 20a und 20b geeignet.
-
Elektromagnetische
Induktion wird durch Rotation der oben erwähnten Feldwicklung (Rotor)
erzeugt, um Spannung an den Ankerwicklungen 20a bzw. 20b zu
erzeugen. Drei Ausgangsanschlüsse werden
an jeder der Ankerwicklungen 20a und 20b bereitgestellt,
wodurch eine dreiphasige elektrische Leistung von den Ankerwicklungen 20a und 20b ausgegeben
wird.
-
Der
Generator 3 ist als Drehfeldtyp aufgebaut, so dass die
Feldwicklung an dem Rotor und die Anker an dem Stator angeordnet
ist/sind. Alternativ kann er vom Drehankertyp sein, so dass die
Anker an einem Rotor und eine Feldwicklung an einem Stator angeordnet
sind/ist, oder so dass ein Rotor an einem Permanent-Magneten und
Anker an einem Stator angeordnet ist/sind.
-
Der
Generator 3 umfasst einen automatischen Spannungsregler
(hier nachstehend als AVR bezeichnet) 14, um die Lieferung
elektrischer Leistung an die oben erwähnte Feldwicklung zu steuern. Der
AVR 14 regelt die Größe des durch
die Feldwicklung angeregten Magnetfeldes, um die von den Ankerwicklungen 20a und 20b ausgegebenen
Spannungswerte gleichmäßig zu machen.
-
Jede
der dreiphasigen Ausgaben 30a und 30b von dem
Generator 3 wird durch jeden der Wandler 21a und 21b gleichgerichtet
und geglättet, die
Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, und danach mit Gleichstrom-Eingabeteilen der
Inverter 6a und 6b verbunden. Dann werden die
Leitungen U2 und V2 der erzeugten elektrischen Leistung als Ausgangsleitungen
von den Invertern 6a und 6b mit Leitungen eines
später
erläuterten
Systems externer elektrischer Leistung (bei dieser Ausführungsform von
einem Energieversorgungsunternehmen oder dergleichen gelieferte
kommerzielle elektrische Leistung) gegenseitig verbunden.
-
Ein
kommerzielles elektrisches Leistungssystem, das mit dem elektrischem
Leistungsgeneratorsatz 1 zu verbinden ist, ist nicht auf
das eines einphasigen Dreidrahttyps begrenzt, wie bei der Ausführungsform
von 1 gezeigt ist. Alternativ kann ein dreiphasiges
eindrahtiges kommerzielles elektrisches Leistungssystem zur gegenseitigen
Verbindung mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 verwendet
werden.
-
Leitungen
U1, O1 und V1 eines kommerziellen elektrischen 200V Leistungssystems
vom einphasigen Dreidrahttyp werden aus einer kommerziellen elektrischen
Leistungsversorgung 40 gezogen, die als eine externe elektrische
Leistungsversorgung dient. Die Potentialdifferenz von 200V existiert
zwischen den kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen
U1 und V1, und die kommerzielle elektrische Leistungssystemsleitung
O1 ist eine neutrale Leitung, wodurch zwischen den kommerziellen
elektrischen Leistungssystemen U1 und O1 und zwischen den kommerziellen
elektrischen Leistungssystemen O1 und V1 die Potentialdifferenz
von 100V erzeugt wird.
-
Die
kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen U1 und V1 des
sind mit den jeweiligen erzeugten elektrischen Leistungssystemsleitungen
U2 und V2 von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 parallel
verbunden. Die Inverter 6a und 6b erzeugen ebenfalls
eine Potentialdifferenz von 200V zwischen den erzeugten elektrischen
Leistungssystemleitungen U2 und V2, um derjenigen zwischen den kommerziellen
elektrischen Leistungssystemen U1 und V1 zu entsprechen, wodurch
die gegenseitige Verbindung zum Liefern elektrischer Leistung von den
kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen U1, V1 zu den
erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen U2 und V2 sichergestellt
wird.
-
Die
elektrische Leistung der Last, die wie die obige verbunden ist (elektrische
Leistungssystemleitungen der Last U3, O3 und V3), wird an elektrische Leistung
konsumierende Vorrichtungen 24 (hier nachstehend als einphasige
Lasten bezeichnet) geliefert.
-
Stromtransformatoren
CT1 und CT2 werden an den jeweiligen kommerziellen elektrischen
Leistungssystemleitungen U1 und V1 bereitgestellt, so dass der Inverter 6a den
Stromwert der an die einphasige Last 24 gelieferten kommerziellen
elektrischen Leistung durch die kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen
U1 und V1 erfasst.
-
Der
Stromwert der kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen
U1 und V1 wird entsprechend dem elektrischen Leistungsverbrauch
der einphasigen Lasten 24 geändert. Daher machen die Inverter 6a und 6b die
erzeugte elektrische Leistung (elektrische Leistung der Last) gleichmäßig, um
die elektrische Leistung der Last an die einphasigen Lasten 24 stabil
zu liefern.
-
Auf
diese Art und Weise werden die erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen
U2 und V2 mit geeigneter erzeugter elektrischer Leistung von den
Invertern 6a und 6b in Korrespondenz mit dem Stromwert
der kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen der U1 und
V1 beliefert, der durch die Stromtransformatoren CT1 und CT2 erfasst
wird.
-
Eine
Mehrzahl von (zwei bei der vorliegenden Ausführungsform) Invertern 6a und 6b sind
miteinander Mehrpunkt-artig (multidrop) vernetzt. Der Inverter 6a berechnet
einen erforderlichen eingestellten Ausgabewert (elektrischen Leistungswert)
auf der Grundlage des erfassten Stromwerts der Systemleitungen U1
und V1 der kommerziellen elektrischen Leistung. Dann überträgt der Inverter 6a den eingestellten
Ausgabewert an den anderen Inverter 6b. Der Inverter 6b steuert
die Ausgabe, um sie auf den übertragenen
eingestellten Ausgabewert einzustellen.
-
Im
Folgenden wird eine Erläuterung über ein Beispiel
der Betätigung
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 durch die oben
erwähnten
gegenseitige Verbindung gegeben.
- (1) Wenn der
elektrische Leistungsverbrauch der einphasigen Lasten zunimmt:
Wenn
die Nachfrage nach elektrischer Leistung der elektrischen Leistungssystemleitungen
einer Last zunimmt, nimmt die in den kommerziellen elektrischen
Leistungssystemleitungen U1, O1 und V1 fließende kommerzielle elektrische
Leistung zu. Die "elektrischen
Leistungssystemleitungen einer Last" bedeuten die kommerziellen elektrischen
Leistungssystemleitungen, die mit den erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen untereinander
verbunden sind.
Die Zunahme der kommerziellen elektrischen Leistung
bei den Systemleitungen der kommerziellen elektrischen Leistung
U1 und V1 wird als ein Produkt der Zunahme des durch die Stromtransformatoren
CT1 und CT2 erfassten Stromwerts multipliziert mit der erfassten
Spannung bei dem Ausgabeteil der Inverter 6a berechnet.
Dementsprechend steuert der Inverter 6a sich selbst, um die
erzeugte elektrische Leistung zu den erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen
U2 und V2 zu erhöhen,
und er steuert den Inverter 6b.
- (2) Wenn der elektrische Leistungsverbrauch der einphasigen
Lasten abnimmt:
Wenn die Nachfrage nach elektrischer Leistung von
den elektrischen Leistungssystemleitungen einer Last U3, O3 und
V3 abnimmt, nimmt die in den kommerziellen elektrischen Leistungssystemleitungen
U1, O1 und V1 fließende
kommerzielle elektrische Leistung ab.
-
Die
Abnahme der kommerziellen elektrischen Leistung in den kommerziellen
elektrischen Leistungssystemleitungen U1 und V1 wird als ein Produkt
der Zunahme des durch die Stromtransformatoren CT1 und CT2 erfassten
Stromwerts multipliziert mit der erfassten Spannung in dem Ausgabeteil des
Inverters 6a berechnet. Dementsprechend steuert der Inverter 6a sich
selbst, um die erzeugte elektrische Leistung zu den erzeugten elektrischen
Leistungssystemleitungen U2 und V2 zu verringern, und steuert die
Inverter 6b.
-
Nun
wird ein elektrisches Leistungssteuersystem mit dem Steuersystem 2 erläutert.
-
Zusätzlich dazu,
als ein Steuermechanismus des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 zu
dienen, arbeitet das Steuersystem 2 als ein elektrisches Leistungsteuersystem
zum Steuern elektrischer Leistung, wie beispielsweise der erzeugten
elektrischen Leistung und der elektrischen Leistung der Last.
-
Die
Steuereinheit 5 des Steuersystems 2 steuert den
Antrieb von Vorrichtungen, die den elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 bilden,
und berechnet und speichert den elektrischen Leistungswert und den
Wert der elektrischen Energie jedes elektrischen Leistungssystems.
Die Steuereinheit 5 umfasst einen Speicher als ein Speichermittel
und eine Recheneinheit (CPU) als ein Berechnungsmittel.
-
Daten
hinsichtlich direkt erfasster elektrischer Leistung für den elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 1 umfassen einen Stromwert der kommerziellen
elektrischen Leistung, und einen Stromwert und einen Spannungswert
der erzeugten elektrischen Leistung.
-
Wie
oben erwähnt,
kann der Inverter 6a den Stromwert der kommerziellen elektrischen
Leistung durch die Stromtransformatoren CT1 und CT2 erfassen. Der
Inverter 6 überträgt die erfassten
Daten hinsichtlich der kommerziellen elektrischen Leistung an die
Steuereinheit 5, und die Steuereinheit 5 speichert die
Daten.
-
Die
Inverter 6a und 6b verwenden jeweiligen Schaltungen
darin, um den Stromwert und Spannungswert der erzeugten elektrischen
Leistung zu messen, umzuwandeln und durch die Inverter 6a und 6b auszugeben.
Dann werden die erfassten Daten hinsichtlich der erzeugten elektrischen
Leistung ebenfalls an die Steuereinheit 5 übertragen
und durch sie gespeichert.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über Daten
gegeben, die basierend auf den erfassten Daten berechnet werden.
-
Die
kommerzielle elektrische Leistung der kommerziellen elektrischen
Leistungssystemleitungen U1 und V1 und die erzeugte elektrische
Leistung der erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen U2
und V2 werden in die elektrische Leistung der Last der elektrischen
Leistungssystemleitungen der Last U3 und V3 kombiniert. Die Recheneinheit
in der Steuereinheit 5 berechnet einen Wert der elektrischen
Leistung der Last auf der Grundlage der hinsichtlich der kommerziellen
elektrischen Leistung und der erzeugten elektrischen Leistung erfassten Daten.
-
Die
Steuereinheit 5 speichert die berechneten Daten hinsichtlich
des elektrischen Leistungswerts der Last.
-
Die
Steuereinheit 5 berechnet jede elektrische Energie durch
Erfassung und Berechnung der Daten hinsichtlich jeder elektrischen
Leistung. Jede elektrische Energie wird durch Zeitintegration der entsprechenden
elektrischen Leistung erhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform
berechnet die Steuereinheit 5 die an die Lasten gelieferten
elektrischen Energien jeweils für
eine feste Zeit (eine Stunde bei der vorliegenden Ausführungsform).
-
Auf
diese Art und Weise berechnet die Steuereinheit 5 eine
kommerzielle elektrische Energie und eine erzeugte elektrische Energie
auf der Grundlage der berechneten Werte hinsichtlich der kommerziellen
elektrischen Leistung bzw. der erzeugten elektrischen Leistung,
und eine elektrische Energie einer Last wird auf der Grundlage des
berechneten Werts der elektrischen Leistung einer Last berechnet.
-
Die
Steuereinheit 5 speichert diese hinsichtlich der jeweiligen
elektrischen Energien berechneten Daten.
-
Zusammengefasst
werden die Daten hinsichtlich des kommerziellen elektrischen Leistungswert
und des durch den Inverter 6a erfassten erzeugten elektrischen
Leistungswerts an die Steuereinheit 5 übertragen und durch diese gespeichert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
werden die Daten hinsichtlich des kommerziellen elektrischen Leistungswerts
durch die Daten des erfassten Stromwerts der kommerziellen elektrischen
Leistung dargestellt, und die Daten hinsichtlich des erzeugten elektrischen
Leistungswerte werden durch die Daten des erfassten Stromwerts und
Spannungswerts der erzeugten elektrischen Leistung dargestellt.
-
Die
Steuereinheit 5 berechnet Daten der jeweiligen elektrischen
Leistungswerte und Daten der jeweiligen elektrischen Energien und
speichert sie ebenfalls. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind
die Daten der elektrischen Leistungswerte Daten des kommerziellen
elektrischen Leistungswerts, des erzeugten elektrischen Leistungswerts
und des elektrischen Leistungswerts der Last. Die Daten der jeweiligen
elektrischen Energien sind Daten der kommerziellen elektrischen
Energie, der erzeugten elektrischen Energie und der elektrischen
Energie der Last.
-
Wie
oben erwähnt,
kann der elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 mit der externen
elektrischen Leistungsversorgung (kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung)
durch die Inverter 6a und 6b miteinander verbunden
sein, und der elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 umfasst:
ein Mittel zum Erfassen von Information hinsichtlich jeweiliger
elektrischer Leistungen von der externen elektrischen Leistungsversorgung
und dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1; ein Mittel
zum Berechnen der jeweiligen elektrischen Leistungen und elektrischen
Energien von der externen elektrischen Leistungsversorgung, des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes und den Lasten; und ein Mittel
zum Speichern der berechneten elektrischen Leistungen und elektrischen Energien.
-
Die
Information hinsichtlich der jeweiligen elektrischen Leistungen
von der externen elektrischen Leistungsversorgung (kommerziellen
elektrischen Leistungsversorgung 40) und dem elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 1 sind Daten hinsichtlich ihrer
Stromwerte und des Spannungswerts, und die Mittel zum Erfassen dieser
Information umfassen die Inverter 6a und 6b.
-
Das
Mittel zum Speichern jeder elektrischen Leistung und Energie umfasst
die Steuereinheit 5.
-
Demgemäß kann der
gesamte elektrische Leistungsgeneratorsatz verglichen mit einem
elektrischen Leistungsgeneratorsatz miniaturisiert werden, der durch
Anbringen eines Inverters zur gegenseitigen Verbindung mit einer
existierenden Generatoreinheit gebildet wird, die hauptsächlich den
Motor 4 und den Generator 3 umfasst.
-
Das
elektrische Leistungssteuersystem mit den Invertern 6a und 6b zur
gegenseitigen Verbindung und der Steuereinheit 5 sind in
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 integriert, so
dass es keine Notwendigkeit zum Hinzufügen einer neuen Vorrichtung
gibt, wodurch Kosten verringert werden und kein zusätzlicher
Platz zum Bereitstellen der zusätzliche
Vorrichtung erforderlich ist.
-
Die
als ein Element des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 dienende
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 ist ein Eingabe/Ausgabe-Mittel,
das nicht nur als Eingabemittel zum Übertragen von Befehlen an die
Steuereinheit 5 sondern ebenfalls als Ausgabemittel dient,
um von der Steuereinheit 5 übertragene Daten zu empfangen.
-
Die
Steuereinheit 5 ist mit einem Ausgabeanschluss zum Übertragen
von Daten ausgestattet, und wie in 1 gezeigt
ist, ist die als das Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende Betriebs- und
Anzeigeeinheit 28 mit der Steuereinheit 5 durch
ein Signaldrahtsystem vernetzt. Alternativ kann die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 als
eine Fernsteuerplatine in Funkkommunikation mit der Steuereinheit 5 aufgebaut
sein.
-
Statt
der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 oder zusätzlich dazu
kann ein vielfach verwendeter Allzweck- Personalcomputer 35 als Eingabe/Ausgabe-Mittel
verwendet werden.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 und ein Fernüberwachungssystem
(zentrales Fernüberwachungszentrum),
die fern von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 bereitgestellt
werden, umfassen jeweilige Kommunikationsadapter 31, um
die Steuereinheit 5 des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 mit
einer übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 des Fernüberwachungssystem
zu verbinden. Die Adapter 31 ermöglichen eine Zweiwege-Kommunikation
zwischen der Steuereinheit 5 und der übergeordneten Betriebs- und
Anzeigeeinheit 29, dass heißt, zwischen einem Installationsort
des elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 und einem fernen Ort
davon.
-
Im
Gegensatz zu der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28, die in
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 bereitgestellt
wird, ist die übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 ein Beispiel einer Betriebs-
und Anzeigevorrichtung, die außerhalb
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 angeordnet ist.
-
Das
Kommunikationsmittel zwischen der Steuereinheit 5 und der übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 ist nicht auf Funkkommunikation
beschränkt,
und es kann eine verdrahtete Kommunikation mit einer Kommunikationsleitung,
wie beispielsweise einer Telefonleitung, sein.
-
Demgemäß können aufgrund
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 mit der Betriebs- und
Anzeigeeinheit 28 und dem Mittel zum externen Übertragen
der berechneten Ergebnisse (dem Ausgangsterminal, den Kommunikationsadaptern 31 und dergleichen)
die Daten hinsichtlich elektrischer Leistungen, wie beispielsweise
die oben erfassten Daten und berechneten Daten, die in der Steuereinheit 5 des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 gespeichert sind,
an einem Ort fern von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 geprüft und verwaltet
werden.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
kann die zentralisierte Steuereinheit 5 Daten an beide
Betriebs- und Anzeige-Vorrichtungen 28 und 29 übertragen.
Alternativ kann die zentralisierte Steuereinheit 5 im Stande
sein, Daten nur an eine von ihnen zu übertragen.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 umfasst ein Bildanzeigemittel
zum Anzeigen graphischer Darstellungen der jeweiligen elektrischen
Energien, d.h. eine in der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 bereitgestellte
Anzeige 32. Eine Erläuterung
wird über
Diagramme, die auf der Anzeige 32 angezeigt werden, wie
folgt mit Bezug auf 2 bis 7 gegeben,
die auf die übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 (oder den Personalcomputer 35)
angewendet werden können.
-
Die
als das Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 umfasst
die Anzeige 32 zum Anzeigen von Diagrammen von Daten, die
durch ein bei der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 gespeichertes
Verarbeitungsprogramm diagrammartig aufbereitet werden.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
erfassen die Stromtransformatoren CT1 und CT2 den Strom der kommerziellen
elektrischen Leistung von der kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40,
und Schaltungen in den Invertern 6a und 6b erfassen
den Strom und die Spannung der erzeugten elektrischen Leistung von
dem Generator 3. Die Mittel für deren Erfassung sind jedoch
nicht auf die obigen begrenzt.
-
Die
Steuereinheit 5 verarbeitet die erfassten Daten, die die
kommerzielle elektrische Leistung und die erzeugte elektrische Leistung
betreffen, um Daten zu berechnen, die den elektrischen Leistungswert und
die elektrische Energie für
die Lasten betreffen. Das Mittel für deren Berechnung ist jedoch
nicht auf die Steuereinheit 5 begrenzt. Beispielsweise
kann die als das Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 die
erfassten Daten empfangen und berechnen, indem ein Computer und ein
darin gespeichertes Verarbeitungsprogramm verwendet wird.
-
Zuerst
wird eine in 2 gezeigte Vergleichstabelle über die
stündlichen
kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 eine Tabelle
an, bei der die berechnete kommerzielle elektrische Energie, die
erzeugte elektrische Energie und die elektrische Energie der Last
stundenweise aufgelistet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird, wie oben erwähnt,
da jede der elektrischen Energien stündlich berechnet wird, jede
der berechneten elektrischen Energien stundenweise in der Liste
aufgeführt.
-
Aktuell
bedeutet jede der elektrischen Energien die elektrische Energie
von jeweils der externen elektrischen Leistungsversorgung, dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz
und den Lasten. Die Anzeige 32 dient als das Bildanzeigemittel.
-
Demgemäß kann ein
Benutzer/eine Benutzerin des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 bei
seiner Fähigkeit,
die durch den Generator 3 erzeugte elektrische Energie
zu überwachen
und die Wirkung seines/ihren erworbenen elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 zu
realisieren, Zufriedenheit empfinden.
-
Als
nächstes
wird eine in 3 gezeigte Vergleichstabelle über die
monatlichen kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien und
elektrischen Preise beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm können
die oben erwähnten
berechneten Daten, d.h., die stündliche
kommerzielle elektrische Energie, die erzeugte elektrische Energie
und die elektrische Energie der Last bei jeder monatlichen Periode
aufsummiert werden, um jeweilige monatliche elektrische Energien
zu berechnen, und die Anzeige 32 kann eine Liste der monatlichen
elektrischen Energien und der entsprechenden elektrischen Preise
anzeigen.
-
Die
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 speichert zuvor in 3 gezeigte
Stückkosten
der kommerziellen elektrischen Leistung je kWh (Kosten der erworbenen
elektrischen Leistung), die durch den kommerziellen Energielieferanten
(Energieversorgungsunternehmen) mitgeteilt werden. Die Steuereinheit 5 berechnet
Stückkosten
der erzeugten elektrischen Leistung je kWh auf der Grundlage der
zum Antreiben des Motors 4 erforderlichen Brennstoffkosten,
und dementsprechend, um den Brennstoffverbrauch zu erhöhen/abzusenken.
-
Die
Stückkosten
je kWh und der Preis der erzeugten Energie bedeuten laufende Kosten
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1.
-
Gemäß dem obigen
Aufbau kann ein Benutzer die kommerzielle elektrische Energie mit
der erzeugten elektrischen Energie monatlich vergleichen. Außerdem kann
der Benutzer ebenfalls den Preis der kommerziellen elektrischen
Leistung mit der der erzeugten elektrischen Leistung vergleichen.
Daher kann der Benutzer die laufenden Kosten der erzeugten elektrischen
Leistung mit den Anschaffungskosten der kommerziellen elektrischen
Leistung vergleichen, um einen laufenden Merit des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 zu
bestätigen.
-
Der
Vergleichsfall für
jeden Monat wird bei der Ausführungsform
in 3 gezeigt. Alternativ kann der Vergleich jeden
Tag oder jedes Jahr durchgeführt
werden.
-
Ferner
kann die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 berechnen, wie
viel Zeit erforderlich ist, um die Kapitalaufwendungen des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 1 auf der Grundlage des laufenden
Merit (running merit = die Kosten der erworbenen elektrischen Leistung
minus der laufenden Kosten) wiederzuerlangen, so dass der Benutzer
sie überwachen
kann.
-
Hinsichtlich
des obigen Aufbaus umfasst der elektrische Leistungsgeneratorsatz
ein Berechnungsmittel zum Berechnen des Brennstoffverbrauchs des
Motors und ein Bildanzeigemittel zum Anzeigen jeweils der elektrischen
Energien und des Brennstoffverbrauchs in einer Tabelle.
-
Aktuell
bedeutet jede der elektrischen Energien die elektrische Energie
jeweils der externen elektrischen Leistungsversorgung, des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes
und der Lasten. Die Steuereinheit 5 dient als das Berechnungsmittel
und die Anzeige 32 dient als das Bildanzeigemittel.
-
Demgemäß erfasst
der Brennstoff-Durchflussmesser 50 Daten hinsichtlich des
Brennstoffverbrauchs des Motors 4 und überträgt die Daten an die Steuereinheit 5 des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1, und die Steuereinheit 5 kann
Brennstoffkosten (YEN/Monat oder YEN/h), d.h., ein Produkt aus den
Daten multipliziert mit den eigenen Stückkosten von Brennstoff (YEN/m3 oder YEN/l) berechnen, die bereits in die
Steuereinheit 5 eingegeben wurden.
-
Die
Steuereinheit 5 kann ebenfalls Stückkosten der durch den Generator 3 erzeugten
elektrischen Leistung aus den berechneten Daten des Werts der erzeugten
elektrischen Leistung, den Daten der erzeugten elektrischen Energie,
die aus den Daten des Werts der erzeugten elektrischen Leistung berechnet
wurde, und den berechneten Daten des Brennstoffverbrauchs berechnen.
Ein Benutzer/eine Benutzerin kann bei der Fähigkeit Zufriedenheit empfinden,
die Stückkosten
der elektrischen Leistung des Generators 3 auf der Grundlage
der tatsächlichen Daten
zu erfassen, die seine/ihre Arbeitsbedingungen des elektrischen
Leistungsgeneratorsatz darstellen.
-
Eine
graphische Darstellung von 4, die einen
stündlichen
Vergleich der kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien
darstellt, wird nun beschrieben.
-
Die
graphische Darstellung von 4 wird durch
graphische Darstellung der Vergleichstabelle in 2 hergestellt.
Die Achse der Abszissen kennzeichnet stundenweise den Zeitablauf,
und die Achse von Ordinaten kennzeichnet Variationen der jeweiligen
elektrischen Energien.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer/eine Benutzerin durch die jeweiligen
elektrischen Leistungssysteme gelieferte elektrische Energien miteinander
stündlich
vergleichen, um zu wissen, zu welcher Stunde die elektrische Leistung
einer Last in einem Tag zunimmt oder abnimmt, und um zu wissen,
was das beste elektrische Leistungserzeugungsmuster zur Kostenverringerung
entsprechend den Punkten seines/ihres Vertrags mit dem Energieversorgungsunternehmen
ist. Daher kann der Benutzer/die Benutzerin die Wirkung seiner/ihrer
Investition für
Geräte
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 erkennen.
-
Eine
graphische Darstellung von 5, die einen
Vergleich der monatlichen kommerziellen und erzeugten elektrischen
Energien darstellt, wird beschrieben.
-
Die
graphische Darstellung von 5 stellt den
monatlichen Vergleich der kommerziellen und erzeugten elektrischen
Energien und die Variation der elektrischen Energie einer Last dar.
Die Achse von Abszissen kennzeichnet den monatlichen Zeitablauf, und
die Achse von Ordinaten kennzeichnet die Variation der jeweiligen
elektrischen Energien.
-
Gemäß dem obigen
Aufbau kann ein Benutzer/eine Benutzerin die durch die jeweiligen
elektrischen Leistungssysteme gelieferten elektrischen Energien
miteinander monatlich vergleichen, um zu wissen, in welchem Monat
in einem Jahr die elektrische Leistung der Last zunimmt oder abnimmt,
und um zu wissen, was das beste elektrische Leistungserzeugungsmuster
für die
Kostenverringerung entsprechend den Punkten seines/ihres Vertrags
mit dem Energieversorgungsunternehmen ist. Daher kann der Benutzer/die
Benutzerin die Wirkung seiner/ihrer Investition für das Gerät des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 1 erkennen.
-
Ein
Konzeptdiagramm des in 6 gezeigten elektrischen Leistungssystem,
das elektrische Leistungswerte darstellt, die aktuell durch die
jeweiligen elektrischen Leistungssysteme geliefert werden, wird
beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 das Konzeptdiagramm
der elektrischen Leistungssysteme an, auf dem elektrische Leistungswerte,
die durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme geliefert
werden, entsprechend den jeweiligen elektrischen Leistungssystemen
angezeigt werden können.
Die elektrischen Leistungswerte und der Brennstoffverbrauch, die
auf der Anzeige 32 angezeigt werden, sind die oben erwähnten erfassten
Daten und berechneten Daten, die bei jeder Periode der Erfassung des
kommerziellen Stromwerts, des erzeugten Stromwerts und durch den
Inverter 6a erzeugte elektrische Leistungswert aktualisiert
werden. Die Änderung
jedes elektrischen Leistungswerts wird nämlich auf der Anzeige 32 in
Echtzeit angezeigt.
-
Gemäß dem obigen
Aufbau kann ein Benutzer bei der Fähigkeit des Prüfens der
momentanen Änderung
der durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme gelieferten
elektrischen Leistungen und bei der Fähigkeit, ohne weiteres die
Variation der gelieferten elektrischen Leistungen im Bild zu erfassen,
Zufriedenheit empfinden, weil die gelieferten elektrischen Leistungswerte
entsprechend dem Konzeptdiagramm angezeigt werden.
-
Ein
Konzeptdiagramm des in 7 gezeigten elektrischen Leistungssystems,
das die monatlich durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme gelieferten
elektrischen Energien darstellt, wird beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 das Konzeptdiagramm
der elektrischen Leistungssysteme an, auf dem die durch die jeweiligen
elektrischen Leistungssysteme monatlich gelieferten Energien und
der monatliche Brennstoffverbrauch entsprechend den jeweiligen elektrischen
Leistungssystemen angezeigt werden können. Jede der monatlichen
elektrischen Energien ist die monatliche Summe der berechneten Daten
der entsprechenden stündlichen
elektrischen Energien ähnlich
der Vergleichstabelle von 3, die die
monatlichen elektrischen Energien und Preise der jeweiligen kommerziellen
und erzeugten elektrischen Leistungen darstellt.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer bei der Fähigkeit des Prüfens der
durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme monatlich gelieferten
elektrischen Energien und bei der Fähigkeit ohne weiteres den Vergleich
der monatlichen elektrischen Energien im Bild zu erfassen, Zufriedenheit
empfinden, weil die gelieferten elektrischen Energien entsprechend
dem Konzeptdiagramm angezeigt werden.
-
Die
Zeitspanne des Vergleichs ist nicht auf jeden Monat begrenzt, und
sie kann jeden Tag oder jedes Jahr sein.
-
Die
als das Eingabe/Ausgabe-Mittel der Steuereinheit 5 dienende
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 kann als Ausgabemittel
verwendet werden, um alle oben erwähnten Daten von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 herauszunehmen.
-
In
dieser Hinsicht umfasst die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 einen
Mechanismus zur Ausgabe an eine als Datenspeichermittel dienende
IC-Karte (kartenähnliche
Vorrichtung) 33 und einen Mechanismus zur Ausgabe an einen
als Daten-Registriermittel dienenden Drucker 34. Daher
können
alle oben erwähnten
Daten in der IC-Karte 33 gespeichert werden, und numerische
Information aller oben erwähnten
Daten und die oben erwähnten
Diagramme (wie beispielsweise 2 bis 7)
können
durch den Drucker 34 gedruckt werden.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus können
alle oben erwähnten
Daten durch die IC-Karte 33 gesammelt werden, um durch
eine Vorrichtung gelesen zu werden, die nicht mit dem elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 1 vernetzt ist. Insbesondere kann,
wenn ein Computer die Daten aus der IC-Karte 33 liest und der
Computer ein Datenverarbeitungsprogramm speichert, das von denen
unterschiedlich ist, die in die Steuereinheit 5 und Betriebs-
und Anzeigeeinheit 28 gespeichert sind, kann die Datenverarbeitung
die Variation des elektrischen Leistungsmanagement steigern.
-
Der
Drucker 34 kann die numerische Information von allen oben
erwähnten
Daten und den oben erwähnten
Diagrammen drucken. Weil alle oben erwähnten Daten durch das Daten-Registriermittel
registriert sind, kann der Benutzer nämlich eine Änderung der elektrischen Leistungsversorgung
und der elektrischen Energie am Ort der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 prüfen. Insbesondere
kann im Fall des Bereitstellens des Druckers 34 dieser
als Hauptmittel zum Prüfen
der Daten und Diagramme davon dienen, wodurch beispielsweise eine
kleine Flüssigkristallanzeige
als die Anzeige 32 verwendet werden kann, um Kosten davon
zu verringern.
-
Als
nächstes
wird ein Kraft-Wärme-Kopplungssystem
als eine zweite Ausführungsform
des die Erfindung betreffenden elektrischen Leistungsversorgungssystems
in Übereinstimmung
mit 8 beschrieben.
-
Ein
elektrischer Leistungsgeneratorsatz 1' der zweiten Ausführungsform
umfasst hauptsächlich einen
Motor 4 und einen Generator 3 und ebenfalls ein
Steuersystem 2 zum Steuern dieser Vorrichtungen. Das Steuersystem 2 umfasst
eine Steuereinheit 5 zum Steuern dieser Vorrichtungen und
eine Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 als ein Mittel für die Eingabe/Ausgabe
in/aus der Steuereinheit 5. Der elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' umfasst einen Wasser-Wärmeenergie-Wiedergewinnungsmechanismus.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' der zweiten Ausführungsform
umfasst den gleichen Motor 4 und Generator 3 und
die gleiche gegenseitige Verbindung mit einer kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40,
die als eine externe elektrische Leistungsversorgung dient, über Inverter 6a und 6b auf,
wie jene des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 der
ersten Ausführungsform.
-
Eine
Erläuterung
wird über
den Wasser-Wärmeenergie
Wiedergewinnungsmechanismus des elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' gegeben. Der Wasser-Wärmeenergie-Wiedergewinnungsmechanismus
ist der allgemeine Begriff, der einen primären Kühlwasserdurchgang 8,
eine Kühlwasserpumpe 16, einen
Wärmetauscher 41,
einen sekundären
Kühlwasserdurchgang 42,
ein Eintrittsseitenthermometer 44, ein Austrittsseitenthermometer 45,
einen Durchflussmesser 46, einen Heißwasserspeichertank 47 und
so weiter darstellt.
-
Der
Energiewiedergewinnungsmechanismus und eine Erzeugungseinheit des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' bilden das Kraft-Wärme-Kopplungssystem,
das als das erfindungsgemäße System
dient, das einen Generator verwendet. Hinsichtlich dieses Systems
arbeitet der Energiewiedergewinnungsmechanismus als ein Mittel zum
Wiedergewinnen von Abwärme
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' umfasst den primären Kühlwasserdurchgang 8,
bei dem primäres
Kühlwasser
durch den Wärmetauscher 41 und
den Kühler 7 durch
die Kühlwasserpumpe 16 zirkuliert
wird. Der Kühler 7 umfasst
einen Kühlerlüfter 7a,
der treibt, um das primäre
Kühlwasser
zu steuern, das bei dem Kühler 7 zirkuliert.
-
Der
sekundäre
Kühlwasserdurchgang 42 wird
in dem Wärmetauscher 41 bereitgestellt,
und Wärmeenergie
des primären
Kühlwassers
wird zu dem sekundären
Kühlwasser
durch Wärmeleitung geleitet.
Eine Umwälzpumpe
(nicht gezeigt) zirkuliert das sekundäre Kühlwasser in dem sekundären Kühlwasserdurchgang 42.
Ein Teil des sekundären
Kühlwassers
wird in den Heißwasserspeichertank 47 gefördert und
kontaktiert in dem Heißwasserspeichertank 47 gespeichertes
Wasser 47, so dass Wärmeenergie
des sekundären
Kühlwassers
zu dem Wasser in dem Heißwasserspeichertank 47 durch
Wärmeleitung
geleitet wird. Demgemäß erhöht die Abwärme des
Motors 4 die Temperatur des Wassers in dem Heißwasserspeichertank 47,
um das Wasser zu Heißwasser
zu machen, wodurch die Wärme
als Wasser-Wärmeenergie
wiedergewonnen wird.
-
Das
Eintrittsseitenthermometer 44 und das Austrittsseitenthermometer 45 sind
an der Eintrittsseite bzw. der Austrittseite des Heißwasserspeichertank
in dem sekundären
Kühlwasserdurchgang 42 angeordnet,
und der Durchflussmesser 46 ist an der Eintrittsseite oder
der Austrittsseite des sekundären Kühlwasserdurchgangs 42 angeordnet,
um quantitativ zu erfassen, wie viel in dem Motor 4 erzeugte
Abwärme
wiedergewonnen wird.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird die Energie der Abwärme
des Motors 4 für
die Energie von Heißwasser
in dem Heißwasserspeichertank 47 durch
das primäre
Kühlwasser
und das sekundäre Kühlwasser
wiedergewonnen. Alternativ kann der primäre Kühlwasserdurchgang 8 direkt
durch den Heißwasserspeichertank 47 geleitet
werden, um Wärme
von dem primären
Kühlwasser
zu dem Heißwasserspeichertank 47 wiederzugewinnen.
-
Das
Kühlen
des primären
Kühlwassers durch
den Kühler 7 und
den Kühlerlüfter 7a ist
zum Maximieren des Energiewirkungsgrads im Wesentlichen unnötig, weil
das Kühlen
die Verschwendung der Wärme
des Motors 4 von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' bedeutet. Beim
Verwenden des Generator kann jedoch, wenn der Bedarf (die verwendete
Menge) der Wasser-Wärmeenergie
extrem niedriger als der Bedarf von elektrischer Energie ist (die
elektrische Energie der Last), die Abwärme von dem Motor 4 nicht
vollständig
wiedergewonnen werden, und die Temperatur des primären Kühlwasser
wird angehoben, so dass der Motor 4 Probleme bekommen kann.
Der Kühler 7 und
der Kühlerlüfter 7a werden
zur Sicherheit unter Annahme einer derartigen Situation bereitgestellt.
-
Eine
Erläuterung
wird nun über
ein elektrisches Leistungssteuersystem mit dem Steuersystem 2 gegeben.
-
Zusätzlich dazu,
als der Mechanismus zum Steuern des elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1 zu
dienen, arbeitet das Steuersystem 2 als ein elektrisches
Leistungssteuersystem, das elektrische Leistung, wie beispielsweise
die erzeugte elektrische Leistung und die elektrische Leistung einer
Last, und die Wasser-Wärmeenergie,
die durch Wiedergewinnen der von dem Motor 4 erzeugten
Abwärme
erhalten wird, steuert.
-
Die
Steuereinheit 5 des Steuersystems 2 steuert den
Antrieb jeder Vorrichtung, die den elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' bildet, und
kann den elektrischen Leistungswert (kW) und elektrischen Energiewert
(kWh) jedes elektrischen Leistungssystems, die Wasser-Wärmeenergie
(kW) und die Menge von wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie (kWh) berechnen
und speichern. Die Steuereinheit 5 umfasst einen Speicher
als Speichermittel und einen Computer (CPU) als Berechnungsmittel.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' umfasst zwei direkt erfasste Werte,
die die elektrischen Leistungen betreffen, d.h. einen Stromwert
der kommerziellen elektrischen Leistung und einen Stromwert der
erzeugten elektrischen Leistung.
-
Wie
oben erwähnt,
kann der Inverter 6a den Stromwert von der kommerziellen
elektrischen Leistung (A) über
die Stromtransformatoren CT1 und CT2 erfassen. Der Inverter 6a überträgt die erfassten
Daten, die die kommerzielle elektrische Leistung betreffen, an die
Steuereinheit 5, und die Steuereinheit 5 speichert
die Daten.
-
Die
Inverter 6a und 6b verwenden ihre Schaltungen
zum Erfassen des Stromwerts der erzeugten elektrischen Leistung
(A), die durch die Inverter 6a und 6b umgewandelt
und ausgegeben wird. Die erfassten Daten, die die erzeugte elektrische Leistung
betreffen, werden ebenfalls an die Steuereinheit 5 übertragen
und durch diese gespeichert.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' weist drei direkt erfasste Werte
auf, die die Wasser-Wärmeenergie
betreffen, d.h. eine Eintrittsseitentemperatur und eine Austrittsseitentemperatur
des sekundären
Kühlwasser
in dem Warmwasserspeichertank und einen Fluss in dem sekundären Kühlwasserdurchgang.
Das Eintrittsseitenthermometer 44 und das Austrittsseitenthermometer 45 sind
nämlich
an der Eintrittsseite bzw. Austrittsseite des Heißwasserspeichertanks
in dem sekundären
Kühlwasserdurchgang 42 angeordnet,
um eine Eintrittsseitentemperatur T1 (°C) und eine Austrittsseitentemperatur
T2 (°C)
des sekundären
Kühlwassers
zu erfassen. Der Durchflussmesser 46 ist an der Eintrittsseite
oder der Austrittsseite des sekundären Kühlwasserdurchgangs 42 angeordnet,
um einen Fluss L (l/s) des sekundären Kühlwasser zu erfassen. Die erfassten
Daten werden an die Steuereinheit 5 übertragen und in dieser gespeichert.
Der Durchflussmesser 46 kann aufgrund der Kennlinie der
Umwälzpumpe
(nicht gezeigt) weggelassen oder zum Eingeben von Fluss bereitgestellt
werden.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über Daten
gegeben, die die aus den oben erwähnten erfassten Daten berechnete
elektrische Leistung betrifft.
-
Die
kommerzielle elektrische Leistung der kommerziellen elektrischen
Leistungssystemleitungen U1 und V1 und die erzeugte elektrische
Leistung der erzeugten elektrischen Leistungssystemleitungen U2
und V2 werden in die elektrische Leistung der Last der elektrischen
Leistungssystemleitungen der Last U3 und V3 kombiniert. Die Steuereinheit 5 berechnet
einen Wert der elektrischen Leistung der Last auf der Grundlage
der erfassten Daten hinsichtlich der kommerziellen elektrischen
Leistung und der erzeugten elektrischen Leistung durch ihren Computer.
-
Die
Steuereinheit 5 speichert die berechneten Daten hinsichtlich
des elektrischen Leistungswerts der Last.
-
Die
Steuereinheit 5 berechnet jede elektrische Energie durch
Erfassung und Berechnung der Daten hinsichtlich jeder elektrischen
Leistung. Elektrische Energie(kWh) wird durch Zeitintegration der elektrischen
Leistung (kW) erhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform
berechnet die Steuereinheit 5 die an Lasten gelieferte
elektrische Energie für eine
festgelegte Zeit (eine Stunde bei der vorliegenden Ausführungsform)
bei jeder der festgelegten Zeitspannen. Dann berechnet die Steuereinheit 5 die kommerzielle
elektrische Energie und die erzeugte elektrische Energie auf der
Grundlage des berechneten kommerziellen elektrischen Leistungswerts
und des erzeugten elektrischen Leistungswerts, wodurch die elektrische
Energie der Last auf der Grundlage des berechneten elektrischen
Leistungswerts der Last berechnet wird.
-
Die
Steuereinheit 5 speichert die berechneten Daten hinsichtlich
der elektrischen Energie.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über Daten
gegeben, die die aus den oben erwähnten erfassten Daten berechnete
Wasser-Wärmeenergie
betrifft.
-
Die
erfassten Daten, d.h. die Eintrittsseitentemperatur T1 (°C), die Austrittsseitentemperatur
T2 (°C)
und der Fluss L (l/s) des sekundären
Kühlwassers
werden mit einer konstanten, d.h. bestimmten Wärme von Wasser K (kJ/l·°C), gemäß einer
Formel K·(T1 – T2)·L verarbeitet,
um eine Energie je Zeiteinheit (kW = kJ/s) von Heißwasser
zu berechnen, die in dem Heißwasserspeichertank 47 wiedergewonnen wird.
Eine Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie (kWh) wird durch
Zeitintegration der Wasser-Wärmeenergie
je Zeiteinheit (kW) erhalten.
-
Zusammengefasst
empfängt
und speichert die Steuereinheit 5 Daten, die durch den
Inverter 6a erfasst wurden, die den kommerziellen elektrischen Leistungswert
und den erzeugten elektrischen Leistungswert betreffen. Die Steuereinheit 5 berechnet den
elektrischen Leistungswert der Last, die kommerzielle elektrische
Energie, die erzeugte elektrische Energie und die elektrische Energie
der Last aus den oben erwähnten
erfassten Daten und speichert die berechneten Daten.
-
Die
Steuereinheit 5 empfängt
und speichert ebenfalls Daten, die durch das Eintrittsseitenthermometer 44,
das Austrittsseitenthermometer 45 und den Durchflussmesser 46 erfasst
wurden, die die Wasser-Wärmeenergie
betreffen. Die Steuereinheit 5 berechnet die Wasser-Wärmeenergie
und die Menge wiedergewonnene Wasser-Wärmeenergie aus den oben erwähnten erfassten
Daten und speichert die berechneten Daten.
-
Ferner
ist es möglich,
dass die Steuereinheit 5, nachdem die Stückkosten
von Brennstoff (YEN/m3 oder YEN/l) bekannt
sind, durch die Brennstoff-Durchflussmesser 50 erfasste
Daten empfängt, die
den Brennstoffverbrauch des Motors 4 betreffen, und Brennstoffkosten
(YEN/Monat oder YEN/h) als das Produkt der erfassten Daten multipliziert
mit den Stückkosten
berechnet.
-
Wie
oben erwähnt,
umfasst das System mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1': ein Mittel
zum Erfassen von Daten, die die zum Erzeugen von Heißwasser
verbrauchte Wärmeenergie
betreffen; ein Mittel zum Berechnen der Wärmeenergie, der Menge der Wärmeenergie
und des Wirkungsgrads der Energie; und ein Mittel zum Speichern
der berechneten Ergebnisse.
-
Aktuell
bedeutet das System mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' das Kraft-Wärme-Kopplungssystem.
Das Eintrittsseitenthermometer 44, das Austrittsseitenthermometer 45 und
der Durchflussmesser 46 dienen als das Mittel zum Erfassen
von Daten, die die zum Erzeugen von Heißwasser verbrauchte Wärmeenergie
betreffen. Die Steuereinheit 5 dient als das Mittel zum
Berechnen der Wärmeenergie,
der Menge der Wärmeenergie und
des Wirkungsgrads der Energie und das Mittel zum Speichern der berechneten
Ergebnisse.
-
Verglichen
mit einem Kraft-Wärme-Kopplungssystem,
das durch Anbringen eines Wärmewiedergewinnungssystems
und eines Steuersystems an einer existierenden Generatoreinheit,
die hauptsächlich
den Motor 4 und den Generator 3 umfasst, gebildet
wird, kann der gesamte elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' in der Größe (und
im Platz) passend verringert werden.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' umfasst einstückig die Inverter 6a und 6b zur
gegenseitigen Verbindung und den Wasser-Wärmeenergie-Wiedergewinnungsmechanismus, und umfasst die
Steuereinheit 5 zum kollektiven Steuern jeder Vorrichtung
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1', wodurch keine zusätzliche
Vorrichtung zum Steuern elektrischer Leistung und Wärmeenergie hiervon
erforderlich wird und Kosten und ein Platz für eine derartige zusätzliche
Vorrichtung gespart werden.
-
Die
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28, die als ein Element des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' dient, ist ein Eingabe/Ausgabe-Mittel,
das nicht nur lediglich als ein Eingabemittel zum Übertragen von
Befehlen an die Steuereinheit 5 sondern ebenfalls als ein
Ausgabemittel zum Empfangen von von der Steuereinheit 5 übertragener
Daten dient.
-
Die
Steuereinheit 5 ist mit einem Ausgangsanschluss zur Datenkommunikation
ausgestattet, und wie in 1 gezeigt ist, ist die als das
Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 mit
der Steuereinheit 5 durch ein Signaldrahtsystem vernetzt.
Alternativ kann die Betriebs- und
Anzeigeeinheit 28 eine Fernsteuerplatine in Funkkommunikation
mit der Steuereinheit 5 sein.
-
Anstatt
der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 oder zusätzlich dazu
kann ein vielfach verwendeter Allzweck-Personalcomputer 35 als das
Eingabe/Ausgabe-Mittel verwendet werden.
-
Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz 1 und ein Fernüberwachungssystem
(zentrales Fernüberwachungszentrum),
die fern von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' bereitgestellt
werden, umfassen jeweilige Kommunikationsadapter 31, um
die Steuereinheit 5 des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 mit
einer übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 des Fernüberwachungssystems
zu verbinden. Die Adapter 31 ermöglichen eine Zweiwege-Kommunikation
zwischen der Steuereinheit 5 und der übergeordneten Betriebs- und
Anzeigeeinheit 29, dass heißt, zwischen einem Installationsort
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1 und einem fernen
Ort davon.
-
Im
Gegensatz zu der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28, die in
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' bereitgestellt wird, ist die übergeordnete Betriebs-
und Anzeigeeinheit 29 ein Beispiel einer Betriebs- und
Anzeigevorrichtung, die außerhalb
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' angeordnet ist.
-
Das
Kommunikationsmittel zwischen der Steuereinheit 5 und der übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 ist nicht auf Funkkommunikation
begrenzt, und es kann eine verdrahtete Kommunikation mit einer Kommunikationsleitung,
wie beispielsweise einer Telefonleitung, sein.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
kann die zentralisierte Steuereinheit 5 Daten an beide
Betriebs- und Anzeigevorrichtungen 28 und 29 übertragen.
Alternativ kann die zentralisierte Steuereinheit 5 im Stande
sein, Daten lediglich an eine von ihnen zu übertragen.
-
Demgemäß können aufgrund
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1', der die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 und
das Mittel zum externen Übertragen
der berechneten Ergebnisse (das Ausgabeterminal, die Kommunikationsadapter 31 und
dergleichen) aufweist, die Daten hinsichtlich elektrischer Leistungen,
wie beispielsweise die obigen erfassten Daten und berechneten Daten,
die in der Steuereinheit 5 des elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' gespeichert
sind, bei der Analyse, beim Registrieren und so weiter der Daten
durch Verwenden der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' oder einer Vorrichtung fern von
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' (wie beispielsweise der Personalcomputer 35 oder
die übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29) geprüft und verwaltet werden. Außerdem kann
auf der Grundlage der obigen Daten und entsprechend der Änderung
der Antriebsbedingung des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' der Eingabevorgang
mit der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 oder mit der übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 ausgeführt werden, ohne dass es notwendig
ist, dass sich der Benutzer dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' nähert, um
dadurch die Verwendung des Kraft-Wärme-Kopplungssystems zu erleichtern. Demgemäß kann ein
Benutzer/eine Benutzerin die Wirkung seines/ihres erworbenen Kraft-Wärme-Kopplungssystems
zufrieden stellend realisieren.
-
Eine
Erläuterung
wird über
Diagramme, die auf einer in der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 bereitgestellten
Anzeige 32 bereitgestellt werden, wie folgt mit Bezug auf 9 bis 14 gegeben,
die ebenfalls auf die übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 (oder
dem Personalcomputer 35) anwendbar ist.
-
Die
als das Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 umfasst
die Anzeige 32, die die Daten anzeigt, die gemäß einem
bei der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 gespeicherten Verarbeitungsprogramm
diagrammartig aufbereitet wurden.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
erfassen die Stromtransformatoren CT1 und CT2 den Strom der kommerziellen
elektrischen Leistung von der kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40,
und Schaltungen in den Invertern 6a und 6b erfassen
den Strom der erzeugten elektrischen Leistung von dem Generator 3.
Die Mittel für
deren Erfassung sind jedoch nicht auf die obigen begrenzt.
-
Die
Steuereinheit 5 verarbeitet die erfassten Daten, die die
elektrischen Leistungswerte und die Wasser-Wärmeenergie betreffen, um Daten
hinsichtlich der elektrischen Leistungswerte, der Wasser-Wärmeenergie,
der elektrischen Energien und der Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie
zu berechnen. Das Mittel für
deren Berechnung ist jedoch nicht auf die Steuereinheit 5 begrenzt.
Beispielsweise kann die als das Eingabe/Ausgabe-Mittel dienende
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 die erfassten Daten empfangen
und durch einen Computer und ein darin gespeichertes Verarbeitungsprogramm
berechnen.
-
Zuerst
wird eine Erläuterung über eine
Vergleichstabelle von 9 gegeben, bei der die kommerziellen
und erzeugten elektrischen Energien und die elektrische Energie
der Last, die Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie, die elektrische Energie
einer virtuellen Last und der Brennstoffverbrauch stündlich aufgelistet
werden.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 eine Tabelle
an, bei der die obigen berechneten Daten, d.h. die kommerzielle
elektrische Energie, die erzeugte elektrische Energie, die elektrische
Energie einer Last, die Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie,
die elektrische Energie einer virtuellen Last und der Brennstoffverbrauch
stündlich
aneinander gereiht werden. Wie oben erwähnt ist, wird, da jede der
elektrischen Energien stündlich
berechnet wird, jede der berechneten elektrischen Energien stündlich in
der Liste aufgelistet.
-
Wenn
der Generator der Erfindung nicht verwendet wird, muss die kommerzielle
elektrische Leistung im Wesentlichen die gesamte elektrische Leistung
abdecken, die für
die elektrischen Leistungsverbrauchsvorrichtungen erforderlich ist
(einschließlich einer
Vorrichtung zum Erzeugen von Heißwasser). Die elektrische Energie
einer "virtuellen" Last, die in diesem
Fall erforderlich ist, wird als die Summe der kommerziellen elektrischen
Energie, der erzeugten elektrischen Energie und der Menge wiedergewonnener
Wasser-Wärmeenergie
definiert.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer/eine Benutzerin des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 1' die
durch den Generator 3 erzeugte elektrische Energie zufrieden
stellend überwachen und
die Wirkung seines/ihres erworbenen elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' realisieren.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über eine Vergleichstabelle
von 10 gegeben, bei der die kommerziellen und erzeugten
elektrischen Energien, die elektrischen Energien einer Last, die
Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie,
die elektrische Energie einer virtuellen Last und der Brennstoffverbrauch
monatlich aufgelistet werden.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm werden die stündlich berechneten Daten der
kommerziellen elektrischen Energie, der erzeugten elektrischen Energie,
der elektrischen Energie einer Last, der Menge wiedergewonnener
Wasser-Wärmeenergie,
der elektrischen Energie einer virtuellen Last und der Brennstoffverbrauch
bei jeder monatlichen Periode aufsummiert, um die jeweiligen monatlichen
elektrischen Energien und die monatliche Menge von Wärmeenergie
zu berechnen, und die Anzeige 32 kann eine Liste der monatlichen
elektrischen Energien und entsprechender elektrischer Preise anzeigen.
-
Die
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 speichert zuvor in 10 gezeigte
Stückkosten
der kommerziellen elektrischen Leistung je kWh (Kosten der erworbenen
elektrischen Leistung), die durch den kommerziellen Energielieferanten
(Energieversorgungsunternehmen) mitgeteilt werden. Die Steuereinheit 5 berechnet
Stückkosten
der erzeugten elektrischen Leistung je kWh auf der Grundlage der
zum Antreiben des Motors 4 erforderlichen Brennstoffkosten,
und dementsprechend, um den Brennstoffverbrauch zu erhöhen/zu verringern.
-
Ein
Benutzer/eine Benutzerin kann die monatliche Variation der elektrischen
Leistung einer virtuellen Last (YEN/Monat) mit dem gesamten monatlichen
Preis der kommerziellen elektrischen Leistung, der erzeugten elektrischen
Leistung und der Wasser-Wärmeenergie
vergleichen, wie in 10 gezeigt ist, um ohne weiteres
die Wirkung seiner/ihrer Installation des Kraft-Wärme-Kopplungssystem der Erfindung,
d.h., den Betrag der Verringerung von Energiekosten, zu erfassen.
Ferner kann, wenn Daten von Zusatzausgaben, die den Generator der
Erfindung betreffen, wie beispielsweise sein Erwerb, zugehöriger Aufbau,
Management und Wartung, Reparatur und Personalausgaben bei der Berechnung
der Stückkosten
(je kWh) und monatlichen Preise der erzeugten elektrischen Leistung
und der Wasser-Wärmeenergie
berücksicht
werden, ein Benutzer/eine Benutzerin ferner eine Zeitspanne genau
vorhersagen, die für
die Rückgewinnung
der Gerätekosten des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes erforderlich ist, wodurch seine/ihre zufrieden
stellende Beurteilung erhöht
wird. Die Stückkosten
(je kWh) der erzeugten elektrischen Leistung und die Wasser-Wärmeenergie
werden durch die folgende Formel berechnet:
(Stückkosten
je kWh der erzeugten elektrischen Leistung und der Wasser-Wärmeenergie
(YEN/kWh)) = (Brennstoffkosten (YEN/Monat))/(Summe der monatlich
verwendeten erzeugten elektrischen Leistung und Wasser-Wärmeenergie
(kWh/Monat))
-
Der
Vergleich ist bei der Ausführungsform von 10 monatlich.
Alternativ kann der Vergleich täglich
oder jährlich
sein.
-
Ein
in 11 gezeigtes Beispiel von graphischen Darstellungen,
die die stündlichen
kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien und die stündliche
Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie
darstellt, wird beschrieben.
-
Die
graphische Darstellung von 11 wird durch
graphisches Darstellen der Vergleichstabelle in 9 hergestellt.
Die Achse der Abszissen kennzeichnet stundenweise den Zeitablauf,
und die Achse der Ordinaten kennzeichnet Variationen der jeweiligen
elektrischen Energien.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer/eine Benutzerin die durch die
jeweiligen elektrischen Leistungssysteme gelieferten elektrischen Energien
miteinander stündlich
vergleichen, um zu wissen, bei welcher Stunde die elektrische Leistung der
Last in einem Tag zunimmt oder abnimmt, und um zu wissen, was das
beste Erzeugungsmuster der elektrischen Leistung zur Kostenverringerung
entsprechend den Punkten seines/ihres Vertrags mit dem Energieversorgungsunternehmen
ist. Daher kann der Benutzer/die Benutzerin die Wirkung seiner/ihrer Investition
für Geräte des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 1' erkennen.
-
Ein
in 12 gezeigtes Beispiel von graphischen Darstellungen,
die die monatlichen kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien
und die monatliche Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie
darstellen, wird beschrieben.
-
Die
graphische Darstellung in 12 stellt einen
Vergleich der monatlichen kommerziellen elektrischen Energie mit
der monatlich erzeugten elektrischen Energie dar und zeigt eine
Variation der monatlichen elektrischen Energie einer Last. Die Achse der
Abszissen kennzeichnet den monatlichen Zeitverlauf, und die Achse
der Ordinaten kennzeichnet Variationen der jeweiligen elektrischen
Energien.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer/eine Benutzerin die elektrischen
Energien, die durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme geliefert
werden, miteinander monatlich vergleichen, um zu wissen, in welchem
Monat die elektrische Leistung einer Last in einem Jahr zunimmt
oder abnimmt, und um zu wissen, was das beste elektrischen Leistungserzeugungsmuster
zur Kostenreduzierung entsprechend den Punkten seines/ihres Vertrag
mit dem Energieversorgungsunternehmen ist. Daher kann der Benutzer/die
Benutzerin die Wirkung seiner/ihrer Investition für Geräte des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 1' erkennen.
-
Ein
in 13 gezeigtes Beispiel von Konzeptdiagrammen von
elektrischen Leistungssystemen, die die aktuell durch die jeweiligen
elektrischen Leistungssysteme gelieferten elektrischen Leistungswerte
darstellen, wird beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 das Konzeptdiagramm
der elektrischen Leistungssysteme an, auf dem die durch die jeweiligen
elektrischen Leistungssysteme gelieferten elektrischen Leistungswerte
entsprechend den jeweiligen elektrischen Leistungssystemen angezeigt
werden können.
Die elektrischen Leistungswerte, die Wasser-Wärmeenergie und der Brennstoffverbrauch,
die auf der Anzeige 32 angezeigt werden, sind die oben
erwähnten
erfassten Daten und berechneten Daten, die bei jeder Periode der Erfassung
der kommerziellen und erzeugten Stromwerte durch den Inverter 6a aktualisiert
werden. Eine Änderung
jedes elektrischen Leistungswerts wird nämlich auf der Anzeige 32 in
Echtzeit angezeigt.
-
Nebenbei
bemerkt ist die "erzeugte
Energie" in 13 die
Größe der nutzbaren
Energie (d.h. der elektrischen Energie und der wiedergewonnenen Wasser-Wärmeenergie)
aus den verschiedenen Energien, die durch den Generator erzeugt
werden. Dies wird zusammen mit dem Gewicht des verbrauchten Brennstoffs
je Zeiteinheit und der Verbrennungsenergie von Brennstoff je Gewichtseinheit
davon als ein bedeutender Parameter gezählt, um den Energiewirkungsgrad
des Generators (= (die erzeugte Energie)/(die Verbrennungsenergie
des Brennstoffs)·100(%))
zu verstehen.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer momentan die Änderung
der durch die jeweiligen elektrischen Leistungssysteme gelieferten
elektrischen Leistungen zufrieden stellend prüfen, und ohne weiteres eine
Variation der gelieferten elektrischen Leistungen zufrieden stellend
im Bild erfassen, weil die gelieferten elektrischen Leistungswerte
entsprechend dem Konzeptdiagramm angezeigt werden.
-
Ein
in 14 gezeigtes Beispiel von Konzeptdiagrammen von
elektrischen Leistungssystemen, die monatlich gelieferte elektrische
Energien der jeweiligen elektrischen Leistungssysteme und die monatliche
Menge von Wärmeenergie
darstellen, wird beschrieben.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Verarbeitungsprogramm zeigt die Anzeige 32 das Konzeptdiagramm
der elektrischen Leistungssysteme an, auf dem die monatlich gelieferten
elektrischen Energien der jeweiligen elektrischen Leistungssysteme,
die monatliche Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie und der monatliche
Brennstoffverbrauch entsprechend den jeweiligen elektrischen Leistungssystemen
angezeigt werden können.
Jede der monatlichen elektrischen Energien ist die monatliche Summe
der berechneten Daten der entsprechenden stündlichen elektrischen Energien
und der stündlichen
Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie ähnlich der
Vergleichstabelle von 10, die die jeweiligen monatlichen
kommerziellen und erzeugten elektrischen Energien, die monatliche
Menge der wiedergewonnenen Wasser-Wärmeenergie und
die monatliche elektrische Energie einer virtuellen Last darstellt.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus kann ein Benutzer die durch die jeweiligen elektrischen
Leistungssysteme gelieferten monatlichen elektrischen Energien zufrieden
stellend prüfen,
und ohne weiteres einen Vergleich der monatlichen elektrischen Energien
und der monatlichen Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie
im Bild zufrieden stellend erfassen, weil die gelieferten elektrischen
Energien und die Menge wiedergewonnener Wasser-Wärmeenergie entsprechend dem
Konzeptdiagramm angezeigt werden.
-
Die
Periode des Vergleichs ist nicht auf jeden Monat begrenzt, und sie
kann jeden Tag oder jedes Jahr sein.
-
Wie
oben erwähnt
ist, kann, da das Kraft-Wärme-Kopplungssystem,
das den elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' verwendet,
mit dem Bildanzeigemittel, d.h. der Anzeige 32 ausgestattet ist,
die verschiedene berechneten Daten hinsichtlich der Werte der elektrischen
Leistungen und der Wasser-Wärmeenergie
in Diagrammen anzeigt, einem Benutzer das „cost merit" ohne weiteres ohne
die Notwendigkeit einer komplizierten Berechnung mitgeteilt werden.
-
Da
das System ferner mit dem Mittel zum Berechnen des Brennstoffverbrauchs
zum Antreiben des Motors und dem Bildanzeigemittel, d.h. der Anzeige 32,
die die jeweiligen elektrischen Energien und den Brennstoffverbrauch
in einer Tabelle anzeigt, ausgestattet ist, kann ein Benutzer mit
einer derartigen Wirkung des Systems zufrieden sein, dass er oder
sie ferner die Stückkosten
der durch den Generator erzeugten elektrischen Leistung und die
Stückkosten
der Wasser-Wärmeenergie
auf der Grundlage der tatsächlichen
Daten genau erfassen kann.
-
Die
als das Eingabe/Ausgabe-Mittel der Steuereinheit 5 dienende
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 kann als Ausgabemittel
zum Entnehmen jeder der oben erwähnten
Daten von dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' verwendet werden.
-
In
dieser Hinsicht umfasst die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 einen
Mechanismus zur Ausgabe an eine als Datenspeichermittel dienende
IC-Karte (kartenähnliche
Vorrichtung) 33 und einen Mechanismus zur Ausgabe an einen
als Daten-Registriermittel dienenden Drucker 34. Daher
können
alle oben erwähnten
Daten bei der IC-Karte 33 gespeichert werden, und numerische
Information aller oben erwähnten
Daten und die oben erwähnten
Diagramme (wie beispielsweise 9 bis 14)
können
durch den Drucker 34 gedruckt werden.
-
Aufgrund
des obigen Aufbaus können
alle oben erwähnten
Daten von der IC-Karte 33 gesammelt werden, um durch eine
Vorrichtung gelesen zu werden, die nicht mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' vernetzt ist.
Insbesondere kann, wenn ein Computer die Daten von der IC-Karte 33 liest
und der Computer ein Datenverarbeitungsprogramm speichert, das von
denen unterschiedlich ist, die in der Steuereinheit 5 und
der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 gespeichert sind, die
Datenverarbeitung die Variation des elektrischen Leistungsmanagements
steigern.
-
Der
Drucker 34 kann die numerische Information aller der oben
erwähnten
Daten und der oben erwähnten
Diagramme drucken. Weil alle oben erwähnten Daten durch das Daten-Registriermittel
registriert sind, kann der Benutzer nämlich eine Änderung der elektrischen Leistungsversorgung
und der elektrischen Energie am Ort der Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 prüfen. Insbesondere
kann bei Bereitstellen des Druckers 34 der Drucker 34 als
Hauptmittel zum Prüfen
der Daten und der Diagramme davon dienen, wodurch beispielsweise
eine kleine Flüssigkristallanzeige
als die Anzeige 32 verwendet werden kann, um deren Kosten
zu verringern.
-
Das
System mit dem elektrischem Leistungsgeneratorsatz 1' umfasst ein
Mittel zum Erfassen von und Warnen vor Abnormalitäten des
Systems auf der Grundlage der berechneten Ergebnisse.
-
In
dieser Hinsicht ist ein Abnormalitäten-Erfassungsprogramm in der Steuereinheit 5 oder
der Betriebs- und
Anzeigeeinheit 28 in dem Steuersystem 2, oder
in dem Personalcomputer 35 oder der übergeordneten Betriebs- und
Anzeigeeinheit 29, die außerhalb des Generators angeordnet
sind, gespeichert, um einen Erhaltungsadministrator ("conservational administrator" = ein Benutzer,
ein Hersteller oder eine dritte Person, der/die sich mit Erhaltung und
Administration beschäftigt)
unverzüglich
vor unerwarteten Unfällen
und Fehlern der Vorrichtungen zu warnen, wodurch eine schnelle Maßnahme gegen Abnormalitäten ermöglicht wird.
-
Beispielsweise ändert sich
der Wert der Wasser-Wärmeenergie
bezogen auf den Wert der erzeugten elektrischen Leistung nicht sehr,
es sei denn, dass Abnormalitäten
in den Vorrichtungen auftreten. Wenn jedoch das Eintrittsseitenthermometer 44,
das Austrittsseitenthermometer 45 oder der Durchflussmesser 46 ausfallen,
wird der Wert der Wasser-Wärmeenergie
abnormal groß oder
klein oder wird nicht angezeigt. Wenn Sedimente an der Innenwand
des primären
Kühlwasserdurchgangs 8 oder
des sekundären
Kühlwasserdurchgangs 42 bei
dem Wärmetauscher 41 haften,
wird außerdem
der durch den Durchflussmesser 46 erfasste Fluss klein,
die Eintrittsseitentemperatur T1 wird abnormal groß oder die Rotationsfrequenz
des Kühlerlüfters 7a nimmt
zu, um einen abnormalen Temperaturanstieg des primären Kühlwassers
zu verhindern.
-
Das
Abnormalitäten-Erfassungsprogramm überwacht
immer Beträge
der erfassten Daten und berechneten Daten und den Größenausgleich
zwischen den Daten, um Abnormalitäten des Generators unverzüglich zu
erfassen.
-
Eine
Alarmvorrichtung 48 ist an der äußeren Oberfläche des
Generators oder an einer Position fern davon angeordnet und mit
dem Generator mit einem Draht oder über Funk verbunden (vorzugsweise nahe
dem Erhaltungsadministrator angeordnet). Wenn eine Abnormalität erfasst
wird, wird die Alarmvorrichtung 48 ausgelöst, und
die Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 oder die Vorrichtung
außerhalb
des Generators, d.h. der Personalcomputer 35 oder die übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29, zeigt ein wahrscheinlich
gestörtes
Teil oder Teile an, wodurch eine schnelle Maßnahme angemahnt wird. Die
Alarmvorrichtung 48 kann jedes Mittel zum Stimulieren irgendeinen
der fünf
Sinne des Menschen, wie beispielsweise Ton, Licht oder Schwingung,
umfassen.
-
Auf
diese Art und Weise umfasst das Kraft-Wärme-Kopplungssystem mit dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' das Mittel
zum Erfassen von Abnormalitäten,
das ein Programm ist, das in der Steuereinheit 5 oder der
Betriebs- und Anzeigeeinheit 28 bei
dem Steuersystem 2 gespeichert ist, oder in dem Personalcomputer 35 oder
der übergeordneten
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 außerhalb des Generators gespeichert
ist. Das Kraft-Wärme-Kopplungssystem
umfasst ebenfalls die Mittel zum Warnen vor Abnormalitäten, die
die Alarmvorrichtung 48 und entweder die Betriebs- und
Anzeigeeinheit 28 oder der Personalcomputer 35 oder
die außerhalb des
Generators angeordnete übergeordnete
Betriebs- und Anzeigeeinheit 29 sind.
-
Als
Ergebnis ist der elektrische Leistungsgeneratorsatz 1' betriebsbereit,
eine schnelle Maßnahme
gegen Ausfälle
darin zu besitzen, wodurch er in seiner Sicherheit für einen
Benutzer, der geringe Kenntnis der Maschinerie aufweist, und in
seiner Minimierung der Verringerung von Energiekosten, die durch
seinen Ausfall verursacht werden, vorteilhaft ist.
-
Hinsichtlich
des Steuerns des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' kann ein Benutzer
ihn immer steuern und die Antriebsbedingung des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 1' in der Umgebung
davon oder an einem Ort fern davon ändern. Ferner kann der elektrische
Leistungsgeneratorsatz 1' so
aufgebaut sein, dass mehrere typische Programme mit möglicherweise
häufigen
Antriebsmustern in einem Steuersystem 2 vorbereitet werden,
so dass ein Benutzer eines der Programme entsprechend dem Betriebsstatus
wählen
kann. Andernfalls kann ein Lernfunktionsprogramm gespeichert werden,
so dass die Antriebsbedingung automatisch gesteuert werden kann,
um eine ökologische
Last oder die gesamten elektrischen Leistungskosten auf der Grundlage
des Betriebsstatus des Benutzers zu verringern.
-
Wie
oben erwähnt
ist, umfasst das Kraft-Wärme-Kopplungssystem mit
dem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 1' das Steuersystem 2, das als
das Steuermittel zum Minimieren der ökologischen Last oder der gesamten
elektrischen Leistungskosten auf der Grundlage der berechneten Ergebnisse
dient.
-
Daher
kann ein Benutzer/eine Benutzerin mit dem Kraft-Wärme-Kopplungssystem
zufrieden sein, das in einem optimalen Zustand für sein/ihr Verfahren und den
Verwendungszweck davon ohne die Notwendigkeit einer komplizierte
Berechnung verwendet werden kann.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über ein elektrisches
Leistungssystem gegeben, das durch Verbinden einer Mehrzahl von
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
in parallel als eine dritte Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut wird.
-
Zuerst
wird eine Erläuterung über einen
Gesamtaufbau dieses elektrischen Leistungssystems 101 gemäß 15 gegeben.
Das elektrische Leistungssystem 101 umfasst eine Mehrzahl
von elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102 und ein Steuersystem 110.
Jedes Paar von benachbarten elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102,
d.h. jedes Paar von benachbarten, später erläuterten Steuereinheiten 105,
ist gemeinsam durch Kommunikationsleitungen 103 für die Kommunikation
von Steuersignalen und verschiedenen Daten verbunden. Bei dieser
Ausführungsform
nehmen die Kommunikationsleitungen 103 die Verbindung vom
Mehrpunkttyp an, um eine einfache Erweiterung der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zu
ermöglichen.
-
Bei
dem elektrischen Leistungssystem 101 verbindet jeder der
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 seine Ausgangsseite
mit elektrischen Leistungsübertragungsleitungen 109,
um sich gegenseitig mit einer kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40 zu
verbinden, die als eine externe elektrische Leistungsversorgung
dient. Demgemäß werden
die kommerzielle elektrische Leistung und die erzeugte elektrische
Leistung an Lasten 126 geliefert, die mit den elektrischen
Leistungsübertragungsleitungen 109 verbunden
sind.
-
Ein
Aufbau jedes elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 wird
in Übereinstimmung
mit 16 beschrieben. Jeder elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 umfasst
einen Motor 106, einen Generator 107, einen Inverter 108 und
die Steuereinheit 105. Die Steuereinheit 105 und
der Inverter 108 bilden ein Steuersystem, das den Antrieb
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 steuert.
-
Der
Motor 106 ist mit dem Generator 107 verbunden,
um den Generator 107 anzutreiben.
-
Der
Motor 106 ist mit der Steuereinheit 105, die einen
Motorcontroller aufweist, durch eine Steuerleitung 114 verbunden,
so dass die Ausgabe von dem Motor 106 auf der Grundlage
eines Befehls von der Steuereinheit 105 gesteuert wird.
-
Außerdem kann
der Motor 106 Kühlwasser dahin
einführen,
um bei dem Motor 106 erzeugte Wärme mit dem Kühlwasser
herauszunehmen. In diesem Fall wird das elektrische Leistungssystem 101 als
ein so genannter Cogenerator verwendet.
-
Die
Inverter 108 sind mit einer Ausgangsseite des Generators 107 verbunden,
so dass von dem Generator 107 ausgegebener Wechselstrom
in Gleichstrom umgewandelt und in die Inverter 108 eingegeben
wird.
-
Der
Inverter 108 umfasst einen Controller 123 (siehe 17)
zum Steuern der Frequenz von Wechselstrom und zum Überwachen
der Spannung und des Stroms von von dem Generator 107 eingegebener
elektrischer Leistung und der Spannung und des Stroms seiner ausgegebenen
elektrischen Leistung und der elektrischen Energie.
-
Bei
dem in 16 gezeigten Aufbau sind zwei
Inverter 108 mit jedem Generator 107 verbunden,
sodass jeder Inverter 108 elektrische Leistung einzeln
liefert. Ein derartiger Mehrfach-Inverter 108 ermöglicht eine
individuelle Ausgabensteuerung von jedem Inverter 108,
wodurch einer Laständerung
flexibel entsprochen wird.
-
Eine
der Steuereinheiten 105 dient als eine Mastereinheit für die zentralisierte
Steuerung über die
anderen Steuereinheiten 105, um das Antreiben/Anhalten
ihres eigenen Generators 102 oder jedes der anderen Generatoren 102 zu
steuern. Die Funktion als die Mastereinheit ist in jeder der Steuereinheiten 105 eingebaut.
Jede Steuereinheit 105 folgt, wenn eine der anderen Steuereinheiten 105 als die
Mastereinheit arbeitet, der Steuereinheit 105 als die Mastereinheit
und kann nach Bedarf als die Mastereinheit ausgewählt werden,
um die anderen Steuereinheiten 105 zu steuern.
-
Demgemäß wird,
obwohl die in jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 angeordnete Steuereinheit 105 mit
den bei den anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 angeordneten Steuereinheiten 105 durch
die Kommunikationsleitungen 103 kommuniziert, eine der
Steuereinheiten 105 optional als die Mastereinheit ausgewählt, um alle
anderen Steuereinheiten 105 kooperativ zu steuern. Bei
dieser Ausführungsform
nehmen die Kommunikationsleitungen 103 die Verbindung vom
Mehrpunkttyp an, um eine einfache Erweiterung der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zu
ermöglichen.
-
Verschiedene
Kommunikationsleitungen in 16 werden
beschrieben.
-
Die
Kommunikationsleitungen 103 verbinden die Steuereinheiten 105 in
allen der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 miteinander,
wodurch eine Kommunikation von Steuerinformation zwischen den Steuereinheiten 105 ermöglicht wird.
-
Bei
jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 verbinden
die Kommunikationsleitungen 112 die Inverter 108 mit
der Steuereinheit 105, um Steuersignale und Signale, die
einen Status der Inverter 108 angeben, zwischen den Invertern 108 und der
Steuereinheit 105 zu übertragen.
-
Die
Kommunikationsleitungen 113 verbinden die Inverter 108 in
jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 mit den Invertern 108 bei
den anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102, wodurch
eine Kommunikation von Steuersignalen hinsichtlich der Ausgabesteuerung
der Inverter ermöglicht
wird.
-
Signalleitungen 115 erstrecken
sich von Stromdetektoren 111 und sind mit den Invertern 108 verbunden,
die in jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 angeordnet
sind, um den Stromwert des kommerziellen elektrischen Leistungssystems
in jedem Inverter 108 zu erfassen.
-
Ein
Aufbau des Inverters 108 wird in Übereinstimmung mit 17 beschrieben.
-
Jeder
der Inverter 108 ist mit dem Controller 123, einer
Gleichrichterschaltung 124, einem Ausgangssteuerteil 125 und
einem Kommunikationsteil 121 verbunden.
-
Die
Gleichrichterschaltung 124 wandelt Wechselstrom der durch
den Generator 107 erzeugten elektrischen Leistung in Gleichstrom
um. Das Ausgangssteuerteil 125 wird mit der elektrischen Leistung
des Gleichstroms versorgt und wandelt ihn in Wechselstrom um und
gibt ihn aus.
-
Der
Controller 123 ist mit dem Ausgangssteuerteil 125 verbunden,
um die von dem Ausgangssteuerteil 125 ausgegebene elektrische
Leistung zu steuern.
-
Der
Controller 123 ist mit dem Kommunikationsteil 121 verbunden,
mit dem die oben erwähnten Kommunikationsleitungen
mit den jeweiligen Inverter 108 verbunden werden können, um
eine Kommunikation des entsprechenden Inverters 108 mit
den Invertern 108, die in den anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 108 angeordnet
sind, mit der Steuereinheit 105 in dem gleichen elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 und die Erfassung von elektrischen
Strom von dem kommerziellen elektrischen Leistungssystem zu ermöglichen.
-
Das
Kommunikationsteil 121 und die Kommunikationsleitungen
werden wie folgt beschrieben.
-
Das
Kommunikationsteil 121 umfasst Eingabe/Ausgabe-Verbindungsports 122a,
die mit den Kommunikationsleitungen 112 verbunden sind,
um eine Kommunikation des entsprechenden Inverters 108 mit
der Steuereinheit 105 in dem gleichen elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 zu
ermöglichen.
-
Das
Kommunikationsteil 121 umfasst Eingabe/Ausgabe-Verbindungsports 122b,
die mit den Kommunikationsleitungen 112 verbunden sind,
um eine Kommunikation des Inverters 108 in dem gleichen
elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 miteinander und
eine Kommunikation davon mit den Invertern 108 in den anderen
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zu
ermöglichen.
-
Das
Kommunikationsteil 121 umfasst Eingabe/Ausgabe-Verbindungsports 122c,
die mit den Signalleitungen 115 verbunden sind, um den
entsprechenden Inverter 108 mit den Stromdetektoren 111 zu
verbinden. Daher kann einer der Inverter 108 optional ausgewählt werden,
um den elektrischen Strom von dem kommerziellen elektrischen Leistungssystem
zu erfassen.
-
Ein
Verdrahtungsaufbau zwischen den Invertern wird in Übereinstimmung
mit 18 beschrieben.
-
Bei
jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 ist die Steuereinheit 105 mit
den Invertern 108 durch die Kommunikationsleitung 112 verbunden.
-
Alle
Inverter 108 sind miteinander durch die Kommunikationsleitungen 113 verbunden,
um Ausgabesteuerinformation zwischen allen Invertern 108 zu übertragen.
-
Die
Signalleitungen 115 verbinden jeden Inverter 108 mit
den anderen Invertern 108, und die Stromdetektoren 111 sind
auf der stromaufwärtigen Seite
einer Verbindungsstelle der elektrischen Leistungsübertragungsleitung 109 mit
den Lasten 126 an der kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40 und
der Signalleitung 115 des stromaufwärtigsten Inverters 108 in
den stromaufwärtigsten
elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102 (zu
der kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40 hin)
angeordnet. Daher kann einer der Inverter 108 optional ausgewählt werden,
um die Erfassung des elektrischen Stroms von dem kommerziellen elektrischen Leistungssystem
zu ermöglichen.
Stromtransformatoren oder dergleichen können als die Stromdetektoren 111 verwendet
werden.
-
18 veranschaulicht
nicht alle mit den Signalleitungen 115 verbundenen Inverter 108.
Alle Inverter 108 sind jedoch tatsächlich mit den Stromdetektoren 111 durch
die Signalleitungen 115 verbunden.
-
Auf
diese Art und Weise können
bei dem elektrischen Leistungssystem 101 die Inverter 108 in allen
elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102 den elektrischen
Strom von dem externen elektrischen Leistungssystem erfassen. Daher
ist es möglich, dass
lediglich der mit Problemen belastete elektrische Leistungsgeneratorsatz 102,
der eine Abnormalität
in seinem erfassten Stromwert aufweist, angehalten und gewartet
wird, obwohl die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 in
gegenseitiger Verbindung miteinander ohne Anhalten gehalten werden,
und dass alle elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 in ihren kumulativen
Antriebszeiten angeglichen werden.
-
Ferner
dient, wie oben erwähnt,
einer der Inverter 108 als die Mastereinheit zur zentralisierten Steuerung über die
anderen Inverter 108, um die eigene erzeugte elektrische
Ausgabe oder die der anderen zu steuern. Die Funktion als die Mastereinheit ist
in allen Invertern 108 eingebaut. Jeder Inverter 108 folgt,
wenn einer der anderen Inverter 108 als die Mastereinheit
arbeitet, einem anderen Inverter 108 als die Mastereinheit,
und kann nach Bedarf als die Mastereinheit zur zentralisierten Steuerung über die anderen
Inverter 108 dienen.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
nehmen die Kommunikationsleitungen 103, 112 und 113 die
Verbindung vom Mehrpunkttyp an, um eine einfache Erweiterung der
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zu
ermöglichen.
-
Als
nächstes
wird eine Erläuterung über ein Steuerverfahren
des oben erwähnten
elektrischen Leistungssystems 101 zur Verteilung der elektrischen
Leistungsversorgung gegeben.
-
Hinsichtlich
der vorliegenden Steuerung dient einer der Inverter als die Mastereinheit,
die die anderen Inverter kooperativ steuert. Der als die Mastereinheit
dienende Inverter akkumuliert Information hinsichtlich erzeugten
elektrischen Ausgaben, die für die
anderen jeweiligen Inverter erforderlich sind, berechnet die Summe
der erzeugten Ausgabe, die für das
gesamte elektrische Leistungssystem erforderlich ist, und bestimmt
die Anzahl der elektrischen Leistungsgeneratorsätze, die auf der Grundlage
des berechneten Ergebnis anzutreiben sind.
-
Die
vorliegende Steuerung wird durch ein Ablaufdiagramm 500 von 19 und 20 dargestellt.
Die vorliegende Steuerung gemäß dem Ablaufdiagramm 500 wird
wie folgt beschrieben.
-
Jeder
Inverter 108 erfasst elektrischen Strom von dem kommerziellen
elektrischen Leistungssystem durch den Stromdetektor 111,
um eine kommerzielle Versorgung elektrischer Leistung R [W] in der elektrischen
Leistungsübertragungsleitung 109 von der
kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung 40 zu berechnen
(ein Schritt 301).
-
Die
Inverter 108 berechnen ihre jeweiligen Ausgaben a, b, c,
... [W] (ein Schritt 302). Die Ausgaben a, b, c, ... [W]
sind nämlich
beobachtete elektrische Leistungsausgaben der jeweiligen Inverter 108. Andererseits
werden hiernach Nennausgaben (maximale Ausgaben) der Inverter 108 als
Nennleistungen A, B, C, ... [W] bezeichnet.
-
Dann
akkumuliert ein beliebiger der Inverter 108 als die Mastereinheit
(hier nachstehend als ein "Masterinverter 108" bezeichnet) Daten
der beobachteten Ausgaben a, b, c, ... von den anderen Invertern 108 und
berechnet den beobachteten Gesamtwert t [W] der Ausgaben a, b, c,
... (ein Schritt 303). Alternativ kann jede Steuereinheit 105 Daten
der Ausgabe der entsprechenden Inverter 108 bei jedem elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 akkumulieren.
-
Wenn
das elektrische Leistungssystem 101 als ein gegenseitiges
Verbindungssystem ohne umgekehrten elektrischen Leistungsfluss verwendet wird,
arbeitet der Masterinverter 108 mit den anderen Invertern
zusammen, um ihre erzeugten Ausgabe zu steuern, um einen umgekehrten
Fluss elektrischer Leistung von dem elektrischen Leistungssystem 101 zu
der externen elektrischen Leistungsversorgung zu verhindern.
-
Der
Masterinverter 108 steuert die eigene Ausgabe oder die
der anderen Inverter wie oben, um den umgekehrten elektrischen Leistungsfluss
zu verhindern (ein Schritt 304). Dieser Schritt kann in
dem Programm der Steuereinheit 105 beliebig eingestellt werden,
so dass ein Benutzer auswählen
kann, ob der umgekehrte elektrische Leistungsfluss erlaubt oder
verhindert ist. Nach der Steuerung zur Verhinderung des umgekehrten
elektrischen Leistungsflusses startet die Erfassung der ausgegeben
elektrischen Leistung erneut.
-
Als
nächstes überwacht
die Steuereinheit 105 als die Mastereinheit (hier nachstehend
als eine "Master-Steuereinheit 105" bezeichnet) den
Gesamtwert t [W] von dem Masterinverter 108 (ein Schritt 305).
Alternativ kann die Mastersteuereinheit 105 den Gesamtwert
t [W] überwachen,
der durch Aufsummieren aller durch die jeweiligen Steuereinheiten 105 akkumulierten
Daten erhalten wird.
-
Dann
prüft die
Steuereinheit 105, ob der obige erhaltene Gesamtwert t
[W] mit einem Gesamtwert T [W] der Nennleistungen A, B, C, ... der
betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 übereinstimmt
oder nicht (ein Schritt 306).
-
Durch
diese Prüfung
wird geprüft,
ob das gesamte elektrische Leistungssystem 101 die höchste Leistung
zeigt oder nicht, dass heißt,
ob die ausgegebene elektrische Leistung der betriebenen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 das
Maximum erreicht oder nicht.
-
Wenn
der Gesamtwert t [W] mit dem Gesamtwert T [W] übereinstimmt, ist man der Ansicht, dass
die Ausgabe der betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 das
Maximum ereicht, dass heißt,
das gesamte elektrische Leistungssystem 101 wird betrieben,
um seine maximale elektrische Leistung auszugeben, wodurch die folgende
Steuerung fallen gelassen wird.
-
Wenn
der Gesamtwert t [W] andererseits kleiner als der Gesamtwert T [W]
ist, wählt
die Mastersteuereinheit 105 entweder ein Programm (eine Route
R1) zum Betreiben der gezählten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 (wobei
die Anzahl wie oben bestimmt wird), die in der Ausgabe angeglichen sind,
oder ein Programm (eine Route R2) zum Betreiben bestimmter elektrischer
Leistungsgeneratorsätze 102 mit
ihrer maximalen Ausgabe aus (ein Schritt 307).
-
Ein
Benutzer kann nämlich
entweder das Programm, um die gezählten elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 in
der Ausgabe gleichmäßig zu betreiben
(die Route R1), oder das Programm, um die bestimmten elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 bei
voller Ausgabe zu betreiben, die durch einen weiteren elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 unterstützt werden, der einen Mangel
der Ausgabe ausgleicht (die Route R2), auswählen.
-
Von
den beiden wird zuerst das Programm beschrieben, um alle gezählten elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 in
der Ausgabe gleichmäßig zu betreiben.
-
Das
vorliegende Programm (die Route R1) gleicht zwangsweise die Ausgaben
der Inverter aller gezählten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 an.
-
Zuerst
wird die Anzahl der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bestimmt,
die in der Ausgabe gleichmäßig zu betreiben
sind, und die zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 (die
elektrischen Leistungsgeneratorsätze,
die zum Arbeiten bestimmt sind) werden gewählt (einige der elektrischen
Generatoren 102 werden gezählt, um betrieben zu werden)
(ein Schritt 308).
-
Das
Zählen
und die Wahl von Vorrichtungen hängt
von der Berechnung der akkumulierten Betriebszeit jedes elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes 102 zum "Angleichen der akkumulierten Betriebszeiten
der jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102", für das "Ruhen der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zur
Zeit der Wartung gemäß dem Wartungszeitplan" oder von dergleichen ab.
Auf diese Art und Weise werden die elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 durch
die entsprechenden Steuereinheiten 105 gesteuert, die im
Betrieb bei jeder festgelegten Zeitspanne verschieden sind.
-
Der
ruhende elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 wird, wenn
er existiert, ebenfalls als ein zu betreibendes Ziel gezählt.
-
Gemäß dem Zählen und
der Wahl kann ein beliebiger der betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 abgeschaltet
werden. Dies bedeutet die Auswahl des zu ruhenden elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 (ein
Schritt 309).
-
Dann
wird geprüft,
ob der Inverter 108 bei dem zu ruhenden Leistungsgeneratorsatz 102 als
die Mastereinheit dient oder nicht (ein Schritt 310).
-
Wenn
der Inverter 108 bei dem zu ruhenden elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 als
die Mastereinheit dient, wird die Funktion der Mastereinheit zu
einem anderen Inverter 108 bei dem zu betreibenden elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 verschoben (ein Schritt 311).
-
Außerdem wird
geprüft,
ob die Steuereinheit 105 bei dem zu ruhenden elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 als die Mastereinheit dient
oder nicht (ein Schritt 312).
-
Wenn
die Steuereinheit 105 bei dem zu ruhenden elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 als die Mastereinheit dient,
wird die Funktion der Mastereinheit zu einer anderen Steuereinheit 105 bei
dem zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 verschoben
(ein Schritt 311).
-
Außerdem überwacht
jede Steuereinheit 105 vorzugsweise den Betriebs/Ruhezustand
des entsprechenden elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 oder
der anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102, und wenn
die Steuereinheit 105 und der Inverter 108 bei
dem gleichen elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 als
die Mastereinheiten dienen, verschiebt die Steuereinheit 105 automatisch die
Funktionen davon und des entsprechenden Inverters 108 als
die Mastereinheiten zu der Steuereinheit 105 und den Invertern 108 bei
einem anderen betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102.
-
Gemäß den obigen
Schritten 309 bis 313 werden vor dem Abschalten
des elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102, der die
Steuereinheit 105 und den Inverter 108 umfasst,
die als die Mastereinheiten dienen, die Funktionen als die Mastereinheiten
zu der Steuereinheit 105 und dem Inverter 108 bei
einem anderen elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 verschoben.
-
Demgemäß wird der
Inverter 108 einer der betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 als
die Mastereinheit eingestellt, um die anderen Inverter 108 kooperativ
zu steuern, und dann wird der betriebene elektrische Leistungsgeneratorsatz 102, der
als ruhend gezählt
wird, abgeschaltet, und der ruhende elektrische Leistungsgeneratorsatz 102,
der gezählt
wird, um betrieben zu werden, startet (ein Schritt 333).
-
Als
nächstes
wird das Programm beschrieben, um die bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bei
voller Ausgabe zu betreiben, die durch einen weiteren elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 unterstützt werden, der einen Ausgabemangel
ausgleicht.
-
Dieses
vorliegende Programm betreibt die bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 zwangsweise
bei voller Ausgabe und betreibt einen der anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102,
um die Ausgabe seiner Inverter dahin zu bringen, der Änderung
der kommerziell gelieferten elektrischen Leistung R [W] zu entsprechen.
-
Zuerst
wird die Anzahl der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bestimmt,
die bei voller Ausgabe zu betreiben sind, und die voll betriebenen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 und
der elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102, der der Änderung
der kommerziell gelieferten elektrischen Leistung R [W] entspricht
(die zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsätze), werden
gewählt (ein
Schritt 320).
-
Das
Zählen
und die Wahl von Vorrichtungen hängt
von der Berechnung der akkumulierten Betriebszeit jedes elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102, um "die akkumulierten Betriebszeiten der
jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 anzugleichen", um "die elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 zur
Zeit der Wartung gemäß dem Wartungszeitplan
ruhen zu lassen" oder
dergleichen ab. Auf diese Art und Weise werden die elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 durch
die entsprechenden Steuereinheiten 105 gesteuert, um im
Betrieb bei jeder festgelegten Zeitspanne verschoben zu werden.
-
Der
ruhende elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 wird, falls
er existiert, ebenfalls als ein zu betreibendes Ziel gezählt.
-
Gemäß dem Zählen und
der Wahl kann ein beliebiger der betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 abgeschaltet
werden. Dies bedeutet die Auswahl des zu ruhenden elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 (ein
Schritt 309). Der nachfolgende Ablauf (die Schritte 309 bis 333)
ist der gleiche wie der des obigen Programms zur Steuerung der gleichen
Ausgabe.
-
Demgemäß sammelt
und akkumuliert das als die Mastereinheit dienende Steuersystem
(Steuereinheit 105) Daten von den anderen Steuersystemen
(Steuereinheit 105) hinsichtlich der erzeugten elektrischen
Leistungen, die für
die jeweiligen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 erforderlich
sind, um die Last der elektrischen Leistung des elektrischen Leistungssystems 101 zu
berechnen, wodurch die Anzahl der zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bestimmt
wird.
-
Auf
diese Art und Weise kann entweder die Steuerung der gleichen Ausgabe
oder die Steuerung der vollen Ausgabe der bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 ausgewählt werden, und
die akkumulierte Betriebszeit von jedem elektrischen Leistungsgeneratorsatz
wird angeglichen.
-
Gemäß dem obigen
Fluss wird jeder elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 zwischen
dem Betriebszustand und dem Ruhezustand umgeschaltet.
-
Hier
wird eine Erläuterung über Merkmale der
oben erwähnten
zwei Steuerungen (den Routen R1 und R2) gegeben.
-
Hinsichtlich
der Steuerung der gleichen Ausgabe (der Route R1) steuert die Steuereinheit 105 des
elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102, die als die
Mastereinheit dient, ihren elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 und
die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102, um eine Angleichung
der Ausgaben der zu betreibenden elektrischen Zielleistungsgeneratorsätze 102 zur
Bestimmung der Anzahl der betriebenen Generatoren in Erwägung zu
bringen.
-
Demgemäß werden
alle elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 in ihren Betriebszeiten
angeglichen, ohne übermäßigem Betrieb
und Ausgabe zu erfordern, wodurch eine Lebensdauer des gesamten
elektrischen Leistungssystems 101 verlängert wird.
-
Andererseits
steuert hinsichtlich der Steuerung der vollen Ausgabe der bestimmten
elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 (eine
Route R2) die Steuereinheit 105 des als die Mastereinheit
dienenden elektrischen Leistungsgeneratorsatzes 102 ihren elektrischen
Leistungsgeneratorsatz 102 und die anderen elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102,
um die Maximierung der Ausgaben der zu betreibenden (mehreren) elektrischen
Leistungsgenerator-Zielsätze 102 zur
Bestimmung der Anzahl der betriebenen Generatoren in Erwägung zu
bringen.
-
Demgemäß werden
die bestimmten elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bei voller
Ausgabe betrieben, um die beste Performanz zu zeigen (bei hohem
Wirkungsgrad arbeiten). Außerdem
können die
zu ruhenden elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 unter den
betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 gewählt werden.
-
Wenn
die maximale Ausgabe von einem elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 beispielsweise
10 [kW] beträgt,
ist die kommerziell gelieferte elektrische Leistung R [W] gleich
40 [kW], und Ausgaben von fünf
elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102 betragen
jeweils 8 [kW], 7 [kW], 9 [kW], 8 [kW] und 8 [kW], Ausgaben von
vier elektrischen Leistungsgeneratorsätzen 102 werden auf
die maximale Ausgabe 10 [kW] eingestellt, um 40 [kW] mit der Summe
davon auszugleichen, wodurch der eine verbleibende elektrische Leistungsgeneratorsatz
ruht.
-
Bei
jeder dieser Steuerungen (den Routen R1 und R2), kann das als die
Mastereinheit dienende Steuersystem (Steuereinheit 105)
die betriebenen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 bei jeder festgelegten
Zeitspanne umschalten. Die zu betreibenden elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 werden
nämlich
auf der Grundlage der Betriebszeithistorie gewählt, um die Betriebszeiten
aller elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 anzugleichen, wodurch
verhindert wird, dass die akkumulative Betriebszeit des bestimmten
elektrischen Leistungsgeneratorsatz 102 länger als
jene der anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 wird,
um eine Lebensdauer des gesamten elektrischen Leistungssystem 101 zu
verlängern.
-
Bei
jeder der beiden Steuerungen (den Routen R1 und R2) wird die Funktion
als die Mastereinheit zwischen den Invertern 108 und zwischen
den Steuereinheiten 105 verschoben.
-
Gemäß dem Programm
wird, wenn entschieden wird, das der Inverter 108 und die
Steuereinheit 105 als die Mastereinheit zu ruhen haben,
die Funktion zu einem anderen Inverter 108 und einer anderen
Steuereinheit 105 verschoben, um die allgemeine Steuerung
beizubehalten, die für
das gesamte elektrische Leistungssystem 101 notwendig ist.
-
Daher
kann, wenn ein bestimmter elektrischer Leistungsgeneratorsatz 102 Wartung
erfordert, während
das elektrische Leistungssystem 101 in gegenseitiger Verbindung
bleibt, lediglich der anfordernde elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 ruhen,
anstatt, dass die anderen elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 ruhen.
-
Außerdem muss
der Inverter 108 als die Mastereinheit fortwährend den
Wert des elektrischen Stroms von dem kommerziellen elektrischen
Leistungssystem erfassen, um die gegenseitige Verbindung sicher
zu stellen. In dieser Hinsicht weisen die Inverter 108 aller
elektrischen Leistungsgeneratorsätze
Fähigkeiten
zum Erfassen des Stromwerts auf, wodurch es nie unmöglich wird,
den Stromwert zu erfassen, sogar wenn der bestimmte elektrische
Leistungsgeneratorsatz 102 ruht.
-
Herkömmlicherweise
erfasst lediglich ein Inverter von einem bestimmten elektrischen
Leistungsgeneratorsatz den Wert des Stroms von dem kommerziellen
elektrischen Leistungssystem, so dass der zu ruhende elektrische
Leistungsgeneratorsatz 102 nicht frei gewählt werden
kann. Bei dem vorliegenden Aufbau können jedoch die Inverter 108 aller elektrischen
Leistungsgeneratorsätze 102 als
Mastereinheit arbeiten, so dass der zu ruhende elektrische Zielleistungsgeneratorsatz 102 frei
gewählt
werden kann.
-
Daher
kann sogar der bestimmte elektrische Leistungsgeneratorsatz 102 für die Wartung
ruhen, ohne dass ein weiterer Leistungsgenerator 102 ruhen
müsste,
so dass die Betriebszeiten aller elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 angeglichen werden
können.
-
Durch
die obige Ablaufsteuerungsfolge bestimmt die Steuereinheit 105 automatisch
den Betriebs/Ruhezustand der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102.
Alternativ kann ein Benutzer optional die elektrischen Zielleistungsgeneratorsätze 102 wählen, die
zu betreiben oder zu ruhen sind.
-
Beispielsweise
kann beim Schritt 307 (Auswahl des Steuerverfahrens) des
Ablaufdiagramms 500 in 19 ein
Benutzer alternativ einen der elektrischen Leistungsgeneratorsätze 102 spezifizieren, die
zur Wartung anzuhalten ist.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die
Erfindung ist auf ein elektrisches Leistungsversorgungssystem mit
einem elektrischen Leistungsgeneratorsatz anwendbar, das einen durch einen
Motor angetriebenen Generator und einen Inverter mit der Fähigkeit
zur Verbindung mit einer externen elektrischen Leistungsversorgung
aufweist. Ein typisches externes elektrisches Leistungsversorgungssystem
ist eine kommerziellen elektrischen Leistungsversorgung von einem
elektrischen Kraftwerk, wobei ein beliebiges elektrische Leistungsversorgungssystem
als das externe elektrische Versorgungssystem dienen kann, wenn
es mit einer Ausgabeleitung des elektrischen Leistungssystems des elektrischen
Leistungsgeneratorsatzes gegenseitig verbunden werden kann. Der
elektrische Leistungsgeneratorsatz kann kommerzielle elektrische
Leistung liefern. Das elektrische Leistungserzeugungssystem der
Erfindung stellt ein derartiges zufrieden stellendes System zum
Verwalten elektrischer Leistungsversorgungen für Benutzer bereit, weil es
die Bildanzeigevorrichtung verwendet, damit der Benutzer ohne Weiteres
den Zustand verwendeter elektrischer Leistung erfassen kann, und
eine Mehrzahl von elektrischen Leistungsgeneratorsätzen hat,
von denen jeder eine vielseitige Eisatzfähigkeit aufweist, wodurch zur
Verringerung von Kosten beigetragen wird, bzw. auf verschiedene
Bedürfnisse
besser eingegangen werden kann. Die Erfindung ist ebenfalls auf
den Aufbau eines kompakten elektrischen Leistungssystems oder Kraft-Wärme-Kopplungssystems anwendbar,
das Abwärme
des elektrischen Leistungsgeneratorsatz wiedergewinnt.