JP2011050192A - Engine generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備えたエンジン発電装置に関する。 The present invention relates to an engine power generator including a generator driven by an engine and an inverter that interconnects a power generation output of the generator with a commercial power system.
従来のエンジン発電装置では、例えば、3相出力巻線を有する発電機をエンジンにより駆動し、発電機から出力された交流電力を直流電力に変換するコンバータを備え、インバータが、コンバータからの直流電力を商用電力系統の周波数及び電圧と合致する交流電力に変換することにより、発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系している(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載の装置では、発電機が故障しているか否かを監視することが求められていることから、インバータに入力されるコンバータからの直流電圧を監視しておき、その直流電圧が予定値以下に低下すると、発電機の故障と判定している。 In a conventional engine power generation device, for example, a generator having a three-phase output winding is driven by an engine, and a converter that converts AC power output from the generator into DC power is provided. Is converted into AC power that matches the frequency and voltage of the commercial power system, thereby connecting the power generation output of the generator to the commercial power system (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, since it is required to monitor whether or not the generator has failed, the DC voltage from the converter input to the inverter is monitored, and the DC voltage is monitored. When the value drops below the planned value, it is determined that the generator has failed.
上記特許文献1に記載の装置では、発電機が故障しているとインバータに入力される直流電圧が低下することを利用して、インバータの直流電圧が予定値以下に低下することにより発電機の故障と判定している。しかしながら、インバータの直流電圧が低下する要因としては、発電機の故障だけでなく、エンジンに一時的な失火が生じたときにもインバータの直流電圧が低下することになる。よって、上記特許文献1に記載の装置では、エンジンに一時的な失火が生じているときにも発電機の故障と判定してしまう可能性がある。 In the device described in Patent Document 1, the DC voltage input to the inverter is reduced when the generator is broken, so that the DC voltage of the inverter is reduced to a predetermined value or less. Judged as a failure. However, the cause of the decrease in the DC voltage of the inverter is not only the failure of the generator, but also the DC voltage of the inverter when a temporary misfire occurs in the engine. Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, there is a possibility that it is determined that the generator has failed even when a temporary misfire has occurred in the engine.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができるエンジン発電装置を提供する点にある。 The present invention has been made paying attention to this point, and its purpose is to accurately distinguish between a state in which a generator failure has occurred and a state in which a temporary misfire has occurred in the engine. It is in the point which provides the engine electric power generator which can do.
この目的を達成するために、本発明に係るエンジン発電装置の特徴構成は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備えたエンジン発電装置において、
前記発電機の発電出力を示す発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値が回転速度の変化基準値としての失火発生基準値より大きい場合には、前記エンジンの失火が発生している失火発生状態であると判定し、前記発電電力値が前記電圧低下基準値以下であり且つ前記低下側変化値が前記失火発生基準値以下である場合には、前記発電機の故障が発生している発電機故障発生状態であると判定する失火・発電機故障判定手段を備えている点にある。
In order to achieve this object, a characteristic configuration of an engine power generator according to the present invention is an engine including a generator driven by the engine, and an inverter that interconnects the power generation output of the generator with a commercial power system. In the power generator,
Misfire caused when the generated power value indicating the power generation output of the generator is equal to or lower than the voltage decrease reference value and the rotation speed decrease side change value indicating the change to the engine rotation speed decrease side is the rotation speed change reference value If it is greater than the generation reference value, it is determined that the engine misfire has occurred, and the generated power value is equal to or lower than the voltage drop reference value, and the lower side change value is the misfire occurrence. When it is below the reference value, it is provided with misfire / generator failure determination means for determining that the generator is in a generator failure occurrence state.
エンジンの失火が発生すると、発電電力値が低下するとともに、エンジンの回転速度も低下側に変化することになる。一方、発電機の故障が発生すると、発電電力値が低下するが、エンジンの回転速度が低下側に変化しない。そこで、本特徴構成によれば、失火・発電機故障判定手段が、単に、発電機の発電出力を示す発電電力値を用いるのではなく、発電電力値に加えて、エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値を用いて、発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ低下側変化値が失火発生基準値より大きいと、エンジンの回転速度が実際に低下しているとして、失火発生状態であると判定し、発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ低下側変化値が失火発生基準値以下であると、エンジンの回転速度が低下していないとして、発電機故障発生状態であると判定する。したがって、発電電力値と電圧低下基準値との大小の比較だけでなく、低下側変化値と失火発生基準値との大小の比較を行うことによって、エンジンの回転速度が実際に低下しているか否かを判別して、失火発生状態であるか発電機故障発生状態であるかを的確に区別して判定することができる。しかも、エンジンの失火は瞬時に発生するものであるが、回転速度の低下側変化値は、エンジンの回転速度の低下側への変化を示すものであるので、低下側変化値は失火の発生が的確に反映された値となる。よって、低下側変化値と失火発生基準値との大小を比較することで、失火発生状態の判定を精度よく行うことができる。 When an engine misfire occurs, the generated power value decreases, and the rotational speed of the engine also changes to the lower side. On the other hand, when the generator fails, the generated power value decreases, but the engine speed does not change to the lower side. Therefore, according to this characteristic configuration, the misfire / generator failure determination means does not simply use the generated power value indicating the power generation output of the generator, but in addition to the generated power value, the engine speed decreases. If the generated power value is below the voltage drop reference value and the drop change value is greater than the misfire occurrence reference value, the engine speed actually decreases. Assuming that it is in a misfire occurrence state, if the generated power value is less than the voltage drop reference value and the lower side change value is less than the misfire occurrence reference value, the engine speed is not reduced, It is determined that a generator failure has occurred. Therefore, whether or not the engine speed has actually decreased is not only by comparing the generated power value with the voltage drop reference value but also by comparing the decrease side change value with the misfire occurrence reference value. Therefore, it is possible to accurately distinguish whether it is a misfire occurrence state or a generator failure occurrence state. Moreover, although engine misfire occurs instantaneously, the change value on the lower side of the rotational speed indicates the change to the lower side of the engine speed. The value is accurately reflected. Therefore, the misfire occurrence state can be accurately determined by comparing the lower side change value and the misfire occurrence reference value.
以上のことから、エンジンに一時的な失火が生じたときには、失火発生状態であると精度よく判定することができながら、発電機の故障が発生しているときには、発電機故障発生状態であると判定することができ、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができ、エンジンに一時的な失火が生じているときに発電機の故障との誤判定を行うことのないエンジン発電装置を実現できる。 From the above, when a temporary misfire has occurred in the engine, it can be accurately determined that a misfire has occurred, but when a generator failure has occurred, It is possible to accurately determine the state in which a generator failure has occurred and the state in which a temporary misfire has occurred in the engine, and a temporary misfire has occurred in the engine. It is possible to realize an engine power generator that does not make a false determination that the generator has failed.
本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記エンジンの回転速度又はその回転速度の変化を示す回転速度値が低回転基準値以下であると、前記エンジンの回転速度が異常に低下している低回転異常状態と判定する低回転異常判定手段を備えている点にある。 According to a further characteristic configuration of the engine power generator according to the present invention, when the rotational speed of the engine or a rotational speed value indicating a change in the rotational speed is equal to or lower than a low rotational reference value, the rotational speed of the engine is abnormally decreased. The low rotation abnormality determining means for determining the low rotation abnormality state is provided.
本特徴構成によれば、低回転異常判定手段が、エンジンの回転速度又はその回転速度の変化を示す回転速度値が低回転基準値以下であると、低回転異常状態と判定するので、エンジンの故障が発生している状態を判定することができる。そして、この低回転異常判定手段による低回転異常状態の判定を行った上で、さらに、上述の如く、失火・発電機故障判定手段による失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定を行うことで、失火も含めてエンジンの故障を的確に判定することができながら、その失火も含めたエンジンの故障と発電機の故障とを的確に区別して判定することができる。 According to this characteristic configuration, the low rotation abnormality determining means determines that the engine is in a low rotation abnormality state if the rotation speed value of the engine or the rotation speed value indicating the change in the rotation speed is equal to or lower than the low rotation reference value. A state in which a failure has occurred can be determined. Then, after determining the low-rotation abnormality state by the low-rotation abnormality determination unit, as described above, the misfire occurrence state and the generator failure occurrence state are determined by the misfire / generator failure determination unit. While it is possible to accurately determine engine failure including misfire, it is possible to accurately distinguish and determine engine failure including misfire and generator failure.
本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記失火・発電機故障判定手段は、前記低下側変化値として、第1演算時間の間における前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す値を求めており、前記低回転異常判定手段は、前記回転速度値として、第2演算時間の間における前記エンジンの回転速度の変化を示す値を求めており、前記第1演算時間が前記第2演算時間よりも短い時間に設定されている点にある。 According to a further characteristic configuration of the engine power generation device according to the present invention, the misfire / generator failure determination means may change, as the decrease side change value, a change to the decrease side of the rotation speed of the engine during a first calculation time. The low rotation abnormality determining means obtains a value indicating a change in the rotation speed of the engine during a second calculation time as the rotation speed value, and the first calculation time is The time is set shorter than the second calculation time.
本特徴構成によれば、低下側変化値も回転速度値も、エンジンの回転速度の変化についての値であるが、第1演算時間が第2演算時間よりも短い時間に設定されているので、低下側変化値の方が回転速度値よりも短時間で繰り返し求めることができる。これにより、失火・発電機故障判定手段の判定を低回転異常判定手段の判定よりも短時間で繰り返し行うことができる。したがって、基本的には低回転異常判定手段の判定によりエンジンの故障を判定できながら、瞬時に発生する失火によるエンジンの故障については失火・発電機故障判定手段の判定により的確に判定することができ、エンジンの故障をより精度よく判定することができる。 According to this feature configuration, both the lower-side change value and the rotation speed value are values for changes in the engine rotation speed, but the first calculation time is set to be shorter than the second calculation time. The lower side change value can be repeatedly determined in a shorter time than the rotation speed value. Thereby, the determination of the misfire / generator failure determination means can be repeatedly performed in a shorter time than the determination of the low rotation abnormality determination means. Therefore, basically, it is possible to determine the engine failure by the determination of the low rotation abnormality determination means, but it is possible to accurately determine the engine failure due to the instantaneous misfire by the determination of the misfire / generator failure determination means. The engine failure can be determined with higher accuracy.
本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記失火・発電機故障判定手段は、前記発電電力値として、前記第1演算時間の間における前記発電機の発電出力の変化を示す値を求めている点にある。 According to a further characteristic configuration of the engine power generator according to the present invention, the misfire / generator failure determining means sets, as the generated power value, a value indicating a change in the generated power output of the generator during the first calculation time. There is in point to ask.
本特徴構成によれば、失火・発電機故障判定手段は、低下側変化値だけでなく、発電電力値も、第1演算時間の間における値を求めているので、同一タイミングにおける低下側変化値及び発電電力値を用いて、失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定を行うことができる。よって、失火発生状態と発電機故障発生状態との区別をより一層精度よく行うことができる。 According to this feature configuration, the misfire / generator failure determination means obtains not only the lower side change value but also the generated power value during the first calculation time, so the lower side change value at the same timing. And the misfire occurrence state and the generator failure occurrence state can be determined using the generated power value. Therefore, the misfire occurrence state and the generator failure occurrence state can be more accurately distinguished.
本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記エンジンの回転速度を目標回転速度に調整する回転速度調整手段が備えられ、前記失火発生基準値及び前記低回転基準値が前記エンジンの目標回転速度に応じた値に変更設定自在に構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the engine power generation device according to the present invention is provided with a rotation speed adjusting means for adjusting the rotation speed of the engine to a target rotation speed, and the misfire occurrence reference value and the low rotation reference value are the engine target values. The configuration is such that the value can be changed and set according to the rotational speed.
本特徴構成によれば、回転速度調整手段が、目標回転速度にエンジンの回転速度を調整するので、目標回転速度を変更設定することによりエンジンの回転速度を変更させることができ、そのエンジンの回転速度の変更に伴って発電機の発電出力を変更することができる。よって、例えば、電力負荷での要求電力量に応じて発電機の発電出力を変更させることもでき、必要に応じて発電機の発電出力を変更させることができる。そして、失火発生基準値及び低回転基準値がエンジンの目標回転速度に応じた値に変更設定されるので、変更される目標回転速度に適切に対応した状態で、失火発生状態と発電機故障発生状態とを判定することができる。 According to this feature configuration, since the rotation speed adjusting means adjusts the engine rotation speed to the target rotation speed, the engine rotation speed can be changed by changing and setting the target rotation speed. The power generation output of the generator can be changed with the change in speed. Therefore, for example, the power generation output of the generator can be changed according to the required power amount at the power load, and the power generation output of the generator can be changed as necessary. Since the misfire occurrence reference value and the low rotation reference value are changed and set to values corresponding to the target engine speed, the misfire occurrence state and the generator failure occur in a state appropriately corresponding to the changed target engine speed. The state can be determined.
本発明に係るエンジン発電装置を適応させたコージェネレーションシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、図1に示すように、エンジン1によって発電機2を駆動するように構成された本発明に係るエンジン発電装置3と、エンジン1にて発生する排熱を回収して貯湯タンク4への貯湯および熱消費端末5への熱媒供給を行う排熱回収部6と、このコージェネレーションシステムの運転を制御する運転制御部7等を備えている。
An embodiment of a cogeneration system to which an engine power generator according to the present invention is adapted will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this cogeneration system recovers exhaust heat generated in the engine 1 and the
エンジン発電装置3は、エンジン1の出力軸に連結されてエンジン1の駆動により交流電力を発電する発電機2(永久磁石式20極三相交流発電機)と、発電機2から出力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ8と、コンバータ8から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ9とを備えている。商用電力系統10は、電力供給ライン11を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力負荷12に電気的に接続されている。インバータ9は、コンバータ8からの直流電力を商用電力系統10の周波数及び電圧と合致する交流電力に変換することにより、発電機2の発電出力を商用電力系統10に系統連系している。
The
インバータ9は、コージェネ用電力供給ライン13を介して電力供給ライン11に電気的に接続されており、発電機2からの発電電力が電力負荷12に供給自在に構成されている。電力供給ライン11には、図示は省略するが、電力負荷12の負荷電力を計測する電力負荷計測手段が設けられ、この電力負荷計測手段は、電力供給ライン11を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。そして、逆潮流が生じないように、インバータ9により発電機2から電力供給ライン11に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に変換自在な電気ヒータHに供給されるように構成されている。
The
電気ヒータHは、冷却水回路14を通流するエンジン冷却水を加熱自在に設けられている。冷却水回路14は、冷却水ポンプ15の作動によりエンジン1と排熱回収用熱交換器16との間でエンジン冷却水を循環させている。電気ヒータHは、余剰電力の大きさが大きくなるほど消費電力を大きくしてエンジン冷却水の加熱量が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じてエンジン冷却水の加熱量を調整自在に構成されている。
The electric heater H is provided so as to freely heat the engine coolant flowing through the
エンジン1の運転は、運転制御部7により制御されている。エンジン1は、図示は省略するが、通常の4サイクルエンジンと同様の構成を有しており、燃料ガス(例えば天然ガス)と空気の混合気を燃焼室に吸気したのち、燃焼室において混合気を圧縮し、その後、燃焼室において混合気を点火して燃焼膨張させ、燃焼により発生した排ガスを排気路に排気させる。そして、エンジン1のピストンは連結棒に揺動自在に連結されており、ピストンの往復動は連結棒によってクランク軸の回転運動に変換されている。エンジン1には、クランク軸の角度を検出することでエンジン回転速度を検出可能な回転センサ17が備えられており、回転センサ17は、クランク軸が1回転すると1パルス出力するように構成されている。
The operation of the engine 1 is controlled by the
排熱回収部6は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク4、湯水通流路18を通して貯湯タンク4内の湯水等を循環させる湯水循環ポンプ19、湯水通流路18を通流する湯水を加熱させる排熱回収用熱交換器16、ファン20を作動させた状態でのバーナ21の燃焼により湯水通流路18を通流する湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器22等を備えている。湯水通流路18と貯湯タンク4の下部と連通する取り出し路23、及び、湯水通流路18と貯湯タンク4の上部と連通する貯湯路24が設けられ、貯湯路24には、貯湯弁25が設けられている。また、貯湯路24は、貯湯タンク4の上部から取り出した湯水や補助加熱用熱交換器22を通過した湯水を給湯栓等に供給して給湯できるように構成されている。
The exhaust
湯水循環ポンプ19の作動により、取り出し路23により貯湯タンク4の下部から取り出した湯水を湯水通流路18により排熱回収用熱交換器16に供給される。排熱回収用熱交換器16においては、エンジン1の排熱を有する冷却水回路14のエンジン冷却水と湯水通流路18の湯水とを熱交換させて、エンジン冷却水にて湯水を加熱させるように構成されている。そして、貯湯弁25を開弁させることで、排熱回収用熱交換器16を通過した湯水を貯湯タンク4の上部に戻すことができ、エンジン1の排熱により貯湯タンク4に高温の湯水を貯湯することができるように構成されている。
By the operation of the hot
湯水通流路18に連なる熱消費用通流路26には、湯水の通流を断続する断続弁27、熱媒加熱用熱交換器28が設けられている。熱媒循環路29を通して熱媒を熱媒加熱用熱交換器28と熱消費端末5との間で循環させる熱媒循環ポンプ30が設けられている。これにより、熱媒加熱用熱交換器28においては、排熱回収用熱交換器16や補助加熱用熱交換器22にて加熱された湯水を通流させることにより、熱媒循環路29を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。熱消費端末5は、床暖房装置や浴室暖房装置等の暖房端末にて構成されている。
The
運転制御部7は、所定のコンピュータプログラムを実行することによりエンジン1の運転等を制御するように構成されている。例えば、電力負荷12での要求電力量及び熱消費端末5や給湯での要求熱量について、運転制御部7は、過去の要求電力量及び過去の要求熱量に基づいて、将来の要求電力量及び要求熱量を予測自在に構成されている。そして、運転制御部7は、電力負荷12での要求電力量又は熱消費端末5や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン1の運転を制御するように構成されている。運転制御部7は、エンジン1を運転させるときに、冷却水ポンプ15及び湯水循環ポンプ19を作動させて、エンジン1の排熱を湯水通流路18の湯水にて回収して貯湯タンク4に貯湯するように構成されている。
The
上述の如く、運転制御部7は、電力負荷12での要求電力量又は熱消費端末5や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン1の運転を制御するが、例えば、熱消費端末5や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求熱量に応じてエンジン1の運転を制御する所謂熱主運転を行う場合等に、発電機2の発電電力の電力負荷12に対する余剰分である余剰電力が発生する。このとき、余剰電力は、インバータ9により電気ヒータHに供給される。これにより、電気ヒータHは、余剰電力により冷却水回路14のエンジン冷却水を加熱することになり、エンジン1の排熱に回収することに加えて、余剰電力を熱に変換してその変換した熱をも回収自在に構成されている。
As described above, the
本発明に係るエンジン発電装置3では、図2に示すように、発電機2の故障が発生している状態とエンジン1の失火が発生している状態とを区別して判定するために、失火・発電機故障判定部31、及び、各種の演算を行う演算部33が運転制御部7に備えられている。本発明に係るエンジン発電装置3では、運転制御部7が、定格の回転速度(例えば1200rpm)にてエンジン1を運転させており、この定格の回転速度でのエンジン1の駆動により発電機2からの発電電力を出力するように構成されている。
In the engine
運転制御部7は、第1演算周期(例えば0.5ms(2kHz))が経過するごとに発電機1からの交流電圧V2を計測しており、その計測された交流電圧V2が演算部33に入力されている。演算部33は、入力された交流電圧V2の周波数からエンジン1の回転速度を求めている。例えば発電機2が永久磁石式20極三相交流発電機の場合、交流電圧V2の周波数が200Hzであれば、エンジン1の回転速度を1200rpmと求めている。そして、演算部33は、第1演算時間(例えば100ms)の間におけるエンジン1の回転速度の移動平均値を求め、前回求めた移動平均値と今回求めた移動平均値との差を回転速度の低下側変化値N1として失火・発電機故障判定部31に出力している。回転速度の低下側変化値N1は、エンジン1の回転速度の低下側への変化を示すものであり、第1演算時間の間におけるエンジン1の回転速度の移動平均値の差としている。移動平均値の求め方については、現時点から第1演算時間(例えば100ms)前の間において第1演算周期(例えば0.5ms)ごとに求められたエンジン1の回転速度の平均値としており、第1演算周期(例えば0.5ms)が経過して次のエンジン1の回転速度が求められるごとに次の移動平均値を求めている。
The
運転制御部7は、第1演算周期(例えば0.5ms(2kHz))が経過するごとにコンバータ8からインバータ9に入力される直流電圧V3を計測しており、その計測された直流電圧V3を演算部33に入力している。演算部33は、第1演算時間(例えば100ms)の間における直流電圧V3の移動平均値を求め、その求めた移動平均値を発電電力値V1として失火・発電機故障判定部31に出力している。発電電力値V1は、発電機2の発電出力を示すものであり、第1演算時間の間における直流電圧V3の移動平均値としている。移動平均値の求め方については、上述のエンジン1の回転速度の移動平均値と同様にして求めている。
The
これにより、失火・発電機故障判定部31には、演算部33にて演算された低下側変化値N1(第1演算時間の間におけるエンジン1の回転速度の移動平均値の差)及び発電電力値V1(第1演算時間の間における直流電圧V3の移動平均値)が入力される。失火・発電機故障判定部31は、発電電力値V1が電圧低下基準値Va以下であり且つ低下側変化値N1が失火発生基準値Naより大きい場合には、エンジン1の失火が発生している失火発生状態であると判定する。また、失火・発電機故障判定部31は、発電電力値V1が電圧低下基準値Va以下であり且つ低下側変化値N1が失火発生基準値Na以下である場合には、発電機1が故障している発電機故障発生状態であると判定する。よって、失火・発電機故障判定手段が、失火・発電機故障判定部31及び演算部33から構成されている。ここで、電圧低下基準値Vaについては、例えば300Vとしており、AC200Vの出力が不能になる値に設定することができる。失火発生基準値Naは、エンジン1の回転速度の変化基準値であり、例えばエンジン1の目標回転速度×0.1としている。このエンジン1は定格の回転速度(例えば1200rpm)を目標回転速度としているので、失火発生基準値Naを120rpmと設定している。
Accordingly, the misfire / generator
以下、失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定について、図3のフローチャートに基づいて説明する。
運転制御部7は、エンジン1の運転を開始したのち発電機2による発電を開始してその発電機2による発電を継続させる(ステップ#1,2)。そして、失火・発電機故障判定部31は、演算部33にて演算された発電電力値V1が入力されて、発電電力値V1が電圧低下基準値Va以下であると、演算部33にて演算された低下側変化値N1が失火発生基準値Naよりも大きいか否かを判別する(ステップ#3,4)。失火・発電機故障判定部31は、低下側変化値N1が失火発生基準値Naよりも大きいと、失火発生状態であると判定し、その失火発生状態との判定を設定時間(例えば30分)に設定回数(例えば5回)以上行っていると、エンジン1の失火故障であるとして、エンジン1の運転を停止させる(ステップ#5〜#8)。失火・発電機故障判定部31は、ステップ#4において、低下側変化値N1が失火発生基準値Na以下であると、発電機故障発生状態であると判定し、その発電機故障発生状態との判定を設定時間(例えば1秒)以上継続していると、発電機2の故障であるとして、エンジン1の運転を停止させる(ステップ#9〜#11、ステップ#8)。そして、失火、発電機故障判定部31は、演算部33にて演算された発電電力値V1及び低下側変化値N1が入力される毎に、ステップ#3,4等の動作を繰り返し行っている。
Hereinafter, determination of the misfire occurrence state and the generator failure occurrence state will be described based on the flowchart of FIG.
After starting the operation of the engine 1, the
このようにして、演算部33が、第1演算時間(例えば100ms)における回転速度の低下側変化値N1及び発電電力値V1を求めており、失火・発電機故障判定部31は、回転速度の低下側変化値N1及び発電電力値V1に基づいて、失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定することができる。また、失火・発電機故障判定部31は、第1演算周期(例えば0.5ms)が経過する毎に演算部33から低下側変化値N1及び発電電力値V1が出力されるので、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定を短時間で繰り返し行うことができる。よって、本発明では、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定を迅速に且つ的確に行うことができる。また、回転速度の低下側変化値N1を求めるときのエンジン1の回転速度については、回転センサ17の出力情報を用いるのではなく、発電機1からの交流電圧V2の周波数から求めることで、瞬時に発生する失火の失火発生状態を精度よく判定することができる。さらに、低下側変化値N1及び発電電力値V1の双方が第1演算時間における値であるので、同一タイミングにおける低下側変化値N1及び発電電力値V1を用いて判定することができ、失火発生状態と発電機故障発生状態との区別をより精度よく行うことができる。
In this way, the
図2に示すように、運転制御部7には、失火・発電機故障判定部31に加えて、エンジン1の回転速度が異常に低下している低回転異常状態を判定する低回転異常判定部32が備えられている。
運転制御部7は、回転センサ17の出力情報P(クランク軸が1回転するごとに1パルス出力)を計測しており、その計測された回転センサ17の出力情報Pを演算部33に入力している。演算部33は、第2演算時間(例えば500ms)の間におけるエンジン1の回転速度の回転速度の移動平均値を求め、その求めた移動平均値を回転速度値N2として低回転異常判定部32に出力している。回転速度値N2は、エンジン1の回転速度を示すものであり、第2演算時間の間におけるエンジン1の回転速度の移動平均値としている。低回転異常判定部32は、演算部33から入力された回転速度値N2が低回転基準値Nb以下であると、エンジン1の回転速度が異常に低下している低回転異常状態と判定する。よって、低回転異常判定手段が、低回転異常判定部32及び演算部33から構成されている。低回転基準値Nbについては、例えばエンジン1の目標回転速度×0.8としており、このエンジン1は定格の回転速度(例えば1200rpm)を目標回転速度としているので、低回転基準値Nbを960rpmと設定している。
As shown in FIG. 2, in addition to the misfire / generator
The
以下、低回転異常状態の判定について、図4のフローチャートに基づいて説明する。
運転制御部7は、エンジン1の運転を開始したのち回転センサ17の出力情報に基づいてエンジン1の回転速度を監視している。そして、低回転異常判定部32は、演算部33にて演算された回転速度値N2が入力されて、回転速度値N2が低回転基準値Nb以下であると、低回転異常状態であると判定して、エンジン1の運転を停止させる(ステップ#12〜14)。運転制御部7は、回転速度値N2が低回転基準値Nbよりも大きいと、エンジン1の運転を継続させる(ステップ#15)。
Hereinafter, determination of the low rotation abnormality state will be described based on the flowchart of FIG.
The
図3のフローチャートにて示した動作と図4のフローチャートにて示した動作とは併行して行われており、失火・発電機故障判定部31が、第1演算時間(例えば100ms)において求められた低下側変化値N1及び発電電力値V1に基づいて、失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定するとともに、低回転異常判定部32が、第2演算時間(例えば500ms)における回転速度値N2に基づいて、低回転異常状態を判定している。第1演算時間は、第2演算時間よりも短い時間が設定されており、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定が、低回転異常状態の判定よりも短時間で繰り返し行われる。ここで、例えばエンジン1の回転速度が1200rpmである場合、低下側変化値N1及び発電電力値V1を求める際の第1演算時間である100msは1サイクルに相当することになり、回転速度値N2を求める際の第2演算時間である500msは5サイクルに相当することになる。
The operation shown in the flowchart of FIG. 3 and the operation shown in the flowchart of FIG. 4 are performed in parallel, and the misfire / generator
したがって、本発明では、エンジン系統での故障によりエンジン1の回転速度が低下している低回転異常状態を低回転異常判定部32にて判定することで、基本的にエンジン系統の故障を判定した上で、さらに、低回転異常状態を判定するよりも短い時間にて失火・発電機故障判定部31が失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定することで、瞬時に発生する失火のエンジン系統の故障が発生しているときに、発電機等の電気系統の故障であると誤って判定することなく、エンジン系統の故障か発電機等の電気系統の故障かを的確に区別して判定することができる。
Accordingly, in the present invention, the engine system failure is basically determined by determining the low-rotation abnormality state in which the rotational speed of the engine 1 is decreasing due to a failure in the engine system by the low-rotation
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、第1演算時間の間におけるエンジン1の回転速度の移動平均値を求めた上で前回求めた移動平均値から今回求めた移動平均値を引いた移動平均値の差を、低下側変化値N1としているが、例えば、単位時間当たりのエンジン1の回転速度の低下側への変化率を低下側変化値N1とすることもでき、この場合、単位時間を第1演算時間とすることができる。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the difference between the moving average values obtained by subtracting the moving average value obtained this time from the moving average value obtained last time after obtaining the moving average value of the rotational speed of the engine 1 during the first calculation time. Is the decrease side change value N1, for example, the rate of change of the rotational speed of the engine 1 per unit time to the decrease side can also be set as the decrease side change value N1, and in this case, the unit time is calculated as the first calculation. It can be time.
(2)上記実施形態では、発電電力値V1を求めるに当たり、インバータ9に入力される直流電圧V3を用いているが、例えば、発電機2から出力される交流電圧V2を用いて発電電力値V1を求めることもできる。
(2) In the above embodiment, the DC voltage V3 input to the
(3)上記実施形態では、第2演算時間(例えば500ms)の間におけるエンジン1の回転速度の回転速度の移動平均値を、回転速度値N2としているが、単位時間当たりのエンジン1の平均回転速度を回転速度値N2とすることもでき、この場合、単位時間を第2演算時間とすることができる。また、単に、エンジン1の回転速度を回転速度値N2とすることもできる。 (3) In the above embodiment, the moving average value of the rotation speed of the engine 1 during the second calculation time (for example, 500 ms) is the rotation speed value N2, but the average rotation of the engine 1 per unit time The speed can also be set to the rotation speed value N2, and in this case, the unit time can be set as the second calculation time. Alternatively, the rotational speed of the engine 1 can be simply set to the rotational speed value N2.
(4)上記実施形態では、エンジン1を定格の回転速度(例えば1200rpm)にて運転させるようにしているが、例えば、運転制御部7が、電力負荷12での要求電力量の大きさに応じて、その要求電力量が大きくなるほど目標回転速度として高い回転速度を設定し、その設定した目標回転速度になるようにエンジン1の回転速度を制御することもできる。このように、運転制御部7がエンジン1の回転速度を制御することで、運転制御部7が回転速度調整手段に相当する。この場合、運転制御部7が、失火発生基準値Na及び低回転基準値Nbをエンジン1の目標回転速度に応じた値に変更設定している。ここで、失火発生基準値Naについては、上述の如く、例えばエンジン1の目標回転速度×0.1と設定することができ、低回転基準値Nbについても、上述の如く、エンジン1の目標回転速度×0.8と設定することができる。
(4) In the above embodiment, the engine 1 is operated at a rated rotational speed (for example, 1200 rpm). For example, the
本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備え、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができる各種のエンジン発電装置に適応可能である。 The present invention includes a generator driven by an engine and an inverter that interconnects the power generation output of the generator to a commercial power system, and a state where a malfunction of the generator has occurred and a temporary misfire in the engine Therefore, the present invention can be applied to various types of engine power generators that can accurately distinguish and determine the state in which the engine is generated.
1 エンジン
2 発電機
3 エンジン発電装置
9 インバータ
10 商用電力系統
31 失火・発電機故障判定部(失火・発電機故障判定手段)
32 低回転異常判定部(低回転異常判定手段)
33 演算部(失火・発電機故障判定手段及び低回転異常判定手段)
N1 回転速度の低下側変化値
N2 回転速度値
Na 失火発生基準値
Nb 低回転基準値
V1 発電電力値
Va 電圧低下基準値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
32 Low rotation abnormality determination unit (low rotation abnormality determination means)
33 arithmetic unit (misfire / generator failure determination means and low rotation abnormality determination means)
N1 Rotational speed decrease side change value N2 Rotational speed value Na Misfire occurrence reference value Nb Low rotation reference value V1 Generated power value Va Voltage decrease reference value
Claims (5)
前記発電機の発電出力を示す発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値が回転速度の変化基準値としての失火発生基準値より大きい場合には、前記エンジンの失火が発生している失火発生状態であると判定し、前記発電電力値が前記電圧低下基準値以下であり且つ前記低下側変化値が前記失火発生基準値以下である場合には、前記発電機の故障が発生している発電機故障発生状態であると判定する失火・発電機故障判定手段を備えているエンジン発電装置。 In an engine power generator comprising a generator driven by an engine and an inverter that interconnects the power generation output of the generator to a commercial power system,
Misfire caused when the generated power value indicating the power generation output of the generator is equal to or lower than the voltage decrease reference value and the rotation speed decrease side change value indicating the change to the engine rotation speed decrease side is the rotation speed change reference value If it is greater than the generation reference value, it is determined that the engine misfire has occurred, and the generated power value is equal to or lower than the voltage drop reference value, and the lower side change value is the misfire occurrence. An engine power generation device comprising misfire / generator failure determination means for determining that a generator failure has occurred in a state where the generator failure has occurred when the value is below a reference value.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019196763A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Control device, power generation facility, control method, and program |
JP2019196757A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Control device, power generation facility, control method, and program |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07293311A (en) * | 1994-04-26 | 1995-11-07 | Toho Gas Co Ltd | Failure pre-diagnosing device for engine |
JPH11229900A (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Misfire detection unit of gas turbine |
JP2000240499A (en) * | 1999-02-22 | 2000-09-05 | Osaka Gas Co Ltd | Misfire detecting device for multicylinder internal combustion engine for power generation |
JP2002078208A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | Engine generating device |
JP2011010377A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Engine generator system |
-
2009
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07293311A (en) * | 1994-04-26 | 1995-11-07 | Toho Gas Co Ltd | Failure pre-diagnosing device for engine |
JPH11229900A (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Misfire detection unit of gas turbine |
JP2000240499A (en) * | 1999-02-22 | 2000-09-05 | Osaka Gas Co Ltd | Misfire detecting device for multicylinder internal combustion engine for power generation |
JP2002078208A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | Engine generating device |
JP2011010377A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Engine generator system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019196763A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Control device, power generation facility, control method, and program |
JP2019196757A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Control device, power generation facility, control method, and program |
JP7068029B2 (en) | 2018-05-11 | 2022-05-16 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Control devices, power generation equipment, control methods, and programs |
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