JP2013059170A - 発電装置及び発電装置の起動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の発電装置1は、発電機2と、発電機2を起動する際に始動させる補機と、発電機2で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ8と、AC−DCコンバータ8で変換された直流電力を外部負荷9へ出力可能とする外部DC出力部10と、AC−DCコンバータ8から外部DC出力部10に向かう直流電力を分岐して補機に供給する内部DC出力部11とを備え、外部DC出力部10は、外部から直流電力を供給可能とされており、外部DC出力部10を介して入力された直流電力を内部DC出力部11を介して補機に供給可能に構成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の発電装置は、発電機と、当該発電機を起動する際に起動させる補機と、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータと、AC−DCコンバータで変換された直流電力を外部負荷へ出力可能とする外部DC出力部と、前記AC−DCコンバータで変換された直流電力を前記補機に供給する内部DC出力部とを備え、前記外部DC出力部は、外部から直流電力を供給可能とされており、前記外部DC出力部を介して入力された直流電力を前記内部DC出力部を介して補機に供給可能に構成されている。
好ましくは、前記外部DC出力部は、前記AC−DCコンバータから出力された直流電力を、前記外部負荷に対応した電圧に変換するDC−DCコンバータを有しているとよい。
好ましくは、前記電圧安定化手段は、前記発電機からの出力配線間に設けられた抵抗と、抵抗前後の電圧を測定する電圧測定器と、電圧測定器で測定された電圧が所定の電圧となっているか否かを判断する比較部と、比較部での比較結果に応じて前記抵抗を流れる電流のON/OFFを行うスイッチング部と、を備えているとよい。
好ましくは、前記電圧安定化手段は、前記AC−DCコンバータからの出力配線間に設けられた抵抗と、抵抗前後の電圧を測定する電圧測定器と、電圧測定器で測定された電圧が所定の電圧となっているか否かを判断する比較部と、比較部での比較結果に応じて前記抵抗を流れる電流のON/OFFを行うスイッチング部と、を備えているとよい。
一方、本発明の発電装置の起動方法は、主機である発電機と、当該発電機を起動させる際に起動させる補機と、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータと、AC−DCコンバータで変換された直流電力を外部負荷へ出力可能とする外部DC出力部と、前記AC−DCコンバータから外部DC出力部に向かう直流電力を分岐して前記補機に供給する内部DC出力部と、を備えた発電装置の起動方法であって、前記外部DC出力部を介して、外部から直流電力を供給し、前記外部DC出力部を介して入力された直流電力を前記内部DC出力部を介して補機に供給し、供給された直流電力により補機を起動させた上で、前記発電機を起動させることを特徴とする。
以下、本発明に係る発電装置1の実施形態を示している。
本発明の装置1は、外部電力系統からの電力供給が無くても(電力会社などの系統から切り離された状態でも)起動することができ且つ発電を開始することができる発電装置に関するものである。
具体的には、蒸発器3と凝縮器5とはいずれも熱交換器であり、蒸発器3はその1次側に熱源からの熱を温水という形で供給することで2次側の作動媒体Tを蒸発できるようになっている。また、凝縮器5は、その2次側に冷却水を供給することで1次側の作動媒体Tを気体から液体に凝縮できるようになっている。さらに、このバイナリ発電装置には、図示は省略するが、蒸発器3の1次側に温水を供給する温水ポンプ、凝縮器5の2次側に冷却水を供給する冷却水ポンプ、前述した作動媒体ポンプ6などが、付帯する補機として設けられている。
さらに、第1実施形態の発電装置1は、発電機2の出力側に設けられ、発電機2で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ8(以降、コンバータ8という)と、コンバータ8で変換された直流電力を外部負荷9へ出力可能とする外部DC出力部10と、コンバータ8で変換されたから直流電力を補機に供給する内部DC出力部11と、を備えている。
内部DC出力部11は、コンバータ8の出力側に設けられており、コンバータ8からの直流電力を補機側に送る配線である。図例の発電装置1において、内部DC出力部11には、コンバータ8で直流に変換された電力を交流に戻す補機用インバータ12が設けられており、補機用インバータ12から補機までは交流(三相交流)用の配線が設けられている。
さらに、補機としては、バイナリ発電装置での作動媒体Tの循環量・温度・圧力などを制御する制御部などの制御機器や電子機器が含まれる。
なお、本実施形態の場合、コンバータ8の出力側で且つ外部DC出力部10と内部DC出力部11との分岐部分より上流側(コンバータ8側)にある直流電力を送る配線には、負荷変動(直流電力の使用量の変動)に応じてコンバータ8の出力側における直流の電圧を安定化させる電圧安定化手段14が設けられている。電圧安定化手段14としては様々な回路が採用可能であるが、後述するように、スイッチング素子やリレーを用いて構成されたものが好適に採用可能である。
すなわち、図1に示すように、本発明の発電装置1では、外部DC出力部10の出力端子10Sに外部電源として外部負荷9の一つでもあるバッテリなどを接続すれば、この出力端子10Sから外部DC出力部10に直流の電力が起動用として入力可能となっている。このようにして外部DC出力部10に入力された直流の電力は、必要に応じてDC−DCコンバータ13で必要な電圧に変換される。そして、補機用インバータ12Aにおいて補機Aに適した電圧及び周波数の交流に変換されると共に、補機用インバータ12Bにおいて補機Bに適した電圧及び周波数の交流に変換されて、それぞれの補機を作動するのに用いられる。
本発明の起動方法は、例えば外部の電力系統が停電した際などに、まず外部DC出力部10の出力端子10Sにバッテリ(起動用のバッテリ)を接続して、外部から直流電力を外部DC出力部10の内部に直接供給する。このようにして外部DC出力部10を介して内部DC出力部11に直流電力を入力すると、入力された直流電力が内部DC出力部11の補機用インバータ12で補機に適した電圧に変換され、変換後の直流電力がそれぞれの補機に供給される。
上述したようにバッテリから外部DC出力部10を介して供給された電力を用いて発電機2を起動すれば、外部の電力系統が停電状態になったときや外部の電力系統のない場所に発電装置を設置した場合のように、外部の電力系統からの電力供給が受けられない場合においても、確実に発電機2を起動することができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の発電装置1及びこの発電装置1を用いた起動方法について説明する。
すなわち、第2実施形態の発電装置1では、電圧安定化手段14において発電機2で発電された交流の電力をスイッチング素子やリレーを用いて所定の電圧に調整(安定化)し、電圧が調整された後の交流の電力をコンバータ8に出力している。そして、コンバータ8では、電圧安定化手段14で電圧が調整された交流の電力を直流に変換し、変換後の直流電力を外部DC出力部10や内部DC出力部11に出力している。
また、第1実施形態と同様にバッテリから外部DC出力部10を介して供給された電力を用いて発電機2を起動すれば、外部の電力系統が停電状態になったときや外部の電力系統のない場所に発電装置を設置した場合のように、外部の電力系統からの電力供給が受けられない場合においても、確実に発電機2を起動することができる。
[第3実施形態]
上述した第1実施形態で示した電圧安定化手段14としては、以降の第3実施形態に例示する機構(回路)を用いることができる。
[第4実施形態]
上述した第1実施形態で示した電圧安定化手段14としては、上述した第3実施形態に例示する機構以外にも、次の第4実施形態に例示する機構を用いることができる。
なお、上述したスイッチング部18には、SSRではなくコンタクタ(SSC)を用いても良い。
[第5実施形態]
上述した第2実施形態で示した電圧安定化手段14としては、以降の第5実施形態に例示する機構を用いることができる。
すなわち、図5の例では、発電機2からコンバータ8に向かう交流の配線には、s−r間、s−t間、r−t間の3つの相間があり、これらの相間にそれぞれIGBT式の電圧安定化回路(電圧安定化手段14)が配備されている。
なお、第5実施形態における上記以外の構成及び作用効果は、第3実施形態と同じであるため、詳しい説明は省略する。
[第6実施形態]
上述した第2実施形態で示した電圧安定化手段14としては、上述した第5実施形態以外にも、以下の第6実施形態に例示する機構を用いることができる。
このようなSSR式の電圧安定化回路を交流の各配線間にそれぞれ設けても、s−r間、s−t間、r−t間の3つの相間の電圧が一定となり、コンバータ8に入力される交流の電圧を安定化することが可能となる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
2 発電機
3 蒸発器
4 膨張機
5 凝縮器
6 作動媒体ポンプ
7 スクリュロータ
8 AC−DCコンバータ
9 外部負荷
10 外部DC出力部
11 内部DC出力部
12 補機用インバータ
13 DC−DCコンバータ
14 電圧安定化手段
15 抵抗
16 電圧測定器
17 比較部
18 スイッチング部
T 作動媒体
Claims (10)
- 発電機と、当該発電機を起動させる際に起動させる補機と、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータと、AC−DCコンバータで変換された直流電力を外部負荷へ出力可能とする外部DC出力部と、前記AC−DCコンバータで変換された直流電力を前記補機に供給する内部DC出力部とを備え、
前記外部DC出力部は、外部から直流電力を供給可能とされており、
前記外部DC出力部を介して入力された直流電力を、前記内部DC出力部を介して補機に供給可能に構成されていることを特徴とする発電装置。 - 前記内部DC出力部は、外部DC出力部を介して入力された直流電力を交流電力に変換する補機用インバータを有していることを特徴とする請求項1に記載の発電装置。
- 前記外部DC出力部は、前記AC−DCコンバータから出力された直流電力を、前記外部負荷に対応した電圧に変換するDC−DCコンバータを有していることを特徴とする請求項1または2に記載の発電装置。
- 前記発電機と前記AC−DCコンバータとの間に、前記発電機で発電された交流電力の電圧を安定化する電圧安定化手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の発電装置。
- 前記電圧安定化手段は、前記発電機からの出力配線間に設けられた抵抗と、抵抗前後の電圧を測定する電圧測定器と、電圧測定器で測定された電圧が所定の電圧となっているか否かを判断する比較部と、比較部での比較結果に応じて前記抵抗を流れる電流のON/OFFを行うスイッチング部と、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の発電装置。
- 前記AC−DCコンバータと前記DC−DCコンバータとの間に、前記AC−DCコンバータから出力された直流電力の電圧を安定化する電圧安定化手段が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の発電装置。
- 前記電圧安定化手段は、前記AC−DCコンバータからの出力配線間に設けられた抵抗と、抵抗前後の電圧を測定する電圧測定器と、電圧測定器で測定された電圧が所定の電圧となっているか否かを判断する比較部と、比較部での比較結果に応じて前記抵抗を流れる電流のON/OFFを行うスイッチング部と、を備えていることを特徴とする請求項6に記載の発電装置。
- 前記発電装置は、
前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させ前記発電機向けの回転駆動力を発生させる膨張機と、前記膨張機で膨張させられた作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮させられた液体の作動媒体を循環させる作動媒体ポンプとを、閉ループ状の循環配管上に備えたバイナリサイクル発電方式を採用していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の発電装置。 - 前記補機は、前記作動媒体ポンプ、前記蒸発器に温水を供給する温水ポンプ、前記膨張機に潤滑油を供給する潤滑油ポンプ、前記凝縮器に冷却水を供給する冷却水ポンプのいずれかであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の発電装置。
- 主機である発電機と、当該発電機を起動させる際に起動させる補機と、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータと、AC−DCコンバータで変換された直流電力を外部負荷へ出力可能とする外部DC出力部と、前記AC−DCコンバータから外部DC出力部に向かう直流電力を分岐して前記補機に供給する内部DC出力部と、を備えた発電装置の起動方法であって、
前記外部DC出力部を介して、外部から直流電力を供給し、
前記外部DC出力部を介して入力された直流電力を前記内部DC出力部を介して補機に供給し、
供給された直流電力により補機を起動させた上で、前記発電機を起動させることを特徴とする発電装置の起動方法。
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JP2011195090A JP2013059170A (ja) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | 発電装置及び発電装置の起動方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019075942A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置及びランキンサイクルシステム |
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