JP2015228777A - Power stable supply system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power stable supply system comprising a power generator capable of being used as not an emergency power supply but a permanent power supply.SOLUTION: There is provided a power generator system comprising a plurality of power generator units for generating power and a power combiner for combining power generated by the power generator units, where each power generator unit is connected to the power combiner and is capable of being replaced with another power generator unit. Preferably, the power generator system comprises a connector for supplying fuel to a power generator unit and a plurality of fuel containers for supplying fuel to the connector, where each fuel container is capable of being replaced with another fuel container.

Description

本発明は、電力を安定的に供給するための発電機システムに関する。   The present invention relates to a generator system for stably supplying electric power.

比較的大型の工場などの産業施設では、電力を安定的に供給するために、商用電源を常設の電源として用いることが一般的である。そして、商用電源が停電など何らかの原因で使えない状況の時に、非常用の電源として、工場等の施設で保有する発電機が用いられる。商用電源は、先進国においては普及しており、停電の頻度も少ないが、発展途上国等においては、普及が進んでいない地域も多く、停電が頻発するような地域も多い。   In an industrial facility such as a relatively large factory, a commercial power source is generally used as a permanent power source in order to stably supply power. When the commercial power source cannot be used for some reason, such as a power failure, a generator owned by a facility such as a factory is used as an emergency power source. Commercial power is widely used in developed countries and the frequency of power outages is low, but in developing countries and the like, there are many areas where the power dissemination is not progressing and there are many areas where power outages occur frequently.

商用電源からの電力供給が途絶えやすい発展途上国等においては、商用電源以外の手段によって、継続的に電力を供給できる仕組みを設けることが、工場を安定的に運営する観点から重要である。例えば、発展途上国において、金属や鉱物などを工場内の炉で溶錬するような場合、信頼性の低い商用電源のみに電力供給を依存していると、停電が起こった場合に炉が急冷され、炉の中の金属等が固まってしまうことにより、炉が破損し、工場が機能しなくなってしまうという問題が起こる。   In developing countries where the supply of electric power from commercial power sources is likely to be disrupted, it is important from the viewpoint of stably operating factories to provide a mechanism that can continuously supply electric power by means other than commercial power sources. For example, in developing countries, when smelting metals and minerals in a furnace in a factory, if the power supply depends only on unreliable commercial power, the furnace will be cooled rapidly in the event of a power failure. Then, the metal in the furnace hardens, causing a problem that the furnace is damaged and the factory does not function.

そこで、商用電源からの電力供給が安定的に行われない地域においては、常設の電源を商用電源とするのではなく、停電の影響を受けない発電機で代用することが望ましいと考えられる。そのような発電機としては、大電力を供給する発電機や、発電機を複数用いることで、結果的に大きな電力を継続的に得ようとする発電機(例えば、特許文献1参照)などが考えられる。   Therefore, in an area where power supply from a commercial power source is not stably performed, it is considered desirable to substitute a permanent power source with a generator that is not affected by a power failure, instead of using a permanent power source. Examples of such a generator include a generator that supplies a large amount of power, and a generator that attempts to continuously obtain a large amount of power by using a plurality of generators (see, for example, Patent Document 1). Conceivable.

特開2013−211966号公報JP2013-21966A

しかしながら、上記のような大電力を供給する発電機は、発電機自体の発熱量も大きくなるため、発電機自体が耐用性に劣るという問題がある。さらに、発電機が故障してしまえば、継続的な電力供給が不可能になってしまうという問題もある。また、特許文献1に記載されているような発電機は、複数のモータから構成される発電装置のうち、第1段モータを効率よく駆動させる動力源が特殊であることや、発電システムの構造上メンテナンスが不便であるということから、非常用の電源として用いることはできても、常設の電源として用いることは困難であるといえる。   However, the generator that supplies large electric power as described above has a problem that the generator itself is inferior in durability because the calorific value of the generator itself increases. Furthermore, there is a problem that if the generator breaks down, continuous power supply becomes impossible. In addition, the generator as described in Patent Document 1 has a special power source for efficiently driving the first stage motor among the power generation devices including a plurality of motors, and the structure of the power generation system. Since the above maintenance is inconvenient, it can be used as an emergency power source, but it is difficult to use as a permanent power source.

本発明は、発電をするための複数の発電機ユニットと、発電機ユニットにおいて発電された電力を合成するための電力合成器とを備え、各発電機ユニットが電力合成器に連結され、前記発電機ユニットが、他の発電機ユニットにそれぞれ交換可能であることを特徴とする発電機システムに関する。   The present invention comprises a plurality of generator units for generating power and a power combiner for combining the power generated in the generator unit, each generator unit being connected to a power combiner, The generator unit can be replaced with another generator unit.

本発明では、さらに、発電機ユニットに燃料を供給するための接続器と、接続器に燃料を供給するための複数の燃料容器とを備え、前記燃料容器が、他の燃料容器にそれぞれ交換可能であることが好ましい。   The present invention further includes a connector for supplying fuel to the generator unit and a plurality of fuel containers for supplying fuel to the connector, and the fuel containers can be replaced with other fuel containers, respectively. It is preferable that

本発明では、さらに、発電機ユニットが、発電機と、整流器と、インバータとを備え、発電機から出力される交流電力が、発電機に連結された整流器によって直流電力に整流され、整流器から出力される直流電力が、整流器に連結されたインバータによって交流電力に変換され、複数のインバータから出力された交流電力が、複数のインバータと連結された電力合成器によって合成され、複数のインバータが、予め任意に選択されたマスターインバータとそれ以外のスレーブインバータからなり、マスターインバータから出力される交流電力の位相とスレーブインバータから出力される交流電力の位相との位相差を解消するための情報が、電力合成器からスレーブインバータのそれぞれに出力され、スレーブインバータから出力される交流電力の位相が、前記情報に基づいてマスターインバータから出力される交流電力の位相と一致するように制御されることが好ましい。   In the present invention, the generator unit further includes a generator, a rectifier, and an inverter, and AC power output from the generator is rectified to DC power by a rectifier connected to the generator, and output from the rectifier. DC power is converted into AC power by an inverter connected to a rectifier, AC power output from a plurality of inverters is combined by a power combiner connected to the plurality of inverters, It consists of an arbitrarily selected master inverter and other slave inverters, and information for eliminating the phase difference between the phase of AC power output from the master inverter and the phase of AC power output from the slave inverter is AC power output from the combiner to each slave inverter and output from the slave inverter The phase is preferably controlled to match the AC power of the phase output from the master inverter based on said information.

本発明では、さらに、接続器、及び/又は、発電機ユニットを監視制御する主制御回路を備え、接続器において、燃料容器から接続器への燃料の供給圧力、接続器の内圧、及び/若しくは、接続器から発電機ユニットへの燃料の供給圧力の異常を主制御回路が検知した際、並びに/又は、発電機ユニットにおいて、発電機に連結されたエンジン温度の異常を主制御回路が検知した際に、燃料容器から接続器への燃料の供給若しくは接続器から発電機ユニットへの燃料の供給又は発電機ユニットによる発電が停止されることが好ましい。   The present invention further includes a main control circuit that monitors and controls the connector and / or the generator unit, and in the connector, the supply pressure of fuel from the fuel container to the connector, the internal pressure of the connector, and / or When the main control circuit detects an abnormality in the fuel supply pressure from the connector to the generator unit and / or in the generator unit, the main control circuit detects an abnormality in the engine temperature connected to the generator. At this time, it is preferable that the supply of fuel from the fuel container to the connector, the supply of fuel from the connector to the generator unit, or the power generation by the generator unit is stopped.

本発明では、さらに、燃料が水素ガスであることが好ましい。   In the present invention, it is further preferable that the fuel is hydrogen gas.

本発明においては、複数の発電機ユニットを採用しているため、1つの発電機の容量を小さくすることができる。小容量の発電機を採用できるため、発電機1台あたりの発熱量を小さく抑えることができる。発電機1台あたりの発熱量を小さく抑えられることで、発電機の寿命を長くすることができる。また、発電機ユニットを複数にすることにより、発電機ユニットを冷却するための表面積が増加するため、発電機全体の冷却効率を上げることもできる。   In this invention, since the several generator unit is employ | adopted, the capacity | capacitance of one generator can be made small. Since a small-capacity generator can be employed, the amount of heat generated per generator can be kept small. Since the amount of heat generated per generator can be kept small, the life of the generator can be extended. Moreover, since the surface area for cooling a generator unit increases by using two or more generator units, the cooling efficiency of the whole generator can also be raised.

発電機ユニットが1つしかない場合は、発電機ユニットが故障してしまうと電力供給が停止してしまうが、本発明のように発電機ユニットが複数ある場合は、1つ1つの発電機ユニットが壊れにくくなるだけでなく、1つの発電機ユニットが故障しても、他の発電機ユニットが稼働できるため、電力供給を継続できる。また、複数の発電機ユニットをそれぞれ交換することができるため、修理やメンテナンスのために、1つの発電機における発電を停止させる必要があっても、他の発電機ユニットを稼働させることができる。そのため、電力供給を停止させることなく、発電機ユニットの修理やメンテナンスを行うことができる。   When there is only one generator unit, the power supply stops when the generator unit breaks down. However, when there are a plurality of generator units as in the present invention, each generator unit In addition to being difficult to break, even if one generator unit breaks down, the other generator units can be operated, so that power supply can be continued. Further, since a plurality of generator units can be respectively replaced, even if it is necessary to stop power generation in one generator for repair or maintenance, other generator units can be operated. Therefore, the generator unit can be repaired or maintained without stopping the power supply.

本発明にかかる発電機システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the generator system concerning this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明するが、本発明は図面及び実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, although embodiment of this invention is described using drawing, this invention is not limited to drawing and embodiment.

本実施形態において、発電機システムは、水素ガスボンベ1、接続器2、発電機ユニット3、電力合成器4、及び主制御回路5を備える。   In the present embodiment, the generator system includes a hydrogen gas cylinder 1, a connector 2, a generator unit 3, a power combiner 4, and a main control circuit 5.

水素ガスボンベ1には、発電機ユニット3の燃料として接続器2に供給される水素ガスが封入されている。水素ガスボンベ1の形状や大きさはどのようなものでもよいが、接続器2に水素ガスボンベ1を接続する際に、静電気等によって惹起される水素ガスの爆発が起こらないような材質・構造で、水素ガスボンベ1が形成されていることが望ましい。また、接続器2における水素ガスボンベ1の連結部の数だけ、水素ガスボンベ1を接続器2に連結することができる。   Hydrogen gas supplied to the connector 2 as fuel for the generator unit 3 is sealed in the hydrogen gas cylinder 1. The hydrogen gas cylinder 1 may have any shape and size, but when the hydrogen gas cylinder 1 is connected to the connector 2, the material and structure prevent the hydrogen gas explosion caused by static electricity from occurring. It is desirable that the hydrogen gas cylinder 1 is formed. Further, the hydrogen gas cylinders 1 can be connected to the connector 2 by the number of connecting portions of the hydrogen gas cylinders 1 in the connector 2.

水素ガスボンベ1は1本ずつ交換できるため、水素ガスボンベ1aを交換している間も、水素ガスボンベ1b〜1dによって水素ガスを接続器2に供給できる。そのため、水素ガスボンベ1の交換中も、すべての発電機ユニット3を稼働できるため、電力を継続的に供給することができる。なお、本実施形態においては、水素ガスボンベ1を4つ用いたものを例示しているが、水素ガスボンベ1の数はいくつでもよい。   Since the hydrogen gas cylinders 1 can be replaced one by one, the hydrogen gas can be supplied to the connector 2 by the hydrogen gas cylinders 1b to 1d while the hydrogen gas cylinder 1a is being replaced. Therefore, since all the generator units 3 can be operated even during replacement of the hydrogen gas cylinder 1, electric power can be continuously supplied. In the present embodiment, an example using four hydrogen gas cylinders 1 is illustrated, but the number of hydrogen gas cylinders 1 may be any number.

ところで、金属や鉱物などを溶錬させるための炉を洗浄する際に苛性ソーダが用いられることがあるが、洗浄用の苛性ソーダを現地で製造する際に、大量の水素が発生する。この大量の水素をガスボンベに小分けして保存し、その水素ガスを本発明の発電機ユニット3の燃料として用いることができる。このようにして、発電のための燃料を炉の洗浄剤を製造する過程で極めて安価かつ大量に入手することができるため、工場全体の稼働コストを大幅に削減することができる。   By the way, although caustic soda is sometimes used when cleaning a furnace for smelting metal or mineral, a large amount of hydrogen is generated when manufacturing caustic soda for cleaning locally. This large amount of hydrogen can be divided into gas cylinders and stored, and the hydrogen gas can be used as fuel for the generator unit 3 of the present invention. In this way, since the fuel for power generation can be obtained at a very low cost and in large quantities in the process of manufacturing the cleaning agent for the furnace, the operating cost of the entire factory can be greatly reduced.

本実施形態において、燃料を水素ガスとすることにより、エネルギー効率の良い発電をすることができるとともに、化石燃料の浪費も防止でき、大気汚染・地球温暖化等の地球環境問題の解消にも貢献できる。   In this embodiment, by using hydrogen gas as the fuel, it is possible to generate power with high energy efficiency, prevent waste of fossil fuel, and contribute to solving global environmental problems such as air pollution and global warming. it can.

本実施形態においては、燃料として水素ガスを用いているが、例えば、シェールガス、都市ガス、LPガス、又は酸素ガスなど、どのような気体燃料を用いてもよい。また、気体燃料でなくとも、例えば、液化石油ガスや液化天然ガスのような液体燃料を用いてもよい。   In this embodiment, hydrogen gas is used as the fuel, but any gaseous fuel such as shale gas, city gas, LP gas, or oxygen gas may be used. Further, instead of gaseous fuel, for example, liquid fuel such as liquefied petroleum gas or liquefied natural gas may be used.

接続器2は、水素ガスボンベ1から発電機ユニット3へ水素ガスを供給するために設けられる。接続器2は、発電機ユニット3に対して、適切な量の水素ガスを適切なタイミングで供給する。適切な量の水素ガスを発電機ユニット3に供給するためには、例えば、各発電機ユニット3から出力される交流電力の電圧を別途モニタし、状況に応じて水素ガスの供給量を制御出来る制御ユニットを内蔵するという構成にすることが望ましい。また、適切なタイミングで水素ガスを発電機ユニット3に供給するためには、各発電機ユニット3から出力される交流電力の周波数を別途モニタし、状況に応じて水素ガスの供給量を制御出来る制御ユニットを内蔵するという構成にすることが望ましい。加えて、静電気等によって惹起される水素ガスの爆発を防止するために、例えば、静電気が蓄積しない金属材料で水素ガスの供給経路を製作したり、水素ガスの供給経路を静電シールド等で防護したりすることが望ましい。   The connector 2 is provided for supplying hydrogen gas from the hydrogen gas cylinder 1 to the generator unit 3. The connector 2 supplies an appropriate amount of hydrogen gas to the generator unit 3 at an appropriate timing. In order to supply an appropriate amount of hydrogen gas to the generator unit 3, for example, the voltage of the AC power output from each generator unit 3 can be separately monitored, and the supply amount of hydrogen gas can be controlled according to the situation. It is desirable that the control unit is built in. Moreover, in order to supply hydrogen gas to the generator unit 3 at an appropriate timing, the frequency of the AC power output from each generator unit 3 can be separately monitored, and the supply amount of hydrogen gas can be controlled according to the situation. It is desirable that the control unit is built in. In addition, in order to prevent the explosion of hydrogen gas caused by static electricity, for example, a hydrogen gas supply path is made of a metal material that does not accumulate static electricity, or the hydrogen gas supply path is protected by an electrostatic shield or the like. It is desirable to do.

水素ガスボンベ1から接続器2への水素ガス供給量の調節方法は、接続器2における水素ガスボンベ1との連結部付近に、水素ガスの圧力を検知するためのゲージを設け、その連結部において開閉弁を調整する方法や、接続器2に対する水素ガスの供給圧力を電子管理するシステムを設ける方法などが考えられるが、これらに限定されない。   The method for adjusting the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas cylinder 1 to the connector 2 is provided with a gauge for detecting the pressure of hydrogen gas in the vicinity of the connection portion of the connector 2 with the hydrogen gas cylinder 1 and opens and closes at the connection portion. Although the method of adjusting a valve and the method of providing the system which electronically manages the supply pressure of the hydrogen gas with respect to the connector 2 can be considered, it is not limited to these.

本実施形態においては、複数の発電機ユニット3が1つの接続器2に連結され、1つの接続器2が複数の水素ガスボンベ1に連結される構成となっている。そのため、1つの水素ガスボンベ1を交換する際も、全ての発電機ユニット3を稼働させ続けることができるため、電力供給を安定して継続することができる。また、接続器2に水素ガスボンベ1を連結しても、水素ガスボンベ1のバルブは閉じた状態に保つことができるため、各水素ガスボンベ1の使用開始時期をずらすことができ、全ての水素ガスボンベ1が同時期に空になってしまうことを防ぐことができる。さらに、水素ガスボンベ1と発電機ユニット3を直接連結させた場合と比べて、発電機ユニット3に対する水素ガスの供給圧力をより安定させることができるため、消費電力の変化に対する耐性が強くなるという利点がある。加えて、水素ガスボンベ1における水素ガスの残存量と発電機ユニット3における発電との関係が直接的ではなくなるため、水素ガスボンベ1の交換時期と発電機ユニット3のメンテナンス時期とを完全に分けて管理できるという利点もある。   In the present embodiment, a plurality of generator units 3 are connected to one connector 2, and one connector 2 is connected to a plurality of hydrogen gas cylinders 1. Therefore, even when one hydrogen gas cylinder 1 is replaced, all the generator units 3 can be kept in operation, so that the power supply can be stably continued. Even if the hydrogen gas cylinder 1 is connected to the connector 2, the valve of the hydrogen gas cylinder 1 can be kept closed, so that the start timing of use of each hydrogen gas cylinder 1 can be shifted, and all the hydrogen gas cylinders 1 can be shifted. Can be prevented from becoming empty at the same time. Furthermore, compared with the case where the hydrogen gas cylinder 1 and the generator unit 3 are directly connected, the supply pressure of the hydrogen gas to the generator unit 3 can be further stabilized, so that the resistance to changes in power consumption is increased. There is. In addition, since the relationship between the remaining amount of hydrogen gas in the hydrogen gas cylinder 1 and the power generation in the generator unit 3 is not straightforward, the replacement timing of the hydrogen gas cylinder 1 and the maintenance timing of the generator unit 3 are completely separated and managed. There is also an advantage of being able to do it.

本実施形態において、発電機ユニット3は、エンジン31、発電機32、整流器33、バッテリー34、又はインバータ35によって構成される。   In the present embodiment, the generator unit 3 includes an engine 31, a generator 32, a rectifier 33, a battery 34, or an inverter 35.

発電機ユニット3は発電機システム内に複数設けられているため、発電機ユニット3aを修理しているときでも、発電機ユニット3b及び3cを稼働して、電力供給を継続的に行うことができる。また、発電機ユニット3aを修理しているときに、商用電源を補助的に活用して電力供給を行ってもよい。なお、本実施形態においては、発電機ユニット3を3つ用いたものを例示しているが、発電機ユニット3の数はいくつでもよい。   Since a plurality of generator units 3 are provided in the generator system, even when the generator unit 3a is repaired, the generator units 3b and 3c can be operated to continuously supply power. . Further, when the generator unit 3a is being repaired, the commercial power supply may be used as an auxiliary power supply. In addition, in this embodiment, although the thing using three generator units 3 is illustrated, the number of generator units 3 may be any number.

エンジン31では、接続器2から供給された水素ガスが燃焼され、ピストンが運動する。エンジン31は、発熱が小さく抑えられるよう、低トルクで駆動するものを用いることが望ましい。また、エンジン31においては、アース線を設けたり、火花が散らないようにしたりするなど、防爆処理を施しておくことが望ましい。   In the engine 31, the hydrogen gas supplied from the connector 2 is combusted and the piston moves. It is desirable to use an engine 31 that is driven at a low torque so that heat generation is suppressed to a small level. The engine 31 is preferably subjected to an explosion-proof process such as providing a ground wire or preventing sparks from being scattered.

発電機32では、エンジン31におけるピストンによって得られた運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。本実施形態における発電機32は、三相交流が得られる交流発電機であるが、直流発電機を用いて、整流器33やインバータ35を設けない態様としてもよい。ただし、エネルギー効率の観点からは、交流発電機を用いることが望ましい。なお、三相交流を出力する発電機でなく、一相の交流を出力する発電機を用いてもよい。また、発電機32においても、アース線を設けたり、火花が散らないようにしたりするなど、防爆処理を施しておくことが望ましい。   In the generator 32, the kinetic energy obtained by the piston in the engine 31 is converted into electric energy. The generator 32 in the present embodiment is an AC generator capable of obtaining a three-phase alternating current. However, the rectifier 33 and the inverter 35 may not be provided using a DC generator. However, it is desirable to use an AC generator from the viewpoint of energy efficiency. In addition, you may use the generator which outputs the alternating current of one phase instead of the generator which outputs a three-phase alternating current. In addition, it is desirable that the generator 32 be subjected to an explosion-proof treatment such as providing a ground wire or preventing sparks from being scattered.

整流器33は、発電機32から出力された交流電力を直流電力に整流し、整流した直流電力をインバータ34又はバッテリー35に出力する。整流器33としては、水銀整流器、亜酸化銅整流器、サイラトロン、セレン整流器、ダイオード、又は二極真空管など種々の整流器を用いることができる。   The rectifier 33 rectifies the AC power output from the generator 32 into DC power, and outputs the rectified DC power to the inverter 34 or the battery 35. As the rectifier 33, various rectifiers such as a mercury rectifier, a cuprous oxide rectifier, a thyratron, a selenium rectifier, a diode, or a bipolar vacuum tube can be used.

バッテリー34は、整流器33から出力された直流電力を蓄電する。蓄電された電力は、発電機32における発電量が低下した場合などに、必要に応じてインバータ35に出力される。バッテリー34としては、鉛バッテリー、カルシウムバッテリー、ハイブリッドバッテリー、シールドバッテリー、又はリチウムイオンバッテリーなど種々のバッテリーを用いることができる。   The battery 34 stores the DC power output from the rectifier 33. The stored power is output to the inverter 35 as necessary, for example, when the power generation amount in the generator 32 is reduced. As the battery 34, various batteries such as a lead battery, a calcium battery, a hybrid battery, a shield battery, or a lithium ion battery can be used.

インバータ35は、整流器33又はバッテリー34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35は発電機ユニット3のそれぞれに設けられており、それぞれのインバータ35が1つの電力合成器4に連結されている。   The inverter 35 converts the DC power output from the rectifier 33 or the battery 34 into AC power. The inverter 35 is provided in each of the generator units 3, and each inverter 35 is connected to one power combiner 4.

電力合成器4は、複数のインバータ35から出力される交流電力を1つの電力に合成する。そして、合成された電力は、電力を必要とする機械や機器等に出力される。   The power combiner 4 combines AC power output from the plurality of inverters 35 into one power. The combined power is output to a machine or device that requires power.

電力合成を行うためには、複数のインバータ35のうちの1つをマスターインバータ35a、それ以外をスレーブインバータ35b及び35cとして予め任意に選別し、スレーブインバータ35b及び35cから出力される交流電力の位相を、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相と一致させるように制御することが簡便である。   In order to perform power combining, one of the plurality of inverters 35 is arbitrarily selected in advance as a master inverter 35a and the other as slave inverters 35b and 35c, and the phase of the AC power output from the slave inverters 35b and 35c is selected. Is easily controlled to match the phase of the AC power output from the master inverter 35a.

スレーブインバータ35b及び35cの位相を制御するには、電力合成に先立って、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相とスレーブインバータ35b及び35cから出力される交流電力の位相との位相差を解消するための情報が、電力合成器4から複数のスレーブインバータ35b及び35cに送信され、複数のスレーブインバータ35b及び35cに設けられた受信部が、その情報を受信するようにすることが簡便である。   In order to control the phases of the slave inverters 35b and 35c, prior to power synthesis, the phase difference between the phase of the AC power output from the master inverter 35a and the phase of the AC power output from the slave inverters 35b and 35c is eliminated. Is transmitted from the power combiner 4 to the plurality of slave inverters 35b and 35c, and it is convenient for the receiving units provided in the plurality of slave inverters 35b and 35c to receive the information. .

マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相とスレーブインバータ35b及び35cから出力される交流電力の位相との位相差を解消するための情報は、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相自体の情報であってもよいし、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相とスレーブインバータ35b及び35cから出力される交流電力の位相との位相差情報であってもよい。   Information for eliminating the phase difference between the phase of the AC power output from the master inverter 35a and the phase of the AC power output from the slave inverters 35b and 35c is the phase of the AC power output from the master inverter 35a itself. It may be information, or phase difference information between the phase of AC power output from the master inverter 35a and the phase of AC power output from the slave inverters 35b and 35c.

なお、前者の場合、スレーブインバータ35b及び35cのいずれもが、同一の情報を電力合成器4から受信することになるが、後者の場合、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相とスレーブインバータ35bから出力される交流電力の位相との位相差情報は、スレーブインバータ35bに送信され、マスターインバータ35aから出力される交流電力の位相とスレーブインバータ35cから出力される交流電力の位相との位相差情報は、スレーブインバータ35cに送信される、というように、それぞれのスレーブインバータ35b及び35cは、それぞれが出力する交流電力の位相に応じて、それぞれ異なる情報を電力合成器4から受信することになる。   In the former case, both slave inverters 35b and 35c receive the same information from the power combiner 4, but in the latter case, the phase of the AC power output from the master inverter 35a and the slave inverter Phase difference information with respect to the phase of the AC power output from 35b is transmitted to the slave inverter 35b, and the phase difference between the phase of the AC power output from the master inverter 35a and the phase of the AC power output from the slave inverter 35c. The information is transmitted to the slave inverter 35c, so that each slave inverter 35b and 35c receives different information from the power combiner 4 according to the phase of the AC power output from each slave inverter 35b and 35c. .

このように電力合成が行われることにより、複数の発電機ユニット3でそれぞれ発電された交流電力が、互いに打ち消しあうことなく合成され、発電した電力の損失を抑えることができるようになる。   By performing power combining in this way, AC power generated by each of the plurality of generator units 3 is combined without canceling each other, and loss of generated power can be suppressed.

主制御回路5は、接続器2と発電機ユニット3を主に監視及び制御する。具体的には、接続器2において、水素ガスボンベ1から接続器2への水素ガスの供給圧力、接続器2の内圧、接続器2から発電機ユニット3への水素ガスの供給圧力などを監視する。また、発電機ユニット3においては、発電機32に連結されたエンジン31の温度を監視する。   The main control circuit 5 mainly monitors and controls the connector 2 and the generator unit 3. Specifically, in the connector 2, the supply pressure of hydrogen gas from the hydrogen gas cylinder 1 to the connector 2, the internal pressure of the connector 2, the supply pressure of hydrogen gas from the connector 2 to the generator unit 3 are monitored. . In the generator unit 3, the temperature of the engine 31 connected to the generator 32 is monitored.

水素ガスボンベ1から接続器2への水素ガス供給圧力や接続器2における内圧の異常が検知された場合は、水素ガスボンベ1から接続器2への水素ガスの供給が停止制御される。また、接続器2から発電機ユニット3への水素ガス供給圧力の異常が検知された場合は、接続器2から発電機ユニット3への水素ガスの供給が停止制御される。加えて、発電機32に連結されたエンジン31の温度の異常が検知された場合は、発電機ユニット3における発電が停止制御される。   When an abnormality in the hydrogen gas supply pressure from the hydrogen gas cylinder 1 to the connector 2 or the internal pressure in the connector 2 is detected, the supply of hydrogen gas from the hydrogen gas cylinder 1 to the connector 2 is controlled to stop. When an abnormality in the hydrogen gas supply pressure from the connector 2 to the generator unit 3 is detected, the supply of hydrogen gas from the connector 2 to the generator unit 3 is controlled to stop. In addition, when an abnormality in the temperature of the engine 31 connected to the generator 32 is detected, power generation in the generator unit 3 is stopped.

発電機システムを監視及び制御するためには、それぞれを監視及び制御する部位において、監視する項目を設定し、各監視項目についての異常を定義するために閾値を設定することが簡便である。そして、その閾値を上回った場合又は下回った場合に、各監視制御部位の機能を停止させることで、発電機システムの安全性が担保される。   In order to monitor and control the generator system, it is convenient to set items to be monitored and set a threshold value in order to define an abnormality for each monitoring item in the parts to be monitored and controlled. And when it exceeds or falls below the threshold, the safety of the generator system is ensured by stopping the function of each monitoring control part.

なお、主制御回路5による監視の項目は、本実施形態で示されているものに限定されるものではなく、上記以外でも、エンジン31の吸気若しくは排気、エンジン31の回転数、発電機32の発電量、整流器33、バッテリー34、又は電力合成器4から出力される位相差解消情報を監視の対象とする態様としてもよい。また、制御の方法としては、異常を検知した際に各監視制御部位の機能を停止制御するだけでなく、その機能を段階的に調節できる態様としてもよい。   The items to be monitored by the main control circuit 5 are not limited to those shown in the present embodiment. Other than the above, the intake or exhaust of the engine 31, the rotational speed of the engine 31, the generator 32 The phase difference elimination information output from the power generation amount, the rectifier 33, the battery 34, or the power combiner 4 may be a monitoring target. Moreover, as a control method, when abnormality is detected, it is good also as an aspect which not only controls stop of the function of each monitoring control site | part but can adjust the function in steps.

本実施形態においては、複数の発電機ユニット3を備えた発電機システムについて開示しているが、そのような発電機システムを複数備えた発電機システムとして、本発明の発電機システムを稼働させることも可能である。   In the present embodiment, a generator system including a plurality of generator units 3 is disclosed, but the generator system of the present invention is operated as a generator system including a plurality of such generator systems. Is also possible.

1 水素ガスボンベ
2 接続器
3 発電機ユニット
31 エンジン
32 発電機
33 整流器
34 バッテリー
35 インバータ
4 電力合成器
5 主制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrogen gas cylinder 2 Connector 3 Generator unit 31 Engine 32 Generator 33 Rectifier 34 Battery 35 Inverter 4 Power combiner 5 Main control circuit

Claims (5)

発電をするための複数の発電機ユニットと、
発電機ユニットにおいて発電された電力を合成するための電力合成器とを備え、
各発電機ユニットが電力合成器に連結され、
前記発電機ユニットが、他の発電機ユニットにそれぞれ交換可能である
ことを特徴とする発電機システム。
A plurality of generator units for generating electricity;
A power combiner for combining the power generated in the generator unit;
Each generator unit is connected to a power combiner,
The generator system, wherein the generator unit is replaceable with another generator unit.
発電機ユニットに燃料を供給するための接続器と、
接続器に燃料を供給するための複数の燃料容器とを備え、
前記燃料容器が、他の燃料容器にそれぞれ交換可能である
ことを特徴とする請求項1に記載の発電機システム。
A connector for supplying fuel to the generator unit;
A plurality of fuel containers for supplying fuel to the connector;
The generator system according to claim 1, wherein the fuel container is replaceable with another fuel container.
発電機ユニットが、発電機と、整流器と、インバータとを備え、
発電機から出力される交流電力が、発電機に連結された整流器によって直流電力に整流され、
整流器から出力される直流電力が、整流器に連結されたインバータによって交流電力に変換され、
複数のインバータから出力された交流電力が、複数のインバータと連結された電力合成器によって合成され、
複数のインバータが、予め任意に選択されたマスターインバータとそれ以外のスレーブインバータからなり、
マスターインバータから出力される交流電力の位相とスレーブインバータから出力される交流電力の位相との位相差を解消するための情報が、電力合成器からスレーブインバータのそれぞれに出力され、
スレーブインバータから出力される交流電力の位相が、前記情報に基づいてマスターインバータから出力される交流電力の位相と一致するように制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の発電機システム。
The generator unit includes a generator, a rectifier, and an inverter,
AC power output from the generator is rectified to DC power by a rectifier connected to the generator,
DC power output from the rectifier is converted to AC power by an inverter connected to the rectifier,
AC power output from a plurality of inverters is synthesized by a power combiner connected to the plurality of inverters,
A plurality of inverters are composed of a master inverter arbitrarily selected in advance and other slave inverters,
Information for eliminating the phase difference between the phase of AC power output from the master inverter and the phase of AC power output from the slave inverter is output from the power combiner to each of the slave inverters.
The generator according to claim 1 or 2, wherein the phase of the AC power output from the slave inverter is controlled to match the phase of the AC power output from the master inverter based on the information. system.
接続器、及び/又は、発電機ユニットを監視制御する主制御回路を備え、
接続器において、燃料容器から接続器への燃料の供給圧力、接続器の内圧、及び/若しくは、接続器から発電機ユニットへの燃料の供給圧力の異常を主制御回路が検知した際、並びに/又は、発電機ユニットにおいて、発電機に連結されたエンジン温度の異常を主制御回路が検知した際に、
燃料容器から接続器への燃料の供給若しくは接続器から発電機ユニットへの燃料の供給又は発電機ユニットによる発電が停止されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発電機システム。
A main control circuit for monitoring and controlling the connector and / or the generator unit;
In the connector, when the main control circuit detects an abnormality in the fuel supply pressure from the fuel container to the connector, the internal pressure of the connector, and / or the fuel supply pressure from the connector to the generator unit, and / or Or, in the generator unit, when the main control circuit detects an abnormality in the engine temperature connected to the generator,
The generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel supply from the fuel container to the connector, the fuel supply from the connector to the generator unit, or the power generation by the generator unit is stopped. system.
燃料が水素ガスであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の発電機システム。 The generator system according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel is hydrogen gas.
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