JP2009291054A - Method of controlling power generator system, and power generator system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generating system method and a power generating system to prevent an overload during load connection when a constant-voltage controlled power generator and a constant-power controlled power generator operate in parallel. <P>SOLUTION: The power generator system supplies power to a load by independently operating the constant-voltage controlled power generator 10 to control power generating output at a constant voltage and the constant-power controlled power generators 20A and 20B to control the power generating output at a constant power. When the load is connected to the constant-voltage controlled power generator 10 and the constant-power controlled power generators 20A and 20B, the load is connected after an output voltage of the constant-voltage controlled power generator 10 is reduced from a rated output voltage to a load connection voltage of a low voltage which does not cause overload while the load is connected. Then the rated output voltage is restored after connecting the load, and the output voltages of the constant-power controlled power generators 20A and 20B are increased according to output capacity. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電出力を定電圧制御する１台の定電圧制御形発電装置と、発電出力を定電力制御する１台以上の定電力制御形発電装置とを自立運転させて負荷に電力を供給する発電装置システムの制御方法及び発電装置システムに関する。   The present invention supplies power to a load by independently operating one constant voltage control type power generation device that performs constant voltage control of the power generation output and one or more constant power control type power generation devices that perform constant power control of the power generation output. The present invention relates to a method for controlling a power generation system and a power generation system.

従来、一台の発電装置を定電圧制御する定電圧制御形発電装置とし、他の発電機装置を定電力制御する定電力制御形発電装置として複数台自立運転する発電装置システムにおいて、例えば発電装置として燃料電池発電装置を適用する場合について説明する。ここでは、図１０に示すように、１台の定電圧制御形発電装置１００がマスターとされ、例えば２台の定電力形発電装置１１０Ａ及び１１０Ｂがスレーブとし、これらの出力側が並列接続されて、コンタクタ１１５を介して外部の負荷１２０に接続されている。各発電装置１００及び１１０Ａ，１１０Ｂの許容出力電力は互いに等しい例えば１００ｋＷとされている。   Conventionally, in a power generator system in which a plurality of units are independently operated as a constant voltage control type power generator that performs constant voltage control of one power generator and as a constant power control type power generator that performs constant power control of another generator device, for example, a power generator A case where a fuel cell power generator is applied will be described. Here, as shown in FIG. 10, one constant voltage controlled generator 100 is a master, for example, two constant power generators 110A and 110B are slaves, and their output sides are connected in parallel. It is connected to an external load 120 via a contactor 115. The allowable output power of each power generator 100 and 110A, 110B is, for example, 100 kW which is equal to each other.

この場合には、コンタクタ１１５が開成されている負荷１２０の接続前の状態では、図１１に示すように、時点ｔ０ではマスターとなる定電圧制御形発電装置１００では図１１（ｃ）に示すように出力電圧が定格出力電圧（例えば２００Ｖ）に維持されており、外部の負荷１２０が接続されていないので、消費電力は燃料電池発電装置を構成する補機で消費する分だけの比較的少ない消費電力となっている。このため、マスターとなる定電圧制御形発電装置１００では、図１１（ｂ）に示すように、補機電力分を賄っており、スレーブとなる定電力制御形発電装置１１０Ａ及び１１０Ｂでは電力指令値が図１１（ｄ）に示すように０ｋＷを維持している。   In this case, in the state before connection of the load 120 in which the contactor 115 is opened, as shown in FIG. 11, in the constant voltage control type power generating apparatus 100 that becomes the master at time t0, as shown in FIG. Since the output voltage is maintained at the rated output voltage (for example, 200V) and the external load 120 is not connected, the power consumption is relatively small as much as the power consumed by the auxiliary equipment constituting the fuel cell power generation device. It has become electric power. For this reason, as shown in FIG. 11B, the constant voltage control type power generation device 100 serving as a master covers the auxiliary power, and the constant power control type power generation devices 110A and 110B serving as slaves serve as power command values. However, 0 kW is maintained as shown in FIG.

この負荷非接続状態から時点ｔ１で、コンタクタ１１５を閉成して、例えば図１１（ａ）に示すように各発電装置１００及び１１０Ａ，１１０Ｂの許容出力電力を上回る例えば消費電力が１５０ｋＷの外部の負荷１２０を接続する状態とすると、この時点ｔ１ではマスターとなる定電圧制御形発電装置１００のみが電力出力が可能であるので、この定電圧制御形発電装置１００の出力電力が図１１（ｂ）に示すように許容出力電力を超えて過負荷状態となり、運転継続不可能な状態となってしまうという未解決の課題がある。   The contactor 115 is closed at the time point t1 from this load non-connected state, for example, as shown in FIG. 11 (a), for example, an external power consumption of 150 kW that exceeds the allowable output power of each of the power generators 100 and 110A, 110B. When the load 120 is connected, since only the master constant voltage control type power generation device 100 can output power at the time t1, the output power of the constant voltage control type power generation device 100 is as shown in FIG. As shown in FIG. 4, there is an unsolved problem that the overload state is exceeded beyond the allowable output power and the operation cannot be continued.

この未解決の課題を解決するために、複数台の燃料電池を自立運転させ、これら各燃料電池から出力される直流電力を交流電力にそれぞれ変換するインバータとして設けられた１台の電圧制御インバータと、電圧制御に切換可能な少なくとも１台の電流制御インバータとの並列運転により得られる交流電力を負荷に供給する燃料電池システムにおいて、電圧制御インバータの出力電流及び出力電圧をそれぞれ検出する電流及び電圧検出手段と、この電流及び電圧検出手段により検出された電流及び電圧信号が入力され、これら電流及び電圧信号から求められる電圧制御インバータの出力電力と予め設定された第１の設定値とを比較し、その結果に基づき電流制御インバータに電流制御設定値の下げ又は上げ指令を与えて電流制御インバータの運転状態を制御する並列運転制御装置とを備えた燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２８７５６７号公報 In order to solve this unsolved problem, a single voltage controlled inverter provided as an inverter for independently operating a plurality of fuel cells and converting DC power output from each of the fuel cells into AC power, In the fuel cell system for supplying the load with AC power obtained by parallel operation with at least one current control inverter that can be switched to voltage control, current and voltage detection for detecting the output current and output voltage of the voltage control inverter, respectively A current and a voltage signal detected by the current and voltage detection means are input, and the output power of the voltage controlled inverter obtained from the current and voltage signal is compared with a first set value set in advance. Based on the result, a command to lower or raise the current control set value is given to the current control inverter, and the current control inverter A fuel cell system including a parallel operation control device for controlling the rolling state is proposed (e.g., see Patent Document 1).
JP 2007-287567 A

しかしながら、上記特許文献１に記載された燃料電池システムにあっては、電圧制御インバータ及び電流制御インバータとは別に、電圧制御インバータの出力電流及び出力電圧をそれぞれ検出する電流及び電圧検出手段で検出した電流及び電圧に基づいて電流制御インバータを制御する並列運転制御装置を設け、この並列運転制御装置で電圧制御インバータ及び電流制御インバータの双方の出力を監視しながら出力電力制御を行なうので、出力電力制御が複雑となるという未解決の課題がある。   However, in the fuel cell system described in Patent Document 1 above, the current and voltage detection means for detecting the output current and output voltage of the voltage control inverter are detected separately from the voltage control inverter and the current control inverter. A parallel operation control device that controls a current control inverter based on current and voltage is provided, and this parallel operation control device performs output power control while monitoring the outputs of both the voltage control inverter and the current control inverter. There is an unsolved problem that becomes complicated.

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の問題点に着目してなされたものであり、定電圧制御形発電装置と、定電力制御形発電装置とを並列に接続して発電装置システムを構成した場合に、負荷を接続する際の出力電力制御を簡易に行なうことができる発電システムの制御方法及び発電システムを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the conventional example described above, and a power generator system is formed by connecting a constant voltage control power generator and a constant power control power generator in parallel. It is an object of the present invention to provide a power generation system control method and a power generation system that can easily perform output power control when connecting a load when configured.

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発電装置システムの制御方法は、発電出力を定電圧制御する１台の定電圧制御形発電装置と、発電出力を定電力制御する１台以上の定電力制御形発電装置とを自立運転させて負荷に電力を供給する発電装置システムの制御方法であって、前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置に対して前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置の出力電圧を定格出力電圧から負荷接続時に過負荷にならない低電圧の負荷接続電圧に低下させてから前記負荷の接続を行い、負荷接続後に前記定格出力電圧に復帰させると共に、前記定電力制御形発電装置の出力電力を負荷容量に応じて増加させることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a method for controlling a power generator system according to claim 1 of the present invention includes a single constant voltage control type power generator that controls the power generation output at a constant voltage, and a constant power control of the power generation output. A power generator system control method for supplying power to a load by independently operating a constant power control power generator of at least one unit, wherein the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are When connecting the load, reduce the output voltage of the constant voltage control power generator from the rated output voltage to a low load connection voltage that does not overload when the load is connected, and then connect the load. While returning to the said rated output voltage, the output power of the said constant power control type generator is increased according to load capacity, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項２に係る発電装置システムの制御方法は、請求項１に係る発明において、前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置を連系させた状態で負荷接続することを特徴としている。
さらに、請求項３に係る発電装置システムの制御方法は、請求項１に係る発明において、前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置のみを前記負荷に接続し、前記負荷の接続後に前記定電力制御形発電装置を負荷接続して前記定電圧制御形発電装置と連系させることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control method for a power generator system in which the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are interconnected when the load is connected. It is characterized by connecting the load in a connected state.
Furthermore, the control method of the power generator system according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein when connecting the load, only the constant voltage control type power generator is connected to the load, and the load is connected. The constant power control type power generator is connected to a load later and connected to the constant voltage control type power generator.

さらにまた、請求項４に係る発電装置システムの制御方法は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記定電圧制御形発電装置は、前記負荷の接続後に、前記定電力制御形発電装置における出力電力指令値の増加と同時又は遅れて出力電圧を増加させることを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る発電装置システムの制御方法は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置は、燃料電池発電装置で構成されていることを特徴としている。 Furthermore, the control method of the power generator system according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the constant voltage control type power generator is configured to control the constant power control after the load is connected. The output voltage is increased at the same time or after the increase in the output power command value in the power generator.
Still further, the control method of the power generator system according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are fuel cells. It is characterized by comprising a power generation device.

また、請求項６に係る発電装置システムは、発電出力を定電圧制御する１台の定電圧制御形発電装置と、発電出力を定電力制御する１台以上の定電力制御形発電装置とを自立運転させて負荷に電力を供給する発電装置システムであって、前記定電圧制御形発電装置は、前記負荷を接続する際に、出力電圧を定格出力電圧から負荷接続時に過負荷にならない低電圧の負荷接続電圧に低下させ、前記負荷の接続後に前記定格出力電圧に復帰させる出力電圧制御手段を備え、前記定電力制御形発電装置は、前記定電圧制御形発電装置の出力電圧変化に連系する出力電力制御手段を備えていることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power generation system comprising a single constant voltage control type power generation device that controls the power generation output at a constant voltage and one or more constant power control type power generation devices that control the power generation output at a constant power. A power generator system that operates and supplies power to a load, wherein the constant voltage control power generator has a low voltage that does not cause overload when the load is connected from the rated output voltage when the load is connected. An output voltage control means for reducing the load connection voltage to return to the rated output voltage after connection of the load is provided, and the constant power control type generator is linked to the output voltage change of the constant voltage control type generator An output power control means is provided.

さらに、請求項７に係る発電装置システムは、請求項６に係る発明において、前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置は、燃料電池発電装置で構成されていることを特徴としている。   Furthermore, the power generator system according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are configured by a fuel cell power generator. Yes.

本発明によれば、定電圧制御形発電装置の出力電圧を、負荷を接続する前に、一旦定格出力電圧から負荷続時に過負荷にならない低電圧の負荷接続電圧に低下させてから負荷の接続を行なうので、簡易な構成で負荷接続時に負荷の許容容量が定電圧制御形発電装置の許容容量を越えている場合でも過負荷状態となることを防止することができるという効果が得られる。   According to the present invention, before connecting the load, the output voltage of the constant voltage control type power generator is once reduced from the rated output voltage to a low load connection voltage that does not become overloaded when the load is connected, and then connected to the load. Therefore, even if the allowable capacity of the load exceeds the allowable capacity of the constant voltage control type power generator when the load is connected, an overload condition can be prevented.

また、負荷接続後に、定電力制御形発電装置の出力電力を増加させた後又は増加と同時に、定電圧制御形発電装置の出力電圧を負荷接続電圧から定格出力電圧へ復帰させることにより、定電圧制御形発電装置が過負荷状態となることを確実に防止することができるという効果が得られる。
しかも、上記効果を得るための制御が定電圧制御形発電装置の出力電圧を負荷接続時に低下させ、負荷接続後に定格出力電圧に復帰させ、この復帰時に定電力制御形発電装置の出力電力を増加制御するだけでよいので、簡単な出力電力制御で済み、簡易で安価な発電装置システムを構築することができるという効果が得られる。 In addition, after the load is connected, the output power of the constant power control type power generator is increased or at the same time as the output voltage of the constant voltage control type power generator is restored from the load connection voltage to the rated output voltage. An effect is obtained that the controlled power generator can be reliably prevented from being overloaded.
In addition, the control to obtain the above effect reduces the output voltage of the constant voltage control type generator when the load is connected, returns it to the rated output voltage after connecting the load, and increases the output power of the constant power control type generator when the load is restored Since it only needs to be controlled, simple output power control is sufficient, and a simple and inexpensive power generator system can be constructed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した燃料電池発電システムの第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図中、１は燃料電池発電システムであって、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０と、この定電圧制御形発電装置１０と並列に接続されたスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂとを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a fuel cell power generation system to which the present invention is applied.
In the figure, reference numeral 1 denotes a fuel cell power generation system, which is a constant voltage control type power generation device 10 serving as a master, and a constant power control type power generation device 20A serving as a slave connected in parallel with the constant voltage control type power generation device 10. 20B.

そして、定電圧制御形発電装置１０と定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂとの出力側が互いに接続されて電磁コンタクタ３０の一端に接続されている。この電磁コンタクタ３０の他端には、ｎ個（ｎは任意数）の負荷Ｌ１〜Ｌｎが個別のコンタクタＣ１〜Ｃｎを介して並列に接続されている。
そして、定電圧制御形発電装置１０は、直流電力を発電する燃料電池１１と、この燃料電池１１の発電出力を交流電力に変換する電圧制御形のインバータ１２と、このインバータ１２の出力側の電流を検出する電流検出手段としての電流センサ１３と、インバータ１２の出力側の電圧を検出する電圧検出手段としての電圧センサ１４と、電流センサ１３及び電圧センサ１４で検出した検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄが入力されてインバータ１２を駆動制御するインバータ制御装置１５と、電圧センサ１４の接続点とコンタクタ３０との間に介装されたコンタクタ１６とを備えている。 The output sides of the constant voltage control type power generation device 10 and the constant power control type power generation devices 20 </ b> A and 20 </ b> B are connected to each other and connected to one end of the electromagnetic contactor 30. At the other end of the electromagnetic contactor 30, n (n is an arbitrary number) loads L1 to Ln are connected in parallel via individual contactors C1 to Cn.
The constant voltage control type power generation apparatus 10 includes a fuel cell 11 that generates DC power, a voltage control type inverter 12 that converts the power generation output of the fuel cell 11 into AC power, and a current on the output side of the inverter 12. A current sensor 13 as a current detection means for detecting the voltage, a voltage sensor 14 as a voltage detection means for detecting the voltage on the output side of the inverter 12, a detection current Id and a detection voltage Vd detected by the current sensor 13 and the voltage sensor 14. Is input, and an inverter control device 15 that drives and controls the inverter 12, and a contactor 16 interposed between a connection point of the voltage sensor 14 and the contactor 30.

インバータ制御装置１５には、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を含んで構成されていると共に、負荷接続を指示する負荷接続スイッチ１７が接続されている。この負荷接続スイッチ１７をオン状態とすることにより、インバータ制御装置１５で図２に示す負荷接続制御処理が実行される。
この負荷接続処理は、図２に示すように、ステップＳ１で、電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ２に移行して、電源投入時の初期状態であるか否かを判定し、初期状態であるときにはステップＳ３に移行して、出力電圧指令値Ｖｒｅｆを定格出力電圧Ｖｒｅｆｒ（例えば２００Ｖ）に設定してからステップＳ４に移行し、初期状態ではないときには直接ステップＳ４に移行する。 The inverter control device 15 includes an arithmetic processing device such as a microcomputer, and is connected to a load connection switch 17 that instructs load connection. When the load connection switch 17 is turned on, the inverter control device 15 executes the load connection control process shown in FIG.
As shown in FIG. 2, in the load connection process, in step S1, the detection voltage Vd detected by the voltage sensor 14 is read, and then the process proceeds to step S2 to determine whether or not the power supply is in the initial state. In the initial state, the process proceeds to step S3, the output voltage command value Vref is set to the rated output voltage Vrefr (for example, 200 V), and then the process proceeds to step S4. Otherwise, the process directly proceeds to step S4. .

ステップＳ４では、負荷接続スイッチ１７がオフ状態からオン状態に切り換わったか否かを判定し、オフ状態からオン状態に切り換わったときではないときにはステップＳ５に移行して、検出された検出電圧Ｖｄが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するようにインバータ１２を定電圧制御してから前記ステップＳ１に戻り、負荷接続スイッチ１７がオフ状態からオン状態に切り換わったときには、負荷接続を開始するものと判断して、ステップＳ６に移行する。   In step S4, it is determined whether or not the load connection switch 17 has been switched from the off state to the on state. When the load connection switch 17 has not been switched from the off state to the on state, the process proceeds to step S5 and the detected detection voltage Vd is detected. After the inverter 12 is controlled at a constant voltage so as to match the voltage command value Vref, the process returns to step S1, and when the load connection switch 17 is switched from the off state to the on state, it is determined that the load connection is started. Then, the process proceeds to step S6.

ステップＳ６では、現在の出力電圧指令値Ｖｒｅｆから所定値ΔＶ１を減算した値を新たな出力電圧指令値Ｖｒｅｆとして設定し、次いでステップＳ７に移行して、新たに設定した出力電圧指令値Ｖｒｅｆが予め設定した例えば定格出力電圧Ｖｒｅｆｒの半分の値の負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌ未満となったか否かを判定する。ここで、負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌは、定電圧制御形発電装置１０が１台でも過負荷にならない電圧に設定するのが望ましく、具体的には、定電圧制御形発電装置１０の定格負荷電流をＩｏ、最大負荷のインピーダンスをＺとすると、負荷接続電圧ＶｒｅｆｌはＩｏ＊Ｚ以下に設定する。   In step S6, a value obtained by subtracting the predetermined value ΔV1 from the current output voltage command value Vref is set as a new output voltage command value Vref. Then, the process proceeds to step S7, and the newly set output voltage command value Vref is preliminarily set. For example, it is determined whether or not the set value is less than the load connection voltage Vrefl which is a half value of the rated output voltage Vrefr. Here, it is desirable that the load connection voltage Vrefl is set to a voltage that does not cause an overload even when one constant voltage control type power generation device 10 is used. Specifically, the rated load current of the constant voltage control type power generation device 10 is set to Io. If the impedance of the maximum load is Z, the load connection voltage Vrefl is set to Io * Z or less.

この判定結果が、Ｖｒｅｆ≧ＶｒｅｆｌであるときにはステップＳ８に移行して、電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ９に移行して検出電圧Ｖｄが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するようにインバータ１２を定電圧制御してからステップＳ１０に移行する。
このステップＳ１０では、出力電圧が所定の減少勾配で減少するように設定された所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには所定時間が経過するまでＳ８→Ｓ９→Ｓ１０をループし、所定時間が経過したときには前記ステップＳ６に戻る。 When the determination result is Vref ≧ Vrefl, the process proceeds to step S8, the detection voltage Vd detected by the voltage sensor 14 is read, and then the process proceeds to step S9 so that the detection voltage Vd matches the voltage command value Vref. After the inverter 12 is controlled at a constant voltage, the process proceeds to step S10.
In this step S10, it is determined whether or not a predetermined time set so that the output voltage decreases with a predetermined decreasing gradient has elapsed. If the predetermined time has not elapsed, S8 → S9 → until the predetermined time elapses. S10 is looped, and when a predetermined time has elapsed, the process returns to step S6.

また、前記ステップＳ７の判定結果がＶｒｅｆ＜Ｖｒｅｆｌであるときには、ステップＳ１１に移行して、負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌを電圧指令値Ｖｒｅｆに設定してからステップＳ１２に移行する。
このステップＳ１２では、電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ１３に移行して、検出電圧Ｖｄが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するようにインバータ１２を定電圧制御してからステップＳ１４に移行する。 When the determination result in step S7 is Vref <Vrefl, the process proceeds to step S11, the load connection voltage Vrefl is set to the voltage command value Vref, and then the process proceeds to step S12.
In this step S12, the detected voltage Vd detected by the voltage sensor 14 is read, and then the process proceeds to step S13, and the inverter 12 is controlled to a constant voltage so that the detected voltage Vd matches the voltage command value Vref, and then the process proceeds to step S14. Transition.

このステップＳ１４では、負荷を接続するために設定された所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには所定時間が経過するまでＳ１２→Ｓ１３→Ｓ１４をループし、所定時間が経過したときにはステップＳ１５に移行する。
このステップＳ１５では、電磁コンタクタ３０を閉成して負荷接続を行ってからステップＳ１６に移行して、負荷接続を行ってから予め設定された所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには、所定時間が経過するまで、検出電圧Ｖｄを読込むステップＳ１６′と、定電圧制御するステップＳ１６″とを実行し、所定時間が経過したときにはステップＳ１７に移行する。 In this step S14, it is determined whether or not a predetermined time set for connecting the load has elapsed. When the predetermined time has not elapsed, S12 → S13 → S14 is looped until the predetermined time elapses. When the time has elapsed, the process proceeds to step S15.
In step S15, the electromagnetic contactor 30 is closed and the load connection is made, and then the process proceeds to step S16 to determine whether or not a predetermined time has elapsed since the load connection was made. When the predetermined time has not elapsed, step S16 ′ for reading the detection voltage Vd and step S16 ″ for constant voltage control are executed until the predetermined time has elapsed, and when the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S17.

このステップＳ１７では、図３に示す電圧指令値演算処理を起動してからステップＳ１８に移行し、現在の電圧指令値Ｖｒｅｆに予め設定された例えば前述した所定値ΔＶ１より小さい値の所定値ΔＶ２を加算した値を新たな電圧指令値ＶｒｅｆとしてからステップＳ１９に移行する。
このステップＳ１９では、新たな電圧指令値Ｖｒｅｆが定格出力電圧Ｖｒｅｆｒを超えたか否かを判定し、Ｖｒｅｆ≦ＶｒｅｆｒであるときにはステップＳ２０に移行して電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ２１に移行して、検出電圧Ｖｄが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するようにインバータを定電圧制御してからステップＳ２２に移行する。 In step S17, the voltage command value calculation process shown in FIG. 3 is started, and then the process proceeds to step S18. A predetermined value ΔV2 that is smaller than the predetermined value ΔV1 previously set in the current voltage command value Vref is set, for example. After the added value becomes the new voltage command value Vref, the process proceeds to step S19.
In step S19, it is determined whether or not the new voltage command value Vref exceeds the rated output voltage Vrefr. If Vref ≦ Vrefr, the process proceeds to step S20, and the detected voltage Vd detected by the voltage sensor 14 is read. The process proceeds to step S21, the inverter is controlled at a constant voltage so that the detected voltage Vd matches the voltage command value Vref, and then the process proceeds to step S22.

このステップＳ２２では、出力電圧が所定の増加勾配で増加するように設定された指定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには所定時間が経過するまでＳ２０→Ｓ２１→Ｓ２２をループし、所定時間が経過したときには前記ステップＳ１８に戻る。
一方、ステップＳ１９の判定結果が、Ｖｒｅｆ＞Ｖｒｅｆｒであるときには、ステップＳ２３に移行して、定格出力電圧Ｖｒｅｆｒを電圧指令値Ｖｒｅｆに設定してからステップＳ２４に移行し、電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ２５に移行して、検出電圧Ｖｄが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するようにインバータ１２を定電圧制御してから前記ステップＳ１に戻る。 In this step S22, it is determined whether or not a specified time set so that the output voltage increases with a predetermined increasing gradient has elapsed. If the predetermined time has not elapsed, S20 → S21 → until the predetermined time elapses. S22 is looped, and when a predetermined time has elapsed, the process returns to step S18.
On the other hand, when the determination result in step S19 is Vref> Vrefr, the process proceeds to step S23, the rated output voltage Vrefr is set to the voltage command value Vref, the process proceeds to step S24, and the detection detected by the voltage sensor 14 is detected. The voltage Vd is read, and then the process proceeds to step S25, where the inverter 12 is controlled to a constant voltage so that the detected voltage Vd matches the voltage command value Vref, and then the process returns to step S1.

また、インバータ制御装置１５は図３に示す電圧指令値演算処理を実行する。この電圧指令値演算処理は、先ず、ステップＳ３１で、電流センサ１３及び電圧センサ１４で検出した検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄを読込み、次いでステップＳ３２に移行して、検出電流Ｉｄで検出電圧Ｖｄを除算して負荷インピーダンスＺLを算出し、次いでステップＳ３３に移行して、算出した負荷インピーダンスＺLに基づいてステップ内に示す負荷インピーダンスＺLとインバータ１２から出力する周波数指令値Ｆｒｅｆとの関係を表す制御マップを参照して、周波数指令値Ｆｒｅｆを算出し、次いでステップＳ３４に移行して、インバータ１２から出力される出力電流又は出力電圧の周波数を周波数指令値Ｆｒｅｆに一致させるようにインバータ１２を定電圧制御する。 Further, the inverter control device 15 executes a voltage command value calculation process shown in FIG. In this voltage command value calculation process, first, in step S31, the detected current Id and the detected voltage Vd detected by the current sensor 13 and the voltage sensor 14 are read, and then the process proceeds to step S32, where the detected voltage Vd is detected by the detected current Id. dividing to calculate a load impedance Z L, then the process proceeds to step S33, a relationship between the calculated frequency command value Fref output from the load impedance Z L and the inverter 12 shown in step based on the load impedance Z L The frequency command value Fref is calculated with reference to the control map to be expressed, and then the process proceeds to step S34, where the inverter 12 is set so that the frequency of the output current or output voltage output from the inverter 12 matches the frequency command value Fref. Constant voltage control.

ここで、ステップＳ３３の制御マップは、算出した負荷容量Ｐｚ（=Ｖ2ref／ＺL）が全発電出力容量Ｐｏの５０％であるときに周波数指令値Ｆｒｅｆが定格周波数指令値Ｆｒｅｆｒとなり、これより負荷容量Ｐｚが減少すると、周波数指令値Ｆｒｅｆを定格周波数指令値Ｆｒｅｆｒに対して機器に影響を与えない範囲の０．１〜１．０Ｈｚを加算した値Ｆｒｅｆｈまで増加させ、負荷容量Ｐｚが増加すると、周波数を定格周波数指令値Ｆｒｅｆｒに対して上記範囲０．１〜１．０Ｈｚを減算した値Ｆｒｅｆｌまで減少させるように特性線の傾きが設定されている。 Here, the control map in step S33 shows that when the calculated load capacity Pz (= V 2 ref / Z L ) is 50% of the total power generation output capacity Po, the frequency command value Fref becomes the rated frequency command value Frefr. When the load capacity Pz further decreases, the frequency command value Fref is increased to a value Frefh obtained by adding 0.1 to 1.0 Hz in a range that does not affect the device with respect to the rated frequency command value Frefr, and the load capacity Pz increases. Then, the slope of the characteristic line is set so that the frequency is reduced to a value Frefl obtained by subtracting the above range of 0.1 to 1.0 Hz from the rated frequency command value Frefr.

また、図１において、定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂのそれぞれは、直流電力を発電する燃料電池２１と、この燃料電池２１の発電出力を交流電力に変換する電流制御形のインバータ２２と、このインバータ２２の出力側の電流を検出する電流検出手段としての電流センサ２３と、インバータ２２の出力側の電圧を検出する電圧検出手段としての電圧センサ２４と、電流センサ２３及び電圧センサ２４で検出した検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄが入力されてインバータ２２を駆動制御するインバータ制御装置２５と、電圧センサ１４の接続点とコンタクタ３０との間に介装されたコンタクタ２６とを備えている。   In FIG. 1, each of the constant power control type power generation devices 20A and 20B includes a fuel cell 21 that generates DC power, a current control type inverter 22 that converts the power generation output of the fuel cell 21 into AC power, Detected by the current sensor 23 as current detection means for detecting the current on the output side of the inverter 22, the voltage sensor 24 as voltage detection means for detecting the voltage on the output side of the inverter 22, and the current sensor 23 and the voltage sensor 24. The inverter control device 25 that drives and controls the inverter 22 by receiving the detected current Id and the detected voltage Vd, and the contactor 26 interposed between the connection point of the voltage sensor 14 and the contactor 30 are provided.

インバータ制御装置２５は、入力される検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄに基づいて出力電力Ｐｓｏを算出すると共に、検出電圧Ｖｄ又は検出電流Ｉｄから検出した周波数Ｆｄに基づいて電力制御指令値Ｐｒｅｆを決定し、決定した電力指令値Ｐｒｅｆと出力電力Ｐｓｏとが一致するようにインバータ２２を定電力制御する。
ここで、インバータ制御装置２５は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を含んで構成され、図４に示す電力指令値演算処理を実行する。 The inverter control device 25 calculates the output power Pso based on the input detection current Id and the detection voltage Vd, and determines the power control command value Pref based on the frequency Fd detected from the detection voltage Vd or the detection current Id. Then, constant power control is performed on the inverter 22 so that the determined power command value Pref and the output power Pso coincide.
Here, the inverter control apparatus 25 is comprised including arithmetic processing apparatuses, such as a microcomputer, for example, and performs the electric power command value arithmetic processing shown in FIG.

この電力指令値演算処理では、図４に示すように、先ず、ステップＳ４１で、電流センサ２３及び電圧センサ２４で検出した検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄと、検出電流Ｉｄ又は検出電圧Ｖｄから検出した周波数Ｆｄとを読込み、次いでステップＳ４２に移行して、検出電流Ｉｄ及び検出電圧Ｖｄを乗算して出力電力Ｐｓｏを算出する。   In this power command value calculation process, as shown in FIG. 4, first, in step S41, detection is performed from the detected current Id and detected voltage Vd detected by the current sensor 23 and the voltage sensor 24, and the detected current Id or detected voltage Vd. The frequency Fd is read, and then the process proceeds to step S42, where the output power Pso is calculated by multiplying the detection current Id and the detection voltage Vd.

次いで、ステップＳ４３に移行して、検出した周波数Ｆｄに基づいてステップＳ４３内に表示する周波数Ｆｄと電力指令値Ｐｒｅｆとの関係を表す制御マップを参照して電力指令値Ｐｒｅｆを算出し、次いでステップＳ４４に移行して、算出した電力指令値Ｐｒｅｆと出力電力Ｐｓｏとが一致するようにインバータ２２を定電力制御する。   Next, the process proceeds to step S43, where the power command value Pref is calculated with reference to the control map representing the relationship between the frequency Fd displayed in step S43 and the power command value Pref based on the detected frequency Fd. The process proceeds to S44, and constant power control is performed on the inverter 22 so that the calculated power command value Pref and the output power Pso coincide.

ここで、ステップＳ４３の制御マップは、検出周波数Ｆｄが定格周波数Ｆｒｅｆｒであるときに、許容電力の５０％となり、検出周波数Ｆｄが定格周波数Ｆｒｅｆｒより小さいときには、Ｆｒｅｆｌ（＝Ｆｒｅｆｒ−０．１〜１．０Ｈｚ）に達するまでの間に連続的に電力指令値Ｐｒｅｆが許容電力（１００ｋＷ）まで増加し、検出周波数Ｆｄが定格周波数Ｆｒｅｆｒより大きいときにはＦｒｅｆｈ（＝Ｆｒｅｆｒ＋０．１〜１．０Ｈｚ）に達するまでの間に連続的に電力指令値Ｐｒｅｆが０ｋＷまで減少するように特性線の傾きが設定されている。   Here, the control map of step S43 is 50% of the allowable power when the detection frequency Fd is the rated frequency Frefr, and when the detection frequency Fd is smaller than the rated frequency Frefr, Frefl (= Frefr−0.1 to 1). Power command value Pref continuously increases to the allowable power (100 kW) until it reaches 0.0 Hz), and until the detected frequency Fd is higher than the rated frequency Frefr, until it reaches Frefh (= Frefr + 0.1 to 1.0 Hz). The slope of the characteristic line is set so that the power command value Pref continuously decreases to 0 kW during

次に、上記第１の実施形態の動作を図５に示すタイムチャートを参照して説明する。
今、定電圧制御形発電装置１０及び定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂの発電容量をそれぞれ１００ｋＷに設定し、定電圧制御形発電装置１０の定格定電圧指令値Ｖｒｅｆｒを例えば２００Ｖに設定するものとする。
そして、時点ｔ０で、電磁コンタクタ３０が開成されており、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０及びスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂと負荷Ｌ１〜Ｌｎとが切り離された負荷非接続状態にあるものとする。また、定電圧制御形発電装置１０及び定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂ内のコンタクタ１６及び２６が閉成されて、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０及びスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂが連系状態となっているものとする。 Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the time chart shown in FIG.
Now, the power generation capacities of the constant voltage control power generation device 10 and the constant power control power generation devices 20A and 20B are each set to 100 kW, and the rated constant voltage command value Vrefr of the constant voltage control power generation device 10 is set to 200 V, for example. And
At time t0, the electromagnetic contactor 30 is opened, and the constant voltage control power generation device 10 serving as a master and the constant power control power generation devices 20A and 20B serving as slaves and the loads L1 to Ln are separated. Assume that you are in a connected state. Further, the contactors 16 and 26 in the constant voltage control type power generation device 10 and the constant power control type power generation devices 20A and 20B are closed, so that the constant voltage control type power generation device 10 serving as a master and the constant power control type power generation serving as a slave. Assume that the devices 20A and 20B are in an interconnected state.

この負荷非接続状態では、初期状態で、定電圧制御形発電装置１０の電圧指令値Ｖｒｅｆが定格電圧指令値Ｖｒｅｆｒに設定されており、消費電力は各発電装置１０及び２０Ａ，２０Ｂを構成する燃料電池１１及び２１の補機の消費電力のみであり、比較的小さい消費電力であるので、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電力で図５（ｂ）に示すように賄われている。このため、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力は図５（ｄ）に示すように０ｋＷに制御されている。   In this load disconnected state, the voltage command value Vref of the constant voltage control type power generator 10 is set to the rated voltage command value Vrefr in the initial state, and the power consumption is the fuel constituting each power generator 10 and 20A, 20B. Since only the power consumption of the auxiliary devices of the batteries 11 and 21 is relatively small, the output power of the constant voltage control type power generation device 10 as a master is covered as shown in FIG. 5B. . For this reason, the output power of the constant power control type generators 20A and 20B serving as slaves is controlled to 0 kW as shown in FIG.

この状態で、時点ｔ１で、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０のインバータ制御装置１５に接続されている負荷接続スイッチ１７をオフ状態からオン状態に切換えると、この定電圧制御形発電装置１０のインバータ制御装置１５で実行する図２の電圧制御処理で、電圧センサ１４で検出した検出電圧Ｖｄが読込まれ（ステップＳ１）、初期状態ではないので、ステップＳ２から直接ステップＳ４にジャンプする。   In this state, when the load connection switch 17 connected to the inverter control device 15 of the constant voltage control type power generation device 10 serving as a master is switched from the off state to the on state at time t1, the constant voltage control type power generation device 10 is switched. In the voltage control process of FIG. 2 executed by the inverter control device 15, the detected voltage Vd detected by the voltage sensor 14 is read (step S 1), and since it is not the initial state, the process jumps directly from step S 2 to step S 4.

このステップＳ４で、負荷接続スイッチ１７がオフ状態からオフ状態に切換えられているので、ステップＳ６に移行し、現在の電圧指令値Ｖｒｅｆから所定値ΔＶ１を減算することにより、電圧指令値Ｖｒｅｆが、図５（ｃ）に示すように、所定値ΔＶ１だけ減少される。
そして、この減少処理が繰り返して行われることにより、定電圧制御計発電装置の電圧指令値Ｖｒｅｆが所定の減少勾配で減少され、時点ｔ２で、電圧指令値Ｖｒｅｆが負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌ以下に低下すると、ステップＳ７からステップＳ１１に移行して、電圧指令値Ｖｒｅｆが定格定電圧指令値Ｖｒｅｆの半分の値となる負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに維持される。 Since the load connection switch 17 is switched from the off state to the off state in step S4, the process proceeds to step S6, and the voltage command value Vref is obtained by subtracting the predetermined value ΔV1 from the current voltage command value Vref. As shown in FIG. 5C, the value is decreased by a predetermined value ΔV1.
Then, by repeatedly performing this reduction process, the voltage command value Vref of the constant voltage controller power generator is decreased with a predetermined decrease gradient, and when the voltage command value Vref falls below the load connection voltage Vrefl at time t2. Then, the process proceeds from step S7 to step S11, and the voltage command value Vref is maintained at the load connection voltage Vrefl that is half the rated constant voltage command value Vref.

その後、所定時間が経過した時点ｔ３で、電磁コンタクタ３０が閉成されて負荷接続される。このとき、負荷Ｌ１〜Ｌｎの合計消費電力が、定電圧制御形発電装置１０及び定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂの個々の許容電力（例えば１００ｋｗ）を超える例えば１５０ｋｗであるものとすると、この消費電力を、電磁コンタクタ３０を閉成したときに、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０で負担することになる。   Thereafter, at a time point t3 when a predetermined time has elapsed, the electromagnetic contactor 30 is closed and connected to a load. At this time, if the total power consumption of the loads L1 to Ln is, for example, 150 kW exceeding the individual allowable power (for example, 100 kW) of the constant voltage control type power generation device 10 and the constant power control type power generation devices 20A, 20B, When the electromagnetic contactor 30 is closed, the power consumption is borne by the constant voltage control type power generation device 10 as a master.

ところが、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０では、出力電圧が定格出力電圧Ｖｒｅｆに対して十分低い負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに制御されているので、その出力電力は図５（ｂ）に示すようにＬ１〜Ｌｎの消費電力の約１／４の37.5ｋＷとなり、許容容量を超えることはなく、過負荷状態となることが確実に抑制される。また、電圧はＶｒｅｆｌ（=１００Ｖ）であるから、電流は、Ｉ=Ｐ／（√3Ｖ）=37.5kW／（√3・100V）=２１６Ａになる。したがって、負荷インピーダンスは、ＺL=100V／216A=0.46Ωと求めることができる。このとき、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電圧が定格出力電圧Ｖｒｅｆｒから負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに向けて低下を開始してから定電圧制御形発電装置１０の出力電力が増加するまでの時点ｔ１〜ｔ３間の時間は、燃料電池１１及び２１を使用した発電装置１０及び２０Ａ，２０Ｂの補機に対する給電に影響を与えない程度の時間（約５００ｍｓｅｃ）以内に設定することが望ましく、このため定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を定格出力電圧Ｖｒｅｆｒから負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌまで低下させる勾配をできるだけ急峻に設定することがこのましい。 However, in the constant voltage control type power generation device 10 serving as a master, the output voltage is controlled to a load connection voltage Vrefl that is sufficiently lower than the rated output voltage Vref, so that the output power is as shown in FIG. It becomes 37.5 kW, which is about ¼ of the power consumption of L1 to Ln, does not exceed the allowable capacity, and is surely suppressed from being overloaded. Since the voltage is Vrefl (= 100 V), the current is I = P / (√3 V) = 37.5 kW / (√3 · 100 V) = 216 A. Therefore, the load impedance can be obtained as Z L = 100V / 216A = 0.46Ω. At this time, from when the output voltage of the constant voltage control type power generation device 10 serving as the master starts to decrease from the rated output voltage Vrefr toward the load connection voltage Vrefl, the output power of the constant voltage control type power generation device 10 increases. It is desirable to set the time between the time points t1 and t3 within a time (about 500 msec) that does not affect the power supply to the power generators 10 and 20A, 20B using the fuel cells 11 and 21. Therefore, it is preferable to set the gradient for reducing the output voltage of the constant voltage control type power generation apparatus 10 from the rated output voltage Vrefr to the load connection voltage Vrefl as steep as possible.

そして、この出力電圧を負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに抑制する状態が、所定時間が経過する時点ｔ４まで継続され、時点ｔ４となると、図２の処理におけるステップＳ１６からステップＳ１７に移行し、図３に示す電圧指令値演算処理を起動する。
このため、電圧指令値演算処理では、この時点ｔ４での負荷容量（Ｐｚ=√3×(200V)2/0.46Ω≒150kW)が全発電容量３００ｋＷの５０％であり、予め設定された定電圧制御形発電装置１０の設定出力電力Ｐｍｓ（５０％）と一致するので、ステップＳ３３で、周波数指令値Ｆｒｅｆとして定格周波数Ｆｒｅｆｒが設定される。ステップＳ３４で、定格周波数Ｆｒｅｆｒに一致するようにインバータ１２の出力周波数が制御される。 And the state which suppresses this output voltage to load connection voltage Vrefl is continued until time t4 when predetermined time passes, and when it becomes time t4, it transfers to step S17 from the process of FIG. 2, and shows in FIG. Starts the voltage command value calculation process.
Therefore, in the voltage command value calculation processing, the load capacity (Pz = √3 × (200V) 2 /0.46Ω≈150 kW) at time t4 is 50% of the total power generation capacity 300 kW, and a preset constant voltage Since it matches the set output power Pms (50%) of the control power generator 10, the rated frequency Frefr is set as the frequency command value Fref in step S33. In step S34, the output frequency of the inverter 12 is controlled so as to coincide with the rated frequency Frefr.

これに応じて、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂで定格周波数Ｆｒｅｆｒと一致する検出周波数Ｆｄとして検出される。このため、検出周波数Ｆｄに基づいて制御マップを参照することにより、電力指令値Ｐｒｅｆが５０％に設定されて、この電力指令値Ｐｒｅｆと出力電力Ｐｓｏとが一致するようにインバータ２２が定電力制御される。したがって、定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力Ｐｓｏが図５（ｄ）に示すように増加されて、定電圧制御形発電装置１０の出力電力Ｐｍｏが図５（ｂ）に示すように増加する（37.5 kW → 50 kW）。   In response to this, the constant power controlled generators 20A and 20B serving as slaves detect the detected frequency Fd that matches the rated frequency Frefr. For this reason, by referring to the control map based on the detected frequency Fd, the power command value Pref is set to 50%, and the inverter 22 performs constant power control so that the power command value Pref and the output power Pso match. Is done. Therefore, the output power Pso of the constant power control power generators 20A and 20B is increased as shown in FIG. 5 (d), and the output power Pmo of the constant voltage control power generator 10 is shown in FIG. 5 (b). Increase (37.5 kW → 50 kW).

この電力制御処理が継続されることにより、時点ｔ５で、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電力Ｐｍｏが設定出力電力Ｐｍｓ（５０ｋＷ）に一致し、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電圧も５０ｋＷに一致し、図５（ａ）に示すように３つの発電装置１０及び２０Ａ，２０Ｂで負荷Ｌ１〜Ｌｎの消費電力を均等に分担することなる。   By continuing this power control process, at time t5, the output power Pmo of the constant voltage control type power generation device 10 serving as the master coincides with the set output power Pms (50 kW), and the constant power control type power generation device serving as the slave. The output voltages of 20A and 20B also coincide with 50 kW, and the power consumption of the loads L1 to Ln is equally shared by the three power generators 10, 20A, and 20B as shown in FIG.

この間に、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電圧は、図２のステップＳ１８〜ステップＳ２３の出力電圧増加処理で、所定の増加勾配で増加されて、出力電圧Ｖｒｅｆが定格出力電圧Ｖｒｅｆｒに復帰される。
その後は、負荷Ｌ１〜Ｌｎの消費電力の変動に応じて、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電力Ｐｍｏの変化に応じてインバータ１２の周波数指令値Ｆｒｅｆが変更されることにより、変更された周波数Ｆｒｅｆに基づいてスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０ｂの出力電力が増減され、適正な連系制御が行われる。 During this time, the output voltage of the constant voltage control type power generation device 10 serving as the master is increased at a predetermined increasing gradient in the output voltage increasing process in steps S18 to S23 of FIG. 2, and the output voltage Vref is increased to the rated output voltage Vrefr. Returned to
Thereafter, the frequency command value Fref of the inverter 12 is changed in accordance with the change in the output power Pmo of the constant voltage control type power generation device 10 serving as the master in accordance with the fluctuation in the power consumption of the loads L1 to Ln. The output power of the constant power control type power generators 20A and 20b serving as slaves is increased / decreased based on the frequency Fref thus performed, and appropriate interconnection control is performed.

このように、上記第１の実施形態によると、負荷非接続状態で、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０とスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂとが連系されている状態で、負荷Ｌ１〜Ｌｎを接続する負荷接続状態とする前に、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を定格出力電圧Ｖｒｅｆｒより低い、負荷接続時に過負荷状態とならない負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに低下させるので、この状態で負荷接続を行ったときに、負荷容量が定電圧制御形発電装置１０の許容電力を超える消費電力である場合でも、定電圧制御形発電装置１０が過負荷状態となることを確実に防止することができる。   As described above, according to the first embodiment, in a load disconnected state, the constant voltage control type power generation device 10 serving as a master and the constant power control type power generation devices 20A and 20B serving as slaves are linked. Thus, before setting the load connection state to connect the loads L1 to Ln, the output voltage of the constant voltage control type power generation device 10 is lowered to the load connection voltage Vrefl that is lower than the rated output voltage Vrefr and does not enter the overload state when the load is connected. Therefore, when the load connection is performed in this state, even if the load capacity is the power consumption exceeding the allowable power of the constant voltage control power generation device 10, the constant voltage control power generation device 10 is in an overload state. It can be surely prevented.

そして、負荷接続後に、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力を増加させながらマスターとなる定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を徐々に増加させて定格出力電圧Ｖｒｅｆｒに復帰させるので、この間に定電圧制御形発電装置１０が過負荷状態となることを確実に防止することができる。   Then, after the load is connected, the output voltage of the constant voltage control power generator 10 serving as the master is gradually increased while the output power of the constant power control power generators 20A and 20B serving as the slaves is increased, and then returned to the rated output voltage Vrefr. Therefore, it is possible to reliably prevent the constant voltage control power generator 10 from being overloaded during this time.

このとき、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌから定格出力電圧Ｖｒｅｆｒまで増加させる増加処理を、定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力の増加と同時か又は遅れて行うことにより、定電圧制御形発電装置１０が出力電圧の増加処理中に定電圧制御形発電装置１０が過負荷状態となることをより確実に防止することができる。また、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌから定格出力電圧Ｖｒｅｆｒまで増加させる増加処理における増加勾配は過負荷を抑制する意味で比較的緩やな勾配となるように設定することが望ましい。   At this time, the increasing process for increasing the output voltage of the constant voltage control power generator 10 from the load connection voltage Vrefl to the rated output voltage Vrefr is performed simultaneously with or delayed from the increase of the output power of the constant power control power generators 20A and 20B. By doing so, it is possible to more reliably prevent the constant voltage control power generation device 10 from being overloaded during the output voltage increase process. Further, the increasing gradient in the increasing process for increasing the output voltage of the constant voltage control power generator 10 from the load connection voltage Vrefl to the rated output voltage Vrefr is set to be a relatively gentle gradient in order to suppress overload. It is desirable.

さらに、上記第１の実施形態においては、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０とスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂとの間の電力制御指示を定電圧制御形発電装置１０の出力周波数を変化させることにより行なうので、スレーブとなる定電力制御形発電装置を増設する場合に、定電圧制御形発電装置１０の制御系を変更することなく、単に定電力制御形発電装置を増設するだけで、増設した定電力制御形発電装置の出力電力制御を行なうことができる。   Furthermore, in the first embodiment, the power control instruction between the constant voltage control power generation device 10 serving as a master and the constant power control power generation devices 20A and 20B serving as slaves is sent to the constant voltage control power generation device 10. Since it is performed by changing the output frequency, when adding a constant power control type generator as a slave, simply adding a constant power control type generator without changing the control system of the constant voltage control type generator 10 Only by doing this, the output power control of the added constant power control type generator can be performed.

次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７について説明する。
この第２の実施形態においては、負荷接続を行なうまではマスターとなる定電圧制御形発電装置１０のみで定電圧制御を行い、負荷接続後にスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂを接続して定電力制御を行なうようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図６に示すように、電磁コンタクタ３０が開成されている負荷非接続状態では、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０のコンタクタ１６のみが閉成状態で、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂのコンタクタ２６は開成状態に維持されることを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。また、定電圧制御形発電装置１０で実行する図２の電圧制御処理が、図７に示すように、ステップＳ２の判定結果が初期状態であるときに、ステップＳ３に移行して、定格電圧指令値Ｖｒｅｆｒを電圧指令値Ｖｒｅｆとして設定すると共に、コンタクタ１６を閉成状態とする処理を行なう。また、ステップＳ１６で所定時間が経過した後のステップＳ１７で、図３の電圧指令値演算処理を起動すると共に、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂのコンタクタ２６を閉成状態とする処理を行なうことを除いては図２と同様の処理を行い、図２との対応するステップに同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, constant voltage control is performed only by the constant voltage control type power generation device 10 as a master until the load connection is performed, and the constant power control type power generation devices 20A and 20B as slaves are connected after the load is connected. Thus, constant power control is performed.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, in the load disconnected state where the electromagnetic contactor 30 is opened, only the contactor 16 of the constant voltage control type power generation device 10 serving as the master is closed, The contactors 26 of the constant power control power generators 20A and 20B serving as slaves have the same configuration as that of the first embodiment described above except that they are maintained in an open state. The same reference numerals are given, and detailed description thereof is omitted. Further, when the voltage control processing of FIG. 2 executed by the constant voltage control type power generation apparatus 10 is in the initial state as shown in FIG. 7, the process proceeds to step S3 and the rated voltage command The value Vrefr is set as the voltage command value Vref, and the contactor 16 is closed. Further, in step S17 after a predetermined time has elapsed in step S16, the voltage command value calculation process of FIG. 3 is started, and the contactors 26 of the constant power control type generators 20A and 20B serving as slaves are closed. Except for performing the processing, the same processing as in FIG. 2 is performed, and the same step number is assigned to the step corresponding to FIG. 2, and the detailed description thereof is omitted.

この第２の実施形態によると、図８に示すように、時点ｔ０で、電磁コンタクタ３０が開成されていて、定電圧制御形発電装置１０と定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂとが負荷Ｌ１〜Ｌｎから切り離された負荷非接続状態にある状態では、定電圧制御形発電装置１０のコンタクタ１６のみが閉成されて、定電圧制御のみが行なわれている。この状態で、前述した第１の実施形態と同様に負荷接続スイッチ１７をオフ状態からオン状態に切り換えると、図７の電圧制御処理で、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧即ち検出電圧Ｖｄが負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌまで徐々に減少され、負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに達すると、この負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌが維持される。   According to the second embodiment, as shown in FIG. 8, the electromagnetic contactor 30 is opened at the time t0, and the constant voltage control type power generation device 10 and the constant power control type power generation devices 20A and 20B are loaded with the load L1. In a state in which the load is disconnected from Ln, only the contactor 16 of the constant voltage control type generator 10 is closed, and only constant voltage control is performed. In this state, when the load connection switch 17 is switched from the off state to the on state in the same manner as in the first embodiment described above, the output voltage, that is, the detected voltage Vd of the constant voltage control type power generation apparatus 10 is obtained by the voltage control processing of FIG. Is gradually decreased to the load connection voltage Vrefl. When the load connection voltage Vrefl is reached, the load connection voltage Vrefl is maintained.

この負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌが維持されている状態で、電磁コンタクタ３０が閉成制御されることにより、負荷Ｌ１〜Ｌｎが接続される。このときの負荷Ｌ１〜Ｌｎの消費電力が例えば定電圧制御形発電装置１０の許容電力の１．５倍であるものとしても、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧が定格出力電圧Ｖｒｅｆｒの半分程度の負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに低下されているので、前述した第１の実施形態と同様に、定電圧制御形発電装置１０が過負荷状態となることを確実に防止することができる。   With the load connection voltage Vrefl maintained, the electromagnetic contactor 30 is controlled to be closed, whereby the loads L1 to Ln are connected. Even if the power consumption of the loads L1 to Ln at this time is 1.5 times the allowable power of the constant voltage control type power generation device 10, for example, the output voltage of the constant voltage control type power generation device 10 is half of the rated output voltage Vrefr. Since the load connection voltage Vrefl is reduced to a certain level, it is possible to reliably prevent the constant voltage control power generation device 10 from being overloaded as in the first embodiment described above.

その後、図７の電圧制御処理で、負荷接続状態から所定時間が経過して、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行すると、図３の電圧指令値演算処理が起動されると共に、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂのコンタクタ２６が閉成状態に制御されるので、これら定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂによる定電力制御が開始される。このため、定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂで定電圧制御形発電装置１０の周波数変化に応じた出力電力制御が行なわれて負荷Ｌ１〜Ｌｎへの適正な電力供給が行なわれる。   Thereafter, in the voltage control process of FIG. 7, when a predetermined time has elapsed from the load connection state and the process proceeds from step S16 to step S17, the voltage command value calculation process of FIG. Since the contactors 26 of the power generators 20A and 20B are controlled to be closed, the constant power control by the constant power control power generators 20A and 20B is started. For this reason, the output power control according to the frequency change of the constant voltage control type generator 10 is performed by the constant power control type generators 20A and 20B, and appropriate power supply to the loads L1 to Ln is performed.

この間に、定電圧制御形発電装置１０で図７のステップＳ１８〜ステップＳ２３の処理が行なわれで、負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌから定格出力電圧Ｖｒｅｆｒまで徐々に増加され、定格出力電圧Ｖｒｅｆｒに達すると、この定格出力電圧Ｖｒｅｆｒで定電圧制御が行なわれる。
このように、上記第２の実施形態によっても、前述した第１の実施形態と同様に、負荷接続時に定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を定格出力電圧Ｖｒｅｆｒより低い負荷接続電圧Ｖｒｅｆｌに低下させるので、負荷Ｌ１〜Ｌｎの接続時に負荷消費電力が定電圧制御形発電装置１０の許容電力を越える場合であっても定電圧制御形発電装置１０が過負荷状態となることを確実に防止することができると共に、その他の第１の実施形態の効果も同様に発揮することができる。 During this time, the constant voltage control type power generation apparatus 10 performs the processing from step S18 to step S23 in FIG. 7 and gradually increases from the load connection voltage Vrefl to the rated output voltage Vrefr. When the rated output voltage Vrefr is reached, Constant voltage control is performed at the rated output voltage Vrefr.
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the output voltage of the constant voltage control power generator 10 is reduced to the load connection voltage Vrefl lower than the rated output voltage Vrefr when the load is connected. Therefore, even when the load power consumption exceeds the allowable power of the constant voltage control type power generation device 10 when the loads L1 to Ln are connected, the constant voltage control type power generation device 10 is reliably prevented from being overloaded. In addition, the effects of the other first embodiment can be exhibited as well.

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０のインバータ制御装置１５で電圧制御処理及び電圧指令値演算処理を行なうと共に、スレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂのインバータ制御装置２５で電力指令値演算処理を行なう場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図
９に示すように、定電圧制御形発電装置１０のインバータ制御装置１５及びコンタクタ１６、定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂのインバータ制御装置２５及びコンタクタ２６、電磁コンタクタ３０及び負荷用コンタクタＣ１〜Ｃｎを共通の電力監視装置４０で前述した図２〜図４の処理を実行することにより、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧制御及び定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力制御を行なうことができる。 In the first and second embodiments, the inverter control device 15 of the constant voltage control type power generation device 10 serving as a master performs voltage control processing and voltage command value calculation processing, and also serves as a slave. Although the case where the power control value calculation processing is performed by the inverter control device 25 of the power generation devices 20A and 20B has been described, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, the inverter control of the constant voltage control type power generation device 10 is performed. 2 to 4 described above with reference to the common power monitoring device 40 for the device 15 and the contactor 16, the inverter control device 25 and the contactor 26 of the constant power control type generators 20A and 20B, the electromagnetic contactor 30 and the load contactors C1 to Cn. By executing the processing, the output voltage control of the constant voltage control type power generator 10 and the constant power control type power generator 20 And it is possible to perform the output power control 20B.

また、上記第１及び第２の実施形態においては、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を負荷接続用電圧Ｖｒｅｆｌから定格出力電圧Ｖｒｅｆｒまで増加させる増加開始タイミングを定電圧制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力の増加開始タイミングと略一致させた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧の増加開始タイミングを定電圧制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂの出力電力の増加開始タイミングより遅らせるようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the constant voltage control power generator 20A and the increase start timing for increasing the output voltage of the constant voltage control power generator 10 from the load connection voltage Vrefl to the rated output voltage Vrefr are set. Although the case where the output power increase start timing of 20B is substantially coincident has been described, the present invention is not limited to this, and the increase start timing of the output voltage of the constant voltage control power generation device 10 is set to the constant voltage control power generation device 20A. And 20B output power increase start timing may be delayed.

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、定電圧制御形発電装置１０の出力電圧を減少させるときの勾配と増加させるときの勾配とが異なる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ΔＶ１及びΔＶ２を同一の値とすると共に所定経過時間を一致させて出力電圧の増減時の勾配を一致させるようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、マスターとなる定電圧制御形発電装置１０からスレーブとなる定電力制御形発電装置２０Ａ及び２０Ｂに対する出力電力制御指令の伝達を、出力周波数を変化させることにより行なう場合について説明したが、これに限定されるものではなく、別途制御信号用信号線を設けて、この制御信号用信号線を介して電力制御指令を伝達するようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the case where the gradient when the output voltage of the constant voltage control power generator 10 is decreased is different from the gradient when the output voltage is increased, but the present invention is not limited to this. Instead, ΔV1 and ΔV2 may be set to the same value, and the predetermined elapsed time may be matched to match the gradient when the output voltage increases or decreases.
In the first and second embodiments, the output power control command is transmitted from the constant voltage control type power generation device 10 as the master to the constant power control type power generation devices 20A and 20B as the slaves, and the output frequency is changed. However, the present invention is not limited to this, and a separate control signal signal line may be provided to transmit a power control command via the control signal signal line.

また、上記第１及び第２の実施形態においては、定電圧制御形発電装置１０及び定電力制御形発電装置２０Ａ，２０Ｂに燃料電池１１及び２１を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の分散電源を複数台並列に接続して負荷を駆動する場合にも本発明を適用することができる。   In the first and second embodiments, the case where the fuel cells 11 and 21 are applied to the constant voltage control type power generation device 10 and the constant power control type power generation devices 20A and 20B has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a case where a plurality of other distributed power supplies are connected in parallel to drive a load.

本発明の第１の実施形態を示す発電装置システムの一例を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an example of a power generator system showing a 1st embodiment of the present invention. 定電圧制御形発電装置のインバータ制御装置で実行する電圧制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the voltage control processing procedure performed with the inverter control apparatus of a constant voltage control type generator. 定電圧制御形発電装置のインバータ制御装置で実行する電圧指令値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the voltage command value calculating process procedure performed with the inverter control apparatus of a constant voltage control type generator. 定電力制御形発電装置のインバータ制御装置で実行する電力指令値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the electric power command value calculating process procedure performed with the inverter control apparatus of a constant power control type generator. 第１の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。It is a time chart with which it uses for description of operation | movement of 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態を示す発電システムの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the electric power generation system which shows the 2nd Embodiment of this invention. 第２の実施形態における定電圧制御形発電装置のインバータ制御装置で実行する電圧制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the voltage control processing procedure performed with the inverter control apparatus of the constant voltage control type electric power generating apparatus in 2nd Embodiment. 本発明の第２の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。It is a time chart with which it uses for description of operation | movement of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示す発電装置システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric power generating system which shows other embodiment of this invention. 従来の発電装置システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional electric power generating system. 従来例の動作の説明に供するタイムチャートである。It is a time chart with which it uses for description of operation | movement of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１０…定電圧制御形発電装置、１１…燃料電池、１２…インバータ、１３…電流センサ、１４…電圧センサ、１５…インバータ制御装置、１６…コンタクタ、１７…負荷接続スイッチ、２０Ａ，２０Ｂ…定電力制御形発電装置、２１…燃料電池、２２…インバータ、２３…電流センサ、２４…電圧センサ、２５…インバータ制御装置、２６…コンタクタ、３０…電磁コンタクタ、Ｌ１〜Ｌｎ…負荷   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Constant voltage control type generator, 11 ... Fuel cell, 12 ... Inverter, 13 ... Current sensor, 14 ... Voltage sensor, 15 ... Inverter controller, 16 ... Contactor, 17 ... Load connection switch, 20A, 20B ... Constant power Control type power generator, 21 ... Fuel cell, 22 ... Inverter, 23 ... Current sensor, 24 ... Voltage sensor, 25 ... Inverter control device, 26 ... Contactor, 30 ... Electromagnetic contactor, L1-Ln ... Load

Claims (7)

発電出力を定電圧制御する１台の定電圧制御形発電装置と、発電出力を定電力制御する１台以上の定電力制御形発電装置とを自立運転させて負荷に電力を供給する発電装置システムの制御方法であって、
前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置に対して前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置の出力電圧を定格出力電圧から負荷接続時に過負荷にならない低電圧の負荷接続電圧に低下させてから前記負荷の接続を行い、負荷接続後に前記定格出力電圧に復帰させると共に、前記定電力制御形発電装置の出力電力を負荷容量に応じて増加させることを特徴とする発電装置システムの制御方法。 A power generation system that supplies power to a load by independently operating one constant voltage control type power generation device that performs constant voltage control of the power generation output and one or more constant power control type power generation devices that perform constant power control of the power generation output Control method,
When connecting the load to the constant voltage control power generator and the constant power control power generator, the output voltage of the constant voltage control power generator is a low voltage that does not become overloaded from the rated output voltage when the load is connected. The load connection voltage is lowered, the load is connected, the load output voltage is restored to the rated output voltage after the load connection, and the output power of the constant power control type generator is increased according to the load capacity. Control method for the power generation system. 前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置を連系させた状態で負荷接続することを特徴とする請求項１に記載の発電装置システムの制御方法。   2. The method of controlling a power generator system according to claim 1, wherein when the load is connected, the load is connected in a state where the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are connected. . 前記負荷を接続する際に、前記定電圧制御形発電装置のみを前記負荷に接続し、前記負荷の接続後に前記定電力制御形発電装置を負荷接続して前記定電圧制御形発電装置と連系させることを特徴とする請求項１に記載の発電装置システムの制御方法。   When connecting the load, only the constant voltage control type generator is connected to the load, and after the load is connected, the constant power control type generator is connected to the load and connected to the constant voltage control type generator The method for controlling a power generator system according to claim 1, wherein: 前記定電圧制御形発電装置は、前記負荷の接続後に、前記定電力制御形発電装置における出力電力指令値の増加と同時又は遅れて出力電圧を増加させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発電装置システムの制御方法。   The said constant voltage control type electric power generating apparatus increases an output voltage simultaneously with or behind the increase in the output electric power command value in the said constant power control type electric power generating apparatus after the said load is connected. The control method of the power generator system of any one of Claims. 前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置は、燃料電池発電装置で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の発電装置システムの制御方法。   5. The method of controlling a power generation system according to claim 1, wherein the constant voltage control type power generation device and the constant power control type power generation device are configured by a fuel cell power generation device. 6. . 発電出力を定電圧制御する１台の定電圧制御形発電装置と、発電出力を定電力制御する１台以上の定電力制御形発電装置とを自立運転させて負荷に電力を供給する発電装置システムであって、
前記定電圧制御形発電装置は、前記負荷を接続する際に、出力電圧を定格出力電圧から負荷接続時に過負荷にならない低電圧の負荷接続電圧に低下させ、前記負荷の接続後に前記定格出力電圧に復帰させる出力電圧制御手段を備え、前記定電力制御形発電装置は、前記定電圧制御形発電装置の出力電圧変化に連系する出力電力制御手段を備えていることを特徴とする発電装置システム。 A power generation system that supplies power to a load by independently operating one constant voltage control type power generation device that performs constant voltage control of the power generation output and one or more constant power control type power generation devices that perform constant power control of the power generation output Because
The constant voltage control type power generator reduces the output voltage from the rated output voltage to a low load connection voltage that does not become overloaded when the load is connected when the load is connected, and the rated output voltage after the load is connected. Output power control means for restoring the power supply, and the constant power control type power generation device comprises output power control means linked to a change in output voltage of the constant voltage control type power generation device. . 前記定電圧制御形発電装置及び前記定電力制御形発電装置は、燃料電池発電装置で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の発電装置システム。   The power generator system according to claim 6, wherein the constant voltage control power generator and the constant power control power generator are configured by a fuel cell power generator.
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