JP2016195491A - Power generating system - Google Patents

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JP2016195491A
JP2016195491A JP2015074164A JP2015074164A JP2016195491A JP 2016195491 A JP2016195491 A JP 2016195491A JP 2015074164 A JP2015074164 A JP 2015074164A JP 2015074164 A JP2015074164 A JP 2015074164A JP 2016195491 A JP2016195491 A JP 2016195491A
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theoretical
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貴大 板屋
Takahiro Itaya
貴大 板屋
貴史 宮越
Takashi Miyakoshi
貴史 宮越
太祐 尾ノ上
Tasuke Onoue
太祐 尾ノ上
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Osaka Gas Co Ltd
Ogcts Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
Ogcts Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generating system capable of preventing an operational state of an engine from becoming unstable, exhaust emission from worsening, and the engine from being stalled when power load is provided to the engine.SOLUTION: The power generating system includes simulation load control means 32, for determining a theoretical simulation load amount and performing simulation load control for controlling simulation load adjustment means 31 on the basis of the determined theoretical simulation load amount so that an instantaneous total load amount does not exceed a maximum allowable output of an engine 10a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジンにより回転駆動されて発電を行う発電機と、前記発電機において利用者側の電力負荷を解列可能な電力負荷遮断器とを備え、前記エンジンを駆動させた状態で前記電力負荷遮断器を解列状態から並列状態へ切り換えて前記発電機に対して前記電力負荷を投入する電力負荷投入制御を実行し、前記発電機の出力電圧が規定電圧に維持されるように前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御を実行する発電制御手段を備えた発電システムに関する。   The present invention includes a generator that is driven to rotate by an engine to generate power, and a power load circuit breaker that can disconnect a power load on a user side in the generator, and the power is output while the engine is driven. The load circuit breaker is switched from a parallel state to a parallel state, and power load input control is performed to input the power load to the generator, and the engine is maintained so that the output voltage of the generator is maintained at a specified voltage. The present invention relates to a power generation system including power generation control means for executing engine output control for controlling the output of the power.

電気機器等の電力負荷を設けた設備では、通常商用電力系統から受電した基準電圧(例えば6600V)及び基準周波数(例えば60Hz)の受電電力が当該電力負荷に供給される。また、施設には、例えば商用電力系統に連系して発電を行って、基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能なコージェネレーションシステムなどの発電システムが設けられる場合がある。
このような発電システムとして、商用電力系統からの受電が停止する停電時において、商用電力系統から発電機を切り離した状態で、発電機を駆動するエンジンを起動させて発電機の自立運転を行い、発電機の発電電圧が確立し安定して発電が行えるようになった段階で、停電時の給電対象とする電力負荷の一部又は全部の電力負荷を発電機及びエンジンに投入して、特定負荷への給電を継続するように構成されたものが知られている(例えば特許文献1を参照)。
In a facility provided with a power load such as an electric device, received power of a reference voltage (for example, 6600 V) and a reference frequency (for example, 60 Hz) received from a normal commercial power system is supplied to the power load. In addition, the facility may be provided with a power generation system such as a cogeneration system capable of generating power linked to a commercial power system and supplying the generated power of the reference voltage and the reference frequency to the power load.
As such a power generation system, in the event of a power failure that stops receiving power from the commercial power system, with the generator disconnected from the commercial power system, the engine that drives the generator is started and the generator operates independently, When the generator voltage is established and stable power generation is possible, a part or all of the power load to be supplied during a power outage is input to the generator and engine, and the specified load What is comprised so that the electric power feeding to may be continued is known (for example, refer patent document 1).

特開2007−006595号公報JP 2007-006595 A

上述のような発電システムにおいて、エンジンに電力負荷が投入される場合、比較的大きい電力負荷が比較的短時間の間に投入されることになる。この場合、特に、エンジンの運転状態が不安定となり、排ガス中のNOxが増加して排気エミッションが悪化したり、エンジンがストールしたりするといった問題が発生する虞があった。   In the power generation system as described above, when a power load is input to the engine, a relatively large power load is input in a relatively short time. In this case, in particular, the operating state of the engine becomes unstable, and there is a possibility that problems such as increase of NOx in the exhaust gas and deterioration of exhaust emission or engine stall may occur.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに電力負荷が投入される場合に、エンジンの運転状態が不安定となり、排気エミッションが悪化したり、エンジンがストールしたりすることを防止できる発電システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems. The purpose of the present invention is to make the engine operating state unstable when an electric power load is applied to the engine, to deteriorate exhaust emission, or to cause the engine to stall. An object of the present invention is to provide a power generation system that can prevent such a situation.

上記目的を達成するための発電システムは、
エンジンにより回転駆動されて発電を行う発電機と、
前記発電機において利用者側の電力負荷を解列可能な電力負荷遮断器とを備え、
前記エンジンを駆動させた状態で前記電力負荷遮断器を解列状態から並列状態へ切り換えて前記発電機に対して前記電力負荷を投入する電力負荷投入制御を実行し、前記発電機の出力電圧が規定電圧に維持されるように前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御を実行する発電制御手段を備えた発電システムであって、その特徴構成は、
前記電力負荷の消費電力としての電力負荷量を計測する電力負荷量計測手段と、
前記電力負荷とは別に、前記発電機の発電電力を消費する模擬負荷と、
前記発電機と前記模擬負荷との接続部に配置され、前記模擬負荷の消費電力としての模擬負荷量を変更可能な模擬負荷量調整手段と、
前記電力負荷量計測手段にて計測される現在の前記電力負荷量と、現在の前記電力負荷量をパラメータとした前記模擬負荷の消費電力としての理論模擬負荷量と、現在の前記電力負荷量と前記理論模擬負荷量とをパラメータとして前記エンジンへの負荷投入性能を規格化する理論投入可能量関係式にて決定される理論投入可能量との合計の瞬時合計負荷量を、瞬間的に前記エンジンにかかる瞬時合計負荷量として導出する瞬時合計負荷量導出手段と、
前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力を超えないように、前記理論模擬負荷量を決定し、決定した前記理論模擬負荷量に基づいて、前記模擬負荷量調整手段を制御する模擬負荷投入制御を実行する模擬負荷制御手段とを備える点にある。
A power generation system for achieving the above object is as follows:
A generator that is rotationally driven by an engine to generate electricity;
A power load breaker capable of disconnecting a user-side power load in the generator;
When the engine is driven, the power load circuit breaker is switched from the disconnected state to the parallel state, and power load input control is performed to input the power load to the generator, and the output voltage of the generator is A power generation system including power generation control means for executing engine output control for controlling the output of the engine so as to be maintained at a specified voltage, the characteristic configuration is:
A power load measuring means for measuring a power load as power consumption of the power load;
Apart from the power load, a simulated load that consumes the power generated by the generator,
A simulated load amount adjusting means disposed at a connection between the generator and the simulated load and capable of changing a simulated load amount as power consumption of the simulated load;
The current power load measured by the power load measuring means, the theoretical simulated load as the power consumption of the simulated load with the current power load as a parameter, and the current power load The instantaneous total load amount, which is the sum of the theoretical input amount and the theoretical input amount determined by a theoretical input amount relational expression that standardizes load input performance to the engine using the theoretical simulated load amount as a parameter, is instantaneously An instantaneous total load derivation means for deriving as an instantaneous total load on
The simulated load input for determining the theoretical simulated load amount so that the instantaneous total load amount does not exceed the maximum allowable output of the engine and controlling the simulated load amount adjusting means based on the determined theoretical simulated load amount It is in the point provided with the simulation load control means which performs control.

従来、発電システムにおいてエンジンへ負荷を投入する場合、エンジンへの負荷を投入するときのエンジンの運転の安定性を確保するべく、例えば、図6に示すように、投入負荷量毎に瞬時に投入可能なエンジン許容投入量を決定する。
当該エンジン許容投入量は、以下の〔式1〕及び〔式2〕で決定される。
f(x)=−(P0/1.1P)・x+P0・・・〔式1〕
f(x)=−x+P・・・・・・・・・・・・・・〔式2〕
ここで、P0は初期負荷投入量とし、Pはエンジンの定格出力とする。
ここで、図6に示すように、x≦x1の場合に〔式1〕が採用され、x>x1の場合に〔式2〕が採用される。
ここで、x1は、〔式1〕と〔式2〕との交点におけるxの値であり、以下の〔式3〕に示される値である。
1=1.1P・(P−P0)/(1.1P−P0)・・〔式3〕
Conventionally, when a load is applied to an engine in a power generation system, in order to ensure the stability of engine operation when the load is applied to the engine, for example, as shown in FIG. Determine the allowable engine input.
The allowable engine input amount is determined by the following [Equation 1] and [Equation 2].
f (x) = − (P 0 /1.1P)·x+P 0 (Equation 1)
f (x) = − x + P (2)
Here, P 0 is the initial load input amount, and P is the rated output of the engine.
Here, as shown in FIG. 6, [Formula 1] is adopted in the case of x ≦ x 1, in the case of x> x 1 is [Formula 2] is employed.
Here, x 1 is the value of x at the intersection of [Equation 1] and [Equation 2], and is the value shown in [Equation 3] below.
x 1 = 1.1P · (P−P 0 ) / (1.1P−P 0 ) ·· [Equation 3]

例えば、初期負荷投入量P0が400kWで、エンジンの定格負荷量Pが1000kWである場合、エンジン許容投入量を示す〔式1〕及び〔式2〕は、図6に示すようなグラフ図となる。ここで、エンジンの現在出力(エンジンが背負う負荷量)が400kWである場合、次に、エンジンに瞬時で投入可能な投入量は255kWとなる。 For example, when the initial load input amount P 0 is 400 kW and the rated load amount P of the engine is 1000 kW, [Equation 1] and [Equation 2] indicating the allowable engine input amount are as shown in FIG. Become. Here, when the current output of the engine (load amount carried by the engine) is 400 kW, the input amount that can be instantaneously input to the engine is 255 kW.

本発明にあっては、電力負荷とは別に、発電機の発電電力を消費する模擬負荷と、発電機と模擬負荷との接続部に配置され模擬負荷の消費電力としての模擬負荷量を変更可能な模擬負荷量調整手段とを備えている。
このように、模擬負荷を備えた発電システムにあっては、エンジンに電力負荷を投入する前に、予め、模擬負荷を背負わせておき、電力負荷を投入するのと同時に当該模擬負荷を解列する形態で、エンジンに瞬時に投入可能な負荷量を増加することができる。
この場合のエンジン許容投入量である理論投入可能量は、図7に示すように、以下の〔式4〕及び〔式5〕で決定される。
g(x、W)=f(x+W)+W・・・・・・・〔式4〕
g(x、W)=−x+P・・・・・・・・・・・〔式5〕
ここで、Wは模擬負荷量であり、図7に示すように、x≦x2の場合に〔式4〕が採用され、x>x2の場合に〔式5〕が採用される。
ここで、x2は、〔式4〕と〔式5〕との交点におけるxの値であり、以下の〔式6〕に示される値である。
2={P0・W+1.1P(P−P0−W)}/(1.1P−P0)・・・〔式6〕
In the present invention, separately from the power load, the simulated load that consumes the generated power of the generator and the simulated load amount as the power consumption of the simulated load that is arranged at the connection between the generator and the simulated load can be changed. And a simulated load amount adjusting means.
Thus, in a power generation system equipped with a simulated load, before the power load is applied to the engine, the simulated load is carried in advance and the simulated load is disconnected at the same time as the power load is applied. In this manner, it is possible to increase the amount of load that can be instantaneously input to the engine.
As shown in FIG. 7, the theoretical input possible amount that is the engine allowable input amount in this case is determined by the following [Equation 4] and [Equation 5].
g (x, W) = f (x + W) + W (4)
g (x, W) = − x + P (Equation 5)
Here, W is a simulated load, as shown in FIG. 7, [Formula 4] is employed in the case of x ≦ x 2, in the case of x> x 2 is [Equation 5] it is employed.
Here, x 2 is the value of x at the point of intersection with the [equation 4] and [Equation 5] is a value shown in the following [Equation 6].
x 2 = {P 0 · W + 1.1P (P−P 0 −W)} / (1.1P−P 0 ) (Equation 6)

以下、初期負荷投入量が400kWで、エンジンの定格出力が1000kWであるとき、理論投入可能量は、図7に示すようなグラフ図で表されることになるが、この場合におおいて理論投入可能量を算出する例を示す。   Hereinafter, when the initial load input amount is 400 kW and the rated output of the engine is 1000 kW, the theoretical input amount is represented by a graph as shown in FIG. An example of calculating the possible amount is shown.

〔例1〕現在の電力負荷量が0kWで、模擬負荷量が400kWである場合、理論投入可能量は、以下の値となる。
Y1=g(0,400)=f(400)+400=255+400=655kW
[Example 1] When the current power load amount is 0 kW and the simulated load amount is 400 kW, the theoretical input possible amount is the following value.
Y1 = g (0,400) = f (400) + 400 = 255 + 400 = 655 kW

〔例2〕現在の電力負荷量が200kWで、模擬負荷量が400kWである場合、理論模擬負荷量は、以下の値となる。
Y2=g(200,400)=f(600)+400=182+400=582kW
[Example 2] When the current power load amount is 200 kW and the simulated load amount is 400 kW, the theoretical simulated load amount becomes the following value.
Y2 = g (200,400) = f (600) + 400 = 182 + 400 = 582 kW

〔例3〕次に、現在の電力負荷量が300kWで、模擬負荷量が400kWである場合を考える。この場合の理論投入可能量は、以下の値となる。
g(300,400)=f(700)+400=145+400=545kW
[Example 3] Next, consider a case where the current power load is 300 kW and the simulated load is 400 kW. In this case, the theoretical input possible amount is as follows.
g (300,400) = f (700) + 400 = 145 + 400 = 545 kW

ここで、エンジンに上述の理論投入可能量を投入する場合、理論投入可能量を投入する時点と同時に、模擬負荷を並列状態から解列状態へ切り換える制御の制御指令を出力することとなるが、当該制御が実行されるタイミングは、制御系の遅れの影響で、理論投入可能量を投入する時点から遅れることとなる。
このため、例3の場合、エンジンには図8に示すように、理論投入可能量を投入した時点において、瞬間的に理論投入可能量y1と、現在の電力負荷量y2と、現在の模擬負荷量y3との合計の瞬時合計負荷量Y3がかかることとなる。
Y3=y1+y2+y3=g(300、400)+300+400
=545+300+400=1245kW
Here, when the above theoretical input possible amount is input to the engine, at the same time when the theoretical input possible amount is input, a control command for controlling the simulated load from the parallel state to the disconnected state is output. The timing at which the control is executed is delayed from the time when the theoretical input possible amount is input due to the delay of the control system.
For this reason, in the case of Example 3, as shown in FIG. 8, when the theoretical input amount is input to the engine, the theoretical input amount y1, the current power load amount y2, and the current simulated load are instantaneously input. The total instantaneous load amount Y3 with the amount y3 is applied.
Y3 = y1 + y2 + y3 = g (300, 400) + 300 + 400
= 545 + 300 + 400 = 1245kW

ここで、通常、エンジンでは、定格出力Pの1.1倍が、その最大許容出力として規定され、〔例3〕では、当該最大許容出力は、1100kWとなる。
従って、〔例3〕の場合、瞬間的にエンジンにかかる合計の瞬時合計負荷量Y3(1245kW)が、エンジンの最大許容出力(1100kW)を超えることとなり、エンジンに重大な損傷を与えてしまう虞がある。
Here, in an engine, 1.1 times the rated output P is normally defined as the maximum allowable output. In [Example 3], the maximum allowable output is 1100 kW.
Therefore, in the case of [Example 3], the total instantaneous total load Y3 (1245 kW) applied to the engine instantaneously exceeds the maximum allowable output (1100 kW) of the engine, which may cause serious damage to the engine. There is.

そこで、本発明にあっては、瞬時合計負荷量導出手段により、電力負荷量計測手段にて計測される現在の電力負荷量y2と、現在の電力負荷量をパラメータとした模擬負荷の消費電力としての理論模擬負荷量y3と、現在の電力負荷量y2と現在の理論模擬負荷量y3とをパラメータとすると共にエンジンへの負荷投入性能を規格化する理論投入可能量関係式〔式4〕〔式5〕にて決定される理論投入可能量y1との合計の瞬時合計負荷量Y3を導出する。
そして、模擬負荷制御手段は、瞬時合計負荷量Y3がエンジンの最大許容出力を超えないように、理論模擬負荷量y3を決定し、決定した理論模擬負荷量y3に基づいて、模擬負荷量調整手段を制御する模擬負荷投入制御を実行することで、模擬負荷と電力負荷とを切り換える瞬間にも、瞬時合計負荷量Y3が、エンジンの最大許容出力を超えることを好適に防止できる。
結果、エンジンが重故障に陥ることを好適に防止できると共に、エンジンの運転状態が不安定となることを防止でき、排気エミッションを向上することができると共に、エンジンがストールすることを防止できる発電システムを提供できる。
Therefore, in the present invention, the instantaneous total load amount deriving unit calculates the current power load amount y2 measured by the power load amount measuring unit and the power consumption of the simulated load using the current power load amount as a parameter. Theoretically simulated load amount y3, the current power load amount y2 and the current theoretical simulated load amount y3 are used as parameters, and the theoretical loadable amount relational expression [Expression 4] [Expression] 5], the total instantaneous load amount Y3 in total with the theoretical input possible amount y1 determined in step 5] is derived.
The simulated load control means determines the theoretical simulated load quantity y3 so that the instantaneous total load quantity Y3 does not exceed the maximum allowable output of the engine, and based on the determined theoretical simulated load quantity y3, the simulated load quantity adjusting means By executing the simulated load input control for controlling the engine load, the instantaneous total load amount Y3 can be suitably prevented from exceeding the maximum allowable output of the engine even at the moment of switching between the simulated load and the power load.
As a result, the power generation system can suitably prevent the engine from causing a serious failure, can prevent the engine operating state from becoming unstable, can improve exhaust emission, and can prevent the engine from stalling. Can provide.

本発明の発電システムの更なる特徴構成は、
前記模擬負荷制御手段は、
前記理論模擬負荷量を、前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の前記電力負荷量をパラメータとして決定すると共に、
前記理論投入可能量を、前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の前記電力負荷量と前記理論模擬負荷量とをパラメータとして決定する点にある。
A further characteristic configuration of the power generation system of the present invention is:
The simulated load control means includes
The theoretical simulated load amount is determined using the current power load amount as a parameter so that the instantaneous total load amount becomes equal to the maximum allowable output of the engine, and
The theoretically available amount is determined by using the current power load amount and the theoretical simulated load amount as parameters so that the instantaneous total load amount becomes equal to the maximum allowable output of the engine.

上記特徴構成によれば、模擬負荷制御手段が、理論模擬負荷量を、瞬時合計負荷量がエンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の電力負荷量をパラメータとして決定すると共に、理論投入可能量を、瞬時合計負荷量がエンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の電力負荷量と理論模擬負荷量とをパラメータとして決定する。これにより、理論模擬負荷量は、許容できる最大の値に決定できるから、次期に投入可能な理論投入可能量を、許容できる最大の値に決定できる。
結果、次期に投入できる電力負荷量を、最大で理論投入可能量に設定できると共に、最小で理論投入可能量から理論模擬負荷量を減算した量に設定でき、電力負荷の投入幅を許容できる最大の幅に設定することができる。
According to the above characteristic configuration, the simulated load control means can determine the theoretical simulated load amount as a parameter so that the instantaneous total load amount is equal to the maximum allowable output of the engine, and can be theoretically input. The amount is determined using the current power load amount and the theoretical simulation load amount as parameters so that the instantaneous total load amount becomes equal to the maximum allowable output of the engine. As a result, the theoretical simulation load amount can be determined to the maximum allowable value, and thus the theoretical input amount that can be input in the next period can be determined to the maximum allowable value.
As a result, the maximum amount of power load that can be input in the next period can be set to the maximum theoretical input amount, and the minimum amount can be set to the theoretical input amount subtracted from the theoretical simulated load amount. Can be set to a width of

本発明の発電システムの更なる特徴構成は、
前記模擬負荷制御手段は、
前記模擬負荷の定格の消費電力である定格模擬負荷量が、現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量未満の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を前記定格模擬負荷量に制御し、
現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量が、前記模擬負荷の定格の消費電力である定格模擬負荷量以下で、且つ、現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量以下の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を、現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量に制御し、
現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量が、現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量未満の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を、現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量に制御する点にある。
A further characteristic configuration of the power generation system of the present invention is:
The simulated load control means includes
When the rated simulated load amount, which is the rated power consumption of the simulated load, is less than the theoretical simulated load amount in the current power load amount, the simulated load power adjusting means converts the simulated load power consumption into the rated simulation. Control to the load amount,
When the theoretical simulated load amount in the current power load amount is less than or equal to the rated simulated load amount that is the rated power consumption of the simulated load, and less than or equal to the theoretical input possible amount in the current power load amount, The simulated load amount adjusting means controls the power consumption of the simulated load to the theoretical simulated load amount in the current power load amount,
When the theoretically possible input amount in the current power load amount is less than the theoretical simulated load amount in the current power load amount, the simulated load amount adjusting means calculates the power consumption of the simulated load in the current power amount. The point is to control the theoretical input possible amount in the load amount.

上述したように、模擬負荷制御手段が、理論模擬負荷量y3を、瞬時合計負荷量Y3がエンジンの最大許容出力Pmaxと等しくなるように、現在の電力負荷量xをパラメータとして決定すると共に、理論投入可能量y1を、瞬時合計負荷量Y3がエンジンの最大許容出力Pmaxと等しくなるように、現在の電力負荷量xと理論模擬負荷量y3とをパラメータとして決定する場合、以下の関係式〔式7〕が成り立つ。
y2+y3+y1=Y3=Pmax・・・・・・・・・・・・・・・・・〔式7〕
As described above, the simulated load control means determines the theoretical simulated load amount y3 using the current power load amount x as a parameter so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the maximum allowable output Pmax of the engine. When determining the possible input amount y1 using the current power load amount x and the theoretical simulated load amount y3 as parameters so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the maximum allowable output Pmax of the engine, the following relational expression [formula 7] holds.
y2 + y3 + y1 = Y3 = Pmax (Equation 7)

当該式を、現在の電力負荷量xをパラメータとする理論模擬負荷量y3をW2(x)として変形すると、
x+W2(x)+g(x、W2(x))=Pmax

x+W2(x)+f(x+W2(x))+W2(x)=Pmax

x+W2(x)−P0/1.1P・(x+W2(x))+P0+W2(x)=Pmax

2(x)=1/G・{x(P0/1.1P−1)−P0+Pmax}・・・〔式8〕
ただし、G=2−P0/1.1P
さらに、理論投入可能量y1は、
1(x)=g(x+W2(x))・・・・・・・・・・・〔式9〕
When the equation is transformed with the theoretical simulated load y3 having the current power load x as a parameter as W 2 (x),
x + W 2 (x) + g (x, W 2 (x)) = Pmax

x + W 2 (x) + f (x + W 2 (x)) + W 2 (x) = Pmax

x + W 2 (x) −P 0 /1.1P·(x+W 2 (x)) + P 0 + W 2 (x) = Pmax

W 2 (x) = 1 / G · {x (P 0 /1.1P−1)−P 0 + Pmax} (Equation 8)
However, G = 2−P 0 /1.1P
Furthermore, the theoretical input possible amount y1 is
y 1 (x) = g (x + W 2 (x)) (Equation 9)

ここで、定格模擬負荷量をW1(x)=W0と、理論模擬負荷量W2(x)と、理論投入可能量y1(x)とを、グラフ図に示すと、図3に示すようなグラフ図となる。 Here, when the rated simulated load amount is W 1 (x) = W0, the theoretical simulated load amount W 2 (x), and the theoretical input possible amount y 1 (x) are shown in a graph, it is shown in FIG. It becomes the graph figure like this.

本発明にあっては、基本的には、模擬負荷量は、上記で導出した理論模擬負荷量W2(x)に設定するのであるが、現在の電力負荷量が小さい場合には、図3に示すように、理論模擬負荷量W2(x)が定格模擬負荷量W1(x)を、計算上超える場合がある。しかしながら、模擬負荷量は定格模擬負荷量W1(x)を超えて設定することはできない。
そこで、本発明にあっては、模擬負荷制御手段は、定格模擬負荷量W1(x)が、理論模擬負荷量W2(x)未満の場合、当該定格模擬負荷量W1(x)を模擬負荷量に設定する。
In the present invention, basically, the simulated load amount is set to the theoretical simulated load amount W 2 (x) derived above, but when the current power load amount is small, FIG. As shown in FIG. 4, the theoretical simulated load amount W 2 (x) may exceed the rated simulated load amount W 1 (x) in calculation. However, the simulated load amount cannot be set exceeding the rated simulated load amount W 1 (x).
Therefore, in the present invention, the simulated load control means, the rated simulated load W 1 (x) is, if less than the theoretical simulated load W 2 (x), the nominal simulated load W 1 a (x) Set to simulated load.

一方、現在の電力負荷量が十分に大きい場合、図3に示すように、エンジンの定格出力を超えても理論模擬負荷量W2(x)に残りがある状況になる。当該残りの模擬負荷量だけ不要な電力を消費していることとなり、好ましくない。
そこで、本発明にあっては、模擬負荷制御手段は、定格出力で模擬負荷量が0になるように調整模擬負荷量W3(x)を以下のように設定する。
3(x)=−x+P・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・〔式10〕
調整模擬負荷量W3(x)が理論模擬負荷量W2(x)未満の場合、当該調整模擬負荷量W3(x)を、模擬負荷量に設定する。
On the other hand, when the current power load amount is sufficiently large, as shown in FIG. 3, even if the rated output of the engine is exceeded, there remains a situation in the theoretical simulated load amount W 2 (x). Unnecessary power is consumed by the remaining simulated load amount, which is not preferable.
Therefore, in the present invention, the simulated load control means sets the adjusted simulated load amount W 3 (x) as follows so that the simulated load amount becomes 0 at the rated output.
W 3 (x) = − x + P (Equation 10)
When the adjusted simulated load amount W 3 (x) is less than the theoretical simulated load amount W 2 (x), the adjusted simulated load amount W 3 (x) is set as the simulated load amount.

最後に、模擬負荷制御手段は、理論模擬負荷量W2(x)が、定格模擬負荷量W1(x)以下で、且つ理論投入可能量W3(x)以下の場合、理論模擬負荷量W2(x)を、模擬負荷量に設定する。
結果、模擬負荷制御手段により、現在の電力負荷量xをパラメータとして設定される模擬負荷量W(x)は、以下の〔式11〕のように設定され、図4、図5では、太線で示されるグラフ図に沿って設定されることとなる。

W(x) =W1(x) (W1(x)<W2(x)の場合)
=W2(x) (W2(x)≦W1(x)、W3(x)の場合)
=W3(x) (W3(x)<W2(x)の場合)・・・・・・・〔式11〕
Finally, the simulated load control means uses the theoretical simulated load amount when the theoretical simulated load amount W 2 (x) is equal to or less than the rated simulated load amount W 1 (x) and equal to or less than the theoretical input possible amount W 3 (x). W 2 (x) is set as the simulated load amount.
As a result, the simulated load amount W (x) set by the simulated load control means using the current power load amount x as a parameter is set as shown in the following [Equation 11]. In FIGS. It will be set along the graph shown.

W (x) = W 1 (x) (when W 1 (x) <W 2 (x))
= W 2 (x) (W 2 (x) ≦ W 1 (x), W 3 (x))
= W 3 (x) (W 3 (x) <W 2 (x)) ......... [Equation 11]

本発明の実施形態に係る発電システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a power generation system according to an embodiment of the present invention 停電時における発電システムの発電制御に係るフロー図Flow chart related to power generation control of power generation system during power outage 定格模擬負荷量、理論模擬負荷量、理論投入可能量を示すグラフ図Graph showing the rated simulated load, theoretical simulated load, and theoretical input capacity 模擬負荷投入制御において投入される模擬負荷量を示すグラフ図Graph showing the simulated load input in simulated load input control 模擬負荷投入制御において投入される模擬負荷量と、当該模擬負荷量に基づいて決定される負荷投入量とを示すグラフ図The graph figure which shows the simulated load amount thrown in simulated load throw control, and the load throw amount determined based on the said simulated load amount 次期にエンジンへ投入できるエンジン許容投入量を示すグラフ図Graph showing the allowable engine input that can be input to the engine in the next term 模擬負荷分を含めて、次期にエンジンへ投入できる理論投入可能量を示すグラフ図A graph showing the theoretically available amount that can be input to the engine in the next period, including simulated load 瞬時にエンジンにかかる瞬時合計負荷量が、エンジンの最大許容出力を超える例を示すグラフ図Graph showing an example where the instantaneous total load on the engine exceeds the maximum allowable output of the engine 現在の電力負荷量、模擬負荷量、瞬間的にエンジンに係る瞬時合計負荷量の経時変化を示すグラフ図The graph which shows the time-dependent change of the present electric power load amount, the simulated load amount, and the instantaneous total load amount instantaneously related to the engine

本発明の実施形態に係る発電システムを、図面に基づいて説明する。
図1に示す発電システムは、商用電力系統21から受電した受電電力を消費する電力負荷40を有する事業所などの施設に設けられて、当該商用電力系統21からの受電が停止する停電が発生したときに、電力負荷40に対して、発電装置10で発電した発電電力P10を供給するシステムとして構成されている。
尚、商用電力系統21には、電力線L1、当該電力線L1に設けられる遮断器26などを介して、電力負荷40が設けられており、商用電力系統21から受電した受電電力は、電力線L1、当該電力線L1に設けられる遮断器26などを介して、電力負荷40に供給される。当該電力負荷40は、コンプレッサ、ポンプ、エレベータ、医療機器等の非常用設備などのように、施設の全電力負荷のうち重要負荷などの少なくとも一部の電力負荷とされている。
また、電力負荷40の電力線L1に対する接続部には、電力負荷40の消費電力としての電力負荷量P40を計測する電力負荷量計測器25(電力負荷量計測手段の一例)が設けられている。
A power generation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The power generation system shown in FIG. 1 is provided in a facility such as a business establishment having a power load 40 that consumes the received power received from the commercial power system 21, and a power outage that stops receiving power from the commercial power system 21 has occurred. Sometimes, the system is configured as a system for supplying the generated power P10 generated by the power generation device 10 to the power load 40.
The commercial power system 21 is provided with a power load 40 via a power line L1, a circuit breaker 26 provided on the power line L1, and the like. The received power received from the commercial power system 21 is the power line L1, The electric power is supplied to the electric power load 40 through the circuit breaker 26 provided on the electric power line L1. The power load 40 is at least a part of the power load such as an important load among all the power loads of the facility, such as an emergency facility such as a compressor, a pump, an elevator, or a medical device.
Further, a power load amount measuring device 25 (an example of a power load amount measuring unit) that measures a power load amount P40 as power consumption of the power load 40 is provided at a connection portion of the power load 40 with respect to the power line L1.

当該発電システムには、発電装置10と、当該発電装置10の運転制御等を行う発電制御装置15(発電制御手段の一例)とが設けられている。
上記発電装置10は、商用電力系統21の受電電力と同じ基準電圧(例えば、6600V)及び基準周波数(例えば60Hz)の発電電力P10を電力負荷40へ供給可能なものとして構成されている。更に、発電装置10は、発電に伴って熱を発生するコージェネレーションシステムとして構成されている。
The power generation system includes a power generation device 10 and a power generation control device 15 (an example of power generation control means) that performs operation control of the power generation device 10 and the like.
The power generation device 10 is configured to be able to supply the power load 40 with generated power P10 having the same reference voltage (for example, 6600 V) and reference frequency (for example, 60 Hz) as the received power of the commercial power system 21. Furthermore, the power generation device 10 is configured as a cogeneration system that generates heat as power is generated.

上記発電装置10は、発電機10bをエンジン10aで駆動する形態で発電を行って発電電力P10を出力する一般的な発電装置として構成されている。図示は省略するが、当該発電装置10には、発電機10bの発電電力P10を基準電圧及び基準周波数に変換する電力変換器や、バッテリーの蓄電電力を利用してエンジン10aを起動させるセルモータ等が設けられている。そして、発電制御装置15は、外部からの電力供給がない状態でも、エンジン10aをセルモータにより自立起動することができ、また、エンジン10aの回転速度を所望の定格回転速度に設定する形態で、発電機10bの出力電圧が規定電圧に維持されるように、エンジン10aの出力を制御する出力制御を実行する。
発電電力P10の出力側は、電力負荷遮断器13を介して電力線L2に接続されており、また、この電力線L2は、電力負荷遮断器27を介して電力線L1に接続されている。
即ち、電力負荷遮断器13及び電力負荷遮断器27は、発電機10bに対して電力負荷40を解列自在に構成されている。
The power generation apparatus 10 is configured as a general power generation apparatus that generates power in a form in which a generator 10b is driven by an engine 10a and outputs generated power P10. Although illustration is omitted, the power generation device 10 includes a power converter that converts the generated power P10 of the generator 10b into a reference voltage and a reference frequency, a cell motor that starts the engine 10a using the stored power of the battery, and the like. Is provided. Then, the power generation control device 15 can start the engine 10a independently by the cell motor even when there is no external power supply, and the power generation control device 15 sets the rotation speed of the engine 10a to a desired rated rotation speed. The output control for controlling the output of the engine 10a is executed so that the output voltage of the machine 10b is maintained at the specified voltage.
The output side of the generated power P <b> 10 is connected to the power line L <b> 2 through the power load circuit breaker 13, and the power line L <b> 2 is connected to the power line L <b> 1 through the power load circuit breaker 27.
That is, the power load circuit breaker 13 and the power load circuit breaker 27 are configured so that the power load 40 can be disconnected from the generator 10b.

発電システムには、商用電力系統21から電力線L1が受電する受電電圧を計測する系統連系保護継電器22が設けられている。即ち、当該系統連系保護継電器22は、受電電圧の計測結果を監視し、その結果から商用電力系統21からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段として機能する。
一方、発電制御装置15は、詳細については後述するが、系統連系保護継電器22の計測結果により停電が検出された停電時に、遮断器26を解列状態に切り換えて商用電力系統21から電力線L1を切り離したうえで、エンジン10aを起動させた状態で、電力負荷遮断器13及び電力負荷遮断器27を解列状態から並列状態に切り換えて発電機10bに対して電力負荷40を投入する電力負荷投入制御を実行する。
尚、当該電力負荷40のように、エンジン10aの起動後に発電機10bに投入される電力負荷40を初期負荷と呼ぶ場合がある。
The power generation system is provided with a system interconnection protection relay 22 that measures a power reception voltage received by the power line L1 from the commercial power system 21. That is, the grid interconnection protection relay 22 functions as a power failure detection unit that monitors the measurement result of the received voltage and detects a power failure that stops receiving power from the commercial power system 21 based on the result.
On the other hand, as will be described in detail later, the power generation control device 15 switches the circuit breaker 26 to the disconnected state at the time of a power failure when the power failure is detected based on the measurement result of the grid connection protection relay 22, and the power line L <b> 1 from the commercial power system 21. In the state where the engine 10a is started, the power load circuit breaker 13 and the power load circuit breaker 27 are switched from the parallel state to the parallel state, and the power load 40 is input to the generator 10b. Execute feed control.
In addition, like the power load 40, the power load 40 that is input to the generator 10b after the engine 10a is started may be referred to as an initial load.

当該発電システムは、施設内の電力負荷40とは別に、発電機10bの発電電力P10を消費する負荷抵抗器からなる模擬負荷30が設けられており、当該模擬負荷30は、電力線L2に対して、後述する電圧調整器31と変圧器28を介して接続されている。
即ち、電力負荷遮断器13を介して電力線L2に供給される発電機10bの発電電力P10は、変圧器28で所定の電圧まで低下された後に、電圧調整器31を介して模擬負荷30に供給できる。
The power generation system includes a simulated load 30 including a load resistor that consumes the generated power P10 of the generator 10b, in addition to the power load 40 in the facility. The simulated load 30 is connected to the power line L2. The voltage regulator 31 and the transformer 28 described later are connected.
That is, the generated power P10 of the generator 10b supplied to the power line L2 via the power load circuit breaker 13 is reduced to a predetermined voltage by the transformer 28 and then supplied to the simulated load 30 via the voltage regulator 31. it can.

電圧調整器31は、発電機10bと模擬負荷30との接続部に配置されており、模擬負荷30に供給される電力の電圧を変更可能なサイリスタチョッパ制御器などで構成されている。即ち、この電圧調整器31は、模擬負荷30に供給される電力の電圧を調整することで、模擬負荷30の模擬負荷量P30を変更可能な模擬負荷量調整手段として機能する。   The voltage regulator 31 is disposed at a connection portion between the generator 10b and the simulated load 30, and is configured by a thyristor chopper controller that can change the voltage of the power supplied to the simulated load 30. That is, the voltage regulator 31 functions as a simulated load amount adjusting unit that can change the simulated load amount P30 of the simulated load 30 by adjusting the voltage of the electric power supplied to the simulated load 30.

模擬負荷30としては、需要家の意思とは無関係に電力消費の有無の状態を切り換え可能な電力負荷であるヒータなどの電気抵抗器や、電力を回転負荷として消費する回転負荷抵抗器などが利用されている。また、電気抵抗器を模擬負荷30として利用する場合に、その発生した熱は、例えば、ファンにより直接放熱したり、エンジン10aの冷却水で回収された熱などと共に利用に供すことができる。
尚、変圧器28で電圧が低下された電力を発電装置10の補機などに供給しても構わない。この場合、本実施形態において、発電機10bの発電電力は、補機の消費電力を差し引いたものとして取り扱う。
As the simulated load 30, an electrical resistor such as a heater that is a power load capable of switching the state of power consumption regardless of the intention of the consumer, a rotary load resistor that consumes power as a rotational load, or the like is used. Has been. Further, when the electric resistor is used as the simulated load 30, the generated heat can be used for the heat, for example, directly radiated by a fan, or the heat recovered by the cooling water of the engine 10a.
In addition, you may supply the electric power by which the voltage was reduced with the transformer 28 to the auxiliary machine etc. of the electric power generating apparatus 10. FIG. In this case, in the present embodiment, the generated power of the generator 10b is handled as the power consumed by the auxiliary machine.

本実施形態の発電システムは、模擬負荷30と、その模擬負荷30の発電機10bに対する接続部に模擬負荷量調整手段として機能する電圧調整器31とを設けた上で、発電機10bの発電電力P10がエンジン10aを安定運転可能な所定の基準発電電力以上に維持されるように、電力負荷量計測器25の計測結果に基づいて電圧調整器31を制御する初期模擬負荷投入制御(模擬負荷投入制御の一例)を実行する模擬負荷制御装置32(模擬負荷制御手段の一例)が設けられている。
更に、本実施形態の発電システムにおいて、模擬負荷制御装置32は、瞬間的にエンジン10aにかかる瞬時合計負荷量がエンジン10aの最大許容出力Pmaxを超えないように、理論模擬負荷量を決定し、当該決定した理論模擬負荷量に基づいて、模擬負荷量調整手段としての電圧調整器31を制御する再模擬負荷投入制御(模擬負荷投入制御の一例)を実行するように構成されている。
The power generation system of the present embodiment is provided with a simulated load 30 and a voltage regulator 31 that functions as a simulated load amount adjusting means at a connection portion of the simulated load 30 to the generator 10b, and then the generated power of the generator 10b. Initial simulated load input control (simulated load input) for controlling the voltage regulator 31 based on the measurement result of the power load measuring device 25 so that P10 is maintained at a predetermined reference generation power or higher that enables stable operation of the engine 10a. A simulated load control device 32 (an example of simulated load control means) is provided for executing (an example of control).
Furthermore, in the power generation system of the present embodiment, the simulated load control device 32 determines the theoretical simulated load amount so that the instantaneous total load amount instantaneously applied to the engine 10a does not exceed the maximum allowable output Pmax of the engine 10a, Based on the determined theoretical simulated load amount, re-simulated load input control (an example of simulated load input control) for controlling the voltage regulator 31 as the simulated load amount adjusting means is executed.

尚、本実施形態における発電システムにおいては、エンジン10aへの負荷を投入するときのエンジン10aの運転の安定性を確保するべく、エンジン10aへの負荷投入量を特定の負荷投入制御方法に従って投入している。以下、初期模擬負荷投入制御、再模擬負荷投入制御の説明の前に、当該負荷投入制御方法について説明する。
本実施形態における発電システムにおいては、図6に示すように、投入負荷量毎に瞬時に投入可能なエンジン許容投入量が定められている。
当該エンジン許容投入量は、以下の〔式1〕及び〔式2〕で決定される。
f(x)=−(P0/1.1P)・x+P0・・・〔式1〕
f(x)=−x+P・・・・・・・・・・・・・・〔式2〕
ここで、P0は初期負荷投入量とし、Pはエンジン10aの定格出力とする。
ここで、図6に示すように、x≦x1の場合に〔式1〕が採用され、x>x1の場合に〔式2〕が採用される。
ここで、x1は、〔式1〕と〔式2〕との交点におけるxの値であり、以下の〔式3〕に示される値である。
1=1.1P(P−P0)/(1.1P−P0)・・〔式3〕
In the power generation system according to the present embodiment, in order to ensure the stability of operation of the engine 10a when the load is applied to the engine 10a, the load input amount to the engine 10a is input according to a specific load input control method. ing. Hereinafter, before explaining the initial simulated load input control and the re-simulated load input control, the load input control method will be described.
In the power generation system according to this embodiment, as shown in FIG. 6, an allowable engine input amount that can be instantaneously input is determined for each input load amount.
The allowable engine input amount is determined by the following [Equation 1] and [Equation 2].
f (x) = − (P 0 /1.1P)·x+P 0 (Equation 1)
f (x) = − x + P (2)
Here, P 0 is an initial load input amount, and P is a rated output of the engine 10a.
Here, as shown in FIG. 6, [Formula 1] is adopted in the case of x ≦ x 1, in the case of x> x 1 is [Formula 2] is employed.
Here, x 1 is the value of x at the intersection of [Equation 1] and [Equation 2], and is the value shown in [Equation 3] below.
x 1 = 1.1P (P−P 0 ) / (1.1P−P 0 ) .. [Equation 3]

例えば、初期負荷投入量P0が400kWで、エンジン10aの定格負荷量Pが1000kWである場合、エンジン許容投入量を示す〔式1〕及び〔式2〕は、図6に示すようなグラフ図となる。ここで、エンジン10aの現在出力(エンジン10aが背負う負荷量)が400kWである場合、次に、エンジン10aに瞬時で投入可能な投入量は255kWとなる。 For example, when the initial load input amount P 0 is 400 kW and the rated load amount P of the engine 10a is 1000 kW, [Equation 1] and [Equation 2] indicating the allowable engine input amount are graphs as shown in FIG. It becomes. Here, when the current output of the engine 10a (the load amount carried by the engine 10a) is 400 kW, the input amount that can be instantaneously input to the engine 10a is 255 kW.

本発明の実施形態に係る発電システムにあっては、電力負荷40とは別に、発電機10bの発電電力を消費する模擬負荷30と、発電機10bと模擬負荷30との接続部に配置され模擬負荷30の模擬負荷量を変更可能な模擬負荷量調整手段としての電圧調整器31とを備えている。
当該構成においては、エンジン10aに電力負荷40を投入する前に、予め、模擬負荷30を背負わせておき、電力負荷40を投入するのと同時に模擬負荷30を解列する形態で、エンジン10aに瞬時に投入可能な電力負荷量を増加できる。
この場合のエンジン許容投入量である理論投入可能量は、図7に示すように、以下の〔式4〕及び〔式5〕で決定される。
g(x、W)=f(x+W)+W・・・・・・・〔式4〕
g(x)=−x+P・・・・・・・・・・・・・〔式5〕
ここで、図7に示すように、x≦x2の場合に〔式4〕が採用され、x>x2の場合に〔式5〕が採用される。
ここで、x2は、〔式4〕と〔式5〕との交点におけるxの値であり、以下の〔式6〕に示される値である。
2={P0・W+1.1P(P−P0−W)}/(1.1P−P0)・・・〔式6〕
In the power generation system according to the embodiment of the present invention, separately from the power load 40, the simulation load 30 that consumes the generated power of the generator 10 b and the connection portion between the generator 10 b and the simulation load 30 are simulated. A voltage regulator 31 as a simulated load amount adjusting means capable of changing the simulated load amount of the load 30 is provided.
In this configuration, before the power load 40 is input to the engine 10a, the simulated load 30 is carried in advance, and the simulated load 30 is disconnected at the same time as the power load 40 is input. The amount of power load that can be instantaneously supplied can be increased.
As shown in FIG. 7, the theoretical input possible amount that is the engine allowable input amount in this case is determined by the following [Equation 4] and [Equation 5].
g (x, W) = f (x + W) + W (4)
g (x) = − x + P (Equation 5)
Here, as shown in FIG. 7, [Expression 4] is adopted when x ≦ x 2 , and [Expression 5] is adopted when x> x 2 .
Here, x 2 is the value of x at the point of intersection with the [equation 4] and [Equation 5] is a value shown in the following [Equation 6].
x 2 = {P 0 · W + 1.1P (P−P 0 −W)} / (1.1P−P 0 ) (Equation 6)

以下、初期負荷投入量が400kWで、エンジン10aの定格出力が1000kWであるとき、理論投入可能量は、図7に示すようなグラフ図で表されることになるが、この場合におおいて理論投入可能量を算出する例を示す。   Hereinafter, when the initial load input amount is 400 kW and the rated output of the engine 10a is 1000 kW, the theoretical input possible amount is represented by a graph as shown in FIG. An example of calculating the possible input amount will be shown.

〔例1〕現在の電力負荷量が0kWで、模擬負荷量が400kWである場合、理論投入可能量は、以下の値となる。
Y1=g(0,400)=f(400)+400=255+400=655kW
[Example 1] When the current power load amount is 0 kW and the simulated load amount is 400 kW, the theoretical input possible amount is the following value.
Y1 = g (0,400) = f (400) + 400 = 255 + 400 = 655 kW

〔例2〕現在の電力負荷量が200kWで、模擬負荷量が400kWである場合、理論模擬負荷量は、以下の値となる。
Y2=g(200,400)=f(600)+400=182+400=582kW
[Example 2] When the current power load amount is 200 kW and the simulated load amount is 400 kW, the theoretical simulated load amount becomes the following value.
Y2 = g (200,400) = f (600) + 400 = 182 + 400 = 582 kW

本発明の実施形態に係る発電システムにあっては、上述した負荷投入制御方法を前提として負荷を投入する。以下、発電システムが当該前提に基づいて、停電時において実行する停電時の電力負荷投入制御、初期模擬負荷投入制御、及び再模擬負荷投入制御の処理フローについて、図2及び図9に基づいて説明する。
尚、図9に示す制御例では、説明の関係上、時間T7〜時間T8の間において、瞬間的にエンジン10aにかかる負荷が、エンジン10aの最大許容出力Pmaxを超える場合を示しているが、本発明の実施形態にかかる発電システムでは、エンジン10aにかかる負荷が、瞬間的にも、エンジン10aの最大許容出力Pmaxを超えることのないように、模擬負荷30の模擬負荷量を制御することができるものに関するものである。
In the power generation system according to the embodiment of the present invention, a load is input on the premise of the load input control method described above. In the following, the processing flow of power load input control, initial simulated load input control, and re-simulated load input control at the time of a power failure executed by the power generation system at the time of a power failure will be described based on FIG. 2 and FIG. To do.
In the control example shown in FIG. 9, the relationship between the description, during the time T 7 ~ time T 8, the instantaneous load applied to the engine 10a, shows a exceeding the maximum allowed output Pmax of the engine 10a However, in the power generation system according to the embodiment of the present invention, the simulated load amount of the simulated load 30 is controlled so that the load applied to the engine 10a does not instantaneously exceed the maximum allowable output Pmax of the engine 10a. It is about what can be.

系統連系保護継電器22の計測結果により停電が検出された停電時(図2のステップ#1のyes側、図9の時間T0)には、発電制御装置15が、電力負荷遮断器13及び電力負荷遮断器27を解列状態(非通電状態)に切り替えて、発電機10bから電力負荷40を解列した状態で、蓄電電力によりセルモータを作動して、エンジン10aを自立起動させる(図2のステップ#2)。
尚、電力負荷40が重要負荷である場合、停電が検出された段階で、当該電力負荷40へ蓄電電力を供給するように構成しても構わない。
すると、図9における時間T0〜時間T1において、エンジン10aの回転速度が上昇し、それに伴って、エンジン10aにより回転駆動される発電機10bの発電電圧が上昇する。
At the time of a power failure in which a power failure is detected from the measurement result of the grid interconnection protection relay 22 (yes side of step # 1 in FIG. 2, time T 0 in FIG. 9), the power generation control device 15 is connected to the power load breaker 13 and The power load circuit breaker 27 is switched to a disconnected state (non-energized state), and in a state where the power load 40 is disconnected from the generator 10b, the cell motor is operated by the stored power to start the engine 10a independently (FIG. 2). Step # 2).
In the case where the power load 40 is an important load, the stored power may be supplied to the power load 40 when a power failure is detected.
Then, from time T 0 to time T 1 in FIG. 9, the rotational speed of the engine 10a increases, and accordingly, the power generation voltage of the generator 10b driven to rotate by the engine 10a increases.

次に、発電制御装置15は、エンジン10aの回転速度が定格回転速度に達し、それに伴って、発電機10bの発電電圧が基準発電電圧に到達したと判定したときに(図2のステップ#3のyes側)、電力負荷遮断器13を解列状態から並列状態(通電状態)に切り替えて、発電機10bに模擬負荷30を投入する初期模擬負荷投入制御を実行する(図2のステップ#4、図9の時間T1〜時間T2)。尚、このように発電機10bに対して模擬負荷30のみを投入している状態では、発電機10bの発電電力P10は模擬負荷30の模擬負荷量P30に一致することになる。 Next, the power generation control device 15 determines that the rotational speed of the engine 10a has reached the rated rotational speed, and accordingly, the power generation voltage of the power generator 10b has reached the reference power generation voltage (step # 3 in FIG. 2). 2), the power load circuit breaker 13 is switched from the disconnected state to the parallel state (energized state), and the initial simulated load charging control for loading the simulated load 30 to the generator 10b is executed (step # 4 in FIG. 2). , the time T 1 ~ time T 2 of the FIG. 9). When only the simulated load 30 is input to the generator 10b as described above, the generated power P10 of the generator 10b matches the simulated load amount P30 of the simulated load 30.

この初期模擬負荷投入制御(図2のステップ#4、図9の時間T1〜時間T2)では、先ず、模擬負荷制御装置32が、電圧調整器31により模擬負荷30に供給される電力の電圧を調整することで、模擬負荷30の模擬負荷量P30が十分に小さい状態で、当該模擬負荷30が発電機10bに投入されて、模擬負荷30への給電が開始される。このことにより発電機10bの運転状態が安定したものに維持される。次に、模擬負荷制御装置32が、電圧調整器31により模擬負荷30に供給される電力の電圧を徐々に増加させることで、模擬負荷30の模擬負荷量P30が、始動初期の発電機10bの基準発電電力に至るまで増加する(模擬負荷30の模擬負荷量P30が、予め決定されている初期模擬負荷量まで増加する:図9では、400kWまで増加)。尚、本実施形態において、このエンジン10aを安定運転可能な基準発電電力は、発電機10bの定格発電電力の約40%に設定されている。
このことにより、エンジン10aの運転状態は安定したものに維持されたまま、エンジン10aに適度な負荷がかかり、結果、当該エンジン10aの暖機が早期に進行することになる。
In this initial simulated load charging control (step # 4 in FIG. 2, time T 1 to time T 2 in FIG. 9), first, the simulated load control device 32 generates power to be supplied to the simulated load 30 by the voltage regulator 31. By adjusting the voltage, the simulated load 30 is input to the generator 10b in a state where the simulated load amount P30 of the simulated load 30 is sufficiently small, and power supply to the simulated load 30 is started. As a result, the operating state of the generator 10b is maintained stable. Next, the simulated load control device 32 gradually increases the voltage of the electric power supplied to the simulated load 30 by the voltage regulator 31, so that the simulated load amount P30 of the simulated load 30 becomes the initial value of the generator 10b. It increases until it reaches the reference generated power (the simulated load amount P30 of the simulated load 30 increases to a predetermined initial simulated load amount: in FIG. 9, it increases to 400 kW). In the present embodiment, the reference generated power that can stably operate the engine 10a is set to about 40% of the rated generated power of the generator 10b.
As a result, an appropriate load is applied to the engine 10a while the operating state of the engine 10a is maintained stable, and as a result, warm-up of the engine 10a proceeds at an early stage.

次に、発電制御装置15は、電力負荷遮断器27を解列状態から並列状態(通電状態)に切り替えて、発電機10bに電力負荷40を投入する電力負荷投入制御を実行し(図2のステップ#5、図9の時間T3で300kWの電力負荷30を投入)、電力負荷40への給電が開始される。
ここで、模擬負荷制御装置32は、発電制御装置15が、電力負荷遮断器27を解列状態から並列状態(通電状態)に切り替えるのと同時に、電圧調整器31により模擬負荷30に供給される電力の電圧を調整することで、模擬負荷30の模擬負荷量P30を、投入される電力負荷40の電力負荷量(図9では300kW)だけ減少させる。ただし、ここで、制御系の遅れにより、模擬負荷30の模擬負荷量P30を低減するタイミングが、発電制御装置15が電力負荷遮断器27を解列状態から並列状態(通電状態)に切り替えるタイミングよりも遅れることとなる(図9で、時間T3〜時間T4で示す遅れが発生する)。
その結果、エンジン10aには、一時的に、電力負荷40としての電力負荷量(図9で、300kW)と、模擬負荷30としての模擬負荷量(図9で400kW)がかかることとなり、合計で700kWの負荷(図9で、P10で示す負荷)がかかることになる。ただし、この場合、エンジン10aに、瞬間的にかかる負荷量は、エンジン10aの最大許容出力(図9では、1100kW)を超えることはない。
尚、エンジン10aに模擬負荷30を投入している場合で、当該模擬負荷量以下の電力負荷40を、模擬負荷30と切り替える形態で投入する場合、エンジン10a側からは、実質的に負荷が増大することはない。従って、この場合、上述したエンジン10aの許容投入量の関係(図7に示す関係)に従って、負荷を投入する必要はないものとする。
Next, the power generation control device 15 switches the power load circuit breaker 27 from the disconnected state to the parallel state (energized state), and executes power load input control to input the power load 40 to the generator 10b (FIG. 2). step # 5, the input to 300kW of power load 30 at time T 3 in FIG. 9), the power supply to power load 40 is started.
Here, the simulated load control device 32 is supplied to the simulated load 30 by the voltage regulator 31 at the same time when the power generation control device 15 switches the power load circuit breaker 27 from the disconnected state to the parallel state (energized state). By adjusting the voltage of the power, the simulated load amount P30 of the simulated load 30 is reduced by the power load amount of the power load 40 to be input (300 kW in FIG. 9). However, here, the timing at which the simulated load amount P30 of the simulated load 30 is reduced due to the delay of the control system is greater than the timing at which the power generation control device 15 switches the power load circuit breaker 27 from the disconnected state to the parallel state (energized state). (In FIG. 9, a delay indicated by time T 3 to time T 4 occurs).
As a result, the engine 10a temporarily receives a power load amount as the power load 40 (300 kW in FIG. 9) and a simulated load amount as the simulated load 30 (400 kW in FIG. 9). A load of 700 kW (load indicated by P10 in FIG. 9) is applied. However, in this case, the load applied instantaneously to the engine 10a does not exceed the maximum allowable output of the engine 10a (1100 kW in FIG. 9).
When the simulated load 30 is applied to the engine 10a and the power load 40 equal to or less than the simulated load amount is switched to the simulated load 30, the load is substantially increased from the engine 10a side. Never do. Therefore, in this case, it is assumed that it is not necessary to load a load in accordance with the relationship of the allowable amount of engine 10a described above (the relationship shown in FIG. 7).

模擬負荷制御装置32は、エンジン10aの運転が安定するしばらくの間(時間T4〜時間T5の間)、模擬負荷30の模擬負荷量を一定に維持した後、再び、模擬負荷量を徐々に増加させる(図9では、時間T5〜時間T6の間の時間をかけて、100kWから400kWへ増加させる)。 The simulated load control device 32 maintains the simulated load amount of the simulated load 30 for a while (during time T 4 to time T 5 ) for a while when the operation of the engine 10 a is stabilized, and then gradually increases the simulated load amount again. (In FIG. 9, it is increased from 100 kW to 400 kW over a period between time T 5 and time T 6 ).

次に、発電制御装置15は、電力負荷40に更なる給電を行うべく、発電機10bに電力負荷40を投入する電力負荷投入制御(図2のステップ#5、図9で時間T7での制御)を実行し、電力負荷40への給電量が増加される。
このとき、現在の電力負荷量が300kWで、模擬負荷量が400kWであるから、投入される理論投入可能量は、図7に示す理論投入量の式に従って、以下の値となる。
g(300,400)=f(700)+400=145+400=545kW
Next, the power generation control unit 15, to perform further power supply to the power load 40, generator power load application control to inject power load 40 to 10b (step # 5 in FIG. 2, at time T 7 in FIG. 9 Control) is executed, and the amount of power supplied to the power load 40 is increased.
At this time, since the current power load amount is 300 kW and the simulated load amount is 400 kW, the theoretically input possible amount to be input is the following value according to the formula of theoretical input amount shown in FIG.
g (300,400) = f (700) + 400 = 145 + 400 = 545 kW

ここで、エンジン10aに上述の理論投入可能量を投入する場合、理論投入可能量を投入する時点と同時に、模擬負荷制御装置32は、模擬負荷30の模擬負荷量を減少する(図9に示す例では、400kWの模擬負荷量を減少)制御指令を出力することとなるが、当該制御が実際に実行されるタイミングは、制御系の遅れの影響で、理論投入可能量を投入するタイミングから遅れる(図9で、時間T7〜時間T8に示す時間遅れる)こととなる。このため、エンジン10aには、図8に示すように、理論投入可能量を投入した時点において、瞬間的に理論投入可能量y1と、現在の電力負荷量y2と、現在の模擬負荷量y3との合計の瞬時合計負荷量Y3がかかることとなる。
Y3=y1+y2+y3=g(300、400)+300+400
=545+300+400=1245kW
Here, when the above-described theoretically available amount is input to the engine 10a, the simulated load control device 32 decreases the simulated load amount of the simulated load 30 at the same time as the theoretically input amount is input (shown in FIG. 9). In the example, the simulation load amount of 400 kW is reduced), and a control command is output. However, the timing at which the control is actually executed is delayed from the timing at which the theoretical input possible amount is input due to the delay of the control system. (In FIG. 9, the time shown by time T 7 to time T 8 is delayed). Therefore, as shown in FIG. 8, the engine 10a is instantaneously charged with the theoretical input possible amount y1, the current power load amount y2, and the current simulated load amount y3. The total instantaneous total load amount Y3 is applied.
Y3 = y1 + y2 + y3 = g (300, 400) + 300 + 400
= 545 + 300 + 400 = 1245kW

ここで、通常、エンジン10aでは、定格出力Pの1.1倍が、その最大許容出力Pmaxとして規定され、当該最大許容出力Pmaxは、1100kWとなる。
従って、上述の場合、瞬間的にエンジン10aにかかる合計の瞬時合計負荷量Y3(1245kW)が、エンジン10aの最大許容出力Pmax(1100kW)を超えることとなり、エンジン10aに重大な損傷を与えてしまう虞がある。
Here, normally, in the engine 10a, 1.1 times the rated output P is defined as the maximum allowable output Pmax, and the maximum allowable output Pmax is 1100 kW.
Therefore, in the above-described case, the total instantaneous load amount Y3 (1245 kW) instantaneously applied to the engine 10a exceeds the maximum allowable output Pmax (1100 kW) of the engine 10a, causing serious damage to the engine 10a. There is a fear.

そこで、本発明にあっては、模擬負荷制御装置32(瞬時合計負荷量導出手段の一例)が、電力負荷量計測手段としての系統連系保護継電器22にて計測される電力負荷40aの現在の電力負荷量y2と、現在の電力負荷量をパラメータとした模擬負荷30の消費電力としての理論模擬負荷量y3と、理論投入可能量y1との合計の瞬時合計負荷量Y3を導出する。
そして、模擬負荷制御装置32が、瞬時合計負荷量Y3がエンジン10aの最大許容出力Pmaxと等しくなるように、理論模擬負荷量y3を決定し、決定した理論模擬負荷量y3に基づいて再模擬負荷投入制御(図2のステップ#6)を実行する。
Therefore, in the present invention, the simulated load control device 32 (an example of the instantaneous total load amount derivation unit) is configured to use the current power load 40a measured by the grid interconnection protection relay 22 as the power load amount measurement unit. An instantaneous total load amount Y3 is derived which is the sum of the power load amount y2, the theoretical simulated load amount y3 as the power consumption of the simulated load 30 using the current power load amount as a parameter, and the theoretical input possible amount y1.
Then, the simulated load control device 32 determines the theoretical simulated load amount y3 so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the maximum allowable output Pmax of the engine 10a, and re-simulated load based on the determined theoretical simulated load amount y3. Input control (step # 6 in FIG. 2) is executed.

説明を加えると、模擬負荷制御装置32は、理論模擬負荷量y3を、瞬時合計負荷量Y3がエンジン10aの最大許容出力Pmaxと等しくなるように、現在の電力負荷量xをパラメータとして決定すると共に、理論投入可能量y1を、瞬時合計負荷量Y3がエンジン10aの最大許容出力Pmaxと等しくなるように、現在の電力負荷量xと理論模擬負荷量y3とをパラメータとして決定する。この場合、以下の〔式7〕に示す関係式が成り立つ。
y2+y3+y1=Y3=Pmax・・・・・・・・・・・・・・・・・〔式7〕
In addition, the simulated load control device 32 determines the theoretical simulated load amount y3 using the current power load amount x as a parameter so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the maximum allowable output Pmax of the engine 10a. The theoretical input possible amount y1 is determined using the current power load amount x and the theoretical simulated load amount y3 as parameters so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the maximum allowable output Pmax of the engine 10a. In this case, the following relational expression shown in [Expression 7] holds.
y2 + y3 + y1 = Y3 = Pmax (Equation 7)

当該式を、現在の電力負荷量をx、理論模擬負荷量y3をW2(x)として、変形すると、
x+W2(x)+g(x、W2(x))=Pmax

x+W2(x)+f(x+W2(x))+W2(x)=Pmax

x+W2(x)−P0/1.1P・(x+W2(x))+P0+W2(x)=Pmax

2(x)=1/G・{x(P0/1.1P−1)−P0+Pmax}・・・〔式8〕
ただし、G=2−P0/1.1P
さらに、理論投入可能量y1をW3(x)とすると、
3(x)=g(x+W2(x))・・・・・・・・・・・・・・・・・・・〔式9〕
When the current power load amount is x and the theoretical simulated load amount y3 is W 2 (x),
x + W 2 (x) + g (x, W 2 (x)) = Pmax

x + W 2 (x) + f (x + W 2 (x)) + W 2 (x) = Pmax

x + W 2 (x) −P 0 /1.1P·(x+W 2 (x)) + P 0 + W 2 (x) = Pmax

W 2 (x) = 1 / G · {x (P 0 /1.1P−1)−P 0 + Pmax} (Equation 8)
However, G = 2−P 0 /1.1P
Furthermore, if the theoretical input possible amount y1 is W 3 (x),
W 3 (x) = g (x + W 2 (x)) ... [Equation 9]

ここで、定格模擬負荷量をW1(x)=W0と、理論模擬負荷量W2(x)と、理論投入可能量y1(x)とを、グラフ図に示すと、図3に示すようなグラフ図となる。 Here, when the rated simulated load amount W 1 (x) = W 0 , the theoretical simulated load amount W 2 (x), and the theoretical input possible amount y 1 (x) are shown in a graph, FIG. The graph is as shown.

本発明にあっては、基本的には、模擬負荷量は、上記で導出した理論模擬負荷量W2(x)に設定するのであるが、現在の電力負荷量xが小さい場合には、図3に示すように、理論模擬負荷量W2(x)が定格模擬負荷量W1(x)を、計算上超える場合がある。しかしながら、模擬負荷量は定格模擬負荷量W1(x)を超えて設定することはできない。
そこで、模擬負荷制御装置32は、定格模擬負荷量W1(x)が、理論模擬負荷量W2(x)未満の場合、当該定格模擬負荷量W1(x)を模擬負荷量に設定する。
In the present invention, basically, the simulated load amount is set to the theoretical simulated load amount W 2 (x) derived above, but when the current power load amount x is small, As shown in FIG. 3, the theoretical simulated load amount W 2 (x) may exceed the rated simulated load amount W 1 (x) in calculation. However, the simulated load amount cannot be set exceeding the rated simulated load amount W 1 (x).
Therefore, when the rated simulated load amount W 1 (x) is less than the theoretical simulated load amount W 2 (x), the simulated load control device 32 sets the rated simulated load amount W 1 (x) as the simulated load amount. .

一方、現在の電力負荷量が十分に大きい場合、図3に示すように、エンジンの定格出力を超えても理論模擬負荷量W2(x)に残りがある状況になる。当該残りの模擬負荷量だけ不要な電力を消費していることとなり、好ましくない。
そこで、本発明にあっては、模擬負荷制御手段は、定格出力で模擬負荷量が0になるように調整模擬負荷量W3(x)を以下のように設定する。
3(x)=−x+P・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・〔式10〕
調整模擬負荷量W3(x)が、理論模擬負荷量W2(x)未満の場合、当該調整模擬負荷量W3(x)を、模擬負荷量に設定する。
On the other hand, when the current power load amount is sufficiently large, as shown in FIG. 3, even if the rated output of the engine is exceeded, there remains a situation in the theoretical simulated load amount W 2 (x). Unnecessary power is consumed by the remaining simulated load amount, which is not preferable.
Therefore, in the present invention, the simulated load control means sets the adjusted simulated load amount W 3 (x) as follows so that the simulated load amount becomes 0 at the rated output.
W 3 (x) = − x + P (Equation 10)
When the adjusted simulated load amount W 3 (x) is less than the theoretical simulated load amount W 2 (x), the adjusted simulated load amount W 3 (x) is set as the simulated load amount.

最後に、模擬負荷制御装置32は、理論模擬負荷量W2(x)が、定格模擬負荷量W1(x)以下で、且つ理論投入可能量W3(x)以下の場合、理論模擬負荷量W2(x)を、模擬負荷量に設定する。
結果、模擬負荷制御手段により、現在の電力負荷をパラメータとして設定される模擬負荷量W(x)は、以下の〔式11〕のように設定され、図4、図5では、太線で示されるグラフ図に沿って設定されることとなる。
W(x)=W1(x) (W1(x)<W2(x)の場合)
=W2(x) (W2(x)≦W1(x)、W3(x)の場合)
=W3(x) (W3(x)<W2(x)の場合)・・・・・・・・〔式11〕
Finally, the simulated load control device 32 determines that the theoretical simulated load when the theoretical simulated load amount W 2 (x) is equal to or less than the rated simulated load amount W 1 (x) and equal to or less than the theoretical input possible amount W 3 (x). The amount W 2 (x) is set as the simulated load amount.
As a result, the simulated load amount W (x) set by the simulated load control means using the current power load as a parameter is set as shown in the following [Equation 11], and is indicated by a thick line in FIGS. It will be set along the graph.
W (x) = W 1 (x) (when W 1 (x) <W 2 (x))
= W 2 (x) (W 2 (x) ≦ W 1 (x), W 3 (x))
= W 3 (x) (W 3 (x) <W 2 (x))

そして、発電制御装置15は、このように決定された模擬負荷量W(x)に基づいて、以下の〔式12〕に基づいて、エンジン10aへの負荷投入量を決定する。
h(x)=min(g(x、W(x))、−x+P))・・・・・・〔式12〕
And the electric power generation control apparatus 15 determines the load injection | throwing-in amount to the engine 10a based on the following [Formula 12] based on the simulated load amount W (x) determined in this way.
h (x) = min (g (x, W (x)), −x + P)) (Equation 12)

以上の再模擬負荷投入制御(図2でステップ#6)を、模擬負荷量W(x)が0となるまで繰り返し実行し続ける(図2でステップ#7)。   The re-simulation load input control (step # 6 in FIG. 2) is repeatedly executed until the simulated load amount W (x) becomes 0 (step # 7 in FIG. 2).

〔別実施形態〕
(1)上記実施形態にあっては、模擬負荷30を適切に使う意味で、瞬時合計負荷量Y3が、エンジン10aの最大許容出力Pmax(定格出力の1.1倍の出力)と等しくなるように、理論模擬負荷量W2(x)の関係式、及び理論投入可能量W3(x)の関係式を導出した。
しかしながら、エンジン10aの重故障のリスクをより低減する観点からは、瞬時合計負荷量Y3が、エンジン10aの最大許容出力Pmax未満となるように(エンジン10aの最大許容出力Pmax未満の値と等しくなるように)、理論模擬負荷量W2(x)、及び理論投入可能量W3(x)を導出しても構わない。
例えば、瞬時合計負荷量Y3が、エンジン10aの定格出力Pと等しくなるように、理論模擬負荷量W2(x)、及び理論投入可能量W3(x)を導出するように構成しても構わない。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the instantaneous total load Y3 is equal to the maximum allowable output Pmax (1.1 times the rated output) of the engine 10a in the sense of appropriately using the simulated load 30. In addition, a relational expression of the theoretical simulated load W 2 (x) and a relational expression of the theoretical input possible quantity W 3 (x) were derived.
However, from the viewpoint of further reducing the risk of a serious failure of the engine 10a, the instantaneous total load Y3 is equal to a value less than the maximum allowable output Pmax of the engine 10a so as to be less than the maximum allowable output Pmax of the engine 10a. As described above, the theoretical simulation load amount W 2 (x) and the theoretical input possible amount W 3 (x) may be derived.
For example, the theoretical simulated load amount W 2 (x) and the theoretical input possible amount W 3 (x) may be derived so that the instantaneous total load amount Y3 becomes equal to the rated output P of the engine 10a. I do not care.

(2)上記実施形態にあっては、単一の模擬負荷30における消費電力を変更する形態で、模擬負荷量を調整する構成例を示した。
しかしながら、本発明にあっては、発電機10bの発電電力P10を各別に消費する複数の模擬負荷30を設けると共に、当該模擬負荷30を、電力線L2を介して、複数のリレーからなる模擬負荷遮断器の夫々を介して変圧器28に接続される構成を採用しても構わない。
(2) In the above embodiment, the configuration example in which the simulated load amount is adjusted in the form of changing the power consumption in the single simulated load 30 has been shown.
However, in the present invention, a plurality of simulated loads 30 that individually consume the generated power P10 of the generator 10b are provided, and the simulated loads 30 are cut off by a simulated load including a plurality of relays via the power line L2. A configuration in which the transformer 28 is connected via each of the transformers may be adopted.

(3)上記実施形態において、発電制御装置15と模擬負荷制御装置32とは、個別の制御装置として構成しても良いし、共通の制御装置が、それらの機能を果たすように構成しても良い。 (3) In the above embodiment, the power generation control device 15 and the simulated load control device 32 may be configured as individual control devices, or may be configured so that a common control device performs these functions. good.

尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。   The configuration disclosed in the above embodiment (including another embodiment, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configuration disclosed in the other embodiment, as long as no contradiction occurs. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

本発明の発電システムは、エンジンに電力負荷が投入される場合に、エンジンの運転状態が不安定となり、排気エミッションが悪化したり、エンジンがストールしたりすることを防止できる発電システムとして、有効に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The power generation system of the present invention is effective as a power generation system that can prevent the engine operating state from becoming unstable and exhaust emissions from deteriorating or the engine from stalling when an electric power load is applied to the engine. Is available.

10 :発電装置
10a :エンジン
10b :発電機
13、27:電力負荷遮断器
15 :発電制御装置
25 :電力負荷量計測器
30 :模擬負荷
31 :模擬負荷量調整手段
32 :模擬負荷制御装置
40 :電力負荷
Pmax :最大許容出力
W :模擬負荷量
W1 :定格模擬負荷量
W2 :理論模擬負荷量
W3 :理論投入可能量
Y3 :瞬時合計負荷量
x :電力負荷量
y1 :理論投入可能量
y2 :電力負荷量
y3 :理論模擬負荷量
10: Power generation device 10a: Engine 10b: Generator 13, 27: Power load circuit breaker 15: Power generation control device 25: Power load amount measuring device 30: Simulated load 31: Simulated load amount adjusting means 32: Simulated load control device 40: Power load Pmax: Maximum allowable output W: Simulated load amount W1: Rated simulated load amount W2: Theoretical simulated load amount W3: Theoretical input amount Y3: Instantaneous total load amount x: Power load amount y1: Theoretical input amount y2: Electric power Load amount y3: Theoretical simulation load amount

Claims (3)

エンジンにより回転駆動されて発電を行う発電機と、
前記発電機において利用者側の電力負荷を解列可能な電力負荷遮断器とを備え、
前記エンジンを駆動させた状態で前記電力負荷遮断器を解列状態から並列状態へ切り換えて前記発電機に対して前記電力負荷を投入する電力負荷投入制御を実行し、前記発電機の出力電圧が規定電圧に維持されるように前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御を実行する発電制御手段を備えた発電システムであって、
前記電力負荷の消費電力としての電力負荷量を計測する電力負荷量計測手段と、
前記電力負荷とは別に、前記発電機の発電電力を消費する模擬負荷と、
前記発電機と前記模擬負荷との接続部に配置され、前記模擬負荷の消費電力としての模擬負荷量を変更可能な模擬負荷量調整手段と、
前記電力負荷量計測手段にて計測される現在の前記電力負荷量と、現在の前記電力負荷量をパラメータとした前記模擬負荷の消費電力としての理論模擬負荷量と、現在の前記電力負荷量と前記理論模擬負荷量とをパラメータとして前記エンジンへの負荷投入性能を規格化する理論投入可能量関係式にて決定される理論投入可能量との合計の瞬時合計負荷量を、瞬間的に前記エンジンにかかる瞬時合計負荷量として導出する瞬時合計負荷量導出手段と、
前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力を超えないように、前記理論模擬負荷量を決定し、決定した前記理論模擬負荷量に基づいて、前記模擬負荷量調整手段を制御する模擬負荷投入制御を実行する模擬負荷制御手段とを備える発電システム。
A generator that is rotationally driven by an engine to generate electricity;
A power load breaker capable of disconnecting a user-side power load in the generator;
When the engine is driven, the power load circuit breaker is switched from the disconnected state to the parallel state, and power load input control is performed to input the power load to the generator, and the output voltage of the generator is A power generation system comprising power generation control means for executing engine output control for controlling the output of the engine so as to be maintained at a specified voltage,
A power load measuring means for measuring a power load as power consumption of the power load;
Apart from the power load, a simulated load that consumes the power generated by the generator,
A simulated load amount adjusting means disposed at a connection between the generator and the simulated load and capable of changing a simulated load amount as power consumption of the simulated load;
The current power load measured by the power load measuring means, the theoretical simulated load as the power consumption of the simulated load with the current power load as a parameter, and the current power load The instantaneous total load amount, which is the sum of the theoretical input amount and the theoretical input amount determined by a theoretical input amount relational expression that standardizes load input performance to the engine using the theoretical simulated load amount as a parameter, is instantaneously An instantaneous total load derivation means for deriving as an instantaneous total load on
The simulated load input for determining the theoretical simulated load amount so that the instantaneous total load amount does not exceed the maximum allowable output of the engine and controlling the simulated load amount adjusting means based on the determined theoretical simulated load amount A power generation system comprising simulated load control means for executing control.
前記模擬負荷制御手段は、
前記理論模擬負荷量を、前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の前記電力負荷量をパラメータとして決定すると共に、
前記理論投入可能量を、前記瞬時合計負荷量が前記エンジンの最大許容出力と等しくなるように、現在の前記電力負荷量と前記理論模擬負荷量とをパラメータとして決定する請求項1に記載の発電システム。
The simulated load control means includes
The theoretical simulated load amount is determined using the current power load amount as a parameter so that the instantaneous total load amount becomes equal to the maximum allowable output of the engine, and
2. The power generation according to claim 1, wherein the theoretical input possible amount is determined using the current power load amount and the theoretical simulated load amount as parameters so that the instantaneous total load amount becomes equal to a maximum allowable output of the engine. system.
前記模擬負荷制御手段は、
前記模擬負荷の定格の消費電力である定格模擬負荷量が、現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量未満の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を前記定格模擬負荷量に制御し、
現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量が、前記模擬負荷の定格の消費電力である定格模擬負荷量以下で、且つ、現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量以下の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量に制御し、
現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量が、現在の前記電力負荷量における前記理論模擬負荷量未満の場合、前記模擬負荷量調整手段にて前記模擬負荷の消費電力を、現在の前記電力負荷量における前記理論投入可能量に制御する請求項2に記載の発電システム。
The simulated load control means includes
When the rated simulated load amount, which is the rated power consumption of the simulated load, is less than the theoretical simulated load amount in the current power load amount, the simulated load power adjusting means converts the simulated load power consumption into the rated simulation. Control to the load amount,
When the theoretical simulated load amount in the current power load amount is less than or equal to the rated simulated load amount that is the rated power consumption of the simulated load, and less than or equal to the theoretical input possible amount in the current power load amount, The simulated load amount adjustment means controls the power consumption of the simulated load to the theoretical simulated load amount in the current power load amount,
When the theoretically possible input amount in the current power load amount is less than the theoretical simulated load amount in the current power load amount, the simulated load amount adjusting means calculates the power consumption of the simulated load in the current power amount. The power generation system according to claim 2, wherein the amount of load is controlled to the theoretical input possible amount.
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WO2023080174A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 Jfeエンジニアリング株式会社 Electric power generation system, control device, control method, and program

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