JP2004040930A

JP2004040930A - Power generation system

Info

Publication number: JP2004040930A
Application number: JP2002195976A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimoto; 藤本　洋; Shingo Yakushiji; 薬師寺　新吾
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively protect an important electric load in the service interruption of a commercial power supply and against a failure of a rotating motor or the like, while properly coping with the instantaneous service interruption of the commercial power supply. <P>SOLUTION: After obtaining power by an AC generator 2 by driving the rotating motor 1, and after converting the AC power to DC power by a converter 3, the power is converted to AC power by an inverter 8 and fed to the important electric load 12 that is likely influenced by the service interruption and to an electric load 13. The shortage of the power is covered by power fed from the commercial power supply 5 through a reverse-blocking converter 6. In the service interruption of the commercial power supply 5, if the interruption is an instantaneous one, power accumulated in a capacitor 11 is fed to the important electric load 12 and the electric load 13 by an amount covered by the power from the commercial power supply 5. If the interruption continues for a long time, a breaker 20 installed at the electric load 13 is disconnected immediately before an interruption period of time exceeds a prescribed period of time, and the power generated by the AC generator 2 is fed to the important electric load 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コジェネレーションシステムなどに用いるために、ガスエンジンやディーゼルエンジンやガスタービンあるいはスターリングエンジンといった回転型原動機に交流発電機を連動連結し、交流発電機で得られる発電電力と、商用電源からの電力とを供給できるように構成した発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の発電システムとしては、従来、特開平１１−１８７６９８号公報に示されるものがあった。
この公報例によれば、図４の従来例の構成図に示すように、回転型原動機０１に交流発電機（交流発電機）０２が連動連結され、その交流発電機０２に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部０３の交流側が第１の電力出力線０４を介して接続され、第１の電力出力線０４に、定電圧定周波数で駆動する一般負荷０５が接続されている。
【０００３】
商用電源０６に、交流電力を直流電力に変換するとともに逆流を阻止する商用電源用コンバータ部０７が第２の電力出力線０８を介して接続されている。
直流電力を交流電力に変換するインバータ部０９の直流側に、コンバータ部０３および商用電源用コンバータ部０７それぞれの直流側が、電力線０１０と第１および第２の分岐電力線０１０ａ，０１０ｂを介して接続され、電力線０１０に平滑コンデンサ０１１が接続されている。
インバータ部０９には、回転数低下によって駆動電力を低減できる熱搬送機器負荷０１２が、第３の電力出力線０１３を介して接続されている。
【０００４】
交流発電機０２の定格値が、一般負荷０５と熱搬送機器負荷０１２等で要求される電力量を合計した、システム全体で要求される最小電力量よりも小さくかつその最小電力量に近い電力量を発生するように設定されている。
【０００５】
第１の電力出力線０４に、コンバータ部０３の交流側の電力を検出する、電流トランスデューサ０１４ａと電圧トランスデューサ０１４ｂとから構成される電力検出手段０１４が設けられ、この電力検出手段０１４に、コントローラ０１５に接続されるとともに、コントローラ０１５がコンバータ部０３に接続されている。
【０００６】
コントローラ０１５では、電力検出手段０１４で検出する発電量が交流発電機０２の定格値よりも小さいときに、コンバータ部０３をスイッチング制御して、コンバータ部０３の直流側に供給する電力量を、検出発電量が定格値になるまで増加し、定格値よりも大きいときには、検出発電量が定格値以下になるまで減少するようになっている。
これにより、交流発電機０２の発電電力を、商用電源０６からの電力に優先して熱搬送機器負荷０１２に供給できるようになっている。
【０００７】
上記構成により、一般負荷０５で必要とする電力量に変動があっても、その全量を交流発電機０２の発電電力量によって賄うことができ、更に、余剰分の電力量を熱搬送機器負荷０１２に供給し、熱搬送機器負荷０１２で必要とする電力量との差分、すなわち、不足した電力量を商用電源０６からの電力によって賄い、熱搬送機器負荷０１２での負荷変動に対応させることができるようになっている。
【０００８】
ところで、このような発電システムにおいて、例えば、コンピュータとか、オートメーション工場の流れ作業用のコンベアとか、水銀灯などのような停電による影響が大きい重要電気負荷に電力を供給する場合、重要電気負荷に対して停電から保護する必要があり、従来一般に、無停電電源装置が多用されている。
【０００９】
この無停電電源装置は、図５の構成図に示すように、商用電源０２１と重要電気負荷０２２とが電力出力線０２３を介して接続されている。電力出力線０２３に、交流電力を直流に変換するコンバータ０２４の交流側が第１の分岐電力線０２５を介して接続されている。
コンバータ０２４の直流側に、インバータ０２６の直流側が電力線０２７を介して接続され、その電力線０２７に蓄電池０２８が接続されている。
【００１０】
電力出力線０２３の途中箇所に高速切り換え器０２９が介装されている。
高速切り換え器０２９は、電力出力線０２３の重要電気負荷０２２側にスイッチ０３０を設け、電力出力線０２３の商用電源０２１側の接続端子０３１に接続する状態と、インバータ０２６の交流側の第２の分岐電力線０３２の接続端子０３３に接続する状態とにスイッチ０３０を高速で切り換えるように構成されている。
【００１１】
電力出力線０２３の高速切り換え器０２９よりも上流側箇所に、電圧波形の変化から停電状態を検出する停電検出手段０３４が設けられ、この停電検出手段０３４にコントローラ０３５が接続され、コントローラ０３５にコンバータ０２４とインバータ０２６とが接続されている。
【００１２】
上記構成により、商用電源０２１で停電が発生したときに、その停電発生を停電検出手段０３４で検出し、それに伴い、商用電源０２１側の接続端子０３１に接続する状態から、第２の分岐電力線０３２の接続端子０３３に接続する状態にスイッチ０３０を切り換え、蓄電池０２８に蓄えられた電力を重要電気負荷０２２に供給し、停電から保護するように構成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１〜２時間に及ぶような停電から保護するためには、蓄電池０２８として蓄電容量の大きく高性能のものが必要となり、蓄電池０２８自体が高価となり、無停電電源装置が高価になる欠点があった。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明の発電システムは、商用電源の瞬時の停電に良好に対処できながら、安価にして、商用電源の停電や交流発電機側の故障から重要電気負荷を保護できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明の発電システムは、発電電力を定電圧定周波数の電気負荷に効率良く供給できるとともに商用電源の瞬時の停電に良好に対処できながら、安価にして、商用電源の停電や交流発電機側の故障から重要電気負荷を保護できるようにすることを目的とし、また、請求項３に係る発明の発電システムは、構成簡単で安価にできるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、直流電力を交流電力に変換するインバータ部の直流側に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、交流電力を前記直流電力よりも低い直流電力に変換するとともに逆流を阻止する商用電源用コンバータ部とを並列接続し、前記コンバータ部の交流側に、回転型原動機に連動連結した交流発電機を接続するとともに、前記商用電源用コンバータ部の交流側に商用電源を接続し、前記インバータ部の交流側に必要電力が前記交流発電機の定格より大きい電気負荷を接続した発電システムにおいて、
前記電気負荷の一部が、必要電力が前記交流発電機の定格より小さく、かつ、停電による影響が大きい重要電気負荷であり、前記インバータ部の直流側に前記商用電源の停電時に所定時間継続して前記電気負荷に必要交流電力を供給する蓄電手段または／および他の直流供給設備を接続し、前記重要電気負荷以外の電気負荷を前記インバータ部の交流側に遮断器を介して接続し、前記商用電源の停電状態を検出するとともにその停電時間を測定する停電時間測定手段を設けるとともに、前記停電時間測定手段で測定される停電時間が前記所定時間を越える直前に、電気負荷の総必要電力量が前記交流発電機の定格を越えないように前記遮断器を切断状態に切り換える停電制御手段を設けて構成する。
【００１６】
回転型原動機としては、ガスエンジンやディーゼルエンジンや蒸気タービンなどが用いられる。
また、停電による影響が大きい重要電気負荷としては、例えば、コンピュータとか、オートメーション工場の流れ作業用のコンベアとか、水銀灯などが挙げられる。
また、蓄電手段としては、キャパシターや蓄電池などが適用でき、他の直流供給設備としては、原動機に付設されたバッテリーなどが適用できる。
【００１７】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の発電システムの構成によれば、交流発電機で発電した交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後、インバータ部で交流電力に変換し、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの電力に優先して重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給し、不足する分を商用電源からの電力によって賄う。
また、交流発電機で発電した交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後に、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの直流電力と合流させ、交流状態で合流させる場合のように、位相合わせのために同期させることを不要にし、商用電源による商用電力系統を保護するための系統連系保護装置も不要にする。
更に、商用電源が停電した際には、その停電時間を測定し、停電時間が所定時間を越える直前までで復旧するようないわゆる瞬停の場合には、交流発電機の発電電力では不足して商用電源からの電力で賄っていた分を、蓄電手段で蓄えていた蓄電電力または回転型原動機に付設されているバッテリーなどの他の直流供給設備からの電力、あるいは、それらの両方からの電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給し、電気負荷のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
停電時間が所定時間を越える長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で、重要電気負荷以外の電気負荷に設けた遮断器を切断し、電気負荷の総必要電力量が交流発電機の定格を越えないようにし、交流発電機の発電電力を重要電気負荷に供給し、商用電源が停電しても重要電気負荷に電力を供給し続けることができる。
また、回転型原動機に故障が生じても、商用電源から重要電気負荷に電力を供給し続けることができる。
【００１８】
したがって、交流発電機の定格値となる交流電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に優先的に供給しながら、不足する分を商用電源からの電力によって賄うから、システムで要求される負荷よりも小さい、汎用の定格値の交流発電機を容易に選択して使用でき、システムを安価に構成できる。
また、交流発電機で発電した交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後、インバータ部で交流電力に変換して電気負荷に供給するから、電気負荷の一部に回転数低下によって駆動電力を低減できる機器を使用したとしても、その回転数の変化のいかんにかかわらず、回転型原動機を一定回転数で駆動でき、電気負荷の仕様のいかんにかかわらず、回転型原動機の利用率を低下させずに、交流発電機で効率良く発電した交流電力を良好に供給できる。
また、交流発電機で発電した交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後に、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの直流電力と合流させるから、交流状態で合流させる場合のような同期投入装置を不要にでき、発電システムをより安価に構成できる。
しかも、商用電源の瞬停の場合には、交流発電機の発電電力では不足して商用電源からの電力で賄っていた分を、蓄電手段または／および他の直流供給設備からの電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給するから、電気負荷のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
一方、長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で遮断器を切断し、交流発電機の発電電力を確実に重要電気負荷に供給し、商用電源が停電しても重要電気負荷に電力を供給し続け、また、回転型原動機に故障が生じても、商用電源から重要電気負荷に電力を供給し続けることができるから、全体として、商用電源の瞬時の停電に良好に対処できながら、安価にして、商用電源の停電や交流発電機の故障から重要電気負荷を保護できる。
【００１９】
また、請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、直流電力を交流電力に変換するインバータ部の直流側に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、交流電力を前記直流電力よりも低い直流電力に変換するとともに逆流を阻止する商用電源用コンバータ部とを並列接続し、前記コンバータ部の交流側に、回転型原動機に連動連結した交流発電機を接続するとともに、前記商用電源用コンバータ部の交流側に商用電源を接続し、前記インバータ部の交流側に電気負荷を接続するとともに前記交流発電機とコンバータ部との間に必要電力が前記交流発電機の定格より小さい低電気負荷を接続した発電システムにおいて、
前記インバータ部の交流側に接続された電気負荷の少なくとも一部が、必要電力が前記交流発電機の定格より小さく、かつ、停電による影響が大きい重要電気負荷であり、前記インバータ部の直流側に前記商用電源の停電時に所定時間継続して前記インバータ部の交流側の電気負荷に必要交流電力を供給する蓄電手段または／および他の直流供給設備を接続し、前記交流発電機と前記コンバータ部との間には、前記低電気負荷を遮断器を介して接続し、前記商用電源の停電状態を検出するとともにその停電時間を測定する停電時間測定手段を設けるとともに、前記停電時間測定手段で測定される停電時間が前記所定時間を越える直前に、電気負荷の総必要電力量が前記交流発電機の定格を越えないように前記遮断器を切断状態に切り換える停電制御手段を設けて構成する。
【００２０】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の発電システムの構成によれば、交流発電機で発電した交流電力を低電気負荷に供給し、余剰分の交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後、インバータ部で交流電力に変換し、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの電力に優先して重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給し、不足する分を商用電源からの電力によって賄う。
また、交流発電機で発電した交流電力をコンバータ部で直流電力に変換した後に、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの直流電力と合流させ、交流状態で合流させる場合のように、位相合わせのために同期させることを不要にし、商用電源による商用電力系統を保護するための系統連系保護装置も不要にする。
更に、商用電源が停電した際には、その停電時間を測定し、停電時間が所定時間を越える直前までで復旧するようないわゆる瞬停の場合には、交流発電機の発電電力では不足して商用電源からの電力で賄っていた分を、蓄電手段で蓄えていた蓄電電力または回転型原動機に付設されているバッテリーなどの他の直流供給設備からの電力、あるいは、それらの両方からの電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給し、電気負荷のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
停電時間が所定時間を越える長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で、低電気負荷に設けた遮断器を切断し、電気負荷の総必要電力量が交流発電機の定格を越えないようにし、交流発電機の発電電力を重要電気負荷に供給し、商用電源が停電しても重要電気負荷に電力を供給し続けることができる。
また、回転型原動機に故障が生じても、商用電源から重要電気負荷に電力を供給し続けることができる。
【００２１】
したがって、交流発電機の定格値となる交流電力の低電気負荷に供給した後の余剰分を、重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に優先的に供給しながら、不足する分を商用電源からの電力によって賄うから、システムで要求される負荷よりも小さい、汎用の定格値の交流発電機を容易に選択して使用でき、システムを安価に構成できる。
また、交流発電機で発電した交流電力の低電気負荷に供給した後の余剰分をコンバータ部で直流電力に変換した後、インバータ部で交流電力に変換して電気負荷に供給するから、電気負荷の一部に回転数低下によって駆動電力を低減できる機器を使用したとしても、その回転数の変化のいかんにかかわらず、回転型原動機を一定回転数で駆動でき、電気負荷の仕様のいかんにかかわらず、回転型原動機の利用率を低下させずに、交流発電機で効率良く発電した交流電力を良好に供給できる。
また、交流発電機で発電した交流電力の低電気負荷に供給した後の余剰分をコンバータ部で直流電力に変換した後に、商用電源用コンバータ部を通じて供給される商用電源からの直流電力と合流させるから、交流状態で合流させる場合のような同期投入装置を不要にでき、発電システムをより安価に構成できる。
しかも、商用電源の瞬停の場合には、交流発電機の発電電力では不足して商用電源からの電力で賄っていた分を、蓄電手段または／および他の直流供給設備からの電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給するから、電気負荷のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
一方、長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で遮断器を切断して低電気負荷への電力供給を停止し、交流発電機の発電電力を確実に重要電気負荷に供給し、商用電源が停電しても重要電気負荷に電力を供給し続け、また、回転型原動機に故障が生じても、商用電源から重要電気負荷に電力を供給し続けることができるから、全体として、商用電源の瞬時の停電に良好に対処できながら、安価にして、商用電源の停電や交流発電機の故障から重要電気負荷を保護できる。
そのうえ、低電気負荷を交流発電機とコンバータ部との間で接続し、交流発電機で得られた交流電力を低電気負荷に直接供給するから、コンバータロスやインバータロスが発生せず、交流発電機の発電電力の利用効率を向上できる。
【００２２】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または請求項２に記載の発電システムにおいて、
商用電源用コンバータ部を逆阻止型コンバータ部で構成する。
【００２３】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の発電システムの構成によれば、商用電源からの交流電力を逆阻止型コンバータ部を通じて直流電力に変換した後、インバータ部で交流電力に変換して電気負荷に供給する。
したがって、交流発電機側からの逆潮流を防止する高価な系統連系保護装置を設けたり、コンバータと商用電源との間の交流部に逆潮流阻止のための遮断器を設けるといったことをせずに済み、構成が簡単で安価である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る発電システムの第１実施例を示す概略構成図であり、回転型原動機（ガスエンジン）１に、交流発電機（同期発電機）２が連動連結されている。
【００２６】
交流発電機２に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部３の交流側が第１の電力出力線４を介して接続されている。
商用電源５に、交流電力をインバータ部３における直流電力よりも低い直流電力に変換するとともに逆流を阻止する逆阻止型コンバータ部６が第２の電力出力線７を介して接続されている。
【００２７】
直流電力を交流電力に変換するインバータ部８の直流側に、コンバータ部３および逆阻止型コンバータ部６それぞれの直流側が、電力線９と第１および第２の分岐電力線１０ａ，１０ｂを介して接続されている。電力線９には、蓄電手段としてのキャパシター１１が接続されている。
【００２８】
インバータ部８には、コンピュータなどのような停電による影響が大きい重要電気負荷１２と、それ以外の電気負荷１３とが第３の電力出力線１４を介して接続されている。重要電気負荷１２の必要電力は交流発電機２の定格より小さいものとなっている。
電気負荷１３としては、空気調和システムを構成する冷水ポンプを駆動するポンプ用電動機とかファンを駆動するファン用電動機などの、回転数低下によって駆動電力を低減できる機器としての熱搬送機器負荷などを好適に接続することができる。
【００２９】
交流発電機２の定格値が、重要電気負荷１２と電気負荷１３等で要求される電力量を合計した、システム全体で要求される最小電力量よりも小さくかつその最小電力量に近い電力量を発生するように設定されている。すなわち、必要最小電力量に近い定格値の汎用の交流発電機２が選択される。
【００３０】
第１の電力出力線４に、コンバータ部３の交流側の電力を検出する電力検出手段１５が設けられている。電力検出手段１５は、電流トランスデューサ１５ａと電圧トランスデューサ１５ｂとから構成されている。
【００３１】
電流トランスデューサ１５ａおよび電圧トランスデューサ１５ｂが、制御手段としての第１のコントローラ１６に接続されるとともに、第１のコントローラ１６がコンバータ部３に接続されている。第１のコントローラ１６では、電力検出手段１５で検出する発電量が交流発電機２の定格値よりも小さいときに、コンバータ部３をスイッチング制御して、コンバータ部３の直流側に供給する電力量を、検出発電量が定格値になるまで増加し、定格値よりも大きいときには、検出発電量が定格値以下になるまで減少するようになっている。
これにより、交流発電機２の発電電力を、商用電源６からの電力に優先して重要電気負荷１２と電気負荷１３に供給できるようになっている。
【００３２】
電力線９に、直流電圧を検出する電圧計１７が設けられ、この電圧計１７がコントローラ１６に接続され、直流電圧が設定値を越えた場合にコンバータ部３をスイッチング制御して、交流発電機２からの電力が流入することを阻止し、電圧増大に起因するキャパシター１１の破損を防止するようになっている。
【００３３】
商用電源５からの電力を逆阻止型コンバータ部６に供給する第２の電力出力線７に、電圧波形の変化を監視し停電状態を検出して停電信号を出力する停電検出センサ１８が設けられている。停電検出センサ１８が第２のコントローラ１９に接続され、その第２のコントローラ１９に、第３の電力出力線１４と電気負荷１３との間に介装された遮断器２０が接続されている。
【００３４】
第２のコントローラ１９には、図２の制御系のブロック図に示すように、停電時間測定手段２１と停電制御手段２２とが備えられている。
停電時間測定手段２１は、パルス発信器２３と比較手段２４から構成されている。
パルス発信器２３では、停電検出センサ１８からの停電信号に応答して、例えば、０．１秒ごとなどの設定時間おきにパルスを発信するようになっている。
比較手段２４では、パルス発信器２３から発信されるパルス数と設定回数（例えば、１０回すなわち０．９秒）とを比較し、パルス数が設定回数になったときに比較出力を出すようになっている。
【００３５】
停電制御手段２２では、比較手段２４からの比較出力に応答して遮断器２０に遮断出力を出し、遮断器２０を切断状態に切り換えるようになっている。
前述比較手段２４における設定回数としては、交流発電機２の発電電力では不足して商用電源５からの電力で賄っていた分をキャパシター１１に蓄えていた電力で補えるに足る時間（例えば、１秒以上）より少ない所定時間の直前に対応する回数が設定される。
【００３６】
上記構成により、例えば、１秒未満などの商用電源５の瞬停の場合には、交流発電機２の発電電力では不足して商用電源５からの電力で賄っていた分を、キャパシター１１に蓄えていた電力を重要電気負荷１２および電気負荷１３に供給することで賄い、電気負荷１２，１３のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
一方、長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で遮断器２０を切断し、交流発電機２の発電電力を確実に重要電気負荷１２に供給し、商用電源２が停電しても重要電気負荷１２に電力を供給し続けることができる。
また、回転型原動機１や交流発電機２に故障が生じたときには、交流発電機２で発電していた電力分をも含めて商用電源５から重要電気負荷１２および電気負荷１３に電力を供給し続けることができ、商用電源５の停電や回転原動機１などの故障から重要電気負荷１２を保護できる。
【００３７】
図３は、本発明に係る発電システムの第２実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、交流発電機２からの交流電力をコンバータ部３に供給する第１の電力出力線４に、必要電力が交流発電機２の発電電力よりも小さい低電気負荷３１が遮断器３２を介して接続されている。
遮断器３２に前述第１実施例におけると同じ第２のコントローラ１９が接続されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００３８】
この第２実施例によれば、交流発電機２で得られた交流電力を低電気負荷３１に直接供給でき、コンバータロスやインバータロスが発生せず、交流発電機２の発電電力の利用効率を向上できる。
【００３９】
前述第１および第２実施例において、コンバータ部３と逆阻止型コンバータ部６とインバータ部８とキャパシター１１とは、汎用インバータを改造したひとつのインバータセット２５（図１および図３参照）として組むことができるものである。
【００４０】
上述実施例におけるコンバータ部３および逆阻止型コンバータ部６としては、通常のコンバータや、整流ブリッジで構成したもの、更には、整流ブリッジにパワーファクター矯正プリコンバータを組み合わせて構成したものなど、各種の構成のものが採用できる。
また、商用電源５側への逆潮流を阻止する構成としては、逆阻止型コンバータ部に代えて、逆潮流を阻止する機能を持たない通常のコンバータ部を設けるとともに、そのコンバータ部と商用電源５との交流部に遮断器を設けるように構成しても良く、このようなコンバータ部や逆阻止型コンバータ部６をして商用電源用コンバータ部と総称する。
【００４１】
本発明としては、キャパシター１１に代えて、あるいは併用して、例えば、回転型原動機１に付設されるバッテリーからの電力を商用電源５の電圧よりやや低い電圧に昇圧した状態で電力線９に接続してバッテリーからの直流電力を利用するなど、要するに他の直流供給設備をインバータ部８の直流側に接続するようにしても良い。
【００４２】
また、本発明としては、回転型原動機１として、上述実施例のようなガスエンジンに限らず、ディーゼルエンジンや蒸気タービンやガスタービンやスターリングエンジンなどが適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の発電システムによれば、システムで要求される負荷よりも小さい、汎用の定格値の交流発電機を容易に選択して使用でき、システムを安価に構成でき、電気負荷の一部に回転数低下によって駆動電力を低減できる機器を使用したとしても、その回転数の変化のいかんにかかわらず、回転型原動機を一定回転数で駆動でき、電気負荷の仕様のいかんにかかわらず、回転型原動機の利用率を低下させずに、交流発電機で効率良く発電した交流電力を良好に供給でき、更に、交流発電機側からの逆潮流を防止する高価な系統連系保護装置を不要にできて安価であり、また、交流状態で合流させる場合のような同期投入装置を不要にでき、発電システムをより安価に構成できる。
しかも、商用電源の瞬停の場合には、交流発電機の発電電力では不足して商用電源からの電力で賄っていた分を、蓄電手段または／および他の直流供給設備からの電力を重要電気負荷およびそれ以外の電気負荷に供給し、電気負荷のすべてに、停電による影響の無い状態で電力を供給できる。
一方、長時間の停電の場合には、停電時間が所定時間を越える直前で遮断器を切断し、交流発電機の発電電力を確実に重要電気負荷に供給し、商用電源が停電しても重要電気負荷に電力を供給し続け、また、回転型原動機に故障が生じても、商用電源から重要電気負荷に電力を供給し続けることができるから、全体として、商用電源の瞬時の停電に良好に対処できながら、安価にして、商用電源の停電や回転型原動機などの故障から重要電気負荷を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電システムの第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】制御系を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る発電システムの第２実施例を示す概略構成図である。
【図４】従来例を示す概略構成図である。
【図５】別の従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…回転型原動機（ガスエンジン）
２…交流発電機
３…コンバータ部
５…商用電源
６…逆阻止型コンバータ部（商用電源用コンバータ部）
８…インバータ部
１１…キャパシター（蓄電手段）
１２…重要電気負荷
１３…電気負荷
２０…遮断器
２１…停電時間測定手段
２２…停電制御手段
３１…低電気負荷
３２…遮断器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system or the like, in which an AC generator is linked to a rotary engine such as a gas engine, a diesel engine, a gas turbine, or a Stirling engine, and the generated power obtained by the AC generator and the commercial power supply are used. And a power generation system configured to be able to supply the same power.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of power generation system, there has been one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-187698.
According to the publication example, as shown in the configuration diagram of the conventional example in FIG. 4, an AC generator (AC generator) 02 is interlockedly connected to a rotary motor 01, and AC power is supplied to the AC generator 02 by direct current. The AC side of the converter unit 03 for converting to electric power is connected via a first electric power output line 04, and a general load 05 driven at a constant voltage and constant frequency is connected to the first electric power output line 04.
[0003]
The commercial power supply 06 is connected via a second power output line 08 to a commercial power supply converter unit 07 for converting AC power to DC power and preventing backflow.
The DC side of converter unit 03 and converter unit 07 for commercial power supply are connected to the DC side of inverter unit 09 that converts DC power into AC power via power line 010 and first and second branch power lines 010a and 010b. , A smoothing capacitor 011 is connected to the power line 010.
The inverter unit 09 is connected via a third power output line 013 to a heat transfer device load 012 capable of reducing drive power by lowering the rotation speed.
[0004]
The amount of power whose rated value of the alternator 02 is smaller than the minimum amount of power required for the entire system, which is the sum of the amounts of power required by the general load 05 and the heat transfer device load 012, etc. Is set to occur.
[0005]
The first power output line 04 is provided with a power detecting means 014 for detecting the power on the AC side of the converter unit 03, which comprises a current transducer 014a and a voltage transducer 014b. The power detecting means 014 includes a controller 015. And the controller 015 is connected to the converter unit 03.
[0006]
The controller 015 controls the switching of the converter unit 03 when the amount of power generation detected by the power detection unit 014 is smaller than the rated value of the AC generator 02, and detects the amount of power supplied to the DC side of the converter unit 03. The amount of generated power increases until the rated value is reached, and when the amount of generated power is greater than the rated value, decreases until the detected amount of generated power falls below the rated value.
Thus, the power generated by the AC generator 02 can be supplied to the heat transfer device load 012 in preference to the power from the commercial power supply 06.
[0007]
With the above configuration, even if the amount of power required by the general load 05 fluctuates, the entire amount can be covered by the amount of power generated by the AC generator 02, and the surplus amount of power is transferred to the heat transfer device load 012. , And the difference from the amount of power required by the heat transfer device load 012, that is, the insufficient amount of power, is covered by the power from the commercial power supply 06, and can be made to cope with a load change in the heat transfer device load 012. It has become.
[0008]
By the way, in such a power generation system, for example, when supplying power to a critical electric load that is greatly affected by a power failure, such as a computer, a conveyor for a work in an automation factory, or a mercury lamp, the electric power load is It is necessary to protect against power outages, and in the past, uninterruptible power supplies have been widely used.
[0009]
In this uninterruptible power supply, as shown in the configuration diagram of FIG. 5, a commercial power supply 021 and an important electric load 022 are connected via a power output line 023. The AC side of a converter 024 that converts AC power into DC is connected to the power output line 023 via a first branch power line 025.
The DC side of the converter 024 is connected to the DC side of the inverter 026 via a power line 027, and the storage battery 028 is connected to the power line 027.
[0010]
A high-speed switching device 029 is interposed in the middle of the power output line 023.
The high-speed switch 029 is provided with a switch 030 on the important electric load 022 side of the power output line 023 and connected to the connection terminal 031 of the power output line 023 on the side of the commercial power supply 21, and a second state on the AC side of the inverter 026. The switch 030 is configured to be switched at a high speed between a state where the switch 030 is connected to the connection terminal 033 of the branch power line 032.
[0011]
A power failure detection means 034 for detecting a power failure state from a change in the voltage waveform is provided at a position on the power output line 023 upstream of the high-speed switch 029, a controller 035 is connected to the power failure detection means 034, and a converter is connected to the controller 035. 024 and the inverter 026 are connected.
[0012]
According to the above configuration, when a power failure occurs in the commercial power supply 021, the occurrence of the power failure is detected by the power failure detection means 034, and the state of being connected to the connection terminal 031 of the commercial power supply 21 is changed to the second branch power line 032. The switch 030 is switched to a state of connecting to the connection terminal 033, and the power stored in the storage battery 028 is supplied to the important electric load 022 to protect it from a power failure.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to protect from a power failure that lasts for 1 to 2 hours, a high-performance storage battery having a large storage capacity is required as the storage battery 028, and the storage battery 028 itself becomes expensive, and the uninterruptible power supply becomes expensive. there were.
[0014]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the power generation system according to the first aspect of the present invention is able to cope with an instantaneous power outage of a commercial power supply while reducing the cost of the commercial power supply. A power generation system according to the second aspect of the present invention is capable of efficiently supplying generated power to a constant-voltage / constant-frequency electric load while protecting the important electric load from a failure on the AC generator side. The invention according to claim 3 is intended to be able to protect important electrical loads from a power failure of a commercial power supply or a failure on the AC generator side while being able to cope with an instantaneous power failure of the power supply at a low cost. An object of the power generation system is to make the configuration simple and inexpensive.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes, on the DC side of an inverter unit that converts DC power into AC power, a converter unit that converts AC power into DC power, A commercial power converter for converting back to direct current power lower than direct current power and blocking backflow is connected in parallel, and on the AC side of the converter unit, an AC generator linked to a rotary type motor is connected, In a power generation system in which a commercial power supply is connected to an AC side of a converter for a commercial power supply, and an electric load whose required power is larger than a rating of the AC generator is connected to an AC side of the inverter section,
A part of the electric load is an important electric load whose required power is smaller than the rating of the AC generator, and is greatly affected by a power failure, and continues for a predetermined time on the DC side of the inverter unit during a power failure of the commercial power supply. A power storage means or / and other DC supply equipment for supplying necessary AC power to the electric load, and connecting an electric load other than the important electric load to an AC side of the inverter unit via a circuit breaker; A power outage time measuring means for detecting a power outage state of the commercial power supply and measuring the power outage time is provided, and immediately before the power outage time measured by the power outage time measuring means exceeds the predetermined time, the total required electric energy of the electric load is measured. Is provided with power failure control means for switching the circuit breaker to a disconnected state so as not to exceed the rating of the AC generator.
[0016]
As the rotary prime mover, a gas engine, a diesel engine, a steam turbine, or the like is used.
In addition, examples of the important electric load that is greatly affected by the power failure include a computer, a conveyor for a running operation in an automation factory, and a mercury lamp.
A capacitor or a storage battery can be used as the power storage means, and a battery attached to a prime mover can be used as the other DC supply equipment.
[0017]
(Action / Effect)
According to the configuration of the power generation system according to the first aspect of the present invention, the AC power generated by the AC generator is converted into DC power by the converter unit, then converted into AC power by the inverter unit, and supplied through the commercial power converter unit. The important electric load and the other electric loads are supplied in priority to the electric power from the commercial power supply, and the shortage is covered by the electric power from the commercial power supply.
Also, after the AC power generated by the AC generator is converted to DC power by the converter unit, and then merged with the DC power from the commercial power supplied through the commercial power converter unit, as in the case of merging in the AC state, Synchronization for phase matching is not required, and a system interconnection protection device for protecting a commercial power system using a commercial power supply is also unnecessary.
Furthermore, when the commercial power supply fails, the power failure time is measured, and in the case of a so-called momentary power failure where the power failure time is restored to just before the predetermined time is exceeded, the power generated by the AC generator is insufficient. The power supplied from the commercial power source can be transferred to the stored power stored in the power storage means or the power from other DC supply equipment such as a battery attached to the rotary motor, or power from both of them. Power can be supplied to important electric loads and other electric loads, and electric power can be supplied to all electric loads without being affected by a power failure.
In the case of a long-term power failure in which the power failure time exceeds the predetermined time, immediately before the power failure time exceeds the predetermined time, disconnect the circuit breakers provided for electrical loads other than the important electrical loads, and reduce the total required power of the electrical load. It is possible to supply the power generated by the AC generator to the important electric load without exceeding the rating of the AC generator, and to continue supplying power to the important electric load even when the commercial power supply is cut off.
Further, even if a failure occurs in the rotary prime mover, power can be continuously supplied from the commercial power supply to the important electric load.
[0018]
Therefore, while the AC power, which is the rated value of the AC generator, is supplied preferentially to the important electric load and other electric loads, the shortage is covered by the electric power from the commercial power supply. It is also possible to easily select and use an AC generator having a small, general-purpose rated value, and to configure the system at low cost.
In addition, since the AC power generated by the AC generator is converted into DC power by the converter section, and then converted into AC power by the inverter section and supplied to the electric load, the driving power is supplied to part of the electric load by lowering the rotation speed. Even if equipment that can reduce power consumption is used, the rotary type prime mover can be driven at a constant rotational speed regardless of the change in the rotational speed, and the utilization rate of the rotary type prime mover is reduced regardless of the electrical load specifications. Instead, the AC power generated efficiently by the AC generator can be supplied satisfactorily.
Further, after the AC power generated by the AC generator is converted into DC power by the converter unit, the DC power is merged with the DC power from the commercial power supplied through the commercial power converter unit. A synchronous input device is not required, and the power generation system can be configured at lower cost.
In addition, in the case of an instantaneous interruption of the commercial power supply, the power generated from the commercial power supply is insufficient due to the shortage of the power generated by the AC generator, and the electric power from the power storage means or / and other DC supply equipment is transferred to the critical electric power. Since power is supplied to the load and other electric loads, power can be supplied to all of the electric loads without being affected by the power failure.
On the other hand, in the case of a long-term power outage, the circuit breaker is cut off immediately before the power outage time exceeds a predetermined time, and the power generated by the AC generator is reliably supplied to the important electric load. Since power can be continuously supplied to the electrical load, and even if a failure occurs in the rotary prime mover, power can be continuously supplied from the commercial power supply to the important electrical load. While being able to cope with it, it is possible to protect the important electric load from a power outage of the commercial power supply and a failure of the AC generator at a low cost.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a converter for converting AC power to DC power is provided on a DC side of an inverter for converting DC power to AC power. A DC power lower than the DC power and a parallel connection with a converter for commercial power to prevent backflow, and on the AC side of the converter, an AC generator interlockingly connected to a rotary prime mover, A commercial power supply is connected to the AC side of the commercial power converter unit, an electric load is connected to the AC side of the inverter unit, and the required power between the AC generator and the converter unit is a rated power of the AC generator. In a power generation system with a smaller, lower electrical load,
At least a part of the electric load connected to the AC side of the inverter unit has a required power smaller than the rating of the AC generator, and is an important electric load that is greatly affected by a power failure. A power storage unit or / and other DC supply equipment for supplying necessary AC power to the AC load on the AC side of the inverter unit continuously for a predetermined period of time when the commercial power supply fails, and the AC generator and the converter unit are connected to each other. In between, the low electric load is connected via a circuit breaker, and a power failure time measuring means for detecting a power failure state of the commercial power source and measuring the power failure time is provided, and the power failure time is measured by the power failure time measuring means. Shortly before the power failure time exceeds the predetermined time, the circuit breaker is switched to the disconnection state so that the total required electric energy of the electric load does not exceed the rating of the AC generator. Constituting provided control means.
[0020]
(Action / Effect)
According to the configuration of the power generation system of the invention according to claim 2, the AC power generated by the AC generator is supplied to the low electric load, and the surplus AC power is converted into DC power by the converter unit, and then converted by the inverter unit. The power is converted to AC power and supplied to the important electric load and the other electric loads in preference to the electric power from the commercial power supplied through the commercial power converter unit, and the shortage is covered by the electric power from the commercial power.
Also, after the AC power generated by the AC generator is converted to DC power by the converter unit, and then merged with the DC power from the commercial power supplied through the commercial power converter unit, as in the case of merging in the AC state, Synchronization for phase matching is not required, and a system interconnection protection device for protecting a commercial power system using a commercial power supply is also unnecessary.
Furthermore, when the commercial power supply fails, the power failure time is measured, and in the case of a so-called momentary power failure where the power failure time is restored to just before the predetermined time is exceeded, the power generated by the AC generator is insufficient. The power supplied from the commercial power source can be transferred to the stored power stored in the power storage means or the power from other DC supply equipment such as a battery attached to the rotary motor, or power from both of them. Power can be supplied to important electric loads and other electric loads, and electric power can be supplied to all electric loads without being affected by a power failure.
In the case of a long-term power failure in which the power failure time exceeds the predetermined time, immediately before the power failure time exceeds the predetermined time, the circuit breaker provided in the low electric load is disconnected, and the total required electric power of the electric load is reduced by the alternator. By preventing the rating from being exceeded, the power generated by the AC generator is supplied to the important electric load, and the power can be continuously supplied to the important electric load even when the commercial power supply is cut off.
Further, even if a failure occurs in the rotary prime mover, power can be continuously supplied from the commercial power supply to the important electric load.
[0021]
Therefore, the surplus of AC power, which is the rated value of the AC generator after being supplied to the low electric load, is supplied preferentially to the important electric load and other electric loads, while the shortage is supplied from the commercial power supply. Since the power is provided by the electric power, an AC generator having a general-purpose rated value smaller than the load required by the system can be easily selected and used, and the system can be configured at low cost.
In addition, the surplus of the AC power generated by the AC generator after being supplied to the low electric load is converted into DC power by the converter, and then converted into AC by the inverter and supplied to the electric load. Even if a device that can reduce the drive power by reducing the rotation speed is used for a part of the motor, the rotary type prime mover can be driven at a constant rotation speed regardless of the change in the rotation speed, regardless of the electrical load specifications. Thus, the AC power generated efficiently by the AC generator can be satisfactorily supplied without lowering the utilization rate of the rotary prime mover.
Further, after the surplus of the AC power generated by the AC generator after being supplied to the low electric load is converted into DC power by the converter unit, the DC power is merged with the DC power from the commercial power source supplied through the commercial power source converter unit. This eliminates the need for a synchronous input device as in the case of merging in an AC state, and makes it possible to configure the power generation system at lower cost.
In addition, in the case of an instantaneous interruption of the commercial power supply, the power generated from the commercial power supply is insufficient due to the shortage of the power generated by the AC generator, and the electric power from the power storage means or / and other DC supply equipment is transferred to the critical electric power. Since power is supplied to the load and other electric loads, power can be supplied to all of the electric loads without being affected by the power failure.
On the other hand, in the case of a long-term power failure, the circuit breaker is cut off immediately before the power failure time exceeds the predetermined time to stop the power supply to the low electric load, and the power generated by the AC generator is reliably transmitted to the important electric load. Power supply to the critical electrical load even if the commercial power supply fails, and even if the rotary prime mover fails, the commercial power supply can continue to supply the critical electrical load. As a result, while being able to cope with an instantaneous blackout of the commercial power supply, it is possible to protect the important electric load from a blackout of the commercial power supply and a failure of the AC generator at a low cost.
In addition, since a low electric load is connected between the AC generator and the converter section and the AC power obtained by the AC generator is directly supplied to the low electric load, no converter loss or inverter loss occurs, Efficiency of power generated by the machine can be improved.
[0022]
In addition, the invention according to claim 3 achieves the above object by:
In the power generation system according to claim 1 or 2,
The commercial power converter section is constituted by a reverse blocking converter section.
[0023]
(Action / Effect)
According to the configuration of the power generation system according to the third aspect of the present invention, after the AC power from the commercial power supply is converted into the DC power through the reverse blocking converter section, the AC power is converted into the AC power by the inverter section and supplied to the electric load.
Therefore, it is not necessary to provide an expensive system interconnection protection device for preventing reverse power flow from the AC generator side, or to provide a circuit breaker for preventing reverse power flow in the AC section between the converter and the commercial power supply. And the configuration is simple and inexpensive.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a power generation system according to the present invention. An AC generator (synchronous generator) 2 is linked to a rotary prime mover (gas engine) 1 in an interlocking manner.
[0026]
The AC side of a converter unit 3 that converts AC power into DC power is connected to the AC generator 2 via a first power output line 4.
A reverse blocking converter section 6 for converting AC power into DC power lower than the DC power in the inverter section 3 and preventing backflow is connected to the commercial power supply 5 via a second power output line 7.
[0027]
The DC side of converter unit 3 and reverse blocking type converter unit 6 are connected to the DC side of inverter unit 8 that converts DC power into AC power, via power line 9 and first and second branch power lines 10a and 10b. ing. The power line 9 is connected to a capacitor 11 as power storage means.
[0028]
An important electric load 12 such as a computer which is greatly affected by a power failure and another electric load 13 are connected to the inverter unit 8 via a third power output line 14. The required electric power of the important electric load 12 is smaller than the rating of the AC generator 2.
As the electric load 13, a heat transfer device load or the like as a device that can reduce the driving power by reducing the rotation speed, such as a pump motor driving a chilled water pump or a fan motor driving a fan, which constitutes an air conditioning system, is preferable. Can be connected to
[0029]
The rated value of the alternator 2 is smaller than the minimum power amount required for the entire system and is close to the minimum power amount, which is the sum of the power amounts required by the important electric load 12 and the electric load 13. Is set to occur. That is, the general-purpose AC generator 2 having a rated value close to the required minimum power amount is selected.
[0030]
The first power output line 4 is provided with power detection means 15 for detecting the power on the AC side of the converter unit 3. The power detecting means 15 includes a current transducer 15a and a voltage transducer 15b.
[0031]
The current transducer 15a and the voltage transducer 15b are connected to a first controller 16 as control means, and the first controller 16 is connected to the converter unit 3. The first controller 16 controls the switching of the converter unit 3 when the power generation amount detected by the power detection unit 15 is smaller than the rated value of the AC generator 2, and supplies the power amount supplied to the DC side of the converter unit 3. Is increased until the detected power generation reaches the rated value, and when the detected power generation is larger than the rated value, the power generation decreases until the detected power generation becomes equal to or less than the rated value.
Thus, the power generated by the AC generator 2 can be supplied to the important electric loads 12 and 13 in preference to the power from the commercial power supply 6.
[0032]
A voltmeter 17 for detecting a DC voltage is provided on the power line 9, and the voltmeter 17 is connected to the controller 16 and controls the switching of the converter unit 3 when the DC voltage exceeds a set value, so that the AC generator 2 Is prevented from flowing in, and damage to the capacitor 11 due to an increase in voltage is prevented.
[0033]
A power failure detection sensor 18 that monitors a change in voltage waveform, detects a power failure state, and outputs a power failure signal is provided on a second power output line 7 that supplies power from the commercial power supply 5 to the reverse blocking converter unit 6. ing. The power failure detection sensor 18 is connected to a second controller 19, and the circuit breaker 20 interposed between the third power output line 14 and the electric load 13 is connected to the second controller 19.
[0034]
As shown in the block diagram of the control system in FIG. 2, the second controller 19 includes a power outage time measuring unit 21 and a power outage control unit 22.
The power outage time measuring means 21 includes a pulse transmitter 23 and a comparing means 24.
In response to the power failure signal from the power failure detection sensor 18, the pulse transmitter 23 emits a pulse at a set time, for example, every 0.1 seconds.
The comparing means 24 compares the number of pulses transmitted from the pulse transmitter 23 with a set number (for example, 10 times, that is, 0.9 seconds), and outputs a comparison output when the number of pulses reaches the set number. Has become.
[0035]
The power failure control means 22 outputs a cutoff output to the circuit breaker 20 in response to the comparison output from the comparison means 24, and switches the circuit breaker 20 to a disconnected state.
The number of times set by the comparing means 24 is a time (for example, one second) sufficient to make up for the shortage of the power generated by the AC generator 2 and the power supplied from the commercial power source 5 with the power stored in the capacitor 11. The number of times corresponding to the time just before the smaller predetermined time is set.
[0036]
With the above configuration, for example, in the case of an instantaneous interruption of the commercial power supply 5 such as for less than one second, the amount of power generated by the AC generator 2 that is insufficient and covered by the electric power from the commercial power supply 5 is stored in the capacitor 11. By supplying the used power to the important electric loads 12 and the electric loads 13, the electric power can be supplied to all the electric loads 12 and 13 without being affected by the power failure.
On the other hand, in the case of a long-time power failure, the circuit breaker 20 is disconnected just before the power failure time exceeds a predetermined time, the power generated by the AC generator 2 is reliably supplied to the important electric load 12, and the commercial power source 2 Even so, power can be continuously supplied to the important electric load 12.
When a failure occurs in the rotary prime mover 1 or the AC generator 2, electric power is supplied from the commercial power supply 5 to the important electric load 12 and the electric load 13 including the electric power generated by the AC generator 2. The important electric load 12 can be protected from a power failure of the commercial power supply 5 or a failure of the rotary motor 1 or the like.
[0037]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the power generation system according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows.
That is, a low electric load 31 whose required power is smaller than the power generated by the AC generator 2 is supplied to the first power output line 4 for supplying the AC power from the AC generator 2 to the converter unit 3 via the circuit breaker 32. It is connected.
The same second controller 19 as in the first embodiment is connected to the circuit breaker 32. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted by giving the same reference numerals.
[0038]
According to the second embodiment, the AC power obtained by the AC generator 2 can be directly supplied to the low electric load 31, and no converter loss or inverter loss occurs, and the efficiency of using the power generated by the AC generator 2 can be reduced. Can be improved.
[0039]
In the first and second embodiments, the converter unit 3, the reverse blocking converter unit 6, the inverter unit 8, and the capacitor 11 are assembled as one inverter set 25 (see FIGS. 1 and 3) obtained by modifying a general-purpose inverter. Is what you can do.
[0040]
As the converter unit 3 and the reverse blocking converter unit 6 in the above-described embodiment, various converters such as a normal converter, a converter configured with a rectifier bridge, and a converter configured by combining a power factor correction pre-converter with a rectifier bridge are used. A configuration can be adopted.
As a configuration for preventing reverse power flow to the commercial power source 5 side, instead of a reverse blocking type converter unit, a normal converter unit having no function of preventing reverse power flow is provided, and the converter unit and the commercial power source 5 are connected. A circuit breaker may be provided in the AC section of the converter. Such a converter section and the reverse blocking converter section 6 are collectively referred to as a commercial power converter section.
[0041]
According to the present invention, instead of or in combination with the capacitor 11, for example, the power from the battery attached to the rotary prime mover 1 is connected to the power line 9 while being boosted to a voltage slightly lower than the voltage of the commercial power supply 5. In other words, other DC supply equipment may be connected to the DC side of the inverter unit 8, such as using DC power from a battery.
[0042]
Further, in the present invention, as the rotary prime mover 1, a diesel engine, a steam turbine, a gas turbine, a Stirling engine, or the like can be applied without being limited to the gas engine as in the above-described embodiment.
[0043]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the power generation system of the present invention, an AC generator having a general-purpose rated value smaller than the load required by the system can be easily selected and used, and the system can be configured at low cost. Even if a device that can reduce the driving power by lowering the rotation speed is used as part of the electrical load, the rotary type prime mover can be driven at a constant rotation speed regardless of the change in the rotation speed. Regardless of the system, it is possible to supply the AC power efficiently generated by the AC generator without lowering the utilization rate of the rotary prime mover, and to prevent the reverse power flow from the AC generator. The interconnection protection device can be eliminated and the cost can be reduced. In addition, the synchronization input device such as the case of merging in an AC state can be eliminated, and the power generation system can be configured at lower cost.
In addition, in the case of an instantaneous interruption of the commercial power supply, the power generated from the commercial power supply is insufficient due to the shortage of the power generated by the AC generator, and the electric power from the power storage means or / and other DC supply equipment is transferred to the critical electric power. Power can be supplied to a load and other electric loads, and power can be supplied to all of the electric loads without being affected by a power failure.
On the other hand, in the case of a long-term power outage, the circuit breaker is cut off immediately before the power outage time exceeds a predetermined time, and the power generated by the AC generator is reliably supplied to the important electric load. Since power can be continuously supplied to the electrical load, and even if a failure occurs in the rotary prime mover, power can be continuously supplied from the commercial power supply to the important electrical load. At the same time, it is possible to protect the important electric load from a power outage of the commercial power supply or a failure of the rotary type prime mover at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a power generation system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the power generation system according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another conventional example.
[Explanation of symbols]
1. Rotary prime mover (gas engine)
2. Alternator
3. Converter section
5. Commercial power supply
6. Reverse blocking converter (commercial power converter)
8. Inverter section
11. Capacitor (power storage means)
12 ... Important electric load
13 ... Electrical load
20 ... Circuit breaker
21 Power outage time measuring means
22 ... Power failure control means
31 ... Low electric load
32 ... Circuit breaker

Claims

A converter unit for converting AC power to DC power, and a converter for commercial power supply for converting AC power to DC power lower than the DC power and preventing backflow, on the DC side of the inverter unit for converting DC power to AC power. Parts in parallel with each other, and on the AC side of the converter section, an AC generator interlockingly connected to a rotary prime mover is connected, and a commercial power supply is connected to the AC side of the commercial power supply converter section. A power generation system in which necessary power is connected to an AC side with an electric load that is larger than the rating of the AC generator,
A part of the electric load is an important electric load whose required power is smaller than the rating of the AC generator, and is greatly affected by a power failure, and continues for a predetermined time on the DC side of the inverter unit during a power failure of the commercial power supply. A power storage means or / and other DC supply equipment for supplying necessary AC power to the electric load, and connecting an electric load other than the important electric load to an AC side of the inverter unit via a circuit breaker; A power outage time measuring means for detecting a power outage state of the commercial power supply and measuring the power outage time is provided, and immediately before the power outage time measured by the power outage time measuring means exceeds the predetermined time, the total required electric energy of the electric load is measured. A power failure control means for switching the circuit breaker to a disconnected state so as not to exceed the rating of the AC generator.

A converter unit for converting AC power to DC power, and a converter for commercial power supply for converting AC power to DC power lower than the DC power and preventing backflow, on the DC side of the inverter unit for converting DC power to AC power. Parts in parallel with each other, and on the AC side of the converter section, an AC generator interlockingly connected to a rotary prime mover is connected, and a commercial power supply is connected to the AC side of the commercial power supply converter section. A power generation system that connects an electric load to an AC side and connects a low electric load smaller than the rated power of the AC generator, between the AC generator and the converter unit.
At least a part of the electric load connected to the AC side of the inverter unit has a required power smaller than the rating of the AC generator, and is an important electric load that is greatly affected by a power failure. A power storage unit or / and other DC supply equipment for supplying necessary AC power to the AC load on the AC side of the inverter unit continuously for a predetermined period of time when the commercial power supply fails, and the AC generator and the converter unit are connected to each other. In between, the low electric load is connected via a circuit breaker, and a power failure time measuring means for detecting a power failure state of the commercial power source and measuring the power failure time is provided, and the power failure time is measured by the power failure time measuring means. Shortly before the power failure time exceeds the predetermined time, the circuit breaker is switched to the disconnection state so that the total required electric energy of the electric load does not exceed the rating of the AC generator. Power generation system characterized in that a control means.

In the power generation system according to claim 1 or 2,
A power generation system in which the commercial power converter is a reverse blocking converter.