JP2007178326A - Method of measuring electric power and generating facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電力測定方法及び発電装置に関し、特に変流器の取付方向や接続位置に誤りがあっても設置し直すことなく正しい電力を測定することができる電力測定方法及び発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power measurement method and a power generation device, and more particularly to a power measurement method and a power generation device capable of measuring correct power without re-installation even if there is an error in the mounting direction or connection position of the current transformer. .
電力需要に供給される交流電力を測定する手段として、相間電圧と相電流とを検出し、これらの積を求めるものがある。相間電圧及び相電流が複数ある場合は、各相の電力値の和を求めることにより全体の電力が求められる。一般に、電流の測定には変流器が用いられ、電圧の測定には変圧器が用いられる。変流器は、鉄心などを介して1次側電流(負荷に流れる電流)の励磁電流として磁束を形成し、2次側(測定側)に流れる電流を測定するものである。変流器は、1次側と2次側の巻き線比を適当に設定することにより、大電流から小電流まで容易に測定することが可能となっている。 As a means for measuring the AC power supplied to the power demand, there is one that detects an interphase voltage and a phase current and obtains a product of these. When there are a plurality of interphase voltages and phase currents, the total power is obtained by obtaining the sum of the power values of the respective phases. In general, a current transformer is used for current measurement, and a transformer is used for voltage measurement. The current transformer forms a magnetic flux as an exciting current of a primary current (current flowing through a load) via an iron core or the like, and measures a current flowing through the secondary side (measurement side). The current transformer can easily measure from a large current to a small current by appropriately setting the winding ratio between the primary side and the secondary side.
しかしながら、変流器は励磁電流による磁束を利用して電流を検出しているため、電流の流れ方向に対する取付方向を誤ると実際に電流が流れる方向とは逆方向に電流が流れていると認識してしまう。通常、変流器を取り付ける際には取付方向や接続位置を確認して作業を行うのであるが、作業者の経験の多寡によっては取付方向及び/又は接続位置を誤って発電装置を構築してしまう場合もあり得る。発電装置を構築した後に変流器を接続し直すと作業コストが発生することとなる。 However, since the current transformer detects the current using the magnetic flux generated by the exciting current, if the mounting direction with respect to the current flow direction is wrong, it is recognized that the current flows in the direction opposite to the direction in which the current actually flows. Resulting in. Normally, when installing a current transformer, work is done after confirming the mounting direction and connection position, but depending on the experience of the operator, the power generation device may be constructed by mistakenly in the mounting direction and / or connection position. It can happen. If the current transformer is reconnected after the power generation device is constructed, work costs will be incurred.
本発明は上述の課題に鑑み、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあっても設置し直すことなく正しい電力を測定することができる電力測定方法及び発電装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention has an object to provide a power measurement method and a power generation apparatus that can measure correct power without re-installation even if there is an error in the mounting direction or connection position of the current transformer. To do.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明に係る電力測定方法は、例えば図3に示すように、変流器21、22(例えば図1参照)を用いて交流電力を測定する電力測定方法であって;変流器21、22の設置状況を検査する工程(S101)と;検査した結果に基づいて変流器21、22で検出した電流値を補正する工程(S104)と;補正した電流値に基づいて電力を算出する工程(S105)とを備える。
In order to achieve the above object, the power measuring method according to the first aspect of the present invention measures AC power using
このように構成すると、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、変流器の設置状況を検査する工程を備えるので、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。 If comprised in this way, even if it is a case where there exists an error in the attachment direction and connection position of a current transformer, correct electric power can be measured, without installing a current transformer again. Moreover, since the process which inspects the installation condition of a current transformer is provided, it can be detected whether the malfunction has arisen in the electric power measurement apparatus.
また、請求項2に記載の発明に係る電力測定方法は、請求項1に記載の電力測定方法において、前記検査する工程が、前記変流器が検出する電流の大きさを変化させる工程と、前記電流の大きさの変化に応じた前記変流器の検出値の変化の有無を確認する工程とを含んで構成される。
Further, the power measuring method according to the invention of claim 2 is the power measuring method of
このように構成すると、変流器が検出する電流の大きさを変化させるのに伴って電流の大きさの変化に応じた変流器の検出値の変化の有無を確認することにより、変流器の取付方向や接続位置が正しいか否かを判断することができる。 With this configuration, the current transformer detects the change in the detected value of the current transformer according to the change in the current magnitude as the current magnitude detected by the current transformer changes. It is possible to determine whether the mounting direction and connection position of the device are correct.
また、請求項3に記載の発明に係る電力測定方法は、請求項1又は請求項2に記載の電力測定方法において、前記測定する電力が、燃料電池で発電した電力と連系する商用電源から供給される電力である。
Further, the power measurement method according to the invention of claim 3 is the power measurement method of
このように構成すると、燃料電池で発電した電力と連系する商用電源から供給される電力を測定するので、商用電源に基づく消費電力を測定することができる。また、測定した電力値が燃料電池を制御する制御部に送られる場合は、測定した電力値に基づいて燃料電池の出力を制御することができる。 If comprised in this way, since the electric power supplied from the commercial power source linked with the electric power generated with the fuel cell is measured, the power consumption based on a commercial power source can be measured. Moreover, when the measured electric power value is sent to the control part which controls a fuel cell, the output of a fuel cell can be controlled based on the measured electric power value.
また、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電力測定方法において、前記検査する工程を所定時間毎に行ってもよい。
Further, in the power measurement method according to any one of
このように構成すると、電力を測定しているシステムに不具合が生じた場合に、少なくとも所定時間内に不具合を発見することができ、対応策を施すことができる。 If comprised in this way, when a malfunction arises in the system which is measuring electric power, a malfunction can be discovered at least within a predetermined time, and a countermeasure can be taken.
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明に係る発電装置は、例えば図1に示すように、交流電力の供給を受ける電力負荷12、99に接続された第1のケーブル96Rを流れる電流を検出する第1の電流検出器21と;電力負荷12、99に接続された第2のケーブル96Tを流れる電流を検出する第2の電流検出器22と;第1のケーブル96Rの電圧及び第2のケーブル96Tの電圧を検出する電圧検出器23と;電力負荷99に供給する電力を発電する発電部11と;第1の電流検出器21で検出した電流値を入力する第1電流入力端子15Ra、15Rb、第2の電流検出器22で検出した電流値を入力する第2電流入力端子15Ta、15Tb、及び電圧検出器23で検出した電圧値を入力する電圧入力端子15Vr、15Vt、15Vnを有し、第1の電流検出器21で検出した電流値及び第2の電流検出器22で検出した電流値、並びに電圧検出器23で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する制御装置15を備え;制御装置15が、第1のケーブル96Rを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器21及び第2の電流検出器22の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第2のケーブル96Tを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器21及び第2の電流検出器22の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第1の電流検出器21及び第2の電流検出器22の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに前記検出した電流値を補正して前記電力値を算出するように構成されている。
In order to achieve the above object, a power generator according to a fourth aspect of the present invention includes, for example, a
このように構成すると、制御装置が、第1のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器及び第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第2のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器及び第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第1の電流検出器及び第2の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに検出した電流値を補正して電力値を算出するので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、第1の電流検出器及び第2の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断する際に、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。 With this configuration, the control device changes the magnitude of the current flowing through the first cable to check the magnitude of the current values of the first current detector and the second current detector and whether or not there is a change. And the first current detector by changing the magnitude of the current flowing through the second cable to check the magnitude of the current value of the first current detector and the second current detector and whether or not there is a change. Since the power direction is calculated by correcting the current value detected when the installation direction and the installation position of the second current detector are not appropriate and correcting the current value detected when it is not appropriate, there is an error in the installation direction and connection position of the current transformer. Even if there is, correct power can be measured without re-installing the current transformer. Further, when determining the appropriate installation direction and installation position of the first current detector and the second current detector, it is possible to detect whether or not a problem has occurred in the power measurement device.
また、請求項5に記載の発明に係る発電装置は、請求項4に記載の発電装置1(例えば図1参照)において、電流検出器21、22(例えば図1参照)が、クランプ式の変流器で構成されている。
The power generator according to the invention described in claim 5 is the
このように構成すると、簡便な手段で電流を検出することができる。 If comprised in this way, an electric current can be detected by a simple means.
また、請求項6に記載の発明に係る発電装置は、例えば図1に示すように、請求項4又は請求項5に記載の発電装置1において、電力負荷12、99の1つが発電部11の運転に関連する補機12で構成され;第1のケーブル96Rが補機12へ電流を供給し遮断する第1のスイッチ25を有し、第2のケーブル96Tが補機12へ電流を供給し遮断する第2のスイッチ26を有し;第1のスイッチ25を切り替えることにより第1のケーブル96Rを流れる電流の大きさを変化させ、第2のスイッチ26を切り替えることにより第2のケーブル96Tを流れる電流の大きさを変化させるように構成されている。
Further, in the power generation apparatus according to the invention described in claim 6, for example, as illustrated in FIG. 1, in the
このように構成すると、電力負荷の1つが燃料電池の運転に関連する補機で構成されているので、実用に供される電力負荷に影響を与えずに第1及び第2のケーブルを流れる電流の大きさを変化させることができる。また、簡便な手段で電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断することができる。 With this configuration, since one of the power loads is composed of an auxiliary device related to the operation of the fuel cell, the current flowing through the first and second cables without affecting the power load that is put to practical use. The size of can be changed. In addition, it is possible to determine the appropriateness of the installation direction and installation position of the current detector by simple means.
また、請求項7に記載の発明に係る発電装置は、請求項4乃至請求項6のいずれか1項に記載の発電装置において、発電部11(例えば図1参照)が燃料電池で構成されている。 The power generator according to claim 7 is the power generator according to any one of claims 4 to 6, wherein the power generator 11 (see, for example, FIG. 1) is formed of a fuel cell. Yes.
このように構成すると、発電部が燃料電池で構成されているので、二酸化炭素排出抑制に資する発電装置を構築することができる。 If comprised in this way, since the electric power generation part is comprised with the fuel cell, the electric power generating apparatus which contributes to carbon dioxide emission suppression can be constructed | assembled.
本発明に係る電力測定方法によれば、変流器の設置状況を検査する工程と、検査した結果に基づいて変流器で検出した電流値を補正する工程と、補正した電流値に基づいて電力を算出する工程とを備えるので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、変流器の設置状況を検査する工程により、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。 According to the power measurement method of the present invention, the step of inspecting the installation status of the current transformer, the step of correcting the current value detected by the current transformer based on the inspection result, and the corrected current value And the step of calculating the power, the correct power can be measured without re-installing the current transformer even if there is an error in the mounting direction or connection position of the current transformer. In addition, it is possible to detect whether or not a failure has occurred in the power measuring device by the step of inspecting the installation state of the current transformer.
また、本発明に係る発電装置によれば、制御装置が、第1のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器及び第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第2のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第1の電流検出器及び第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第1の電流検出器及び第2の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに検出した電流値を補正して電力値を算出するので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、第1の電流検出器及び第2の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断する際に、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。 Further, according to the power generation device according to the present invention, the control device changes the magnitude of the current flowing through the first cable to change the magnitudes of the current values of the first current detector and the second current detector, and By inspecting whether there is a change and changing the magnitude of the current flowing through the second cable to check the magnitude of the current value of the first current detector and the second current detector and whether there is a change The installation direction of the current transformer is determined because the installation direction and installation position of the first current detector and the second current detector are judged appropriate, and the detected current value is corrected to calculate the power value. Even if there is an error in the connection position, correct power can be measured without re-installing the current transformer. Further, when determining the appropriate installation direction and installation position of the first current detector and the second current detector, it is possible to detect whether or not a problem has occurred in the power measurement device.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図1中、破線は制御信号を表す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding devices are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted. In FIG. 1, a broken line represents a control signal.
まず図1を参照して、本発明の実施の形態に係る発電装置1の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る発電装置1を説明する系統図である。発電装置1は、自家発電装置である発電システム10と、商用電源98から受電した電流を検出する第1の電流検出器としての変流器21及び第2の電流検出器としての変流器22と、商用電源98から受電した電圧を検出する電圧検出器としての変圧器23とを備えている。発電システム10は、発電部としての燃料電池11と、燃料電池11の運転に必要な補機類12と、燃料電池11で発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ13と、発電システム10の運転を制御する制御部14と、変流器21、22で検出した電流値及び変圧器23で検出した電圧値に基づいて電力を検出する電力検出部15とを備えている。
First, with reference to FIG. 1, the structure of the electric
燃料電池11は、水素に富む改質ガスと酸素を含有する酸化剤ガスとを導入し、改質ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電して水及び熱を発生する装置である。燃料電池11は、典型的には、固体高分子型燃料電池である。燃料電池11は、改質ガスを導入するアノード部と、酸化剤ガスを導入するカソード部と、電気化学的反応により発生した熱を奪う冷却部とを含んで構成されている。燃料電池11は、典型的には固体高分子膜をアノード部とカソード部とで挟んで一層が形成され、これを多層積層して構成されている。なお、水素に富む改質ガスは、水素を40体積%以上、典型的には70〜80体積%程度含んだ、燃料電池11に供給するガスである。改質ガス中の水素濃度は80体積%以上でもよく、すなわち燃料電池11に供給したときに酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電可能な濃度であればよい。
The
燃料電池11に供給される改質ガスは、補機類12の1つである改質器12Aで生成される。改質器12Aは、典型的には、炭化水素系の原料燃料とプロセス水とを導入して加熱することにより、原料燃料が改質した改質ガスを生成するように構成されている。発電システム10は、改質器12A以外の補機類として、典型的には、酸化剤ガス(典型的には空気である)を燃料電池11に供給するブロワ12B、燃料電池11の冷却部と燃料電池11から奪った熱を蓄える貯湯槽との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプ12Cと、貯湯槽内の温水を給湯負荷(不図示)に向けて送水する給湯ポンプ12Dと、給湯負荷(不図示)へ送水する温水を補足的に加熱するヒータ12Eとを備えている。
The reformed gas supplied to the
インバータ13は、燃料電池11と電気的に接続されている。燃料電池11は、その発電原理から、発電される電力が直流電力である。一般に広く普及している電化製品が交流電力の供給を受けて作動するため、燃料電池11で発電された直流電力は、インバータ13で交流電力に変換される。インバータ13は、商用電源から供給を受ける系統電力と連系する際に発電システム10を保護する連系保護装置を備えていてもよい。また、インバータ13は、逆潮流が許されない場合に、燃料電池11で発電した電力が系統電力に逆潮流しようとする際に、系統電力への接続を制御するように構成されていてもよい。
The
制御部14は、電力検出部15で算出された電力値に基づいて、燃料電池11、補機類12、インバータ13の発停や出力調整等の制御を行うように構成されている。制御部14における制御は、典型的には、燃料電池11の出力が、その定格出力の範囲内で電力負荷の需要を賄うように行われる。
The
電力検出部15は、変流器21と電線を介して接続される第1電流入力端子としてのR相ポート15Ra、15Rbと、変流器22と電線を介して接続される第2電流入力端子としてのT相ポート15Ta、15Tbと、変圧器23と電線を介して接続される電圧入力端子としての電圧ポート15Vr、15Vn、15Vtとを有している。また、電力検出部15は、変流器21、22で検出した電流値及び変圧器23で検出した電圧値に基づいて電力値を算出することができる演算機能を有している。典型的には、電力値は、電流値と電圧値と所定の力率との積で算出される。算出した電力値は制御部14に送られる。なお、電力検出部15と制御部14で制御装置16を構成している。
The
発電システム10は、商用電源98から供給を受ける系統電力と連系している。発電システム10が連系している商用電源98は、典型的には、単相3線式の交流電力である。3本の線は、第1のケーブルとしてのR相線96Rと、第2のケーブルとしてのT相線96Tと、接地用のN相線96Nとで構成されている。R相線96RとN相線96Nとの間の電圧、及びT相線96TとN相線96Nとの間の電圧(実効値)はそれぞれ100Vであり、R相線96RとT相線96Tとの間の電圧は200Vとなっている。
The
発電システム10は継電器95を介して商用電源98と接続されており、発電システム10を構成する補機類12、インバータ13、制御部14、電力検出部15がそれぞれ系統電力の供給を受けることができるように構成されている。補機類12のヒータ12Eは、典型的には、R相線96Rから電流の供給を受けるヒータ12Erと、T相線96Tから電流の供給を受けるヒータ12Etとに分割されている。また、インバータ13は別途R相線96R、T相線96T、N相線96Nと接続されており、燃料電池11で発電されて交流に変換された電力(以下「発電電力」という。)を電力負荷99に、及び許容される場合は商用電源98に向けて送電することができるように構成されている。電力負荷99は、電力を消費する電気機器であり、系統電力及び発電電力を受けて作動する。電力負荷99は、一般家庭の場合で例示すると、冷蔵庫や洗濯機等がこれに該当する。電力負荷99は、発電システム10と同様に、継電器95の2次側に接続されている。
The
変流器21は、典型的にはクランプ式の変流器である。変流器21は、交流電流を計測する電線を、絶縁被覆の上から、揺動する2本のアームで挟み込み、電磁誘導作用によって得た起電力を取り出す構成となっているので、電線を切ったり外したりせずに電流を検出することができる。変流器22は、変流器21と同様に構成されている。変流器21は、発電システム10及び電力負荷99と継電器95との間のR相線96Rに配設されている。変流器22は、発電システム10及び電力負荷99と継電器95との間のT相線96Tに配設されている。変流器21は、電線を介して電力検出部15のR相ポート15Ra、15Rbに接続されている。変流器22は、電線を介して電力検出部15のT相ポート15Ta、15Tbに接続されている。変流器21、22は、方向性を有するため、対応する各ポート15Ra、15Rb、15Ta、15Tbに接続される。
The
変圧器23は、1次側、2次側共に3本ずつの電線を有している。変圧器23の1次側の3本の電線は、発電システム10及び電力負荷99と継電器95との間で、R相線96R、T相線96T、N相線96Nにそれぞれ接続されている。変圧器23の2次側の3本の電線は電力検出部15に接続され、1次側のR相線96Rに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート15Vrに、T相線96Tに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート15Vtに、N相線96Nに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート15Vnにそれぞれ接続されている。変圧器23は、R相線96RとN相線96Nとの間のR−N電圧、及びT相線96TとN相線96Nとの間のT−N電圧を検出することができるように構成されている。
The
発電システム10の補機類12のうち、典型的には、ヒータ12Eの直近上流のR相線96Rには、第1のスイッチとしてのスイッチ25が配設されている。また、ヒータ12Eの直近上流のT相線96Tには、第2のスイッチとしてのスイッチ26が配設されている。スイッチ25、26として、典型的にはa接点の電磁リレーが用いられるが、リレー以外の電気回路を開閉する装置であってもよい。スイッチ25、26は制御部14と電気的に接続されており、制御部14によって電気回路の開閉が制御されるように構成されている。なお、ヒータ12Eの直近上流とは、そこにスイッチを配設した場合に、スイッチのオン・オフによってヒータ12Eの通電の有無を変化させることができるが、他の補機類12の通電状態に影響を及ぼさない位置である。
Of the
上記で説明した発電装置1は、電力検出部15で算出される電力値が所定の範囲内になるように、制御部14によって燃料電池11の出力が制御される。すなわち、電力検出部15で検出する電力は系統電力(発電電力が逆潮流する場合は、その逆潮流する発電電力の値を検出する)であるから、需要者は電力検出部15で検出される分の電力を購入していることとなる。ゆえに、制御部14は、購入する電力ができるだけ少なくなるように、かつ商用電源98への逆潮流を防ぐため燃料電池11での発電量が多くなりすぎないように、燃料電池11の出力を制御する。燃料電池11の出力の制御は、典型的には、改質器12Aで生成される改質ガス量やブロワ12Bによって燃料電池11に供給される酸化剤ガスの流量等を制御することにより行われる。
In the
電力検出部15で算出される電力値は、変流器21で検出した電流とR−N電圧との積と、変流器22で検出した電流とT−N電圧との積との和で求められる。上述のように変流器21、22には方向性があるため、取付方向及び設置位置と電力検出部15に接続する各ポートとが対応していないと電力検出部15は正しい電力値を検出することができず、実際とは異なる電力値を検出したり、実際には逆潮流しているのに順潮流であると誤認しうる。通常は、誤りがないように相当の注意を払って変流器21、22を設置するのであるが、何らかの原因により、取付方向や設置位置が誤っている場合もあり得る。変流器21、22を誤設置した場合は設置し直せばよいのであるが、それには相当の手間や費用がかかり、設置場所によっては修復自体が困難な場合もあり得る。
The power value calculated by the
図2に示すように、変流器21、22の取付方向及び設置位置の組み合わせは、典型的には、ケース1からケース8の8通りが想定される。図2中の「取付方向」の欄に示す「正」とはR相線96R、T相線96Tを流れる電流の方向に対して変流器21、22の取付方向が正しいことを表し、「逆」とは取付方向が逆であることを表している。また、図2中の「設置位置」の欄から明らかなように、ケース1〜ケース4では変流器21が電力検出部15のR相ポート15Ra、15Rbに、変流器22が電力検出部15のT相ポート15Ta、15Tbに接続されており(すなわち正しく接続されている)、ケース5〜ケース8では変流器21が電力検出部15のT相ポート15Ta、15Tbに、変流器22が電力検出部15のR相ポート15Ra、15Rbに接続されている(すなわち誤って接続されている)。なお、稀に一方又は両方の変流器21、22がN相線96Nに設置され、あるいは2つの変流器21、22が同一相の線96R、96Tに設置される場合も起こりうる。発電装置1では、以下に述べる電力測定方法によって、変流器21、22が適切な位置に正しい方向で取り付けられているか、また、電力測定機器に故障が発生していないかを把握することができる。
As shown in FIG. 2, typically, there are eight possible combinations of
続いて図1及び図3を参照して、本発明の実施の形態に係る電力測定方法について説明する。図3は、本発明の実施の形態に係る電力測定方法を説明するフローチャートである。なお、本発明の実施の形態に係る電力測定方法は、典型的には、発電装置1にて行うが、他の装置で行ってもよい。発電装置1の運転を最初に行う前に、変流器21、22の取付方向及び設置位置が正しいか否かの検査を行う(S101)。検査は、以下に示す要領で行われる。
Next, a power measurement method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart illustrating the power measurement method according to the embodiment of the present invention. In addition, although the electric power measurement method which concerns on embodiment of this invention is typically performed with the electric
ここで図4及び図5を参照して、変流器21、22の取付方向及び設置位置を検査する工程について詳説する。まず図4を参照して第1段階の検査工程を説明する。第1段階の検査工程では、まずスイッチ25をオンにする(S1)。すると、R相線96Rからヒータ12Erを介してN相線96Nへ流れるヒータ12Erの負荷に応じた電流が見かけ上増加する。ここで、電力検出部15は、R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する(S10)。両方共に増加又は減少があった場合は、2つの変流器21、22がR相線96Rに設置され、又は2つの変流器21、22がN相線96Nに設置され、あるいは変流器21、22がR相線96R及びN相線96Nに1つずつ設置されていることとなり、後述する補正で対応することはできないので、結線のやり直しが必要と判断する(S91:この判断を「事象NG」とする。)。他方、両方共増加又は減少があったとはいえない場合(R相ポート15Ra、15Rb若しくはT相ポート15Ta、15Tbのいずれか一方の入力電流の増減、又は両方共入力電流の増減がない場合)は、次の工程に進む。
Here, with reference to FIG.4 and FIG.5, it demonstrates in full detail about the process of test | inspecting the attachment direction and installation position of the
R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する工程(S10)において両方共増加又は減少があったとはいえない場合、電力検出部15は、R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する(S11)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ25をオフにして(S12)、次にR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する(S13)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器21の取付方向及び設置位置共に正しいと判断する(S14:この判断を「事象A」とする)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S13)において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S15:この判断を「事象N1」とする)。
When it can be said that both the R-phase ports 15Ra and 15Rb and the T-phase ports 15Ta and 15Tb have both increased or decreased in the step (S10) of determining whether the input current has increased or decreased, the
R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S11)において、R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ25をオンにしたままR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する(S21)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ25をオフにして(S22)、次にR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する(S23)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器21の設置位置は正しいが取付方向が逆であったと判断する(S24:この判断を「事象B」とする)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S23)において、増加が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S25:この判断を「事象N2」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has increased (S11), if it cannot be confirmed that the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has increased, the
R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S21)において、R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したことを確認できなかった場合は、スイッチ25をオンにしたままT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する(S31)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ25をオフにして(S32)、次にT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する(S33)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器21の取付方向及び設置位置共に逆であったと判断する(S34:この判断を「事象C」とする)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S33)において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S35:この判断を「事象N3」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has decreased (S21), if it cannot be confirmed that the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has decreased, the
T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S31)において、T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ25をオンにしたままT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する(S41)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ25をオフにして(S42)、次にT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する(S43)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器21の取付方向は正しいが設置位置が誤りであったと判断する(S44:この判断を「事象D」とする)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S43)において増加が確認できなかった場合、及びT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S41)において減少が確認できなかった場合は、計測機器に異常があったと判断する(S45:この判断を「事象N4」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has increased (S31), if it cannot be confirmed that the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has increased, the
次に図5を参照して第2段階の検査工程を説明する。第2段階の検査工程では、第1段階の検査工程の結果をひとまず電力検出部15に記憶させた上で、スイッチ26をオンにする(S49)。すると、N相線96Nからヒータ12Etを介してT相線96Tへ流れるヒータ12Etの負荷に応じた電流が見かけ上増加する。ここで、電力検出部15は、R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する(S50)。両方共に増加又は減少があった場合は、2つの変流器21、22がT相線96Tに設置され、又は2つの変流器21、22がN相線96Nに設置され、あるいは変流器21、22がT相線96T及びN相線96Nに1つずつ設置されていることとなり、後述する補正で対応することはできないので、結線のやり直しが必要と判断する(S92:この判断を「事象NG」とする。)。他方、両方共増加又は減少があったとはいえない場合(R相ポート15Ra、15Rb若しくはT相ポート15Ta、15Tbのいずれか一方の入力電流の増減、又は両方共入力電流の増減がない場合)は、次の工程に進む。
Next, the inspection process in the second stage will be described with reference to FIG. In the second stage inspection process, the result of the first stage inspection process is temporarily stored in the
R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する工程(S10)において両方共増加又は減少があったとはいえない場合、電力検出部15は、T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する(S51)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ26をオフにして(S52)、次にT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する(S53)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器22の取付方向及び設置位置共に正しいと判断する(S54:この判断を「事象E」とする)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S53)において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S55:この判断を「事象N5」とする)。
When it can be said that both the R-phase ports 15Ra and 15Rb and the T-phase ports 15Ta and 15Tb have both increased or decreased in the step (S10) of determining whether the input current has increased or decreased, the
T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S51)において、T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ26をオンにしたままT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する(S61)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ26をオフにして(S62)、次にT相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する(S63)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器22の設置位置は正しいが取付方向が逆であったと判断する(S64:この判断を「事象F」とする)。T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S63)において、増加が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S65:この判断を「事象N6」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has increased (S51), if it cannot be confirmed that the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has increased, the
T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S61)において、T相ポート15Ta、15Tbの入力電流が減少したことを確認できなかった場合は、スイッチ26をオンにしたままR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する(S71)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ26をオフにして(S72)、次にR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する(S73)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器22の取付方向及び設置位置共に逆であったと判断する(S74:この判断を「事象G」とする)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S73)において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S75:この判断を「事象N7」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has decreased (S61), if it cannot be confirmed that the input current of the T-phase ports 15Ta and 15Tb has decreased, the
R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S71)において、R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ26をオンにしたままR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する(S81)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ26をオフにして(S82)、次にR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する(S83)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器22の取付方向は正しいが設置位置が誤りであったと判断する(S84:この判断を「事象H」とする)。R相ポート15Ra、15Rbの入力電流が増加したか否かを判断する工程(S83)において増加が確認できなかった場合、及びR相ポート15Ra、15Rbの入力電流が減少したか否かを判断する工程(S81)において減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する(S85:この判断を「事象N8」とする)。
In the step of determining whether or not the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has increased (S71), if it cannot be confirmed that the input current of the R-phase ports 15Ra and 15Rb has increased, the
上述の検査工程によって、変流器21、22の設置状態が図2に示されるどのケースに該当するのか、あるいは後述する電力検出部15での補正では対応できない位置に設置されているのかが把握される。事象Aかつ事象Eであると判断された場合はケース1に該当する。事象Bかつ事象Eであると判断された場合はケース2に該当する。事象Aかつ事象Fであると判断された場合はケース3に該当する。事象Bかつ事象Fであると判断された場合はケース4に該当する。事象Cかつ事象Gであると判断された場合はケース5に該当する。事象Dかつ事象Gであると判断された場合はケース6に該当する。事象Cかつ事象Hであると判断された場合はケース7に該当する。事象Dかつ事象Hであると判断された場合はケース8に該当する。この検査工程によって変流器21、22の設置状態を把握したら、変流器21、22の取付方向及び設置位置が正しいか否かの判断をする工程(図3におけるS102)へと進む。なお、上記の第1段階及び第2段階の検査の工程説明では、ヒータ12Er、12Etに通電がない状態から検査を開始する場合を示したものである。ヒータ12Er、12Etに通電がある状態から検査を開始する場合は、図4及び図5のフローチャートにおいて、各スイッチ25、26のオンとオフ、及び各ポート電流の増加と減少をそれぞれ入れ替えればよい。
By the above-described inspection process, it is grasped in which case the installation state of the
再び図3に戻って、電力測定方法の説明を続ける。上述の検査工程(S101)による結果に基づき、変流器21、22の取付方向及び設置位置が正しいか否かの判断をする(S102)。検査工程(S101)で図2に示すケース1に該当すると判断されれば正しいこととなり、正しければ電力を算出する工程(S105)に進み、正しくなければ計測機器(電力検出部15や変流器21、22等)に異常があるか否か、あるいは変流器21、22の設置位置が後述する電力検出部15での補正では対応できない位置に設置されているか否かを判断する工程(S103)に進む。計測機器の異常等を判断する工程(S103)では、上述の検査工程(S101)において、図2に示すケース2〜ケース8のいずれかに該当すれば計測機器に異常なしと判断して、変流器21、22で検出した電流値を補正する工程(S104)に進む。計測機器の異常等を判断する工程(S103)において、異常ありと判断した場合については後述する。
Returning to FIG. 3 again, the description of the power measurement method will be continued. Based on the result of the above-described inspection step (S101), it is determined whether the mounting direction and the installation position of the
電流値を補正する工程(S104)では、電力検出部15にて上述の検査工程(S101)の結果に基づいた補正を行う。図2に示す、取付方向が「逆」と判断された場合は、検出した電流値の正負を入れ替える。入力位置が誤っていると判断された場合は、R相ポートに入力された値を変流器22が検出した電力値とみなし、T相ポートに入力された値を変流器21が検出した電力値とみなす。このようにして、電力検出部15に入力された値を補正する。電流値を補正したら、電力を算出する工程(S105)に進む。
In the step of correcting the current value (S104), the
電力を算出する工程(S105)では、電力検出部15に予め記憶されている、上述の電流値と電圧値とから電力値を求める式に、検出した電流値及び電圧値をあてはめることにより演算を行う。算出した電力値は、燃料電池11の出力の制御に反映される。電力を算出したら、前に検査を行った時(S101)から所定時間が経過したか否かを判断する(S106)。所定時間が経過していなければ電力を算出する工程(S105)に戻って電力値を算出し直し、燃料電池11の出力の制御に反映させる。所定時間が経過していれば検査工程(S101)に戻って再び検査を行う。検査工程に戻った際には、所定時間のカウント(S106)がリセットされる。
In the step of calculating power (S105), the calculation is performed by applying the detected current value and voltage value to the formula for obtaining the power value from the above-described current value and voltage value stored in advance in the
さて、計測機器の異常等を判断する工程(S103)において、変流器21、22の設置位置が電力検出部15での補正では対応できない位置に設置されていると判断されるのは、図4及び図5において、事象NGに該当する場合である。この場合は上述の補正で対応することができないので、発電装置1の運転を停止すると共に、警報を発報する(S109)。なお、図4及び図5において、R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの入力電流の増加又は減少が両方共あったか否かを判断する工程(S10、S50)を、第1段階の検査工程におけるスイッチ25をオンにした(S1)後、及び第2段階の検査工程におけるスイッチ26をオンにした(S49)後の2回実施することで、一方又は両方の変流器21、22がN相線96Nに設置されているか否かを確実に把握することとしている。例えば、変流器21がN相線96Nに取付方向が逆で取り付けられ、変流器22がT相線96TにT相線96Tに取付方向が正で取り付けられている場合、スイッチ25をオン(S1)、オフ(S12)したときは変流器21がR相線96Rに取付方向が正で取り付けられているかのように電流が検出されるが、スイッチ26をオン(S49)、オフ(S52)したときに変流器21がN相線96Nに取付方向が逆で取り付けられていることが検出されることとなる。また、R相ポート15Ra、15Rb及びT相ポート15Ta、15Tbの入力電流の増加又は減少が両方共あったか否かを判断する工程(S10、S50)を2回実施することで、2つの変流器21、22が同一相の線(96R、96N、96T)に配設されていることを確実に把握することができる。
Now, in the step (S103) of determining abnormality of the measuring device, it is determined that the installation positions of the
他方、計測機器の異常等を判断する工程(S103)において計測機器の異常ありと判断されるのは、図4及び図5において、事象N1〜N8のいずれかに該当する場合(この場合は図2に示すケース1〜ケース8のいずれにも該当しない)である。この場合はR相線96R及びT相線96Tの電流を変化させたときの電流の検出が、実際の変化に即していないので、計測機器に異常が発生している可能性が高い。安全性の観点から、計測機器の異常等を判断する工程(S103)において異常ありと判断された場合は、発電装置1の運転を停止すると共に、警報を発報する(S109)。このように、発電装置1の運転中においても定期的に検査工程(S101)を実施することにより、発電装置1の異常を遅滞なく察知することができる。なお、2回目以降の検査工程(S101)においては、1回目の検査時と比べて変流器21、22の取付方向及び設置位置が変化していることが通常考えられないから、計測機器の異常を発見することを主目的として行われる。
On the other hand, in the step (S103) of determining the abnormality of the measuring device, it is determined that there is an abnormality of the measuring device in any of the events N1 to N8 in FIGS. No
以上の説明では、燃料電池11は固体高分子型燃料電池として説明したが、りん酸型燃料電池等の固体高分子型燃料電池以外の燃料電池であってもよい。
In the above description, the
以上の説明では、発電部が燃料電池であるとしたが、発電機であってもよい。なお、発電部が交流発電機である場合は、インバータ13を省略してもよい。
In the above description, the power generation unit is a fuel cell, but may be a generator. In addition, when the power generation unit is an AC generator, the
以上の説明では、発電システム10が連系している商用電源98が単相交流であるとして説明したが、三相交流であってもよい。商用電源が三相交流の場合、変流器が2台であっても、ブロンデルの定理に基づいて、いわゆる2電力計法を用いることにより、図1に示す回路を利用することができる。
In the above description, the
以上の説明では、スイッチ25、26はヒータ12Eの直近上流に配設されているとして説明したが、他の補機類12への電力の供給をコントロールする位置に配設されていてもよい。しかしながら、検査を行うに際し、電力の変化が確認しやすく、検定動作によって発電システム10に与える影響がほとんどない、ヒータ12Eの直近上流にスイッチ25、26を配設することが好ましい。
In the above description, the
11 燃料電池(発電部)
12 補機類(電力負荷)
15 電力検出部(制御装置)
15Ra、15Rb 第1電流入力端子
15Ta、15Tb 第2電流入力端子
15Vr、15Vt、15Vn 電圧入力端子
21 変流器(第1の電流検出器)
22 変流器(第2の電流検出器)
23 変圧器(電圧検出器)
25 第1のスイッチ
26 第2のスイッチ
96R R相線(第1のケーブル)
96T T相線(第2のケーブル)
99 電力負荷
11 Fuel cell (power generation part)
12 Auxiliary machinery (electric power load)
15 Power detection unit (control device)
15Ra, 15Rb First current input terminal 15Ta, 15Tb Second current input terminal 15Vr, 15Vt, 15Vn
22 Current transformer (second current detector)
23 Transformer (voltage detector)
25
96T T-phase wire (second cable)
99 Electricity load
Claims (7)
前記変流器の設置状況を検査する工程と;
前記検査した結果に基づいて前記変流器で検出した電流値を補正する工程と;
前記補正した電流値に基づいて電力を算出する工程とを備える;
電力測定方法。 A power measurement method for measuring AC power using a current transformer;
Inspecting the installation status of the current transformer;
Correcting the current value detected by the current transformer based on the inspection result;
Calculating power based on the corrected current value;
Power measurement method.
請求項1に記載の電力測定方法。 The step of inspecting includes a step of changing a magnitude of a current detected by the current transformer, and a step of confirming whether or not there is a change in a detected value of the current transformer in accordance with a change in the magnitude of the current. Composed of;
The power measurement method according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の電力測定方法。 The power to be measured is power supplied from a commercial power source linked to power generated by the fuel cell;
The power measuring method according to claim 1 or 2.
前記電力負荷に接続された第2のケーブルを流れる電流を検出する第2の電流検出器と;
前記第1のケーブルの電圧及び前記第2のケーブルの電圧を検出する電圧検出器と;
前記電力負荷に供給する電力を発電する発電部と;
前記第1の電流検出器で検出した電流値を入力する第1電流入力端子、前記第2の電流検出器で検出した電流値を入力する第2電流入力端子、及び前記電圧検出器で検出した電圧値を入力する電圧入力端子を有し、前記第1の電流検出器で検出した電流値及び前記第2の電流検出器で検出した電流値、並びに前記電圧検出器で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する制御装置を備え;
前記制御装置が、前記第1のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて前記第1の電流検出器及び前記第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに前記第2のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて前記第1の電流検出器及び前記第2の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより前記第1の電流検出器及び前記第2の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに前記検出した電流値を補正して前記電力値を算出するように構成された;
発電装置。 A first current detector for detecting a current flowing through a first cable connected to a power load supplied with AC power;
A second current detector for detecting a current flowing through a second cable connected to the power load;
A voltage detector for detecting the voltage of the first cable and the voltage of the second cable;
A power generation unit that generates power to be supplied to the power load;
A first current input terminal for inputting a current value detected by the first current detector, a second current input terminal for inputting a current value detected by the second current detector, and a detection by the voltage detector A voltage input terminal for inputting a voltage value, based on a current value detected by the first current detector, a current value detected by the second current detector, and a voltage value detected by the voltage detector; Provided with a control device for calculating the power value;
The controller changes the magnitude of the current flowing through the first cable to inspect the magnitude and change of the current values of the first current detector and the second current detector; and By changing the magnitude of the current flowing through the second cable, the magnitude of the current value of the first current detector and the second current detector and the presence or absence of the change are inspected. It is configured to determine whether the installation direction and the installation position of the detector and the second current detector are appropriate, and to calculate the power value by correcting the detected current value when it is not appropriate;
Power generation device.
請求項4に記載の発電装置。 The current detector comprises a clamp-type current transformer;
The power generation device according to claim 4.
前記第1のケーブルが前記補機へ電流を供給し遮断する第1のスイッチを有し、前記第2のケーブルが前記補機へ電流を供給し遮断する第2のスイッチを有し;
前記第1のスイッチを切り替えることにより前記第1のケーブルを流れる電流の大きさを変化させ、前記第2のスイッチを切り替えることにより前記第2のケーブルを流れる電流の大きさを変化させるように構成された;
請求項4又は請求項5に記載の発電装置。 One of the power loads is composed of an auxiliary machine related to the operation of the power generation unit;
The first cable has a first switch for supplying and cutting off current to the auxiliary machine, and the second cable has a second switch for supplying and cutting off electric current to the auxiliary machine;
The magnitude of the current flowing through the first cable is changed by switching the first switch, and the magnitude of the current flowing through the second cable is changed by switching the second switch. Was;
The power generation device according to claim 4 or 5.
請求項4乃至請求項6のいずれか1項に記載の発電装置。
The power generation unit comprises a fuel cell;
The power generator according to any one of claims 4 to 6.
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