JP3327696B2 - ガスエンジン発電設備の運転制御方法及び装置 - Google Patents
ガスエンジン発電設備の運転制御方法及び装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンと、その
出力を利用して発電を行う発電設備とを有し、該発電設
備で発電された電力系統と、他の発電設備で発電された
電力系統とが同一の系統で負荷に供給される様な系統連
系のガスエンジン発電設備の運転制御の改良に関する。
より詳細には、ガスエンジンに供給されるガスの組成変
動に起因するノッキングの発生を防止出来る様なガスエ
ンジン発電設備の運転制御方法及び装置に関する。
出力を利用して発電を行う発電設備とを有し、該発電設
備で発電された電力系統と、他の発電設備で発電された
電力系統とが同一の系統で負荷に供給される様な系統連
系のガスエンジン発電設備の運転制御の改良に関する。
より詳細には、ガスエンジンに供給されるガスの組成変
動に起因するノッキングの発生を防止出来る様なガスエ
ンジン発電設備の運転制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンやタービン等の動力によって発
電を行うと同時に、その発電により生じた排熱を利用し
て、エネルギー効率を高めたシステムは、一般にコジェ
ネレーションシステムとして広く実施されている。そし
て、コジェネレーションシステムの原動機として、ガス
エンジンが用いられる場合がある。この場合、コジェネ
レーションシステムだけでは、電力需要に対応出来ない
場合には、他の発電設備で発電された電力系統が同一の
負荷に対して供給されることにより、不足分が補われ
る。
電を行うと同時に、その発電により生じた排熱を利用し
て、エネルギー効率を高めたシステムは、一般にコジェ
ネレーションシステムとして広く実施されている。そし
て、コジェネレーションシステムの原動機として、ガス
エンジンが用いられる場合がある。この場合、コジェネ
レーションシステムだけでは、電力需要に対応出来ない
場合には、他の発電設備で発電された電力系統が同一の
負荷に対して供給されることにより、不足分が補われ
る。
【０００３】ここで、ガスエンジンに供給されるガス
（都市ガス）は、エネルギー供給に支障をきたさない範
囲内においては、一定の組成で供給される。しかし、完
全に同一の組成をもつガスが常時供給されている訳では
無い。そして、供給されるガスの組成の非常に微妙な変
化によって、ガスエンジンの各気筒内における燃焼特性
も変化して不正燃焼（ノッキング）を生じる原因とな
る。このようなノッキングは、ガスエンジンの気筒部分
の機械的強度を劣化させる原因となる。
（都市ガス）は、エネルギー供給に支障をきたさない範
囲内においては、一定の組成で供給される。しかし、完
全に同一の組成をもつガスが常時供給されている訳では
無い。そして、供給されるガスの組成の非常に微妙な変
化によって、ガスエンジンの各気筒内における燃焼特性
も変化して不正燃焼（ノッキング）を生じる原因とな
る。このようなノッキングは、ガスエンジンの気筒部分
の機械的強度を劣化させる原因となる。
【０００４】一般的に、ノッキングに対する防止策とし
ては、ノッキングを生じないレベルにまでエンジン出力
を予め低下させておくこと、点火時期を遅らせることの
２種類がある。
ては、ノッキングを生じないレベルにまでエンジン出力
を予め低下させておくこと、点火時期を遅らせることの
２種類がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、予めエンジン
の出力を低下して運転させれば、確かにノッキングの発
生は防止できるものの、定格の効率よりも低いエネルギ
ー効率しか得ることができず、ガスエンジン機関の発電
能力を十分活用できなかった。
の出力を低下して運転させれば、確かにノッキングの発
生は防止できるものの、定格の効率よりも低いエネルギ
ー効率しか得ることができず、ガスエンジン機関の発電
能力を十分活用できなかった。
【０００６】また、従来より強度が弱いノッキングに対
しては、単に点火時期を遅らせるという運転方法が実施
されている。しかし、点火時期の制御のみでは、ガスの
組成変動によるノッキングの強度が強い場合には不十分
である。
しては、単に点火時期を遅らせるという運転方法が実施
されている。しかし、点火時期の制御のみでは、ガスの
組成変動によるノッキングの強度が強い場合には不十分
である。
【０００７】すなわち、従来技術ではガスの組成変動に
よるノッキングに十分対処できず、このため予め定格よ
りも低い出力でしか電力供給ができないばかりか、騒音
の発生、エンジンの寿命低減というノッキングに関連す
る問題も解決されていないというのが実状である。
よるノッキングに十分対処できず、このため予め定格よ
りも低い出力でしか電力供給ができないばかりか、騒音
の発生、エンジンの寿命低減というノッキングに関連す
る問題も解決されていないというのが実状である。
【０００８】本発明は上述した様な従来技術の問題点に
鑑みて提案されたもので、ガスの組成変動によるノッキ
ングに対処することが出来る様なガスエンジン発電設備
の制御方法及び装置の提供を目的としている。
鑑みて提案されたもので、ガスの組成変動によるノッキ
ングに対処することが出来る様なガスエンジン発電設備
の制御方法及び装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者等は種々研究の過
程において、所謂「系統連系」の場合にはコージェネレ
ーションシステムの構成要素の１つであるガスエンジン
の出力を低下して当該システムからの電力供給量が低減
しても、電力会社等の外部からの電力供給量を増加しさ
えすれば、供給しなければならない出力全体量になんら
影響を与えることなく、しかもノッキングの発生を抑制
した運転を可能とできることに着目した。すなわち、ノ
ッキングを防止するに足る出力の変動は、電力供給にあ
たり支障を来さないものであることに着目したのであ
る。
程において、所謂「系統連系」の場合にはコージェネレ
ーションシステムの構成要素の１つであるガスエンジン
の出力を低下して当該システムからの電力供給量が低減
しても、電力会社等の外部からの電力供給量を増加しさ
えすれば、供給しなければならない出力全体量になんら
影響を与えることなく、しかもノッキングの発生を抑制
した運転を可能とできることに着目した。すなわち、ノ
ッキングを防止するに足る出力の変動は、電力供給にあ
たり支障を来さないものであることに着目したのであ
る。
【００１０】本発明のガスエンジン発電設備の制御方法
及び装置は、その様な着眼点から発想されたものであ
る。
及び装置は、その様な着眼点から発想されたものであ
る。
【００１１】本発明によれば、ガスエンジン発電設備で
発電された電力系統と、他の発電設備で発電した電力系
統とが同一の系統で負荷に供給されている場合における
ガスエンジン発電設備の運転制御方法において、ノッキ
ングセンサで検出したガスエンジンの振動振幅を所定振
幅と比較してノッキングが発生したことを検出し、ノッ
キングが検出された場合には点火時期を遅角させてノッ
キングが生じているか否かを検出し、点火時期を遅角さ
せたにも拘らずノッキングが検出された場合はエンジン
の出力を低下させ、ノッキングが発生している間はガス
エンジンの出力を低下させてノッキングが発生しなくな
ったならば所定時間経過後にガスエンジンの出力を上昇
させ、出力の上昇に際してはノッキングの発生の有無を
チェックして、ノッキングが生じない場合はガスエンジ
ンの出力が１００％になるまで上昇させ、ノッキングが
発生したならばカスエンジンの出力を低下させるように
なっている。
発電された電力系統と、他の発電設備で発電した電力系
統とが同一の系統で負荷に供給されている場合における
ガスエンジン発電設備の運転制御方法において、ノッキ
ングセンサで検出したガスエンジンの振動振幅を所定振
幅と比較してノッキングが発生したことを検出し、ノッ
キングが検出された場合には点火時期を遅角させてノッ
キングが生じているか否かを検出し、点火時期を遅角さ
せたにも拘らずノッキングが検出された場合はエンジン
の出力を低下させ、ノッキングが発生している間はガス
エンジンの出力を低下させてノッキングが発生しなくな
ったならば所定時間経過後にガスエンジンの出力を上昇
させ、出力の上昇に際してはノッキングの発生の有無を
チェックして、ノッキングが生じない場合はガスエンジ
ンの出力が１００％になるまで上昇させ、ノッキングが
発生したならばカスエンジンの出力を低下させるように
なっている。
【００１２】ガスエンジンの点火時期を遅角させること
で、出力を低下することなく対応可能である様な微妙な
ノッキングは点火時期を遅らせることで対応出来、全体
として高い出力を維持することが可能となるからであ
る。ここで、ガスエンジンの気筒内で点火時期を遅延さ
せる手法は、公知の手法をそのまま適用すれば良い。ま
た、ガスエンジンの出力を低下する手法としては、例え
ばガスエンジンへ混合気を供給する通路に設けられたス
ロットルバルブの開度を小さくする等の手法が好まし
い。
で、出力を低下することなく対応可能である様な微妙な
ノッキングは点火時期を遅らせることで対応出来、全体
として高い出力を維持することが可能となるからであ
る。ここで、ガスエンジンの気筒内で点火時期を遅延さ
せる手法は、公知の手法をそのまま適用すれば良い。ま
た、ガスエンジンの出力を低下する手法としては、例え
ばガスエンジンへ混合気を供給する通路に設けられたス
ロットルバルブの開度を小さくする等の手法が好まし
い。
【００１３】また本発明によれば、ガスエンジンと、そ
の出力を利用して発電を行う発電設備とを有し、該発電
設備で発電された電力系統と、他の発電設備で発電され
た電力系統とが同一の系統で負荷に供給される様なガス
エンジン発電設備の運転制御装置において、ガスエンジ
ンのノッキングの発生を検出するノッキングセンサと、
該ノッキングセンサからの検出信号に応答してガスエン
ジンの出力制御機構に対して制御信号を出力する制御手
段とを備え、その制御手段は、ノッキングセンサで検出
したガスエンジンの振動振幅と所定振幅とを比較するこ
とによりノッキングが発生したか否かを判断し、ノッキ
ングが発生した場合は点火時期制御機構へ制御信号を出
力して点火時期を遅角せしめ、その後にもノッキングが
生じるか否かを判断し、点火時期を遅角させてもノッキ
ングが発生している場合には前記出力制御機構に制御信
号を出力してガスエンジンの出力を低下せしめ、ノッキ
ングが発生しなくなったならば所定時間経過後にノッキ
ングの発生の有無をチェックしてガスエンジンの出力を
上昇させ、ノッキングが発生しなくなったならばガスエ
ンジンの出力を１００％になるまで上昇させる機能を有
している。
の出力を利用して発電を行う発電設備とを有し、該発電
設備で発電された電力系統と、他の発電設備で発電され
た電力系統とが同一の系統で負荷に供給される様なガス
エンジン発電設備の運転制御装置において、ガスエンジ
ンのノッキングの発生を検出するノッキングセンサと、
該ノッキングセンサからの検出信号に応答してガスエン
ジンの出力制御機構に対して制御信号を出力する制御手
段とを備え、その制御手段は、ノッキングセンサで検出
したガスエンジンの振動振幅と所定振幅とを比較するこ
とによりノッキングが発生したか否かを判断し、ノッキ
ングが発生した場合は点火時期制御機構へ制御信号を出
力して点火時期を遅角せしめ、その後にもノッキングが
生じるか否かを判断し、点火時期を遅角させてもノッキ
ングが発生している場合には前記出力制御機構に制御信
号を出力してガスエンジンの出力を低下せしめ、ノッキ
ングが発生しなくなったならば所定時間経過後にノッキ
ングの発生の有無をチェックしてガスエンジンの出力を
上昇させ、ノッキングが発生しなくなったならばガスエ
ンジンの出力を１００％になるまで上昇させる機能を有
している。
【００１４】ここで、前記ノッキング検出手段として
は、市販の機器（公知のノッキングセンサ）が適用可能
である。例えば、加速度センサをエンジンの振動が検出
可能な箇所に取り付け、その振幅をピークホールドして
出力し、コンピュータ等の制御手段により出力値の大小
によりノッキング発生の有無を判定することが出来る。
また、前記ガスエンジンの出力制御機構としては、例え
ば、ガスエンジンへ混合気を供給する通路に設けられた
スロットルバルブの開度調節機構がある。
は、市販の機器（公知のノッキングセンサ）が適用可能
である。例えば、加速度センサをエンジンの振動が検出
可能な箇所に取り付け、その振幅をピークホールドして
出力し、コンピュータ等の制御手段により出力値の大小
によりノッキング発生の有無を判定することが出来る。
また、前記ガスエンジンの出力制御機構としては、例え
ば、ガスエンジンへ混合気を供給する通路に設けられた
スロットルバルブの開度調節機構がある。
【００１５】また、前記点火時期制御機構としては、市
販の機器（例えば、ａｌｔｒｏｎｉｃ社製の商品名「ａ
ｌｔｒｏｎｉｃ Ｄｉｓｈ」）を適用することが出来
る。
販の機器（例えば、ａｌｔｒｏｎｉｃ社製の商品名「ａ
ｌｔｒｏｎｉｃ Ｄｉｓｈ」）を適用することが出来
る。
【００１６】
【作用】上述した様な構成を具備する本発明によれば、
ノッキング検出手段によりガスエンジンのノッキングの
発生を検出したならば、制御手段からガスエンジンの出
力制御機構に対して出力を低下する旨の制御信号が出力
される。そして、上述した様に、ガスエンジンの出力が
低下すれば、燃焼条件が変わってくるのでノッキングが
解消する。
ノッキング検出手段によりガスエンジンのノッキングの
発生を検出したならば、制御手段からガスエンジンの出
力制御機構に対して出力を低下する旨の制御信号が出力
される。そして、上述した様に、ガスエンジンの出力が
低下すれば、燃焼条件が変わってくるのでノッキングが
解消する。
【００１７】ここで、ガスエンジンの出力が低下すれ
ば、発電設備からの電力供給量が減少する。しかし、本
発明は系統連系のガスエンジン発電設備について用いら
れるものであり、ガスエンジンの出力を低下して当該発
電設備からの電力供給量が低減しても、電力会社等の外
部からの電力供給量を増加することにより、不都合は回
避できるのである。
ば、発電設備からの電力供給量が減少する。しかし、本
発明は系統連系のガスエンジン発電設備について用いら
れるものであり、ガスエンジンの出力を低下して当該発
電設備からの電力供給量が低減しても、電力会社等の外
部からの電力供給量を増加することにより、不都合は回
避できるのである。
【００１８】また、本発明において、ガスエンジンの出
力低下に先立って、点火時期制御機構に対して点火時期
を遅延する旨の制御信号を出力して、点火時期を遅延さ
せる点火時期制御工程を実行する様に構成すれば、供給
されるガスの組成変動が極めて微小なものであり、ノッ
キング強度がさほど強くない場合には、点火時期制御に
よりノッキングを解消することが出来る。その結果、ガ
スエンジン発電設備からの電力供給量を減らすことな
く、ガスエンジン発電設備の運転を行うことが可能とな
る。
力低下に先立って、点火時期制御機構に対して点火時期
を遅延する旨の制御信号を出力して、点火時期を遅延さ
せる点火時期制御工程を実行する様に構成すれば、供給
されるガスの組成変動が極めて微小なものであり、ノッ
キング強度がさほど強くない場合には、点火時期制御に
よりノッキングを解消することが出来る。その結果、ガ
スエンジン発電設備からの電力供給量を減らすことな
く、ガスエンジン発電設備の運転を行うことが可能とな
る。
【００１９】さらにノッキングが所定時間発生しない場
合には、出力を再度上昇させて、高い出力を維持するこ
とが可能となる。
合には、出力を再度上昇させて、高い出力を維持するこ
とが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施
例を説明する。図１は本発明に適用されるガスエンジン
コージェネレーションシステムが示されており、発電機
Ｇを駆動するガスエンジンＥの給気通路６には、ガス供
給路４、エア供給路３、及び両者の合流箇所に介装され
たミキサ５、が設けられている。そして供給路６には、
エンジン回転数、負荷を調整するスロットルバルブ１３
が設けられている。
例を説明する。図１は本発明に適用されるガスエンジン
コージェネレーションシステムが示されており、発電機
Ｇを駆動するガスエンジンＥの給気通路６には、ガス供
給路４、エア供給路３、及び両者の合流箇所に介装され
たミキサ５、が設けられている。そして供給路６には、
エンジン回転数、負荷を調整するスロットルバルブ１３
が設けられている。
【００２１】エンジンＥには、ノッキング検出手段を構
成する加速度センサ（ノッキングセンサ）１１が設けら
れている。そして、ノッキングセンサ１１の出力は制御
手段であるコントロールユニット１０に送出され、後述
する制御に用いられる。
成する加速度センサ（ノッキングセンサ）１１が設けら
れている。そして、ノッキングセンサ１１の出力は制御
手段であるコントロールユニット１０に送出され、後述
する制御に用いられる。
【００２２】コントロールユニット１０からは、伝達ラ
インＳＬ１を介してスロットルバルブ開度制御手段２０
へ制御信号が伝達され、スロットルバルブ開度制御手段
２０によりスロットルバルブ１３の開度が調節される。
ここで、スロットルバルブ開度制御手段２０及びスロッ
トルバルブ１３は、上述したガスエンジンの出力制御機
構を構成しており、以下、本明細書においては、スロッ
トルバルブ開度制御手段２０及びスロットルバルブ１３
は、総括的にガスエンジンの出力制御機構３０と表現さ
れる。
インＳＬ１を介してスロットルバルブ開度制御手段２０
へ制御信号が伝達され、スロットルバルブ開度制御手段
２０によりスロットルバルブ１３の開度が調節される。
ここで、スロットルバルブ開度制御手段２０及びスロッ
トルバルブ１３は、上述したガスエンジンの出力制御機
構を構成しており、以下、本明細書においては、スロッ
トルバルブ開度制御手段２０及びスロットルバルブ１３
は、総括的にガスエンジンの出力制御機構３０と表現さ
れる。
【００２３】図２は、本発明の制御に関連する部材をブ
ロック図で示すものである。ガスエンジンＥの振動はノ
ッキングセンサ１１で検出され、その振幅はコントロー
ルユニット１０に出力される。その振幅に基づいて、ノ
ッキングが発生したか否かが判断され、その判断結果に
基づいて、コントロールユニット１０の内部において後
述する制御が行われる。そして、当該制御に従って、ガ
スエンジンの出力制御機構３０及び点火時期制御機構４
０に制御信号が出力される。なお、点火時期制御機構４
０について詳細は図示されていないが、例えば市販の機
器をそのまま適用することが出来る。
ロック図で示すものである。ガスエンジンＥの振動はノ
ッキングセンサ１１で検出され、その振幅はコントロー
ルユニット１０に出力される。その振幅に基づいて、ノ
ッキングが発生したか否かが判断され、その判断結果に
基づいて、コントロールユニット１０の内部において後
述する制御が行われる。そして、当該制御に従って、ガ
スエンジンの出力制御機構３０及び点火時期制御機構４
０に制御信号が出力される。なお、点火時期制御機構４
０について詳細は図示されていないが、例えば市販の機
器をそのまま適用することが出来る。
【００２４】次に、図３、４をも参照して、本発明によ
る運転制御の具体例を説明する。図３は本発明による運
転制御を行った場合における出力特性を示しており、横
軸に時間、縦軸に出力％を表示している。符号Ｓで示す
箇所から制御を開始すると（図４のステップＳ１）、ノ
ッキングセンサ１１（図２）で検出したエンジンＥの振
動振幅と所定振幅とを比較することにより、ノッキング
が発生したか否かを判断する（図４のステップＳ２）。
る運転制御の具体例を説明する。図３は本発明による運
転制御を行った場合における出力特性を示しており、横
軸に時間、縦軸に出力％を表示している。符号Ｓで示す
箇所から制御を開始すると（図４のステップＳ１）、ノ
ッキングセンサ１１（図２）で検出したエンジンＥの振
動振幅と所定振幅とを比較することにより、ノッキング
が発生したか否かを判断する（図４のステップＳ２）。
【００２５】供給されるガスの成分変化等の理由により
ノッキングが発生した場合には（ステップＳ２がＹＥ
Ｓ）、先ず点火時期を調整する。すなわち、コントロー
ルユニット１０（図２）から点火時期制御機構４０へ制
御信号を出力して、点火時期を例えば５度ずつ遅角せし
める（図４のステップＳ３）。そして、点火時期を遅角
させた後にもノッキングが生じるかを判断し（ステップ
Ｓ４）、ノッキングが生じなければ（ステップＳ４がＮ
Ｏ）エンジン出力を低下するまでもなく点火時期の調節
だけでノッキングが解決したものと判断される。その場
合には点火時期制御機構４０へ再度制御信号を送信し
て、点火時期を１度だけ進角する（ステップＳ５）。そ
して、ステップＳ２に戻る。
ノッキングが発生した場合には（ステップＳ２がＹＥ
Ｓ）、先ず点火時期を調整する。すなわち、コントロー
ルユニット１０（図２）から点火時期制御機構４０へ制
御信号を出力して、点火時期を例えば５度ずつ遅角せし
める（図４のステップＳ３）。そして、点火時期を遅角
させた後にもノッキングが生じるかを判断し（ステップ
Ｓ４）、ノッキングが生じなければ（ステップＳ４がＮ
Ｏ）エンジン出力を低下するまでもなく点火時期の調節
だけでノッキングが解決したものと判断される。その場
合には点火時期制御機構４０へ再度制御信号を送信し
て、点火時期を１度だけ進角する（ステップＳ５）。そ
して、ステップＳ２に戻る。
【００２６】一方、ステップＳ３で点火時期を遅角させ
たにも拘らずノッキングが生じている場合は（ステップ
Ｓ４がＹＥＳ）、ノッキング強度が強いため点火時期の
調節だけでは対応出来ないと判断する。そして、コント
ロールユニット１０（図２）は出力制御機構３０に制御
信号を出力して、スロットルバルブ１３（図１）のバル
ブ開度を絞り、エンジン出力を低下させる（図４のステ
ップＳ６）。図３における状態Ａから状態Ｂへの変化
は、このエンジン出力の低下を示している。
たにも拘らずノッキングが生じている場合は（ステップ
Ｓ４がＹＥＳ）、ノッキング強度が強いため点火時期の
調節だけでは対応出来ないと判断する。そして、コント
ロールユニット１０（図２）は出力制御機構３０に制御
信号を出力して、スロットルバルブ１３（図１）のバル
ブ開度を絞り、エンジン出力を低下させる（図４のステ
ップＳ６）。図３における状態Ａから状態Ｂへの変化
は、このエンジン出力の低下を示している。
【００２７】エンジン出力を低下させたならば、その状
態でノッキングが発生しているか否かを判断し（ステッ
プＳ７）、ノッキングが発生している間はステップＳ７
がＹＥＳのループを繰り返す。図３における状態Ａから
状態Ｃまでは、ステップＳ７がＹＥＳのループを繰り返
しているのである。
態でノッキングが発生しているか否かを判断し（ステッ
プＳ７）、ノッキングが発生している間はステップＳ７
がＹＥＳのループを繰り返す。図３における状態Ａから
状態Ｃまでは、ステップＳ７がＹＥＳのループを繰り返
しているのである。
【００２８】ノッキングが発生しなくなったら（ステッ
プＳ７がＮＯ）、出力を低下する必要が無くなるので、
所定時間経過後にガスエンジンの出力を上昇させる（ス
テップＳ８：図３の符号Ｄで示す状態）。出力上昇に際
して、ノッキングの発生の有無をチェックし（ステップ
Ｓ９）、ノッキングが発生しない場合には（ステップＳ
９がＮＯ）ガスエンジン出力が１００％になるまで出力
を上昇する（ステップＳ１０がＮＯのループ：図３にお
ける符号Ｄで示す状態から符号４で示す状態に至る領
域）。
プＳ７がＮＯ）、出力を低下する必要が無くなるので、
所定時間経過後にガスエンジンの出力を上昇させる（ス
テップＳ８：図３の符号Ｄで示す状態）。出力上昇に際
して、ノッキングの発生の有無をチェックし（ステップ
Ｓ９）、ノッキングが発生しない場合には（ステップＳ
９がＮＯ）ガスエンジン出力が１００％になるまで出力
を上昇する（ステップＳ１０がＮＯのループ：図３にお
ける符号Ｄで示す状態から符号４で示す状態に至る領
域）。
【００２９】供給されるガスの組成変動が続行してお
り、ガスエンジンの出力を上昇したならばノッキングが
発生してしまう場合（ステップＳ９がＹＥＳ）、再びス
テップＳ６に戻ってガスエンジン出力を低下させる（図
３の符号Ｆで示す状態）。そして、ガスエンジン出力低
下はノッキングが発生しなくなるまで行われ（ステップ
Ｓ７がＮＯ：図３の符号Ｇで示す状態）、ノッキングが
発生しなくなった後に再度ガスエンジン出力を上昇する
（ステップＳ８：符号Ｈで示す状態）。そして、ノッキ
ングが発生しなければ（ステップＳ９がＮＯ）、出力が
１００％に戻る（ステップＳ１０がＹＥＳ：符号Ｉで示
す状態）までガスエンジン出力を上昇させる（符号Ｈで
示す状態から符号Ｉで示す状態に至る領域）。ガスエン
ジン出力が図３中の符号Ｉで示す状態にまで復帰したな
らば、ガスエンジンの出力を調節する制御から、ステッ
プＳ１〜Ｓ５で示す制御（点火時期調整による制御）に
戻る。
り、ガスエンジンの出力を上昇したならばノッキングが
発生してしまう場合（ステップＳ９がＹＥＳ）、再びス
テップＳ６に戻ってガスエンジン出力を低下させる（図
３の符号Ｆで示す状態）。そして、ガスエンジン出力低
下はノッキングが発生しなくなるまで行われ（ステップ
Ｓ７がＮＯ：図３の符号Ｇで示す状態）、ノッキングが
発生しなくなった後に再度ガスエンジン出力を上昇する
（ステップＳ８：符号Ｈで示す状態）。そして、ノッキ
ングが発生しなければ（ステップＳ９がＮＯ）、出力が
１００％に戻る（ステップＳ１０がＹＥＳ：符号Ｉで示
す状態）までガスエンジン出力を上昇させる（符号Ｈで
示す状態から符号Ｉで示す状態に至る領域）。ガスエン
ジン出力が図３中の符号Ｉで示す状態にまで復帰したな
らば、ガスエンジンの出力を調節する制御から、ステッ
プＳ１〜Ｓ５で示す制御（点火時期調整による制御）に
戻る。
【００３０】なお、図３、４で示す制御では、出力を低
下する際には通常５％程度ずつ低下せしめ、最大下げ幅
は３０％、最小下げ幅は１％に設定されている。また、
出力を上昇する際には、その上げ幅は最大３０％、通常
で３％、最小で１％に設定されている。
下する際には通常５％程度ずつ低下せしめ、最大下げ幅
は３０％、最小下げ幅は１％に設定されている。また、
出力を上昇する際には、その上げ幅は最大３０％、通常
で３％、最小で１％に設定されている。
【００３１】上述した制御において、点火時期を遅角さ
せたにも拘らずノッキングが発生するためエンジン出力
を低下させる場合には、図３の符号Ａ〜Ｄ間の領域で示
す通り段階的に低下させているが、これを所定値まで一
気に低下させる制御も可能である。図５はその様な制御
を行った場合における出力特性を示しており、図３と同
様に、横軸に時間、縦軸に出力％を表示している。
せたにも拘らずノッキングが発生するためエンジン出力
を低下させる場合には、図３の符号Ａ〜Ｄ間の領域で示
す通り段階的に低下させているが、これを所定値まで一
気に低下させる制御も可能である。図５はその様な制御
を行った場合における出力特性を示しており、図３と同
様に、横軸に時間、縦軸に出力％を表示している。
【００３２】図５の符号Ｓで示す箇所から制御を開始
し、図６のステップＳ１１からステップＳ１５で示す点
火時期制御のループについては、図３、４で示す制御と
同一である。すなわち、ノッキングが発生したか否かを
判断し（ステップＳ１２）、ノッキングが発生した場合
には先ず点火時期を５度ずつ遅角せしめる（ステップＳ
１３）。そして、点火時期を遅角させた後にもノッキン
グが生じるかを判断し（ステップＳ１４）、ノッキング
が生じなければ（ステップＳ１４がＮＯ）、ノッキング
が解決したものと判断して点火時期を１度だけ進角し
（ステップＳ１５）、ステップＳ１２に戻る。
し、図６のステップＳ１１からステップＳ１５で示す点
火時期制御のループについては、図３、４で示す制御と
同一である。すなわち、ノッキングが発生したか否かを
判断し（ステップＳ１２）、ノッキングが発生した場合
には先ず点火時期を５度ずつ遅角せしめる（ステップＳ
１３）。そして、点火時期を遅角させた後にもノッキン
グが生じるかを判断し（ステップＳ１４）、ノッキング
が生じなければ（ステップＳ１４がＮＯ）、ノッキング
が解決したものと判断して点火時期を１度だけ進角し
（ステップＳ１５）、ステップＳ１２に戻る。
【００３３】一方、ノッキング強度が強いため点火時期
の調節だけでは対応出来ず、点火時期を遅角させたにも
拘らずノッキングが生じている場合は（ステップＳ１４
がＹＥＳ）、スロットルバルブ１３（図１）のバルブ開
度を絞り、エンジン出力を低下させる（ステップＳ１
６）。この際に、図３、４の制御とは異なり、エンジン
出力は段階的に徐々に低下するのでは無く、図５の符号
ａの状態から符号ｂの状態に至る領域で示す様に、ノッ
キングの有無とは無関係に、所定値まで一気に低下させ
る（ステップＳ１７でＮＯのループ）。
の調節だけでは対応出来ず、点火時期を遅角させたにも
拘らずノッキングが生じている場合は（ステップＳ１４
がＹＥＳ）、スロットルバルブ１３（図１）のバルブ開
度を絞り、エンジン出力を低下させる（ステップＳ１
６）。この際に、図３、４の制御とは異なり、エンジン
出力は段階的に徐々に低下するのでは無く、図５の符号
ａの状態から符号ｂの状態に至る領域で示す様に、ノッ
キングの有無とは無関係に、所定値まで一気に低下させ
る（ステップＳ１７でＮＯのループ）。
【００３４】ここで図５、図６の制御では、ガスエンジ
ン出力を所定値まで一気に低下させた結果、ガスエンジ
ン出力低下に要する時間を節約することが出来る。そし
て、図３、４で示す制御においては、エンジン出力を低
下させたならば、その状態でノッキングが発生している
か否かを判断する（ステップＳ７）が、図５、図６では
その必要が無い。
ン出力を所定値まで一気に低下させた結果、ガスエンジ
ン出力低下に要する時間を節約することが出来る。そし
て、図３、４で示す制御においては、エンジン出力を低
下させたならば、その状態でノッキングが発生している
か否かを判断する（ステップＳ７）が、図５、図６では
その必要が無い。
【００３５】なお、前記所定値に関しては、ガスエンジ
ンの設置状況、運転条件により異なるので、ケース・バ
イ・ケースで設定される。
ンの設置状況、運転条件により異なるので、ケース・バ
イ・ケースで設定される。
【００３６】ガスエンジン出力が所定値まで低下したな
らば（ステップＳ１７がＹＥＳ）、所定時間（図５の符
号ｂ、ｃ間の領域に相当する時間）経過後、ガスエンジ
ンの出力を上昇させる（ステップＳ１８：符号ｃで示す
状態）。
らば（ステップＳ１７がＹＥＳ）、所定時間（図５の符
号ｂ、ｃ間の領域に相当する時間）経過後、ガスエンジ
ンの出力を上昇させる（ステップＳ１８：符号ｃで示す
状態）。
【００３７】符号ｃで示す状態或いはステップＳ１８以
降は、図３、図４で示す制御と同様である。すなわち、
ノッキングの発生の有無をチェックし（ステップＳ１
９）、ノッキングが発生しない場合（ステップＳ１９が
ＮＯ）には、ガスエンジン出力を上昇し続ける（ステッ
プＳ２０がＮＯのループ：図５における符号ｃで示す状
態から符号Ｅで示す状態に至る領域）。
降は、図３、図４で示す制御と同様である。すなわち、
ノッキングの発生の有無をチェックし（ステップＳ１
９）、ノッキングが発生しない場合（ステップＳ１９が
ＮＯ）には、ガスエンジン出力を上昇し続ける（ステッ
プＳ２０がＮＯのループ：図５における符号ｃで示す状
態から符号Ｅで示す状態に至る領域）。
【００３８】ステップＳ１９がＹＥＳの場合、すなわち
ガスエンジンの出力を上昇してノッキングが発生した場
合には、ステップＳ２１においてガスエンジン出力を低
下する（符号Ｆで示す状態）。ここで、ステップＳ２１
における出力低下は、図３及び図４で示す制御と同様
に、段階的に行われる（図５の符号Ｆ、符号Ｇの間の領
域参照）。
ガスエンジンの出力を上昇してノッキングが発生した場
合には、ステップＳ２１においてガスエンジン出力を低
下する（符号Ｆで示す状態）。ここで、ステップＳ２１
における出力低下は、図３及び図４で示す制御と同様
に、段階的に行われる（図５の符号Ｆ、符号Ｇの間の領
域参照）。
【００３９】ガスエンジン出力低下はノッキングが発生
しなくなるまで行われ（ステップＳ２２がＮＯ：符号Ｇ
で示す状態）、ノッキングが発生しなくなればステップ
Ｓ１８に戻って、再度ガスエンジン出力を上昇する（符
号Ｈで示す状態）。ガスエンジン出力が上昇してもノッ
キングが発生しなければ（ステップＳ１９がＮＯ）、出
力が１００％に戻る（ステップＳ２０がＹＥＳ：符号Ｉ
で示す状態）までガスエンジン出力を上昇する（符号Ｈ
で示す状態から符号Ｉで示す状態に至る領域）。そし
て、ガスエンジン出力が１００％まで復帰したならば、
ガスエンジンの出力を調節する制御から、ステップＳ１
１〜Ｓ１５で示す制御（点火時期調整による制御）に戻
る。
しなくなるまで行われ（ステップＳ２２がＮＯ：符号Ｇ
で示す状態）、ノッキングが発生しなくなればステップ
Ｓ１８に戻って、再度ガスエンジン出力を上昇する（符
号Ｈで示す状態）。ガスエンジン出力が上昇してもノッ
キングが発生しなければ（ステップＳ１９がＮＯ）、出
力が１００％に戻る（ステップＳ２０がＹＥＳ：符号Ｉ
で示す状態）までガスエンジン出力を上昇する（符号Ｈ
で示す状態から符号Ｉで示す状態に至る領域）。そし
て、ガスエンジン出力が１００％まで復帰したならば、
ガスエンジンの出力を調節する制御から、ステップＳ１
１〜Ｓ１５で示す制御（点火時期調整による制御）に戻
る。
【００４０】なお、図５、６で示す制御では、出力を低
下する際には通常２０％程度低下させ、最大下げ幅は３
０％、最小下げ幅は１０％に設定されている。また、出
力を上昇する際には、その上げ幅は最大３０％、通常で
３％、最小で１％に設定されている。
下する際には通常２０％程度低下させ、最大下げ幅は３
０％、最小下げ幅は１０％に設定されている。また、出
力を上昇する際には、その上げ幅は最大３０％、通常で
３％、最小で１％に設定されている。
【００４１】なお、図示の実施例はあくまでも例示であ
り、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない事を付
記する。
り、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない事を付
記する。
【００４２】
【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。 （１） 供給されるガスの組成変化等に起因して発生す
るノッキングが解消される。 （２） ノッキングの強度が強く、従来の点火時期調整
では対処出来ない場合であっても、その様なノッキング
を解消することが出来る。 （３） ガスエンジンの出力低下に伴う発電設備からの
電力供給量の減少に対処出来る。 （４） ガスエンジンの出力低下に先立って、点火時期
制御機構に対して点火時期を遅延する旨の制御信号を出
力して、点火時期を遅延させる点火時期制御工程を実行
する様に構成すれば、ノッキング強度がさほど強くない
場合には、ガスエンジン発電設備からの電力供給量を減
らすことなく、ガスエンジン発電設備の運転を行うこと
が可能となる。 （５） 制御態様を適宜選択することにより、ノッキン
グ解消までに必要な時間を短縮することが出来る。
るノッキングが解消される。 （２） ノッキングの強度が強く、従来の点火時期調整
では対処出来ない場合であっても、その様なノッキング
を解消することが出来る。 （３） ガスエンジンの出力低下に伴う発電設備からの
電力供給量の減少に対処出来る。 （４） ガスエンジンの出力低下に先立って、点火時期
制御機構に対して点火時期を遅延する旨の制御信号を出
力して、点火時期を遅延させる点火時期制御工程を実行
する様に構成すれば、ノッキング強度がさほど強くない
場合には、ガスエンジン発電設備からの電力供給量を減
らすことなく、ガスエンジン発電設備の運転を行うこと
が可能となる。 （５） 制御態様を適宜選択することにより、ノッキン
グ解消までに必要な時間を短縮することが出来る。
【図１】本発明を用いたガスエンジンコージェネレーシ
ョンシステムのブロック図。
ョンシステムのブロック図。
【図２】本発明の制御手段を示すブロック図。
【図３】本発明を実施した場合におけるガスエンジン出
力特性を示す図。
力特性を示す図。
【図４】図３で示す制御のフローチャートを示す図。
【図５】図３、４とは別の制御を実施した場合のガスエ
ンジン出力特性を示す図。
ンジン出力特性を示す図。
【図６】図５で示す制御のフローチャートを示す図。
Ｇ・・・発電機 Ｅ・・・ガスエンジン ＳＬ１・・・伝達ライン ３・・・エア供給路 ４・・・ガス供給路 ５・・・ミキサ５ ６・・・給気通路 １０・・・コントロールユニット １１・・・ノッキングセンサ（加速度センサ） １３・・・スロットルバルブ ２０・・・スロットルバルブ開度制御手段 ３０・・・ガスエンジンの出力制御機構 ４０・・・点火時期制御機構
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｋ Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 審査官 佐藤 正浩 (56)参考文献 特開 平１−227859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−16240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−105266（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 43/02 F02D 41/22 310 F02D 43/00 301 F02D 45/00 345 F02D 45/00 364 F02P 5/152 F02P 5/153
Claims (2)
- 【請求項１】 ガスエンジン発電設備で発電された電力
系統と、他の発電設備で発電した電力系統とが同一の系
統で負荷に供給されている場合におけるガスエンジン発
電設備の運転制御方法において、ノッキングセンサで検
出したガスエンジンの振動振幅を所定振幅と比較してノ
ッキングが発生したことを検出し、ノッキングが検出さ
れた場合には点火時期を遅角させてノッキングが生じて
いるか否かを検出し、点火時期を遅角させたにも拘らず
ノッキングが検出された場合はエンジンの出力を低下さ
せ、ノッキングが発生している間はガスエンジンの出力
を低下させてノッキングが発生しなくなったならば所定
時間経過後にガスエンジンの出力を上昇させ、出力の上
昇に際してはノッキングの発生の有無をチェックして、
ノッキングが生じない場合はガスエンジンの出力が１０
０％になるまで上昇させ、ノッキングが発生したならば
カスエンジンの出力を低下させることを特徴とするガス
エンジン発電設備の運転方法。 - 【請求項２】 ガスエンジンと、その出力を利用して発
電を行う発電設備とを有し、該発電設備で発電された電
力系統と、他の発電設備で発電された電力系統とが同一
の系統で負荷に供給される様なガスエンジン発電設備の
運転制御装置において、ガスエンジンのノッキングの発
生を検出するノッキングセンサと、該ノッキングセンサ
からの検出信号に応答してガスエンジンの出力制御機構
に対して制御信号を出力する制御手段とを備え、その制
御手段は、ノッキングセンサで検出したガスエンジンの
振動振幅と所定振幅とを比較することによりノッキング
が発生したか否かを判断し、ノッキングが発生した場合
は点火時期制御機構へ制御信号を出力して点火時期を遅
角せしめ、その後にもノッキングが生じるか否かを判断
し、点火時期を遅角させてもノッキングが発生している
場合には前記出力制御機構に制御信号を出力してガスエ
ンジンの出力を低下せしめ、ノッキングが発生しなくな
ったならば所定時間経過後にノッキングの発生の有無を
チェックしてガスエンジンの出力を上昇させ、ノッキン
グが発生しなくなったならばガスエンジンの出力を１０
０％になるまで上昇させる機能を有していることを特徴
とするガスエンジン発電設備の運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21475394A JP3327696B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | ガスエンジン発電設備の運転制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21475394A JP3327696B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | ガスエンジン発電設備の運転制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874591A JPH0874591A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3327696B2 true JP3327696B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16661005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21475394A Expired - Fee Related JP3327696B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | ガスエンジン発電設備の運転制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3327696B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3244048A4 (en) * | 2015-01-08 | 2018-08-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Knocking control method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011057025A (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
| DE102011003681A1 (de) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Man Diesel & Turbo Se | Verfahren und Vorrichtung zur Anpassung des Betriebszustands eines Verbrennungsmotors |
| EP2966284A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Method for controlling an internal combustion engine |
| AT516817A1 (de) * | 2015-01-23 | 2016-08-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Verfahren zum Betreiben einer Anordnung umfassend eine rotierende Arbeitsmaschine |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP21475394A patent/JP3327696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3244048A4 (en) * | 2015-01-08 | 2018-08-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Knocking control method |
| US10082094B2 (en) | 2015-01-08 | 2018-09-25 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Knocking control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0874591A (ja) | 1996-03-19 |
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