JP2006296016A - ディーゼル発電設備の始動制御装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大形補機の起動時に電圧降下や回転数降下を最小限にすることが可能なディーゼル発電設備の始動制御装置およびその方法を提供する。
【解決手段】ディーゼル発電設備１０のブラックアウトスタート時に発電機およびディーゼルエンジンに対してそれぞれ設定電圧運転および設定回転数運転の起動指令を与え、発電機およびディーゼルエンジンの設定電圧運転および設定回転数運転中に補機始動予告指令を出して発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を作り、この発電機励磁量補正信号を補機の起動に先立って励磁装置に与えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明はディーゼル発電設備の始動制御装置に係り、特にディーゼル発電設備のブラックアウトスタート時に大形補機類の起動時に電圧降下、回転数降下を最小限の範囲に抑制するようにしたディーゼル発電設備の始動制御装置およびその方法に関する。

火力発電所等の事業用発電所では、信頼性の高い所内電源を備えているが、送電系統からの事故波及や、所内系統に事故が発生した場合、場合によっては所内が全停電することも皆無とはいえない。
このような事故時には送電系統の復旧(外部電源の復旧)を待ち、所内電源を確保して発電所の再起動を試みるケースが一般的である（例えば、非特許文献１参照）。
しかしながら、送電系統の復旧を待たずに所内に設けたディーゼル発電設備で所内電源を確保し、発電所を再起動するケースも考えられる。

この後者のケースの場合、ディーゼル発電設備は、所内電源の健全時は停止し、所内電源が全停電した後に発電所を再起動する必要性が生じたときにブラックアウトスタート制御装置により起動される。一例として中央制御室の監視制御盤（コントロールパネル）から出力されるブラックアウトスタート指令によって起動される。このブラックアウトスタート制御装置は予め定めたプログラムに従って、ディーゼル発電設備を無負荷定格回転数運転する。この場合、ブラックアウトスタート制御装置は、発電機負荷が投入されたのちに自動電圧制御装置（ＡＶＲ）および自動調速装置（ガバナー）を働かせて、ディーゼル発電機の自動電圧調整および回転数を設定値に保つように制御している。
電気学会編著、「電気工学ハンドブック」、１９８７年４月１０日発行、Ｐ．１１７３

上述したように、従来では発電機負荷が投入されたのちに自動電圧制御装置（ＡＶＲ）および自動調速装置（ガバナー）が働くようになって、発電機負荷が例えば、発電機水素密封油ポンプや給水ポンプ等の大形補機である場合には、これを投入した始動時に大きな始動電流（いわゆるラッシュ電流）が流れるため、発電機の電圧降下および回転数降下（周波数降下）が大きくなり、その結果、所内の機器（制御盤の電源装置の不足電圧、モータトルク低下によるストール等）への影響発生という問題が生じることが懸念される。

そこで、本発明は従来技術の欠点に鑑みなされたもので、大形補機の起動時に電圧降下や回転数降下を最小限にすることが可能なディーゼル発電設備の始動制御装置およびその方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を演算して求める発電機励磁量補正手段と、この求めた発電機励磁量補正信号を前記自動電圧制御装置に与える手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を演算して求める噴射燃料量補正手段と、この求めた噴射燃料量補正信号を前記ガバナーに与える手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を演算して求める噴射燃料量補正手段と、前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を演算して求める発電機励磁量補正手段と、前記噴射燃料量補正信号を前記ガバナーに与える手段と、前記発電機励磁量補正信号を前記自動電圧制御装置に与える手段と、を備えたことを特徴とする。

さらに、請求項６に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を作り、この発電機励磁量補正信号を補機の起動に先立って前記励磁装置に与えるようにしたことを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を作り、この噴射燃料量補正信号を補機の起動に先立って前記燃料噴射装置に与えるようにしたことを特徴とする。

さらに、請求項８に係る発明は、自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を作り、この噴射燃料量補正信号を補機の起動に先立って前記燃料噴射装置に与えるとともに、前記入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を作り、この発電機励磁量補正信号を補機の起動に先立って前記励磁装置に与えるようにしたことを特徴とする。

本発明は大形補機が起動される前に電圧制御や発電機回転数制御等の先行制御を実施することによって電圧降下や回転数降下を最小限にすることが可能なディーゼル発電設備のブラックアウトスタート制御装置およびその制御方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通する部分には同一符号を付けて重複する部分の説明は適宜省くものとする。

（実施例１）
図１は本実施例１に係るブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備の構成図、図２はそのフローチャート、そして図３は各種大形補機の始動電流および始動時間等の起動特性に関するデータを蓄積し、整理してある補機データベース、図４は本実施例による効果を説明するためのタイムチャートである。

図１において、１０はディーゼル発電設備であり、所内電源の健全時は停止し、所内電源が全停電した後に発電所を再起動する必要性が生じたときに後述するブラックアウトスタート制御装置２０により起動されるようになっている。このディーゼル発電設備１０は、励磁装置１１を備えた発電機１２と、燃料噴射装置１３を備えたディーゼルエンジン１４とから構成されている。

ディーゼルエンジン１４は、ガバナー１５から出力される噴射燃料量信号１５ａあるいは後述する発電機・エンジン制御装置（以下、ＤＧ制御装置という）１６から出力される設定回転数運転指令１６ａによって燃料噴射装置１３の噴射燃料量が制御されるように構成されている。そして、ガバナー１５は発電機回転数設定値と回転センサー１７からフィードバックされた実回転数信号１７ａとの偏差を演算して求め、この偏差に基づいて前記噴射燃料量信号１５ａを出力するように構成されている。

一方、ディーゼルエンジン１４によって回転駆動される発電機１２は、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）１８から出力される励磁制御信号１８ａあるいは後述するＤＧ制御装置１６から出力される設定電圧運転指令１６ｂによって励磁装置１１が制御されるように構成されている。そして、自動電圧制御装置１８は電圧設定値と電圧センサー１９からフィードバックされた発電機電圧信号１９ａとの偏差を演算して求め、この偏差に基づいて前記励磁制御信号１８ａを出力するように構成されている。

２１は発電所の中央制御室等に設置された監視制御盤であり、所内電源がブラックアウトすなわち全停電した後に発電所を再起動する必要性が生じたときたとき、前記ディーゼル発電設備１０のＤＧ制御装置１６にブラックアウトスタート時にまず、発電機・エンジン起動指令２１ａを出力し、その後大形補機Ｍに補機始動予告信号２１ｂを出力するように構成されている。

次に、図１に図２のフローチャートおよび図３の補機データベースを加えて本実施例の作用を説明する。
まず、図示しない不足電圧継電器等の保護継電器が系統電圧の停電を検出した場合、その検出信号は中央制御室に送られ監視制御盤２１によって運転員に知らされる。このとき、運転員が送電系統の復旧を待たずに所内に設けたディーゼル発電設備で所内電源を確保し発電所を再起動する決定をした場合、監視制御盤２１の操作スイッチを操作し、ＤＧ制御装置１６に対して発電機・エンジン起動指令２１ａを出力する（ＳＴ１１）。

ＤＧ制御装置１６は、監視制御盤２１からの発電機・エンジン起動指令２１ａを入力すると、燃料噴射装置１３に対して設定回転数運転指令１６ａを出力してディーゼルエンジン１４すなわち発電機１２を設定回転数で運転し、また励磁装置１１に対して設定電圧運転指令１６ｂを出力して発電機１２が設定電圧を出力するように運転させる。

燃料噴射装置１３は、ＤＧ制御装置１６から設定回転数運転指令１６ａを入力すると、発電機１２を設定回転数で運転するのに必要な噴射燃料量でディーゼルエンジン１４を回転させ、一方、励磁装置１１は発電機１２の設定電圧運転に必要な励磁電流を発電機１２に供給する。このように、ブラックアウトスタート時に監視制御盤２１から発電機・エンジン起動指令２１ａが出力されると、ディーゼル発電設備１０は設定電圧・設定回転数で運転するようになる（ＳＴ１２〜ＳＴ１３）。なお、ここで、設定電圧・設定回転数運転の一例として、無負荷定格電圧回転数運転を挙げることができる。

そして、運転員は、ディーゼル発電設備１０が設定電圧・設定回転数で運転していることを回転センサー１７および電圧センサー１９等の計測データを監視制御盤２１によって確認することができたら、今まで出力していた発電機・エンジン起動指令２１ａに替えて、大形補機始動予告信号２１ｂを出力する。なお、監視制御盤２１における設定電圧・設定回転数の確認および大形補機始動予告信号２１ｂの出力は上述のように運転員の判断に頼らず、自動で行うようにしてもよい。ＤＧ制御装置１６は監視制御盤２１から出力された大形補機始動予告信号２１ｂを入力する（ＳＴ１４）。

ＤＧ制御装置１６は大形補機始動予告信号２１ｂを入力すると、自動電圧制御装置１８へ補正信号を出力する。この結果、燃料噴射装置１３はガバナー１５からの噴射燃料量信号１５ａに基づいて燃料を噴射するので、励磁装置１１は自動電圧制御装置１８内で電圧信号１９ａと補正信号１６ｃより演算された励磁制御信号１８ａに基づいて発電機励磁量を制御する。

さらに、ＤＧ制御装置１６は前述の大形補機始動予告信号２１ｂを入力することにより、補機データベース２２にアクセスして起動予定の大形補機Ｍの始動電流および始動時間に関するデータを要求する（ＳＴ１５）。

図３の補機データベース２２には一例として“Ａモータ”から“Ｉモータ”等のさまざまな大形補機Ｍに関する起動特性データである始動時電流および始動時間のデータが記憶されている。例えば起動対象大形補機Ｍが“Ａモータ”であれば、始動電流は３００[Ａ]であり、始動時間は３[秒]である。また、起動対象大形補機Ｍが“Ｆモータ”であれば始動電流は１５００[Ａ]であり、始動時間は２[秒]である。さらに、起動対象大形補機Ｍが“Ｇモータ”であれば始動電流は９００[Ａ]であり、始動時間は１．５[秒]である。このように、補機データベース２２には、始動時電流が最大１５００[Ａ]、始動時間が最長８[秒]といったデータが記憶されている。

ＤＧ制御装置１６は、補機データベース２２に記憶されている大形補機Ｍの中から予告指令に該当する起動対象の大形補機Ｍに関する始動電流の大きさと始動時間の長さに関するデータを入力する（ＳＴ１６）。そして、補機の始動時に大きな始動電流（ラッシュ電流）が流れることによって発電機電圧が低下することを防ぐために、入力データに応じて一時的に発電機励磁量を強めるような発電機励磁量補正信号（以下、励磁量補正信号という）１６ｃを演算により求め、その励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８へ出力する（ＳＴ１７）。

自動電圧制御装置１８は、この励磁量補正信号１６ｃを入力することによって、例えば自動電圧制御装置１８の電圧設定値（９０Ｒ）を増加側に一時的に修正するとか、あるいは電圧設定値（９０Ｒ）と現状電圧との偏差信号に対してこの補正信号１６ｃを加える等の操作を行う。このようにして補正信号１６ｃを加味した励磁制御信号１８ａを励磁装置１１へ与えて大形補機Ｍの始動直前に発電機電圧を上昇させ、かつその値を維持するように制御する。その後、ＤＧ制御装置１６は当該大形補機Ｍに対して、大形補機始動指令１６ｅを出力する（ＳＴ３０）。

図４は電圧補正を行う場合（励磁量補正信号１６ｃあり）の場合と、電圧補正を行わない場合（励磁量補正信号１６ｃなし）の場合電圧（ｐｕ）を比較したタイムチャートである。
図４のタイムチャートからもわかるように、電圧補正を行う場合（実線）は、電圧補正を行わない場合（一点鎖線）に比べて発電機１２の出力電圧の降下は小さいので、所内の機器例えば、制御盤の電源装置の不足電圧とか、モータトルク低下によるストール等への影響を回避することができる。

以上述べたように、本実施例１によれば、補機データベースに予め記憶されている始動電流の大きさおよび始動時間の長さに応じたデータに基づいて求めた励磁量補正信号１６ｃを、大形補機Ｍの始動前に自動電圧制御装置１８へ与えて発電機の励磁量の増加を図るようにしたので、大形補機始動直前に発電機電圧が上昇し、この結果、大形補機Ｍを起動した際に発電機１２の出力電圧の降下を最小限に抑制することが可能になり、所内の機器への影響を回避することができる。

（実施例２）
本実施例２について図５および図６を参照して説明する。
図５は本実施例２に係るブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備の構成図、図６はフローチャートである。

本実施例２は、ＤＧ制御装置１６が補機データベース２２から起動対象となる大形補機Ｍの始動電流と始動時間のデータを入力した後、その入力データに応じて燃料噴射装置１３の噴射燃料量補正信号１６ｄを演算して求め、求めた噴射燃料量補正信号１６ｄを大形補機起動前にガバナー１５へ出力し、大形補機起動時の発電機回転数降下を最小限にすることを特徴とするものであり、その他の点については実施例１と同じである。

図５においてディーゼルエンジン１４はガバナー１５から出力される噴射燃料量信号１５ａあるいはＤＧ制御装置１６から出力される設定回転数運転指令１６ａによって燃料噴射装置１３の噴射燃料が制御されるように構成されている。そして、ガバナー１５は発電機回転数設定値と回転センサー１７からフィードバックされた発電機実回転数信号１７ａとの偏差を演算して求め、この偏差に基づいて前記噴射燃料量信号を出力するように構成されている。

一方、ディーゼルエンジン１４によって回転駆動される発電機１２は、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）１８から出力される励磁制御信号１８ａあるいはＤＧ制御装置１６から出力される設定電圧運転指令１６ｂによって励磁装置１１が制御されるように構成されている。そして、自動電圧制御装置１８は電圧設定値と電圧センサー１９からフィードバックされた発電機電圧信号との偏差を演算して求め、この偏差に基づいて前記励磁制御指令を出力するように構成されている。

発電所の中央制御室等に設置された監視制御盤２１は、所内電源がブラックアウトした後に発電所を再起動する必要性が生じたときたときに、ディーゼル発電設備１０のＤＧ制御装置１６に発電機・エンジン起動指令２１ａを出力し、ディーゼル発電設備１０が設定回転数・設定電圧での運転状態になると、大形補機始動予告指令２１ｂを出力するように構成されている。

次に、図５および図６のフローチャートを参照して本実施例２の作用を説明する。ただし、図６の処理ステップ（ＳＴ１１）から処理ステップ（ＳＴ１６）までは実施例１と共通する処理内容なので、説明を適宜省略する。

ＤＧ制御装置１６は、補機データベース２２に記憶されている大形補機Ｍの中から予告指令に該当する起動対象の大形補機Ｍに関する始動電流の大きさと始動時間の長さのデータを入力した後（ＳＴ１６）、大形補機Ｍを接続することによって、発電機回転数が低下することを防ぐために、入力データに応じて一時的に発電機回転数が上昇するような加速信号すなわち、噴射燃料量補正信号１６ｄを演算により求め、その噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５へ出力する（ＳＴ１８）。

ガバナー１５はこの噴射燃料量補正信号１６ｄを入力することによって、例えばガバナー１５の回転数設定値を増加側に一時的に修正するとか、あるいは回転数設定値と実回転数との偏差信号にこの補正信号１６ｄを加える等の操作を行う。そしてこの補正信号１６ｄを加味した噴射燃料量信号１５ａを燃料噴射装置１３に与えて大形補機Ｍの始動直前にディーゼルエンジン１４の回転数（発電機回転数）を上昇させ、かつその値を維持するように制御する。その後、ＤＧ制御装置１６は当該大形補機Ｍに対して、大形補機始動指令１６ｅを出力する（ＳＴ３０）。

図７は回転数補正を行う場合（噴射燃料量補正信号１６ｄあり）の場合と、回転数補正を行わない場合（噴射燃料量補正信号１６ｄなし）の場合を比較したタイムチャートである。
図７のタイムチャートからもわかるように、噴射燃料量補正を行う場合(実線)は、噴射燃料量補正を行わない場合(一点鎖線)に比べてディーゼルエンジン１４すなわち、発電機１２の回転数降下は小さいので、所内の機器、例えば制御盤の電源装置の電圧周波数低下、モータトルク低下によるストール等の影響を回避することができる。

以上述べたように、本実施例２によれば、補機データベースに予め記憶されている始動電流の大きさおよび始動時間の長さに応じたデータに基づいて求めたガバナー補正信号１６ｄを、大形補機Ｍの始動直前にガバナー１５に与えてディーゼルエンジン１４の燃料噴射装置１３の噴射燃料量の増加を図るようにしたので、大形補機始動直前に発電機回転数が上昇し、この結果、大形補機Ｍを起動した際に発電機１２の回転数の降下を最小限に抑制することが可能になり、所内の機器への影響を回避することができる。

（実施例３）
図８および図９を参照して本実施例３について説明する。
図８は本実施例３に係るブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備の構成図、図９はフローチャートである。

本実施例３は、前述した実施例１の機能と実施例２の機能とを組合せたもので、ＤＧ制御装置１６が補機データベース２２から起動対象となる大形補機Ｍの始動電流と始動時間のデータを入力した後、その入力データに応じて噴射燃料量補正信号１６ｄおよび励磁量補正信号１６ｃの双方を演算して求め、そして噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５へ出力し、発電機励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８へ出力することにより、大形補機起動時に発電機の出力電圧および回転数双方の降下を最小限にとどめるようにしたことを特徴とするものである。

図８において、ディーゼルエンジン１４はガバナー１５から出力される噴射燃料量信号１５ａあるいは後述するＤＧ制御装置１６から出力される設定回転数運転指令１６ａによって燃料噴射装置１３の噴射燃料量が制御されるように構成されている。そして、ガバナー１５は回転数設定値と回転センサー１７からフィードバックされた実回転数信号との偏差を演算して求め、この求めた偏差に基づいて前記噴射燃料量指令を出力するように構成されている。

一方、ディーゼルエンジン１４によって回転駆動される発電機１２は、自動電圧制御装置１８から出力される励磁制御信号１８ａあるいはＤＧ制御装置１６から出力される設定電圧運転指令１６ｂによって励磁装置１１が制御されるように構成されている。そして、自動電圧制御装置１８は電圧設定値と電圧センサー１９からフィードバックされた発電機電圧信号との偏差を演算して求め、この求めた偏差に基づいて前記励磁制御指令を出力するように構成されている。

本実施例３においても、発電所の中央制御室等に設置された監視制御盤２１は前述の実施例と同様に、系統および所内電源がブラックアウトした後、送電系統の復旧を待たずに所内に設けたディーゼル発電設備で所内電源を確保し発電所を再起動する必要性が生じた場合、ディーゼル発電設備１０のＤＧ制御装置１６に対して発電機・エンジン起動指令２１ａを出力し、その後ディーゼル発電設備１０が設定回転数・設定電圧の運転状態になると、大形補機始動予告指令２を出力するように構成されている。

ＤＧ制御装置１６は、大形補機始動予告指令２を入力した後、補機データベース２２から起動対象となる大形補機Ｍの始動電流と始動時間のデータを入力し、その入力データに応じて噴射燃料量補正信号１６ｄおよび励磁量補正信号１６ｃの双方を演算して求め、そして噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５へ出力し、発電機励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８へ出力するように構成されている。

次に、図８および図９のフローチャートを参照して本実施例３の作用、効果を説明する。ただし、図６の処理ステップ（ＳＴ１１）から処理ステップ（ＳＴ１６）までは実施例１と共通する処理内容なので、説明を省略する。

ＤＧ制御装置１６は、補機データベース２２に記憶されている大形補機Ｍの中から予告指令に該当する起動対象の大形補機Ｍに関する始動電流の大きさと始動時間の長さのデータを入力した後（ＳＴ１６）、大形補機を接続することによって、発電機回転数が低下することを防ぐために、入力データに応じて一時的に発電機回転数が上昇するような噴射燃料量補正信号１６ｄおよび一時的に発電機の出力電圧が上昇するような励磁量補正信号１６ｃを演算により求め、その噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５へ出力し（ＳＴ１８）、励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８へ出力する（ＳＴ１７）。

ガバナー１５はこの噴射燃料量補正信号１６ｄを入力することによって、例えばガバナー１５の回転数設定値を増加側に一時的に修正するとか、あるいは回転数設定値と実回転数との偏差信号にこの補正信号１６ｄを加える等の操作を行う。そしてこの補正信号１６ｄを加味した噴射燃料量信号１５ａを燃料噴射装置１３に与えて大形補機Ｍの始動直前にディーゼルエンジン１４の回転数（発電機回転数）を上昇させ、かつその値を維持するように制御する。

一方、自動電圧制御装置１８はこの励磁量補正信号１６ｃを入力することによって、例えば自動電圧制御装置１８の電圧設定値（９０Ｒ）を増加側に一時的に修正するとか、あるいは電圧設定値（９０Ｒ）と現状電圧との偏差信号に対してこの補正信号１６ｃを加える等の操作を行う。そして補正信号１６ｃを加味した励磁制御信号１８ａを励磁装置１１へ与えて大形補機Ｍの始動直前に発電機電圧を上昇させ、かつその値を維持するように制御する。その後、ＤＧ制御装置１６は当該大形補機Ｍに対して、大形補機始動指令１６ｅを出力する（ＳＴ３０）。

図４および図７のタイムチャートからわかるように、大形補機Ｍの起動によりディーゼルエンジン１４の回転数は降下するが、その回転数降下分を見越して予め回転数を上げてあり、また、発電機１２の端子電圧も降下するが、その電圧降下分を見越して予め電圧を上げてあるので、所内の機器（制御盤の電源装置の不足電圧、モータトルク低下によるストール等）への影響を回避することができる。

以上述べたように、本実施例３によれば、データベースに予め記憶されている始動電流の大きさおよび始動時間の長さに応じたデータに基づいて求めた励磁量補正信号１６ｃおよび噴射燃料量補正信号１６ｄを、大形補機始動前にそれぞれ自動電圧制御装置１８およびガバナー１５に与えるようにしたので、大形補機始動直前にはディーゼルエンジン１４の燃料噴射装置１３の噴射燃料量が増加して発電機回転数が上昇するとともに、発電機励磁量が増えて発電機電圧も上昇し、この結果、大形補機Ｍを起動した際に発電機１２の回転数の降下および出力電圧の降下の双方を同時に最小限に抑制することが可能になる。

（実施例４）
図１０および図１１を参照して本実施例４について説明する。
図１０は本実施例４に係るブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備の構成図、図１１はフローチャートである。
本実施例４は、前述した実施例３を改良したものである。

すなわち、図１０において、ＤＧ制御装置１６が補機データベース２２から起動対象となる大形補機Ｍの始動電流と始動時間のデータを入力し、その入力データに応じて演算して求めた励磁量補正信号１６ｃを実際の発電機電圧１９ａで更に補正をかけるようにしたものである。その他は、実施例３と同じである。

次に、図１０および図１１を参照して本実施例の作用効果について説明する。
ＤＧ制御装置１６は、監視制御盤２１から大形補機始動予告信号２が与えられると、データベース２２から大形補機Ｍの始動電流、始動時間のデータを入力（ＳＴ１６）する。そして、始動電流の大きさと始動時間の長さに応じて、励磁量補正信号１６ｃを演算して求め、自動電圧制御装置１８へ出力する（ＳＴ１７）。

その後、ＤＧ制御装置１６は、当該大形補機Ｍに対して、処理ステップ（ＳＴ３０）で大形補機始動指令１６ｅを出力し、これを始動させる。この大形補機Ｍが起動すると大きな始動電流が流れる。ＤＧ制御装置１６は大形補機Ｍの起動中に電圧センサー１９からの発電機電圧１９ａを入力し、この発電機電圧１９ａによって励磁量補正信号１６ｃを補正する演算を行う。この補正演算によって求められた再補正信号１６ｃ´を自動電圧制御装置１８へ出力する（ＳＴ２７）。この結果、自動電圧制御装置１８は大形補機Ｍの起動中に再補正信号１６ｃ´によって例えば電圧設定値（９０Ｒ）を増加側に一時的に修正するとか、あるいは電圧設定値（９０Ｒ）と現状電圧との偏差信号に対してこの補正信号１６ｃを加える等の操作を行う。

以上述べたように、本実施例４によれば、大形補機Ｍの始動直前には補機データベース２２に予め記憶されている始動電流の大きさおよび始動時間の長さに応じたデータに基づいて、演算して求めた励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８に与え、かつ噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５に与え、更に大形補機Ｍの始動中には実際の発電機電圧１９ａにより再度補正演算して求めた発電機励磁量の再補正信号１６ｃ´を自動電圧制御装置１８へ与えるようにしたので、前述した実施例１、３に比べて始動後の電圧降下をより一層抑制することができる。

（実施例５）
図１２および図１３を参照して本実施例５について説明する。
図１２は本実施例４に係るブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備の構成図、図１３はフローチャートである。
本実施例５は、前述した実施例２、３を改良したものである。

すなわち、図１２において、ＤＧ制御装置１６が補機データベース２２から起動対象となる大形補機Ｍの始動電流と始動時間のデータを入力し、その入力データに応じて演算して求めた噴射燃料量の補正信号１６ｃを実際の回転センサー１７により更に補正をかけるようにしたものである。その他は、実施例３と同じである。

次に、図１２および図１３を参照して本実施例の作用効果について説明する。
ＤＧ制御装置１６は、監視制御盤２１から大形補機始動予告信号２が与えられると、補機データベース２２から大形補機Ｍの始動電流、始動時間のデータを入力（ＳＴ１６）する。そして、始動電流の大きさと始動時間の長さに応じて、発電機励磁量の補正信号を演算して求め、自動電圧制御装置１８へ出力する（ＳＴ１７）。そして、始動電流の大きさと始動時間の長さに応じて、噴射燃料量の補正信号１６ｄを演算して求め、ガバナー１５へ出力する（ＳＴ１８）。

その後、ＤＧ制御装置１６は、当該大形補機Ｍに対して、処理ステップ（ＳＴ３０）で大形補機始動指令１６ｅを出力し、これを始動させる。この大形補機Ｍが起動すると大きな始動電流が流れる。ＤＧ制御装置１６は大形補機Ｍの起動中に回転センサー１７からの実回転数信号１７ａを入力し、この実回転数信号１７ａによって補正信号１６ｄを補正する演算を行う。この補正演算によって求められた再補正信号１６ｄ´をガバナー１５へ出力する（ＳＴ２８）。この結果、ガバナー１５は大形補機Ｍの起動中再補正信号１６ｄ´によって例えば回転数設定値を増加側に一時的に修正するとか、あるいは回転数設定値と実回転数との偏差信号にこの補正信号１６ｄを加える等の操作を行う。

以上述べたように、本実施例５によれば、大形補機Ｍの始動直前に補機データベース２２に予め記憶されている始動電流の大きさおよび始動時間の長さに応じたデータに基づいて演算して求めた励磁量補正信号１６ｃを自動電圧制御装置１８へ与え、かつ噴射燃料量補正信号１６ｄをガバナー１５へ与え、更に大形補機Ｍの始動中には実回転数信号１７ａにより再度補正演算して求めた噴射燃料量の補正信号１６ｄ´をガバナー１５へ与えるようにしたので、前述した実施例２、３に比べて大形補機始動時の回転数の降下をより一層抑制することができる。

本発明の実施例１によるブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備を示す構成図。 本発明の実施例１のフローチャート。 補機データベースの構成図。 本発明の実施例１のタイムチャート。 本発明の実施例２によるブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備を示す構成図。 本発明の実施例２のフローチャート。 本発明の実施例２のタイムチャート。 本発明の実施例３によるブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備を示す構成図。 本発明の実施例３のフローチャート。 本発明の実施例４によるブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備を示す構成図。 本発明の実施例４のフローチャート。 本発明の実施例５によるブラックアウトスタート用ディーゼル発電設備を示す構成図。 本発明の実施例５のフローチャート。

符号の説明

１０…ディーゼル発電設備、１１…励磁装置、１２…発電機、１３…燃料噴射装置、１４…ディーゼルエンジン、１５…ガバナー、１５ａ…噴射燃料量信号、１６…ＤＧ制御装置、１６ａ…設定回転数運転指令、１６ｂ…設定電圧運転指令、１６ｃ…励磁量補正信号、１６ｄ…噴射燃料量補正信号、１６ｅ…補機始動指令、１７…回転センサー、１７ａ…実回転数信号、１８…自動電圧制御装置、１８ａ…励磁制御信号、１９…電圧センサー１９ａ…発電機電圧信号、２０…ブラックアウトスタート制御装置、２１…監視制御盤、２１ａ…ブラックアウトスタート指令（発電機・エンジン起動指令）、２１ｂ…補機始動予告指令２２…補機データベース。

Claims (10)

1. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、
   前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、
   前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、
   前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、
   前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を演算して求める発電機励磁量補正手段と、
   前記発電機励磁量補正信号を前記自動電圧制御装置に与える手段と、
   前記補機に対して始動指令を出力する手段と、
   を備えたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御装置。
2. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、
   前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、
   前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、
   前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、
   前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を演算して求める噴射燃料量補正手段と、
   前記噴射燃料量補正信号を前記ガバナーに与える手段と、
   前記補機に対して始動指令を出力する手段と、
   を備えたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御装置。
3. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機およびガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンから構成されたディーゼル発電設備と、このディーゼル発電設備を始動させるブラックアウトスタート制御装置とからなるディーゼル発電設備の始動制御装置において、
   前記ブラックアウトスタート制御装置は、ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与える手段と、
   前記ディーゼルエンジンの設定回転数運転および発電機の設定電圧運転中に補機始動予告指令を発する手段と、
   前記発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを記憶している補機データベースと、
   前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を演算して求める噴射燃料量補正手段と、
   前記補機始動予告指令を受けることによって、前記補機データベースから発電機に接続される予定の補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を演算して求める発電機励磁量補正手段と、
   前記噴射燃料量補正信号を前記ガバナーに与える手段と、
   前記発電機励磁量補正信号を前記自動電圧制御装置に与える手段と、
   前記補機に対して始動指令を出力する手段と、
   を備えたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御装置。
4. 前記ブラックアウトスタート制御装置は、前記補機の始動中に発電機電圧信号を入力してこの発電機電圧信号により前記発電機励磁量補正信号を再補正する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のディーゼル発電設備の始動制御装置。
5. 前記ブラックアウトスタート制御装置は、前記補機の始動中に実回転数信号を入力してこの実回転数信号により前記噴射燃料量補正信号を再補正する手段を更に備えたことを特徴とする請求項２記載のディーゼル発電設備の始動制御装置。
6. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、
   ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を作り、この発電機励磁量補正信号を補機の起動に先立って前記励磁装置に与えるようにしたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御方法。
7. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、
   ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を作り、この噴射燃料量補正信号を補機の起動に先立って前記燃料噴射装置に与えるようにしたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御方法。
8. 自動電圧制御装置により励磁量が制御される励磁装置を有する発電機と、ガバナーにより噴射燃料量が制御される燃料噴射装置を有するディーゼルエンジンとから構成されたディーゼル発電設備を始動制御する方法において、
   ブラックアウトスタート時に前記ディーゼルエンジンおよび発電機に対してそれぞれ設定回転数運転および設定電圧運転の起動指令を与え、前記ディーゼルエンジンおよび発電機の設定回転数運転および設定電圧運転中に補機始動予告指令を出して前記発電機に接続される補機に関する起動特性データを入力し、この入力した起動特性データに応じてディーゼルエンジンの回転数を上げ操作する噴射燃料量補正信号を作り、この噴射燃料量補正信号を補機の起動に先立って前記燃料噴射装置に与えるとともに、前記入力した起動特性データに応じて発電機電圧を上げ操作する発電機励磁量補正信号を作り、この発電機励磁量補正信号を補機の起動に先立って前記励磁装置に与えるようにしたことを特徴とするディーゼル発電設備の始動制御方法。
9. 前記補機の始動中に発電機電圧信号を入力してこの発電機電圧信号により前記発電機励磁量補正信号を補正するようにしたことを特徴とする請求項６記載のディーゼル発電設備の始動制御方法。
10. 前記補機の始動中に発電機回転速度信号を入力してこの発電機回転速度信号により前記噴射燃料量補正信号を補正するようにしたことを特徴とする請求項７記載のディーゼル発電設備の始動制御方法。
    
    

Images