JP2006266243A

JP2006266243A - コージェネレーションシステムの診断装置

Info

Publication number: JP2006266243A
Application number: JP2005089806A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tomio; 剛至富尾; Yoshitaka Shibata; 善隆柴田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】小さな消費電力で電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断可能なコージェネレーションシステムの診断装置を提供する。
【解決手段】コージェネレーションシステムの診断装置であって、商業用配電線３からの給電電力又は発電装置６の発電電力を消費可能な凍結防止用ヒータ２８を備え、コージェネレーションシステム内の水循環系統における水温又は外気温が設定凍結防止温度になると、凍結防止用ヒータ２８の消費電力を調節して水循環系統を加熱させる凍結防止手段２６が設けられ、システム制御手段１０が、凍結防止用ヒータ２８の消費電力を変動させて商業用配電線から給電される電力を変動させたときの電流検出器２の検出電流に基づいて、電流検出器２とシステム制御手段１０との接続状態を診断するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コージェネレーション用の発電装置と、発電装置からの電力を系統連系用配電線を介して商業用電源からの商業用配電線に連系するための系統連系用インバータと、商業用配電線を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出電流を利用して発電装置から系統連系用インバータ及び系統連系用配電線を介して商業用配電線に送給される電力を制御するためのシステム制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムの診断装置に関する。

電気と熱とを併せて発生することのできるガスエンジン発電装置や燃料電池発電装置などのコージェネレーション用の発電装置が設けられたコージェネレーションシステムにおいて、発電電力は系統連系用配電線及び系統連系用インバータを介して商業用配電線に送給され、発生された熱は貯湯槽などに回収されて蓄熱される。そして、発電電力は、コージェネレーションシステム内の電力負荷装置に供給されて消費され、貯湯槽などにて蓄熱された熱量は、必要なときに給湯器、床暖房機などの温水暖房装置で消費される。
このようなコージェネレーションシステムから商業用配電線への逆潮流が認められていないとき、発電電力はコージェネレーションシステム内で全て消費しなければならない。このため、逆潮流が発生しないように発電電力と電力負荷装置の消費電力との差の余剰電力を無くすことを目的とした逆潮流防止装置が設けられたコージェネレーションシステムがある（例えば、特許文献１を参照）。

また、逆潮流防止装置を動作させるためには、コージェネレーションシステムから商業用配電線への逆潮流が発生しているか否かを正確に検出する必要がある。そのため、系統連系用インバータが接続される商業用配電線に電流検出器を設け、商業用配電線から給電を受けているか、又は、余剰電力が発生することで系統連系用インバータから商業用配電線側へ電力の逆潮流が発生しているかを検出している。

但し、電流検出器の検出結果が正確でなければならず、且つ、その検出結果が逆潮流防止装置の動作を制御するシステム制御手段に対して正確に伝わるようにしなければならない。従って、電流検出器は、極性（プラス及びマイナス）を正確に商業用配電線に接続し、且つ、商業用配電線のＵ相線に配設された電流検出器からの検出信号はシステム制御手段のＵ相側の入力部に、またそのＶ相線に配設された電流検出器からの検出信号はシステム制御手段のＶ相側の入力部に入力されなければならない。そのような問題に鑑みて、商業用配電線に配設された電流検出器からの検出信号がシステム制御手段に正しく入力されているかを簡単に診断できる診断装置の実現が望まれていた。従って、発電装置を運転した状態で、系統連系用インバータから商業用配電線への出力電力を意図的に変動させ、そのときの電流検出器の検出結果に基づいて、電流検出器の商業用配電線への接続状態、及び、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断している診断装置がある（例えば、特許文献２を参照）。

特開２０００−３２０４０１号公報特開２００２−２８６７８５号公報

上述のように、特許文献２に記載の診断装置では、発電装置を運転した状態で系統連系用インバータを制御して、系統連系用インバータから商業用配電線への出力電力を意図的に変動させる手法を用いている。しかしながら、発電装置を設置後、商業用配電線へ系統連系して運転する許可が未だ下りていない状況では、この手法を用いることはできない。従って、発電装置の運転を停止した状態であっても、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断可能な診断装置が求められている。

また、特許文献２には記載されていないものの、その診断装置において、商業用配電線への出力電力を系統連系用インバータ以外によって変動させるような改変も想定できる。例えば、系統連系用インバータの出力電力を一定にしておき、逆潮流防止装置における余剰電力消費用としてＵ相線及びＶ相線に夫々設けられているＵ相ヒータ手段及びＶ相ヒータ手段の消費電力を変動させることで、電流検出器が検出する電流を変動させる手法である。
しかし、一般に逆潮流防止装置で用いられるヒータ手段は、コージェネレーションシステム内の電力負荷が零であったとしても余剰電力を全て消費できるようにするため、発電装置の定格出力以上の消費電力を有している。例えば、コージェネレーション用発電装置の定格出力が１ｋＷであるとき、１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗを一組とする電気ヒータを、Ｕ相及びＶ相の夫々に接続し、合計で６本のヒータ手段の夫々が１００Ｖの電力を供給されるようにしているものもある。
このように、商業用配電線と系統連系用インバータとの間に流れる電流を変動させるために従来の診断装置が利用できるヒータ手段は、消費電力が大きいものであった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さな消費電力で電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断可能なコージェネレーションシステムの診断装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの診断装置の第１特徴構成は、コージェネレーション用の発電装置と、前記発電装置からの電力を系統連系用配電線を介して商業用電源からの商業用配電線に連系するための系統連系用インバータと、前記商業用配電線を流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の検出電流を利用して前記発電装置から前記系統連系用インバータ及び前記系統連系用配電線を介して前記商業用配電線に送給される電力を制御するためのシステム制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムの診断装置であって、
前記商業用配電線からの給電電力又は前記発電装置の発電電力を消費可能な凍結防止用ヒータを備え、前記コージェネレーションシステム内の水循環系統における水温又は外気温が設定凍結防止温度になると、前記凍結防止用ヒータの消費電力を調節して前記水循環系統を加熱させる凍結防止手段が設けられ、
前記システム制御手段が、前記凍結防止用ヒータの消費電力を変動させて前記商業用配電線から給電される電力を変動させたときの前記電流検出器の検出電流に基づいて、前記電流検出器と前記システム制御手段との接続状態を診断するように構成されている点にある。

上記第１特徴構成によれば、システム制御手段は、凍結防止用ヒータの消費電力を変動させることで、商業用配電線から給電される電力又は系統連系用インバータから商業用配電線への電力を変動させることができる。そして、その電力変動に伴う電流検出器の検出電流の同調関係によって、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断できる。また、凍結防止用ヒータは消費電力が比較的小さく且つ安定しているので、無駄な電力消費を抑制しながらも上記電力変動が明確に現れることになる。その結果、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を良好に診断できる。

上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの診断装置の第２特徴構成は、コージェネレーション用の発電装置と、前記発電装置からの電力を系統連系用配電線を介して商業用電源からの商業用配電線に連系するための系統連系用インバータと、前記商業用配電線を流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の検出電流を利用して前記発電装置から前記系統連系用インバータ及び前記系統連系用配電線を介して前記商業用配電線に送給される電力を制御するためのシステム制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムの診断装置であって、
前記システム制御手段が、前記コージェネレーションシステムの電動式の補機の消費電力を変動させて前記商業用配電線から給電される電力を変動させたときの前記電流検出器の検出電流に基づいて、前記電流検出器と前記システム制御手段との接続状態を診断するように構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、システム制御手段は、電動式の補機の消費電力を変動させることで、商業用配電線から給電される電力又は系統連系用インバータから商業用配電線への電力を変動させることができる。そして、その電力変動に伴う電流検出器の検出電流の同調関係によって、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を診断できる。また、電動式の補機は消費電力が比較的小さく且つ安定しているので、無駄な電力消費を抑制しながらも上記電力変動が明確に現れることになる。その結果、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を良好に診断できる。

＜第１実施形態＞
以下に、図面を参照して本発明に係るコージェネレーションシステムの診断装置について説明する。
図１に示すのは、コージェネレーションシステムの診断装置の概略図であり、図２は、図１のコージェネレーションシステムシステムの回路構成を簡略的に示すブロック回路図である。図１に示すコージェネレーションシステムは、エンジン８により駆動される発電機７を含む発電装置６と、エンジン８の冷却水から排出される熱を温水の形態で貯留する貯湯装置４２とを備え、貯湯装置４２は温水を貯える貯湯タンク４１を含んでいる。エンジン８はガスエンジン、ディーゼルエンジンなどである。このような発電装置６に代えて、燃料電池等を用いることもできる。発電装置６の出力側には系統連系用インバータ５が設けられている。系統連系用インバータ５は、発電装置６の発電電力を商業用電源１から供給される商用電力と同じ電圧及び同じ周波数にするものである。商業用電源１は、例えば単相３線式１００Ｖであり、商業用配電線３を介して電力負荷３３、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。系統連系用インバータ５は、コージェネ用スイッチ３４（スイッチ３４ａ、３４ｂ）を備えた系統連系用配電線４を介して商業用配電線３に電気的に接続され、このスイッチ３４が閉状態のときに、発電装置６にて発生した発電電力が系統連系用インバータ５、系統連系用配電線４及びコージェネ用スイッチ３４を介して商業用配電線３に送給される。

貯湯装置４２は、温水を循環させるための温水循環流路３９を備えており、温水循環流路３９の一端側が貯湯タンク４１の底部に接続され、温水循環流路３９の他端側が貯湯タンク４１の上部に接続され、貯湯タンク４１内の温水はこの温水循環流路３９を通して循環される。また、この温水循環流路３９には、温水を循環させるための循環ポンプ４０が配設されている。更に、貯湯タンク４１内に電気ヒータ手段４６が設けられ、この電気ヒータ手段４６は、電気ヒータ用スイッチ手段４５を介して系統連系用インバータ５の出力側に電気的に接続されている。この電気ヒータ手段４６は、貯湯タンク４１内の温水を加熱する。

また、商業用配電線３からの給電電力又は発電装置６の発電電力を消費可能な凍結防止用ヒータ２８を備え、凍結防止用ヒータ２８の消費電力を調節して、コージェネレーションシステム内の水循環系統における水温又は外気温が設定凍結防止温度（例えば、０℃）以下になると水循環系統を加熱させる凍結防止手段２６が設けられている。
図１に示すように、例えば、凍結防止手段２６において、通電制御部２９は、給湯ライン１９に設けられた給湯温度センサ３２の検出結果が設定凍結防止温度以下になると、給湯ライン１９に設けられた凍結防止用ヒータ２８の消費電力を調節して給湯ライン１９を加熱する。その結果、給湯ライン１９を通流する湯水が凍結しないようになる。この凍結防止手段２６が備える凍結防止用ヒータ２８及び凍結防止用ヒータスイッチ手段２７の制御については、後に詳述する。

また更に、図１に示すように、このコージェネレーションシステムには、商業用配電線３からの給電電力又は発電装置６の発電電力を消費可能なポンプ、ファンモータ、電磁弁などの負荷部を備える電動式の補機３０も設けられている。これら電動式の補機は、消費電力が比較的小さく且つ安定したものが好ましい。そして、システム制御手段１０は、コージェネレーションシステムを運転するに当たって、必要なときに各補機３０の負荷部への通電を入り切りする。この電動式の補機３０が備える負荷部と補機用スイッチ手段の制御については、後に詳述する。

温水循環流路３９に関連して、熱交換器３８が配設されている。熱交換器３８は、エンジン８のラジエータ３７からの冷却水を循環させるための冷却水循環流路３５を流れる冷却水と温水循環流路３９を流れる温水との間で熱交換を行うもので、エンジン８からの冷却水によって温水循環流路３９を流れる温水を加熱する。この冷却水循環流路３５には、冷却水を循環させるための循環ポンプ３６が配設されている。尚、この実施形態では、貯湯タンク４１に電気ヒータ手段４６を配設しているが、このような構成に代えて、電気ヒータ手段４６を冷却水循環流路３５に配設し、この冷却水循環流路３５を流れる冷却水を加熱するようにしてもよい。

貯湯タンク４１には、水を供給するための水供給流路を構成する給水ライン１７が接続されている。給水ライン１７の一端側は、貯湯タンク４１の底部に接続され、その他端側は、水道管などの水供給源（図示せず）に接続される。この給水ライン１７には減圧逆止弁１８が配設され、貯湯タンク４１から給水ライン１７側に温水が逆流するのを防止している。

この貯湯タンク４１には、更に、温水を供給する温水供給流路を構成する給湯ライン１９が接続されている。給湯ライン１９の一端側は貯湯タンク４１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４１内の温水が給湯ライン１９を通して出湯される。

図２に示すように、商業用電源１からの商業用配電線３は単相３線式の回路構成であり、Ｕ相線３ａ、Ｖ相線３ｂ及び中性線３ｃ（Ｏ相線）から構成され、Ｕ相線３ａと中性線３ｃとの間に例えば１００Ｖの電位差があり、Ｖ相線３ｂと中性線３ｃとの間に例えば１００Ｖの電位差があり、またＵ相線３ａとＶ相線３ｂとの間に例えば２００Ｖの電位差がある。このような単相３線式の商業用配電線３の回路構成では、電力負荷３３は、その一部３３ａについてはＵ相線３ａと中性線３ｃとの間に接続された構成となり、またその残部３３ｂについてはＶ相線３ｂと中性線３ｃとの間に接続された構成となる。

この実施形態では、コージェネレーションシステムの発電装置６からの系統連系用配電線４は単相２線式のものであり、この系統連系用配電線４のＵ相線４ａが商業用配電線３のＵ相線３ａに連結され、この系統連系用配電線４のＶ相線４ｂが商業用配電線３のＶ相線３ｂに連結される。

そして、余剰電力消費用に設けられている電気ヒータ手段４６が、系統連系用配電線４のＵ相線４ａ及びＶ相線４ｂに渡って設けられている。従って、電気ヒータ手段４６には２００Ｖの交流電力が供給されることになる。電気ヒータ手段４６は、第１ヒータ４６ａ、第２ヒータ４６ｂ、第３ヒータ４６ｃから構成され、第１ヒータ４６ａは例えば１００Ｗのもの、第２ヒータ４６ｂは例えば２００Ｗのもの、また第３ヒータ４６ｃは例えば３００Ｗのものから構成される。

電気ヒータ手段４６の上述した構成に関連して、電気ヒータ用スイッチ手段４５は、第１ヒータ４６ａ、第２ヒータ４６ｂ及び第３ヒータ４６ｃを夫々オン・オフさせるための第１スイッチ４５ａ、第２スイッチ４５ｂ及び第３スイッチ４５ｃを有している。従って、第１スイッチ４５ａ（又は第２スイッチ４５ｂ、第３スイッチ４５ｃ）が閉になると、第１ヒータ４６ａ（又は第２ヒータ４６ｂ、第３ヒータ４６ｃ）に通電されて貯湯タンク４１内の温水が加熱される。

また、上記凍結防止手段２６の凍結防止用ヒータ２８は１００Ｖの交流電力が供給されるものであり、系統連系用配電線４のＵ相線４ａに接続されるＵ相用凍結防止ヒータ手段２８ａ及び系統連系用配電線４のＶ相線４ｂに接続されるＶ相用凍結防止ヒータ手段２８ｂから構成される。そして、凍結防止用ヒータ２８の上述した構成に関連して、凍結防止用ヒータ２８スイッチ手段２７は、Ｕ相用凍結防止ヒータ手段２８ａの作動をオン・オフするためのＵ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａと、Ｖ相用凍結防止ヒータ手段２８ｂの作動をオン・オフさせるためのＶ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂから構成される。従って、Ｕ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａが閉になると、Ｕ相用凍結防止ヒータ手段２８ａに通電されて給湯ライン１９の温水が加熱される。また、Ｖ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂが閉になると、Ｖ相用凍結防止ヒータ手段２８ｂに通電されて給湯ライン１９の温水が加熱される。

更に、上記電動式の補機３０は１００Ｖの交流電力が供給されるものであり、系統連系用配電線４のＵ相線４ａに接続されるＵ相用負荷部３０ａ及び系統連系用配電線４のＶ相線４ｂに接続されるＶ相用負荷部３０ｂから構成される。そして、補機３０の上述した構成に関連して、補機用スイッチ手段３１は、Ｕ相用負荷部３０ａの作動をオン・オフするためのＵ相用補機スイッチ３１ａと、Ｖ相用負荷部３０ｂの作動をオン・オフさせるためのＶ相用補機スイッチ３１ｂから構成される。従って、Ｕ相用補機スイッチ３１ａが閉になると、Ｕ相用負荷部３０ａに通電されて該当する補機３０が作動する。また、Ｖ相用補機スイッチ３１ｂが閉になると、Ｖ相用負荷部３０ｂに通電されて該当する補機３０が作動する。

このコージェネレーションシステムは、更に、システム全体を作動制御するためのシステム制御手段１０を備える。図３に示すように、システム制御手段１０は、例えばマイクロプロセッサから構成され、本実施形態では、系統連系用インバータ５、コージェネ用スイッチ３４、電気ヒータ用スイッチ手段２０、凍結防止用ヒータスイッチ手段２７、補機用スイッチ手段３１等を作動制御するための作動制御手段１１と、後述する如くコージェネレーションシステムを診断運転するための診断制御手段１２と、後述する診断運転において誤接続かを判定する異常判定手段１３と、異常状態のときに異常信号を生成する異常信号生成手段１４と、電流信号を反転させるための電流反転手段１５と、後述する電流検出器２の接続状態を設定するための接続設定手段１６とを備える。

第１実施形態では、システム制御手段１０は、電流の逆潮が生じない（即ち、発電装置６側から商業用電源１４側に電流が流れない）ように、例えば凍結防止用ヒータ手段２８の通電を切換制御し、このように制御するために、電流の逆潮を検知するための電流検出器２が商業用配電線３に配設されている。この形態では、商業用配電線３が単相３線式の回路構成であることに関連して、電流検出器２は第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂから構成され、第１電流検出手段２ａが商業用配電線３のＵ相線３ａに配設され、第２電流検出手段２ｂが商業用配電線３のＶ相線３ｂに配設されている。第１電流検出手段２ａはＵ相線３ａを流れる電流を検出し、また第２電流検出手段２ｂはＶ相線３ｂを流れる電流を検出し、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂからの検出信号はシステム制御手段１０に送給される。

このコージェネレーションシステムには、エンジン８に供給する燃料供給量を調整する流量調整弁９が設けられている。発電装置６の発電出力はエンジン８の出力と密接に関係しており、流量調整弁９により燃料供給量を制御することによって、エンジン８の出力を制御し、これによって発電装置６の発電電力を制御することができる。また、電流検出器２に関する誤接続を知らせるための警報手段４４が設けられている。警報手段４４は、例えば警報ランプ、警報ブザー等から構成される。

システム制御手段１０は、電流検出器２とシステム制御手段１０との接続状態を診断する際の接続状態診断制御を実行するとき、コージェネレーションシステム内に設置され、商業用配電線３からの給電を受ける電力消費手段（本実施形態では凍結防止用ヒータ２８）の消費電力を変動させることで、商業用配電線３から給電される電力を変動させる。

この接続状態診断制御は、例えば、次のようにして行われる。主として図２〜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における診断運転について説明する。
システム制御手段１０の診断制御手段１２による診断運転においては、発電装置６の運転、即ちエンジン８の運転を停止した状態（ステップＳ１）において、Ｕ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａ及びＶ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂを入れて凍結防止用ヒータ２８に通電する（ステップＳ２ａ）。このとき、Ｕ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａ及びＶ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂの両方を入れる必要はなく、その一部のスイッチを入れればよい。

そして、この凍結防止用ヒータ２８への通電状態において、第１電流検出手段２ａにより商業用配電線３のＵ相線３ａの電流を検出する（ステップＳ３）。そして、第１電流検出手段２ａの検出信号がシステム制御手段１０に送給され、システム制御手段１０は、この検出信号に基づいて第１電流検出手段２ａの接続状態を診断する（ステップＳ４）。即ち、システム制御手段１０の異常判定手段１３は、第１電流検出手段２ａからの検出信号の電流値がプラスであるかマイナスであるかを判別し、電流値がプラスである場合、第１電流検出手段２ａが正しく接続されているとしてステップＳ４からステップＳ５に移行する。上記電流値がマイナスである場合、異常判定手段１３は誤接続と判定し、電流反転手段１５は、第１電流検出手段２ａの検出電流値を反転し、換言すると、マイナスの値である電流値をプラスの値に反転させる（ステップＳ６）。その後、システム制御手段１０では、反転された電流値でもって信号処理する。本実施形態のように、発電装置６が運転停止している状態では電流の逆潮は発生せず、第１電流検出手段２ａの検出電流値がマイナスになることはその接続状態が反対になっていること（即ち、プラスとマイナスとを逆に接続されていること）を意味する。従って、電流反転手段１５によって第１電流検出手段２ａの検出電流値を反転させれば、第１電流検出手段２ａの接続状態を正しく直す必要はない。

ステップＳ４からステップＳ５に、又はステップＳ４からステップＳ６を経てステップＳ５に移行すると、次に、第２電流検出手段２ｂの接続状態の診断が行われ、この診断は第１電流検出手段２ａの場合と同様にして行われる。即ち、第２電流検出手段２ｂは商業用配電線３のＶ相線３ｂの電流を検出し、この検出信号がシステム制御手段１０に送給される。そして、システム制御手段１０は、この検出信号に基づいて第２電流検出手段２ｂの接続状態を診断する（ステップＳ７）。異常判定手段１３は、第２電流検出手段２ｂからの検出信号の電流値がプラスであるかマイナスであるかを判別し、電流値がプラスである場合、ステップＳ７からステップＳ９ａに移行する。他方で、この電流値がマイナスである場合、異常判定手段１３は誤接続と判定し、電流反転手段１５は、第２電流検出手段２ｂの検出電流値を反転させ、換言すると、マイナスの値である電流値をプラスの値に反転させる（ステップＳ８）。その後、システム制御手段１０では、反転された電流値でもって信号処理する。

上述したようにして第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂの接続状態の診断が終了すると、発電装置６の運転停止状態を保ったままで商業用配電線３のＵ相線３ａから給電される電力を変動させる（ステップＳ９ａ）。この商業用配電線３からの給電電力の変動は、例えばシステム制御手段１０により凍結防止用ヒータ２８への通電状態を変化させることによって行うことができ、例えば、凍結防止用ヒータ２８への通電量を多くする（又は少なくする）と、商業用配電線３からの給電電力が増大（又は低下）する。

そして、商業用配電線３のＵ相線３ａからの給電電力を上述のようにして変動させることで、第１電流検出手段２ａとシステム制御手段１０との接続状態が診断可能となる。つまり、システム制御手段１０の異常判定手段１３は、商業用配電線３のＵ相線３ａからの給電電力の変動に同期してシステム制御手段１０のＵ相線入力部の電流が変動するか、即ち、商業用配電線３のＵ相線３ａからの給電電力が大きく（又は小さく）なったときに第１電流検出手段２ａの検出電流値が下がり（又は上がり）、これによって、システム制御手段１０のＵ相線入力部の電流値が下がる（又は上がる）か否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、システム制御手段１０のＵ相線入力部の電流が同期して変動すると、第１電流検出手段２ａとシステム制御手段１０とが正しく接続され、第１電流検出手段２ａからの検出信号がシステム制御手段１０のＵ相線入力部に入力していると診断できる。その結果、接続設定手段１６は、そのＵ相線入力部を第１電流検出手段２ａからの入力部と設定し（ステップＳ１１）、その後、ステップＳ１２ａに移行する。

一方、ステップＳ１０において商業用配電線３のＵ相線３ａからの給電電力を変動させてもこのＵ相線入力部の電流が同期して変動しないときにはステップＳ１３に移行する。そして、異常判定手段１３は、商業用配電線３のＵ相線３ａからの上述した給電電力の変動に同期してシステム制御手段１０のＶ相線入力部の電流が変動するかを判定する（ステップＳ１３）。このＶ相線入力部の電流が同期して変動すると、異常判定手段１３は第１電流検出手段２ａとシステム制御手段１０との接続状態が正しくないと判定し、接続設定手段１６は、当初の接続設定と反対に、Ｖ相線入力部を第１電流検出手段２ａからの入力部と設定する（ステップＳ１４）。その後、システム制御手段１０では、上述のように接続設定された電流値でもって信号処理する。上述のように、商業用配電線３からＵ相線３ａへの給電電力を変動したにも拘わらず、システム制御手段１０のＶ相線入力部の電流が同期して変動するということは、第２電流検出手段２ｂの検出信号がシステム制御手段１０のＵ相線入力部に入力されていることを意味する。従って、接続設定手段１６によって、このＶ相線入力部を第１電流検出手段２ａの入力部として設定することで、接続状態を正しく直す必要はなく、自動的に正しい接続状態に修正すことができる。

尚、商業用配電線３からの給電電力を上述した如く変動させてもシステム制御手段１０のＵ相線入力部及びＶ相線入力部の電流が同期して変動しないときにはステップＳ１５に移行し、異常判定手段１３は、第１電流検出手段２ａとシステム制御手段１０とが接続されていない等の接続異常があるとして異常信号を生成する。そして、この異常信号に基づいて警報手段４４が作動して（ステップＳ１６）、接続状態が異常であることを知らせる。

上述したように、ステップＳ１２ａに移行すると、次に、商業用配電線３のＶ相線３ｂから給電される電力を変動させる。この商業用配電線３のＶ相線３ｂからの給電電力の変動は、上述したのと同様に行われる。そして、商業用配電線３のＶ相線３ｂからの給電電力を上述のように変動させることで、第２電流検出手段２ｂとシステム制御手段１０との接続状態が診断可能となる。即ち、システム制御手段１０の異常判定手段１３は、商業用配電線３のＶ相線３ｂからの給電電力の変動に同期してシステム制御手段１０のＶ相線入力部の電流が変動するか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、システム制御手段１０のＶ相線入力部の電流が同期して変動すると、第２電流検出手段２ｂとシステム制御手段１０とが正しく接続され、第２電流検出手段２ｂからの検出信号がシステム制御手段１０のＶ相線入力部に入力していると判定できる。従って、接続設定手段１６は、そのＶ相線入力部を第２電流検出手段２ｂからの入力部と設定する（ステップＳ１８）。

一方、上述のステップＳ１７において商業用配電線３のＶ相線３ｂからの給電電力を変動させてもこのＶ相線入力部の電流が同期して変動しないときには、ステップＳ１９に移行する。次に、異常判定手段１３は、商業用配電線３のＶ相線３ｂからの上述した給電電力の変動に同期してシステム制御手段１０のＵ相線入力部の電流が変動するかを判定し、このＵ相線入力部の電流が同期して変動すると、異常判定手段１３は第２電流検出手段２ｂとシステム制御手段１０との接続状態が正しくないと判定する。そして、接続設定手段１６はＵ相線入力部を第２電流検出手段２ｂからの入力部と、当初の接続設定と反対に設定し（ステップＳ２０）、以後、システム制御手段１０では、上述のように接続設定された電流値でもって信号処理する。

また、商業用配電線３からの給電電力を上述した如く変動させてもシステム制御手段１０のＵ相線入力部及びＶ相線入力部の電流が同期して変動しないときには、上述したのと同様に、ステップＳ１５に移り、異常判定手段１３が異常信号を生成し、この異常信号に基づいて警報手段４４が作動する（ステップＳ１６）。このコージェネレーションシステムの診断装置においては、上述したように、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂの接続状態と、これら第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂとシステム制御手段１０との接続状態とを自動的に診断することができ、また誤接続であっても、所要の通りに処理できるようにそれらの接続状態を自動的に修正することができる。尚、この実施形態では、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂの接続状態と、これら第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂとシステム制御手段１０との接続状態との双方を診断しているが、これら双方の診断を必ず行う必要はなく、これらの診断のいずれか一方を行うようにしても所要の効果が達成される。

上述した実施形態では、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂが誤接続である場合、それらの接続状態が自動的に正しい状態に修正されるように構成されているが、このような構成に代えて、例えば、警報手段４４が誤接続の警報を発し、作業者が正しい接続状態になるように手作業で接続し直すようにしてもよい。この場合の診断の流れは、例えば、図５に示す通りとなる。

図５において、発電装置６の運転を停止した状態（ステップＳ３１）において、Ｕ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａ及びＶ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂを入れて凍結防止用ヒータ２８に通電する（ステップＳ３２）。この凍結防止用ヒータ２８への通電状態において、第１電流検出手２ａにより商業用配電線３のＵ相線３ａの電流を検出し（ステップＳ３３）、この第１電流検出手段２ａの検出信号に基づいて第１電流検出手段２ａの接続状態を診断する（ステップＳ３４）。この場合、システム制御手段１０の異常判定手段１３は、第１電流検出手段２ａからの検出信号の電流値がプラスであるかマイナスであるかを判別し、電流値がプラスであるときには、第１電流検出手段２ａが正しく接続されているとしてステップＳ３４からステップＳ３９に移行する。他方で、この電流値がマイナスであるときには、異常判定手段１３は誤接続と判定し、異常信号生成手段１４が異常信号を生成し（ステップＳ３５）、警報手段４４が作動して、第１電流検出手２ａ段が誤接続であることを知らせる（ステップＳ３６）。そして、作業者が第１電流検出手段２ａの接続状態を正しく直すと、ステップＳ３７からステップＳ３８に進み、警報手段４４の作動が停止し、このようにして第１電流検出手段２ａの診断が終了する。

このようにしてステップＳ３９に進むと、次に、第２電流検出手段２ｂの接続状態の診断が行われ、ステップＳ３９〜ステップＳ４４によって行われる第２電流検出手段２ｂの接続状態の診断は、上述したステップＳ３３〜ステップＳ３８により行われる第１電流検出手段２ａの接続状態の診断と同様に行われる。このようにしても、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂの接続状態を診断することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態のコージェネレーションシステムの診断装置は、上記接続状態診断制御を実行するときに用いる電力消費手段が、コージェネレーションシステムの電動式の補機３０である点で、凍結防止用ヒータ２８を用いていた第１実施形態と異なる。以下に第２実施形態のコージェネレーションシステムの診断装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

本実施形態の接続状態診断制御は図７のフローチャートに示すように、第１実施形態の接続状態診断制御と同様であるため、その詳細な説明は省略する。具体的には、第１実施形態の接続状態診断制御では凍結防止用ヒータ手段２８への通電状態を制御するために、Ｕ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ａ及びＶ相用凍結防止ヒータスイッチ２７ｂの入切を制御していたが、本実施形態では、電動式の補機３０への通電状態を制御するために、Ｕ相用補機スイッチ３１ａ及びＶ相用補機スイッチ３１ｂの入切を制御している。

つまり、図６に示す本実施形態の接続状態診断制御のフローチャートは、図４に示した第１実施形態のステップＳ２ａ、ステップＳ９ａ、及び、ステップＳ１２ａを、図７に示すようなステップＳ２ｂ、ステップＳ９ｂ、及び、ステップＳ１２ｂで置き換えたものである。
具体的には、ステップＳ２ｂにおいてシステム制御手段１０は、発電装置６の運転停止状態において、Ｕ相用補機スイッチ３１ａ及びＶ相用補機スイッチ３１ｂを入れて補機３０に通電している。
また、ステップＳ９ｂにおいてシステム制御手段１０は、補機３０への通電状態を変化させることで、発電装置６の運転停止状態を保ったままで商業用配電線３のＵ相線３ａから給電される電力を変動させている。例えば、Ｕ相用負荷部３０ａへの通電量を多くする（又は少なくする）と、商業用配電線３のＵ相線３ａからの給電電力が増大（又は低下）する。
また更に、ステップＳ１２ａにおいてシステム制御手段１０は、補機３０への通電状態を変化させることで、発電装置６の運転停止状態を保ったままで商業用配電線３のＶ相線３ｂから給電される電力を変動させている。例えば、Ｖ相用負荷部３０ｂへの通電量を多くする（又は少なくする）と、商業用配電線３のＶ相線３ｂからの給電電力が変動される。

また、図７に示したフローチャートでは、第１電流検出手段２ａ及び第２電流検出手段２ｂが誤接続である場合、それらの接続状態が自動的に正しい状態に修正されるように構成されているが、このような構成に代えて、例えば第１実施形態において図５を参照して説明したのと同様に、警報手段４４が誤接続の警報を発し、作業者が正しい接続状態になるように手作業で接続し直すようにしてもよい。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、図２に示したように、電気ヒータ手段４６が系統連系用配電線４のＵ相線４ａ及びＶ相線４ｂに渡って設けられるように構成されている場合について説明したが、本発明は図２に示した構成に限定されない。図７及び図８に示すのは、余剰電力消費用に設けられている電気ヒータ手段４８が、発電装置６とインバータ１２との間に接続されている状態を示す図である。この場合も同様に、凍結防止手段２６の凍結防止用ヒータ２８や電動式の補機３０を用いて商業用配電線３から供給される電力を変動させることで、電流検出器２とシステム制御手段１０の接続状態を診断することができる。

＜２＞
上記実施形態では、Ｕ相及びＶ相ヒータ手段５６，５８を３個のヒータから構成しているが、１個又は２個、或いは４個以上のヒータから構成するようにしてもよい。

＜３＞
上記実施形態では、凍結防止手段２６の凍結防止用ヒータ２８や電動式の補機３０の電力負荷を変動させて商業用配電線３から供給される電力を変動させるときに、発電装置６の運転を停止させていたが、発電装置６を運転した状態であってもよい。但し、凍結防止手段２６の凍結防止用ヒータ２８や電動式の補機３０の電力負荷を変動に同期して商業用配電線３から供給される電力が変動するように、発電装置６の出力を一定にしておくことが好ましい。

或いは、凍結防止手段２６の凍結防止用ヒータ２８や電動式の補機３０の電力負荷を変動させるのではなく、発電装置６を運転した状態で発電装置６から系統連系用配電線４へ供給される電力を変動させることで、結果として、商業用配電線３からの給電電力を変動させるように改変してもよい。例えば、系統連系用インバータ５の出力を制御すれば系統連系用配電線４から商業用配電線３側へ供給される電力が変動し、結果として、商業用配電線３からの給電電力が変動する。

＜４＞
上記実施形態では、凍結防止手段２６は、給湯温度センサ３２によって検出された水循環系統における水温が設定凍結防止温度以下になると凍結防止用ヒータ２８に通電させるように構成していたが、凍結防止用ヒータ２８を通電させるか否かの判定を他の判定基準に基づいて行ってもよい。例えば、上記給湯温度センサ３２の検出結果の代わりに外気温を測定可能な温度計（図示せず）を設け、それにより検出される外気温が設定凍結防止温度以下になると上記凍結防止用ヒータ２８に通電させるようにしてもよい。

＜５＞
上記実施形態では、電動式の補機３０の電力負荷を変動させるために補機スイッチ手段３１を入切制御する例について説明したが、補機３０がファンモータやポンプなどの回転器である場合には、その回転数を増減制御することで電力負荷を変動させることができる。

本発明のコージェネレーションの診断装置は、電流検出器とシステム制御手段との接続状態を確認する際に利用できる。

本発明の診断装置を備えたコージェネレーションシステムの概略構成図コージェネレーションシステムの回路構成を示す図コージェネレーションシステムの制御系の機能ブロック図診断装置による接続状態診断制御のフローチャート診断装置による接続状態診断制御のフローチャート診断装置による接続状態診断制御のフローチャート本発明の診断装置を備えたコージェネレーションシステムの概略構成図コージェネレーションシステムの回路構成を示す図

符号の説明

２電流検出器
３商業用配電線
６発電装置
１０システム制御手段
２６凍結防止手段
２８凍結防止用ヒータ

Claims

コージェネレーション用の発電装置と、前記発電装置からの電力を系統連系用配電線を介して商業用電源からの商業用配電線に連系するための系統連系用インバータと、前記商業用配電線を流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の検出電流を利用して前記発電装置から前記系統連系用インバータ及び前記系統連系用配電線を介して前記商業用配電線に送給される電力を制御するためのシステム制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムの診断装置であって、
前記商業用配電線からの給電電力又は前記発電装置の発電電力を消費可能な凍結防止用ヒータを備え、前記コージェネレーションシステム内の水循環系統における水温又は外気温が設定凍結防止温度になると、前記凍結防止用ヒータの消費電力を調節して前記水循環系統を加熱させる凍結防止手段が設けられ、
前記システム制御手段が、前記凍結防止用ヒータの消費電力を変動させて前記商業用配電線から給電される電力を変動させたときの前記電流検出器の検出電流に基づいて、前記電流検出器と前記システム制御手段との接続状態を診断するように構成されているコージェネレーションシステムの診断装置。
コージェネレーション用の発電装置と、前記発電装置からの電力を系統連系用配電線を介して商業用電源からの商業用配電線に連系するための系統連系用インバータと、前記商業用配電線を流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の検出電流を利用して前記発電装置から前記系統連系用インバータ及び前記系統連系用配電線を介して前記商業用配電線に送給される電力を制御するためのシステム制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムの診断装置であって、
前記システム制御手段が、前記コージェネレーションシステムの電動式の補機の消費電力を変動させて前記商業用配電線から給電される電力を変動させたときの前記電流検出器の検出電流に基づいて、前記電流検出器と前記システム制御手段との接続状態を診断するように構成されているコージェネレーションシステムの診断装置。