JP2002335627A - コージェネレーションシステムの運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 頻繁な起動、稼働停止を回避して発電装置を
運転制御し、これによってシステム全体の耐久性の低下
を抑えることができるコージェネレーションの運転制御
装置を提供すること。 【解決手段】 発電装置６と、発電装置６からの発電電
力を配電線１４に系統連系するためのインバータ１０
と、発電装置６から発生する熱を回収して温水として貯
えるための貯湯装置８と、発電装置６を運転制御するた
めの運転制御手段６０と、を具備するコージェネレーシ
ョンシステムの運転制御装置。運転制御手段６０は、電
力が供給される電力負荷の所定時間間隔の平均電力値を
演算し、この平均電力値を利用して発電装置６を運転制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コージェネレーシ
ョンシステムを運転制御する運転制御装置、更に詳しく
は、コージェネレーションシステムの耐久性や起動ロス
等を考慮して起動、稼働停止する運転制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コージェネレーションシステム
は、エンジン、燃料電池等によって電力を発生する発電
装置と、発電装置にて発生した電力を配電線に系統連系
するためのインバータと、発電装置から発生する熱を回
収して温水として貯える貯湯装置と、発電装置を運転制
御するための運転制御手段と、を備えている。このシス
テムでは、運転制御手段は電力負荷に対応して発電装置
を運転制御し、電力負荷が大きくなると発電装置が起動
し、発電装置からの発電電力が電力負荷に供給される一
方、電力負荷が小さくなると発電装置の稼働が停止し、
このように発電装置の運転を停止してシステムの運転効
率を高めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなコージェネ
レーションシステムでは、耐久性、経済性の観点からす
ると、発電装置の起動、稼働停止を頻繁に行うことは望
ましくなく、変動する電力負荷に応答して短時間に起
動、稼働停止を繰り返し行うと、システム全体の耐久性
が低下し、その寿命が短くなる。また、起動、稼働停止
の繰り返しによって起動ロスがかさみ、経済性が低下す
る。

【０００４】本発明の目的は、頻繁な起動、稼働停止を
回避して発電装置を運転制御し、これによってシステム
全体の耐久性の低下や経済性の低下を抑えることができ
るコージェネレーションの運転制御装置を提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、コージェネレ
ーション用発電装置と、前記発電装置からの発電電力を
配電線に系統連系するためのインバータと、前記発電装
置から発生する熱を回収して温水として貯えるための貯
湯装置と、前記発電装置を運転制御するための運転制御
手段と、を具備するコージェネレーションシステムの運
転制御装置であって、前記運転制御手段は、電力が供給
される電力負荷の所定時間間隔の平均電力値を演算し、
前記平均電力値を利用して前記発電装置を運転制御する
ことを特徴とする。

【０００６】本発明に従えば、発電装置の運転を制御す
る運転制御手段は、電力負荷の所定時間間隔（例えば、
３０〜６０分の間の適切な時間）の平均電力値を演算
し、この平均電力値を利用して発電装置を運転制御する
ので、電力負荷の変動割合が緩やかになり、それ故に、
瞬時に電力負荷が大きく変動してもこの変動に対応して
発電装置が起動、稼働停止されることはなく、かくし
て、発電装置の起動、稼働停止の頻度が少なくなり、シ
ステムの耐久性の低下を抑えることができる。尚、発電
装置とはガスエンジン、ディーゼルエンジン等のエンジ
ンによって駆動される発電機や燃料電池等である。

【０００７】また、本発明では、前記運転制御手段は、
前記平均電力値が前記第１電力値以上なると前記発電装
置を起動し、前記平均電力値が前記第１電力値より小さ
い第２電力値未満になると前記発電装置を停止すること
を特徴とする。本発明に従えば、電力負荷の平均電力値
が大きくなって第１電力値以上になると、運転制御手段
は発電装置を起動し、発電装置からの発電電力が電力負
荷に送給され、また電力負荷の平均電力値が小さくなっ
て第２電力値未満になると、運転制御手段は発電装置の
稼働を停止し、このように稼働停止することによってシ
ステムの運転効率が高められる。また、このように発電
装置を起動する第１電力値を、発電装置を稼働停止する
第２電力値よりも大きな電力値に設定することによっ
て、発電装置の起動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性
を持たせることができ、これによって発電装置の頻繁な
起動、稼働停止を回避することができる。

【０００８】また、本発明は、コージェネレーション用
発電装置と、前記発電装置からの発電電力を配電線に系
統連系するためのインバータと、前記発電装置から発生
する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、
前記発電装置を運転制御するための運転制御手段と、を
具備するコージェネレーションシステムの運転制御装置
であって、前記運転制御手段は、電力が供給される電力
負荷の電力値を利用して前記発電装置を運転制御し、前
記電力値が前記第１電力値以上になると前記発電装置を
起動し、前記電力値が前記第１電力値より小さい第２電
力値未満になると前記発電装置を停止することを特徴と
する。

【０００９】本発明に従えば、運転制御手段は電力負荷
の電力値を利用して発電装置を運転制御し、電力負荷の
電力値が第１電力値以上になると、発電装置を起動し、
また電力負荷の平均電力値が第２電力値未満になると、
発電装置の稼働を停止する。このように発電装置を起動
する第１電力値を、発電装置を稼働停止する第２電力値
よりも大きな電力値に設定することによって、発電装置
の起動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性を持たせるこ
とができ、これによって発電装置の頻繁な起動、稼働停
止を回避することができる。尚、この電力値とは、通常
の計測電力値を用いてもよく、計測電力値を平均化した
平均電力値を用いてもよい。

【００１０】また、本発明は、コージェネレーション用
発電装置と、前記発電装置からの発電電力を配電線に系
統連系するためのインバータと、前記発電装置から発生
する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、
前記発電装置を運転制御するための運転制御手段と、を
具備するコージェネレーションシステムの運転制御装置
であって、前記運転制御手段は、電力が供給される電力
負荷の電力値を利用して前記発電装置を運転制御し、前
記発電装置が起動した後は予め設定された稼働継続時間
の間継続して前記発電装置を稼働運転することを特徴と
する。

【００１１】本発明に従えば、発電装置が起動した後
は、運転制御手段は発電装置を所定稼働継続時間の間継
続して稼働するので、この稼働継続時間の間に電力負荷
が低下しても稼働状態が維持され、このように稼働状態
を維持することによって発電装置の起動、稼働停止の頻
度を少なくすることができる。尚、稼働継続時間は、例
えば６０〜９０分程度である。

【００１２】また、本発明は、コージェネレーション用
発電装置と、前記発電装置からの発電電力を配電線に系
統連系するためのインバータと、前記発電装置から発生
する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、
前記発電装置を運転制御するための運転制御手段と、を
具備するコージェネレーションシステムの運転制御装置
であって、前記運転制御手段は、電力が供給される電力
負荷の電力値を利用して前記発電装置を運転制御し、前
記発電装置を停止した後は予め設定された停止継続時間
の間継続して前記発電装置を停止することを特徴とす
る。

【００１３】本発明に従えば、発電装置が稼働停止した
後は、運転制御手段は発電装置を所定停止継続時間の間
継続して停止状態に保持するので、この停止継続時間の
間に電力負荷が上昇しても稼働停止状態が維持され、こ
のように稼働停止状態を維持することによって発電装置
の起動、稼働停止の頻度を少なくすることができる。
尚、停止継続時間は、例えば６０〜９０分程度である。

【００１４】更に、本発明は、コージェネレーション用
発電装置と、前記発電装置からの発電電力を配電線に系
統連系するためのインバータと、前記発電装置から発生
する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、
前記発電装置を運転制御するための運転制御手段と、を
具備するコージェネレーションシステムの運転制御装置
であって、前記運転制御手段は、電力が供給される電力
負荷の電力値を利用して前記発電装置を運転制御すると
ともに、設定した時間帯情報に基づいて前記発電装置を
運転制御し、前記時間帯情報として起動禁止時間帯を設
定したときには前記発電装置の継続的稼働運転は許容す
るが、前記発電装置の起動運転を禁止し、また前記時間
帯情報として稼働禁止時間帯を設定したときには前記発
電装置の継続的稼働運転及び起動運転を禁止することを
特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、運転制御手段は電力負荷
の電力値を利用するとともに、設定した時間帯情報に基
づいて発電装置を運転制御し、時間帯情報として起動禁
止時間帯及び稼働禁止時間帯が設定可能である。起動禁
止時間帯では、発電装置の継続的稼働運転は許容される
が、その起動運転が強制的に禁止され、停止状態から起
動されることはない。また、稼働禁止時間帯では、発電
装置の継続的稼働運転及び起動運転が強制的に禁止さ
れ、稼働状態のときには停止し、また停止状態のときに
は起動されることはない。このような起動禁止時間帯及
び稼働禁止時間帯を設定可能にすることによって、発電
装置の効率的運転が可能となり、また発電装置の起動、
稼働停止の頻度を抑えることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に従うコージェネレーションシステムの運転制御装置
の実施形態について説明する。第１の実施形態 まず、図１〜図４を参照して、コージェネレーションシ
ステムの運転制御装置の第１の実施形態について説明す
る。図１は、コージェネレーションシステムの一例の全
体を示す簡略図であり、図２は、図１のコージェネレー
ションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図であ
り、図３は、図２の制御系による制御を説明するための
図であり、図４は、図２の制御系の制御の流れを示すフ
ローチャートである。

【００１７】図１において、図示のコージェネレーショ
ンシステムは、エンジン２（例えばガスエンジン）によ
って駆動される発電機４を含む発電装置６と、エンジン
２にて発生した熱を温水として貯える貯湯装置８とを備
え、エンジン２の冷却水から排出される熱が後述する如
くして貯湯装置８に貯えられる。発電装置６は、発電機
４をエンジン２によって駆動する形態のものに代えて、
燃料電池でもよい。

【００１８】発電装置６の出力側には系統連系インバー
タ１０が設けらている。このインバータ１０は、発電機
４の発電電力を商用系統１２から供給される電力と同じ
電圧及び同じ周波数にするものである。商用系統１２
は、例えば単相３線式１００／２００Ｖであり、配電線
１４を介して電力負荷１６、即ちテレビ、冷蔵庫、洗濯
機等の各種電気機器に電気的に接続される。インバータ
１０は、コージェネ用配電線１８を介して配電線１４に
電気的に接続され、コージェネ用発電装置６にて発生し
た発電電力がインバータ６及びコージェネ用配電線１８
を介して電力負荷１６に供給される。

【００１９】配電線１４には電力負荷計測手段２２が設
けられ、この電力負荷計測手段２２は電力負荷１６の負
荷電力を計測する。この電力負荷計測手段２２は、ま
た、配電線１４を通して流れる電流に逆潮流が発生して
いるか否かを検知し、この形態では、逆潮流が生じない
ように、発電装置６からインバータ６を介して配電線１
４に供給される電力が制御される。貯湯装置８は、温水
を貯える貯湯タンク３８と、温水を循環させるための温
水循環流路４０とを備えている。温水循環流路４０の一
端側は貯湯タンク３８の底部に接続され、その他端側が
貯湯タンク３８の上部に接続され、貯湯タンク３８内の
温水はこの温水循環流路４０を通して循環される。この
温水循環流路４０には、更に、温水を循環するための循
環ポンプ４２が設けられている。

【００２０】温水循環流路４０に関連して、熱交換器４
６が配設されている。熱交換器４６は、エンジン２のラ
ジエタ４８からの冷却水を循環させるための冷却水循環
流路５０を流れる冷却水と温水循環流路４０を流れる温
水との間で熱交換を行うもので、エンジン２からの冷却
水によって温水循環流路４０を流れる温水を加熱する。
この冷却水循環流路４０には、冷却水を循環させるため
の循環ポンプ５２が配設されている。

【００２１】貯湯タンク３８には、水（例えば水道水）
を供給するための水供給流路を構成する給水ライン５４
が接続され、この給水ライン５４の一端側が貯湯タンク
３８の底部に接続され、その他端側は、水道管の如き水
供給源（図示せず）に接続されている。この給水ライン
５４には減圧逆止弁５６が配設され、貯湯タンク３８か
ら給水ライン５４側に温水が逆流するのを防止する。

【００２２】貯湯タンク３８には、更に、温水を供給す
るための温水供給流路を構成する給湯ライン５８が接続
されている。給湯ライン５８の一端側は貯湯タンク３８
の上部に接続され、その他端側には１個又は複数個のカ
ラン（図示せず）が接続され、カランを開栓すると、貯
湯タンク３８内の温水が給湯ライン５８を通して出湯す
る。

【００２３】このコージェネレーションシステムは、運
転制御手段６０によって作動制御される。図２をも参照
して、運転制御手段６０は、例えばマイクロコンピュー
タから構成され、コージェネレーションシステムの運転
制御装置の一部を構成する。図示の運転制御手段６０
は、作動制御手段６２、起動信号生成手段６４、停止信
号生成手段６６及び平均値演算手段６８を備えている。
作動制御手段６２はコージェネレーションシステムの各
種構成要素、例えばエンジン２への燃料供給路に配設さ
れた電磁弁（図示せず）等を作動制御し、起動信号生成
手段６４は発電装置６を起動させるための起動信号を生
成し、停止信号生成手段６６は発電装置６の稼働を停止
させるための停止信号を生成し、平均値演算手段６８は
電力負荷１６の平均電力値を後述する如く演算する。

【００２４】運転制御手段６０は、更に、第１及び第２
メモリ７０，７２を備えている。第１メモリ７０には、
起動信号を生成する基準電力となる第１電力値αと、停
止信号を生成する基準電圧となる第２電力値βと、平均
値演算手段６８によって平均値化する時間範囲である所
定時間間隔、例えば３０分が記憶されている。第１電力
値αは第２電力値βより大きく、このように設定するこ
とによって、発電装置６の起動、稼働停止に所謂ヒステ
リシス特性を持たせることができる。電力負荷計測手段
２２からの計測信号は運転制御手段６０に送給され、か
く送給された計測信号の計測データは第２メモリ７２に
記憶され、第２メモリ７２に記憶された計測データを用
いて平均値演算手段６８は、電力負荷１６の平均電力値
を演算する。

【００２５】運転制御手段６０に関連して入力手段７４
が設けられている。入力手段７４は運転開始スイッチ、
運転停止スイッチ等の各種操作スイッチ（図示せず）を
含み、これらスイッチからの入力信号は運転制御手段６
０に送給され、運転制御手段６０はかかる入力信号に基
づいてコージェネレーションシステムを運転する。

【００２６】次に、図１及び図２とともに図４を参照し
て上述したコージェネレーションシステムの運転制御に
ついて説明すると、まず、電力負荷計測手段２２が電力
負荷１６の電力を計測し（ステップＳ１）、この計測信
号が運転制御手段６０に送給され、この計測データが運
転制御手段６０の第２メモリ７２に記憶される。そし
て、運転制御手段６０の平均値演算手段６８が第２メモ
リ７２に記憶された計測データを用いて平均電力値を演
算する（ステップＳ２）。この形態では、所定時間間隔
として例えば３０分が設定され、現時点から３０分前ま
での３０分間における電力負荷１６の電力の平均値、即
ち平均電力値が演算される。

【００２７】このように平均電力値が演算されると、次
に、演算した平均電力値と第１メモリ７０に記憶された
第１電力値αとの比較が行われる（ステップＳ３）。上
記平均電力値が第１電力値α以上であると、電力負荷１
６の負荷状態が大きく、従って発電装置６から発電電力
を電力負荷１６に供給するのがよく、このときには、ス
テップＳ４からステップＳ５に進む。

【００２８】ステップＳ５では、発電装置６の運転状態
の確認が行われ、発電装置６が稼働中であるか否かが判
断される（ステップＳ６）。そして、発電装置６が稼働
中であるときには、その運転状態を維持し、ステップＳ
６からステップＳ１に戻る。一方、発電装置６が停止状
態にあると、ステップＳ６からステップＳ７に移り、起
動信号生成手段６４が起動信号を生成し、この起動信号
に基づいて作動制御手段６２は発電装置６を起動し、発
電装置６からの発電電力がインバータ６を介して電力負
荷１６に供給される。即ち、作動制御手段６２はエンジ
ン２を起動し、電磁弁（図示せず）が開になって燃料が
供給され、発電機４が駆動される。

【００２９】これに対して、上記平均電力値が第１電力
値αより小さいと、ステップＳ４からステップＳ８に移
り、演算した平均電力値と第１メモリ７０に記憶された
第２電力値βとの比較が行われる（ステップＳ８）。上
記平均電力値が第２電力値β以上であると、ステップＳ
９からステップＳ１に戻り、発電装置６が稼働状態のと
きにはその稼働状態が維持され、発電装置６が停止状態
のときにはその停止状態が維持される。

【００３０】一方、上記平均電力値が第２電力値βより
小さいと、発電装置６を稼働しても効率が悪くなり、そ
れ故に、このときにはステップＳ１０に進む。ステップ
Ｓ１０では、発電装置６の運転状態の確認が行われ、発
電装置６が稼働中であるか否かが判断される（ステップ
Ｓ１１）。そして、発電装置６が停止状態であるときに
は、その停止状態が維持され、ステップＳ１に戻る。ま
た、発電装置６が稼働状態にあると、ステップＳ１１か
らステップＳ１２に進み、停止信号生成手段６６が停止
信号を生成し、この停止信号に基づいて作動制御手段６
２は発電装置６の稼働を停止し、発電装置６からの発電
電力の供給が停止する。即ち、作動制御手段６２は電磁
弁（図示せず）を閉にしてエンジン２への燃料供給を停
止し、これによってエンジン２を作動停止する。

【００３１】この形態では、電力負荷１６の電力の平均
値を利用して発電装置６を運転制御するので、次の通り
の特徴が得られる。図３において、波線は電力負荷計測
手段２２の計測電力を示し、実線は平均値演算手段６８
の平均電力値を示しており、上述した運転制御では、電
力負荷計測手段２２の計測電力が一時的に第１電力値α
以上になっても発電装置６が起動せず、電力の平均値が
第１電力値α以上になる、即ち図３において時刻Ｔ１に
なって初めて発電装置６が起動する。また、電力負荷計
測手段２２の計測電力が一時的に第２電力値βより小さ
くなっても発電装置６が稼働停止せず、電力の平均値が
第２電力値βより小さくなる、即ち図３において時刻Ｔ
２になって初めて発電装置６が稼働停止する。発電装置
６はこのように運転制御されるので、発電装置６の起
動、稼働停止の頻度が少なくなり、コージェネレーショ
ンシステムの耐久性を向上させることができる。

【００３２】尚、上記第１の実施形態では、電力負荷１
６の電力を平均化して発電装置６を制御することと、発
電装置６の起動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性を持
たせることを組み合わせて適用しているが、これらは必
ずしも組み合わせる必要はなく、それぞれ単独でコージ
ェネレーションシステムの運転制御に適用することがで
きる。

【００３３】第２の実施形態 次に、図５及び図６を参照して、コージェネレーション
システムの運転制御装置の第２の実施形態について説明
する。図５は、第２の実施形態のコージェネレーション
システムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図
６は、図５の制御系の制御の流れを示すフローチャート
である。この第２の実施形態においては、電力負荷計測
手段の計測電力を用いて運転制御し、また発電装置６を
起動した後及び稼働停止した後は所定時間その状態を維
持するように構成されている。尚、以下の実施形態にお
いて、上記第１の実施形態と実質上同一の構成要素には
同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【００３４】図５において、第２の実施形態における運
転制御手段６０Ａは、第１の実施形態の第１メモリ７０
に相当するメモリ８２を備え、このメモリ８２に、起動
信号を生成する基準電力となる第１電力値α、停止信号
を生成する基準電電力となる第２電力値β、起動後に継
続して稼働状態を維持する稼働継続時間及び停止後に継
続して停止状態を維持する停止継続時間が記憶されてい
る。また、この運転制御手段６０Ａはタイマ８４を含
み、タイマ８４は、起動後は稼働継続時間を計時し、ま
た停止後は停止継続時間を計時する。この稼働継続時間
及び停止継続時間は、例えば６０分程度と同じ時間に設
定してもよいが、異なる時間に設定してもよい。この第
２の実施形態のその他の構成は、平均値演算手段６８及
び第２メモリ７２が省略されている以外は上記第１の実
施形態と実質上同一である。

【００３５】図５とともに図６を参照して、第２の実施
形態の運転制御装置による運転制御について説明する
と、まず、電力負荷計測手段２２が電力負荷１６の電力
を計測し（ステップＳ２１）、この計測信号が運転制御
手段６０Ａに送給され、この計測電力値とメモリ８２に
記憶された第１電力値αとの比較が行われる（ステップ
Ｓ２２）。上記計測電力値が第１電力値α以上である
と、電力負荷１６の負荷状態が大きく、このときには、
ステップＳ２３からステップＳ２４に進む。

【００３６】ステップＳ２４では、発電装置６の運転状
態の確認が行われ、発電装置６が稼働中であるか否かが
判断される（ステップＳ２５）。そして、発電装置６が
稼働中であるときには、その運転状態を維持し、ステッ
プＳ２５からステップＳ２１に戻る。一方、発電装置６
が停止状態にあると、ステップＳ２５からステップＳ２
６に移り、起動信号生成手段６４が起動信号を生成し、
この起動信号に基づいて作動制御手段６２は発電装置６
を起動する。そして、かく起動すると、ステップＳ２７
に進み、タイマ８４が作動し、タイマ８４が稼働継続時
間を計時し、この稼働継続時間を計時する間、運転制御
手段６０Ａは発電装置６を強制的に稼働状態に保ち、タ
イマ８４がタイムアップした後にステップＳ２１に戻
る。

【００３７】これに対して、上記計測電力値が第１電力
値α未満であると、ステップＳ２３からステップＳ２９
に移り、計測電力値とメモリ８２に記憶された第２電力
値βとの比較が行われる（ステップＳ２９）。上記計測
電力値が第２電力値β以上であると、ステップＳ３０か
らステップＳ２１に戻り、発電装置６が稼働運転状態の
ときにはその稼働運転状態が維持され、発電装置６が停
止状態のときにはその停止状態が維持される。

【００３８】一方、上記計測電力値が第２電力値β未満
であると、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１で
は、発電装置６の運転状態の確認が行われ、発電装置６
が稼働中であるか否かが判断される（ステップＳ３
２）。そして、発電装置６が停止状態であるときには、
その停止状態が維持され、ステップＳ２１に戻る。ま
た、発電装置６が稼働状態であると、ステップＳ３２か
らステップＳ３３に進み、停止信号生成手段６６が停止
信号を生成し、この停止信号に基づいて作動制御手段６
２は発電装置６の稼働を停止する。そして、かく停止す
ると、ステップＳ３４に進み、タイマ８４が作動し、タ
イマ８４が停止継続時間を計時し、この停止継続時間を
計時する間、運転制御手段６０Ａは発電装置６を強制的
に停止状態に保ち、タイマ８４がタイムアップした後に
ステップＳ２１に戻る。

【００３９】この第２の実施形態では、起動後に発電装
置６を所定の稼働継続時間の間稼働状態に、また停止後
に発電装置６を所定の停止継続時間の間停止状態に強制
的に維持しているので、例えば稼働継続時間中（又は停
止継続時間中）に電力負荷計測手段２２の計測電力が一
時的に第２電力値βより小さくなっても（又は第１電力
値α以上になっても）発電装置６が稼働停止（又は起
動）せず、稼働継続時間（又は停止継続時間）経過後に
計測電力値が第２電力値βより小さくなて（又は第１電
力値α以上になって）初めて発電装置６が稼働停止（又
は起動）する。かくして、このように運転制御しても発
電装置６の起動、稼働停止の頻度が少なくなり、コージ
ェネレーションシステムの耐久性を向上させることがで
きる。

【００４０】尚、上記第２の実施形態では、発電装置１
６を起動後に稼働継続時間の間稼働状態に維持すること
と、発電装置６を停止後に停止継続時間の間停止状態に
維持することとを組み合わせて適用しているが、これら
は必ずしも組み合わせて適用する必要はなく、それぞれ
単独でコージェネレーションシステムの運転制御に適用
することができる。また、このような運転制御と第１の
実施形態の運転制御、即ち電力負荷１６の平均電力値を
利用して運転制御すること及び／又は発電装置６の起
動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性を持たせることを
組み合わせるようにしてもよい。

【００４１】第３の実施形態 次に、図７及び図８を参照して、コージェネレーション
システムの運転制御装置の第３の実施形態について説明
する。図７は、第３の実施形態のコージェネレーション
システムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図
８は、図７の制御系による制御を説明するための図であ
る。この第３の実施形態においては、発電装置の起動を
禁止する起動禁止時間帯及びその稼働を禁止する稼働禁
止時間帯が設定可能に構成されている。

【００４２】図７において、第３の実施形態における運
転制御手段６０Ｂは、起動禁止手段９２及び稼働禁止手
段９４を含んでいる。起動禁止手段９２は、設定された
起動禁止時間帯において発電装置６の継続的稼働運転は
許容するが、発電装置６の起動運転を強制的に禁止し、
従って、この起動禁止時間帯では停止信号の生成は許容
されるが、起動信号の生成は禁止される。また、稼働禁
止手段９４は、設定された稼働禁止時間帯において発電
装置６の継続的稼働運転及び起動運転を強制的に禁止
し、従って、稼働禁止時間帯の開始時に停止信号が生成
され、この稼働禁止時間帯では起動信号の生成が禁止さ
れる。運転制御手段６０Ｂは、更に、第２の実施形態に
おけるメモリ８２に相当するメモリ８２Ｂ及び計時手段
９６を備え、入力手段７４を入力操作することによって
設定される起動禁止時間帯（その開始時刻及び終了時
刻）及び稼働禁止時間帯（その開始時刻及び終了時刻）
がメモリ８２Ｂに記憶され、計時手段９６は時刻を計時
する。この第３の実施形態のその他の構成は、タイマ８
４が省略されている以外は上記第２の実施形態と実質上
同一である。

【００４３】図７とともに図８を参照して、第３の実施
形態の運転制御装置による運転制御について説明する
と、例えば、時刻ｔ１（例えば午後８時）までが電力負
荷１６が大きく、その後の時刻ｔ２（例えば午後１０
時）以降に電力負荷１６が再び大きくなる場合、起動禁
止時間帯及び稼働禁止時間帯を設定しないときには、図
８（ａ）に示すように、運転制御手段６０Ｂは、時刻ｔ
１まで発電装置６を稼働運転し、また時刻ｔ２に発電装
置６を起動し、この時刻ｔ２以降稼働し、時刻ｔ１から
時刻ｔ２の間、発電装置６の運転を停止する。

【００４４】電力負荷１６のこのような負荷状態におい
て、例えば、特定時間において発電装置６の稼働運転
（即ち、起動運転及び稼働運転）を強制的に禁止するこ
とを使用者が望む、例えば深夜の時間帯（例えば午後１
１時から翌日の午前５時までの時間帯）において騒音発
生をなくすために発電装置６の運転の停止を望むとき、
入力手段７４を入力操作して稼働禁止時間帯の開始時刻
ｔｘ（例えば午後１１時）及びその終了時刻（例えば翌
日の午前５時）を設定すればよく、かく設定すると、こ
の稼働禁止時間帯の情報がメモリ８２Ｂに記憶され、運
転制御手段６０Ｂは、電力負荷計測手段２２からの計測
電力を利用するとともに、設定した稼働禁止の時間帯情
報に基づいて発電装置６を運転制御するようになる。即
ち、このとき、運転制御手段６０Ｂの稼働禁止手段９４
は、設定された稼働禁止時間帯においては発電装置６の
起動運転及び稼働運転を禁止するので、図８（ｂ）に示
すように、時刻ｔｘ（例えば午後１１時）に停止信号生
成手段６６が停止信号を生成し、作動制御手段６２はこ
の停止信号に基づいて発電装置６を停止し、設定した稼
働禁止時間帯における発電装置６の稼働運転が強制的に
停止される。また、この稼働禁止時間帯においては、起
動信号生成手段６４による起動信号の生成が強制的に禁
止され、停止した発電装置６が起動運転されることはな
い。このように稼働禁止時間帯を設けることによって発
電装置６の起動運転及び稼働運転を禁止し、例えば深夜
における騒音の発生を確実になくすことができる。

【００４５】しかし、このように稼働禁止時間帯を設定
した場合、その設定時間によっては、次の通りの問題が
生じる。即ち、図８（ｂ）から理解される如く、発電装
置６は時刻ｔ１において起動し、稼働禁止時間帯の開始
時刻である時刻ｔｘで稼働運転停止し、比較的短い時間
（この例では１時間）運転されることになり、発電装置
６の起動回数が増え、このような運転頻度が多くなると
耐久性が低下するおそれがある。

【００４６】このような運転をなくすためには、電力負
荷１６との関連で稼働禁止時間帯の開始時刻を図８
（ｃ）で示すように早い時刻ｔｙ（例えば午後７時）に
設定すればよい。このように設定した場合、時刻ｔｙ以
降において発電装置６の起動運転及び稼働運転が禁止さ
れるので、図８（ｂ）で示したような比較的短時間（こ
の例では時刻ｔ２と時刻ｔｘとの間の運転）の運転がな
くなり上述した不都合が解消される。しかしこの場合、
発電装置６の稼働時間が短くなり、発電装置６を効率良
く運転できなくなるおそれがある。

【００４７】そこで、稼働禁止時間帯の設定に加えて起
動禁止時間帯を設定可能にすることによって、比較的短
時間の運転を少なくしながら発電装置６の効率的な運転
が可能になる。例えば、電力負荷１６のこのような負荷
状態で上述した稼働禁止時間帯を設定した場合におい
て、更に、例えば、他の特定時間において発電装置６の
起動運転を強制的に禁止することを使用者が望む、例え
ば夜の時間帯（例えば午後７時から稼働禁止時間帯の開
始時刻ｔｘまでの時間帯）において発電装置の起動、稼
働停止の短時間での繰り返しを少なくするために発電装
置６の起動禁止を望むとき、入力手段７４を入力操作し
て起動禁止時間帯の開始時刻ｔｙ（例えば午後７時）及
びその終了時刻（例えば午後１１時）を設定すればよ
く、かく設定すると、この起動禁止時間帯の情報がメモ
リ８２Ｂに記憶され、運転制御手段６０Ｂは、電力負荷
計測手段２２からの計測電力を利用するとともに、設定
した稼働禁止及び起動禁止の時間帯情報に基づいて発電
装置６を運転制御する。即ち、このとき、運転制御手段
６０Ｂの起動禁止手段９４は、設定された起動禁止時間
帯においては発電装置６の起動運転を禁止するのみであ
るので、図８（ｄ）に示すように、発電装置６が稼働運
転中においてはその稼働状態が許容され、時刻ｔ１にな
って発電装置６の稼働が停止し、そして、一旦停止した
後は発電装置６の起動運転が禁止される。このように、
稼働禁止時間帯と起動禁止時間帯とを組み合わせて設定
することによって、図８（ｂ）及び（ｃ）と図８（ｄ）
とを比較することによって容易に理解される如く、発電
装置６の起動、稼働停止の回数を抑えながら発電装置６
の運転時間を長くすることができ、コージェネレーショ
ンシステムを効率よく運転することができる。

【００４８】この第３の実施形態では、稼働禁止時間帯
及び起動禁止時間帯を設定して発電装置を運転制御して
いるが、このような運転制御に、第１の実施形態及び／
又は第２の実施形態の運転制御を組み合わせるようにし
てもよい。以上、本発明に従うコージェネレーションシ
ステムの運転制御装置の各種実施形態について説明した
が、本発明はかかる実施形態に限定されるものではな
く、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修
正が可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明の請求項１のコージェネレーショ
ンシステムの運転制御装置によれば、電力負荷の所定時
間間隔の平均電力値を演算し、この平均電力値を利用し
て発電装置を運転制御するので、電力負荷の変動割合が
緩やかになり、それ故に、瞬時に電力負荷が大きく変動
してもこの変動に対応して発電装置が起動、稼働停止さ
れることはなく、かくして、発電装置の起動、稼働停止
の頻度が少なくなり、システムの耐久性の低下を抑える
ことができる。

【００５０】また、本発明の請求項２のコージェネレー
ションシステムの運転制御装置によれば、発電装置を起
動する第１電力値を、発電装置を稼働停止する第２電力
値よりも大きな電力値に設定しているので、発電装置の
起動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性を持たせること
ができ、これによって発電装置の頻繁な起動、稼働停止
を回避することができる。

【００５１】また、本発明の請求項３のコージェネレー
ションシステムの運転制御装置によれば、運転制御手段
は電力負荷の電力値を利用して発電装置を運転制御し、
電力負荷の電力値が第１電力値以上になると発電装置を
起動し、また電力負荷の平均電力値が第２電力値未満に
なると発電装置の稼働を停止するので、発電装置の起
動、稼働停止に所謂ヒステリシス特性を持たせることが
でき、これによって発電装置の頻繁な起動、稼働停止を
回避することができる。

【００５２】また、本発明の請求項４のコージェネレー
ションシステムの運転制御装置によれば、発電装置が起
動した後は、運転制御手段は発電装置を所定稼働継続時
間の間継続して稼働するので、この稼働継続時間の間に
電力負荷が低下しても稼働状態が維持され、このように
稼働状態を維持することによって発電装置の起動、稼働
停止の頻度を少なくすることができる。

【００５３】また、本発明の請求項５のコージェネレー
ションシステムの運転制御装置によれば、発電装置が停
止した後は、運転制御手段は発電装置を所定停止継続時
間の間継続して稼働停止するので、この停止継続時間の
間に電力負荷が上昇しても停止状態が維持され、このよ
うに停止状態を維持することによって発電装置の起動、
稼働停止の頻度を少なくすることができる。

【００５４】更に、本発明の請求項６のコージェネレー
ションシステムの運転制御装置によれば、運転制御手段
は電力負荷の電力値を利用するとともに、設定する時間
帯情報として起動禁止時間帯及び稼働禁止時間帯が設定
可能であるので、発電装置の効率的運転が可能となり、
また発電装置の起動、稼働停止の頻度を抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の運転制御装置を備えたコージ
ェネレーションシステムの一例の全体を示す簡略図であ
る。

【図２】図１のコージェネレーションシステムの制御系
を簡略的に示すブロック図である。

【図３】図２の制御系による制御を説明するための図で
ある。

【図４】図２の制御系の制御の流れを示すフローチャー
トである。

【図５】第２の実施形態の運転制御装置を装備したコー
ジェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロ
ック図である。

【図６】図５のコージェネレーションシステムの制御系
の制御の流れを示すフローチャートである。

【図７】第３の実施形態の運転制御装置を装備したコー
ジェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロ
ック図である。

【図８】図７のコージェネレーションシステムの制御系
による制御を説明するための図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４ 発電機 ６ 発電装置 ８ 貯湯装置 １０ 系統連系インバータ １２ 商用系統 １４ 配電線 １６ 電力負荷 ２２ 電力負荷計測手段 ６０，６０Ａ，６０Ｂ 運転制御手段 ６２ 作動制御手段 ６４ 起動信号生成手段 ６６ 停止信号生成手段 ６８ 平均値演算手段 ８４ タイマ ９２ 起動禁止手段 ９４ 稼働禁止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 伸 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA06 HB07 JA07 JB06 KA01 KA06 KA12 KB01 5H004 GA38 GB06 HA14 HB14 JA03 KA03 KA12 KA17 KA47 LA16 LB07 5H590 AA01 AA02 AB11 CA09 CA26 CC01 CD03 CE02 EA01 EA05 EB14 EB21 FA01 HA06 JA02 JA09 JB01 JB02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コージェネレーション用発電装置と、前
   記発電装置からの発電電力を配電線に系統連系するため
   のインバータと、前記発電装置から発生する熱を回収し
   て温水として貯えるための貯湯装置と、前記発電装置を
   運転制御するための運転制御手段と、を具備するコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置であって、 前記運転制御手段は、電力が供給される電力負荷の所定
   時間間隔の平均電力値を演算し、前記平均電力値を利用
   して前記発電装置を運転制御することを特徴とするコー
   ジェネレーションシステムの運転制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転制御手段は、前記平均電力値が
   前記第１電力値以上になると前記発電装置を起動し、前
   記平均電力値が前記第１電力値より小さい第２電力値未
   満になると前記発電装置を停止することを特徴とする請
   求項１記載のコージェネレーションシステムの運転制御
   装置。
3. 【請求項３】 コージェネレーション用発電装置と、前
   記発電装置からの発電電力を配電線に系統連系するため
   のインバータと、前記発電装置から発生する熱を回収し
   て温水として貯えるための貯湯装置と、前記発電装置を
   運転制御するための運転制御手段と、を具備するコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置であって、 前記運転制御手段は、電力が供給される電力負荷の電力
   値を利用して前記発電装置を運転制御し、前記電力値が
   前記第１電力値以上になると前記発電装置を起動し、前
   記電力値が前記第１電力値より小さい第２電力値未満に
   なると前記発電装置を停止することを特徴とするコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置。
4. 【請求項４】 コージェネレーション用発電装置と、前
   記発電装置からの発電電力を配電線に系統連系するため
   のインバータと、前記発電装置から発生する熱を回収し
   て温水として貯えるための貯湯装置と、前記発電装置を
   運転制御するための運転制御手段と、を具備するコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置であって、 前記運転制御手段は、電力が供給される電力負荷の電力
   値を利用して前記発電装置を運転制御し、前記発電装置
   が起動した後は予め設定された稼働継続時間の間継続し
   て前記発電装置を稼働運転することを特徴とするコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置。
5. 【請求項５】 コージェネレーション用発電装置と、前
   記発電装置からの発電電力を配電線に系統連系するため
   のインバータと、前記発電装置から発生する熱を回収し
   て温水として貯えるための貯湯装置と、前記発電装置を
   運転制御するための運転制御手段と、を具備するコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置であって、 前記運転制御手段は、電力が供給される電力負荷の電力
   値を利用して前記発電装置を運転制御し、前記発電装置
   を停止した後は予め設定された停止継続時間の間継続し
   て前記発電装置を停止することを特徴とするコージェネ
   レーションシステムの運転制御装置。
6. 【請求項６】 コージェネレーション用発電装置と、前
   記発電装置からの発電電力を配電線に系統連系するため
   のインバータと、前記発電装置から発生する熱を回収し
   て温水として貯えるための貯湯装置と、前記発電装置を
   運転制御するための運転制御手段と、を具備するコージ
   ェネレーションシステムの運転制御装置であって、 前記運転制御手段は、電力が供給される電力負荷の電力
   値を利用して前記発電装置を運転制御するとともに、設
   定した時間帯情報に基づいて前記発電装置を運転制御
   し、前記時間帯情報として起動禁止時間帯を設定したと
   きには前記発電装置の継続的稼働運転は許容するが、前
   記発電装置の起動運転を禁止し、また前記時間帯情報と
   して稼働禁止時間帯を設定したときには前記発電装置の
   継続的稼働運転及び起動運転を禁止することを特徴とす
   るコージェネレーションシステムの運転制御装置。