JP4157341B2 - コージェネレーションシステムの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の排熱を貯湯の加熱などに利用すると共にエンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力回収用負荷部に余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商用電力の使用量低減のため、エンジン発電機を自家用電源として使用すると共にその排熱を熱交換器による湯水の加熱に利用するコージェネレーションシステムが広まりつつある。
【０００３】
図１は、分電盤とコージェネレーションシステムとを含む電気系統を示す電気系統図である。
図１において、１はコージェネレーションシステム、２はコージェネレーションシステム１の制御装置、３は電気系統を分岐する分電盤、４は家電機器、５は商用電源である。
【０００４】
コージェネレーションシステム１は、エンジン駆動のエンジン発電機１１と、複数のヒータ（抵抗器）から成るヒータ部（余剰電力回収用負荷部）１２と、循環ポンプ１３と、コージェネレーションシステム１内の漏電ブレーカ１４とを有する。ヒータ部１２は、１００Ｗ（ワット）ヒータ１２１、１２４と、２００Ｗヒータ１２２、１２５と、３００Ｗヒータ１２３、１２６とから成り、この組み合わせにより１００Ｗ〜１２００Ｗの範囲で１００Ｗ刻みの設定が可能となる。
【０００５】
制御装置２は、全体を制御するコンピュータ２１と、後述の分電盤３の電流変換器（ＣＴ）３８、３９の出力電流を検出するＣＴ入力回路２２、２３と、ヒータ部１２と循環ポンプ１３のオン、オフを制御するスイッチ回路２４とを有する。ＣＴ入力回路２２、２３は、交流を直流に変換する整流回路２２１、２３１と、脈流を平滑するためのコンデンサ２２２、２３２と、電流を電圧に変換するための抵抗器２２３、２３３とから成り、また、スイッチ回路２４は、ヒータ１２１〜１２６のオン、オフを制御するスイッチ２４１〜２４６と、循環ポンプ１３のオン、オフを制御するスイッチ２４７とから成る。
【０００６】
分電盤３は、最大電力（つまり契約電力）を定めるためのリミッタ（ＳＢ）３１と、漏電ブレーカ（ＥＬＢ）３２と、家電機器４としてのテレビ系統４１の安全ブレーカ（Ｂ）３３と、洗濯機系統４２の安全ブレーカ３４と、冷蔵庫系統４３の安全ブレーカ３５と、その他の安全ブレーカ３６と、Ｕ，Ｖ，Ｏ相の単相３線式電気系統の安全ブレーカ３７と、上述したＣＴ３８、３９とを有する。ここで、リミッタ３１と商用電源５との間の電線と、リミッタ３１と漏電ブレーカ３２との間の電線とは引込み線である。また、Ｕ相とアース接続されるＯ相との間の電圧およびＶ相とＯ相との間の電圧は１００Ｖであり、Ｕ相とＶ相との間の電圧は２００Ｖである。
【０００７】
このように構成されたコージェネレーションシステム１と分電盤３とについて、制御装置２を中心とする動作を説明する。
引込み線を流れる電流はＣＴ３８、３９により電流変換される。ここでは、ＣＴ３８、３９の電流変換比は１／３０００である。つまり、引込み線Ｕ−Ｏ，Ｖ−Ｏを流れる電流が各々１０Ａの場合、ＣＴ３８、３９の出力電流は１／３００Ａとなり、このとき、抵抗器２２３、２３３の値を１５００Ωに設定すると、抵抗器２２３、２３３の両端にかかる電圧は５Ｖ（コンピュータ２１に入力可能な最大電圧）となる。コンピュータ２１に入力可能な最大電圧が５Ｖであることから、測定可能な引込み線最大電流は１０Ａとなる。抵抗器２２３、２３３の値を３００Ωに設定すると、測定可能な引込み線最大電流は５０Ａとなる。ＣＴ入力回路２２、２３で電流電圧変換された引込み線電流検出値はコンピュータ２１に取り込まれ、データとして記憶される。このようにして制御装置２による引込み線電流の検出が可能となり、例えば過大電流か否かの判定などを行うことができる。
エンジン発電機１１から出力される電力は、漏電ブレーカ１４等を介して家電機器４に供給されるが、その出力電力に余剰電力が発生した場合（たとえば、エンジン発電機１１の定格出力電力を１０００Ｗとしたときの実使用電力が５００Ｗの場合には５００Ｗの余剰電力が発生する）は、その余剰電力を余剰電力吸収負荷部としてのヒータ部１２に供給し、ヒータ部１２は、発生した熱により、コージェネレーションシステムにおける湯水を加熱することができる。
【０００８】
しかし、このような制御装置２では、ＣＴ入力回路２２、２３から出力される引込み線電流検出値は整流回路２２１、２３１で整流された値、すなわち絶対値であることから、引込み線電流は、商用電源５側から分電盤３へ流れる通常潮流の電流なのか、その通常潮流とは逆に流れる逆潮流の電流なのかを判定することができないという不具合があった。
【０００９】
図２は、逆潮流を判定することができないという不具合を是正するためのコンピュータ２１の動作原理を示す説明図である。図２において、分電盤３、家電機器４、商用電源５、エンジン発電機１１、余剰電力回収用負荷部（ヒータ部）１２は図１と同様のものである。
【００１０】
図２に示すように、商用電源５から分電盤３へ電流が流れる通常潮流においては、商用電源５から分電盤３へ引込み線電流Ｉ１が流れ、家電機器４には分電盤３から負荷電流ＩＬが流れ、エンジン発電機１１からは電流ＩＧが出力され、余剰電力回収用負荷部１２には負荷電流ＩＨが流れる。このとき、次式（１）で示すような関係が成立する
Ｉ１＝ＩＬ−（ＩＧ−ＩＨ）・・・・・（１）
また、分電盤３から商用電源５へ電流が流れる逆潮流時においては、分電盤３から商用電源５へ引込み線電流Ｉ２が流れる。ＩＬ、ＩＧ、ＩＨについては通常潮流の場合と同様である。このとき、次式（２）で示すような関係が成立する。
Ｉ２＝ＩＧ−ＩＨ−ＩＬ・・・・・・・（２）
【００１１】
（１）式から、通常潮流時においては、負荷電流ＩＨが増加すると、引込み線電流Ｉ１が増加することが分かる。また、（２）式から、逆潮流時においては、負荷電流ＩＨが増加すると、引込み線電流Ｉ２が減少することが分かる。
このように、負荷電流ＩＨを増加したときに引込み線電流が増加するか減少するかで、通常潮流（正常）か逆潮流（異常）かを判定することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、家電機器４の負荷電流ＩＬは絶えず変動している場合があり、このような場合には、通常潮流であっても、負荷電流ＩＨの増加により引込み線電流Ｉ１が増加するとは限らず（例えば、負荷電流ＩＬが絶えず減少している場合には、引込み線電流Ｉ１は、負荷電流ＩＨの増加により僅かに増加または減少し、所定値以上の増加とならず、正常ではないと判定される場合がある）、正確な判定を行うことができないという問題点を有していた。
【００１３】
本発明は、ユーザ負荷等の電源負荷の変動にかかわらず正確に正常か異常かを判定することができるコージェネレーションシステムの制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定する構成を備えている。
これにより、ユーザ負荷等の電源負荷の変動にかかわらず正確に正常か異常かを判定することができるコージェネレーションシステムの制御装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段と、余剰電力異常検知手段において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、余剰電力異常検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段とを有することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、余剰電力回収用負荷部は消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータから成るヒータ部であり、コンピュータは、第１のヒータをオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段を有し、ヒータ断線検知手段は順次第２のヒータ、第３のヒータ、・・・、第Ｎのヒータと切り替えてヒータ断線検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段を有することとしたものである。この構成により、余剰電力回収用負荷部のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータについて行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができるという作用を有する。
【００１８】
請求項４に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、ヒータ断線検知手段は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段と、ヒータオンオフ手段によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段とを有することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置の構成は、図１に示す一般的な構成と同様である。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置２を構成するコンピュータ２１における機能実現手段を示す機能ブロック図である。
図３において、２１１は余剰電力回収用負荷部（ヒータ部）１２の所定の負荷（ヒータ）をオンしたときに引込み線電流Ｉ１（図２参照）の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段としてのヒータ断線検知手段、２１２はヒータ断線検知手段２１１における判定結果に基づいて正常か異常かを判定する正常異常判定手段、２１３はヒータ断線検知手段２１１における正常・異常の判定回数（すなわちヒータの変更回数）を判定するリトライ回数判定手段、２１４は時間を計測する計時手段である。
【００２１】
このように構成されたコンピュータ２１における動作について、図４を用いて説明する。図４はコンピュータ２１の動作を示すフローチャートである。
図４において、まず、ヒータ断線検知手段２１１は、所定のヒータ（たとえば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流Ｉ１が増加したか否かを判定することにより通常潮流（正常）か逆潮流（異常）かを判定する（Ｓ１）。次に、正常異常判定手段２１２は、ヒータ断線検知手段２１１における判定結果に基づいて正常か異常かを判定し（Ｓ２）、異常と判定したときは次にリトライ回数判定手段２１３は、４回のリトライが終了したか否か判定する（Ｓ３）。ヒータ部４は、１００Ｗヒータ１２１、１２４と２００Ｗヒータ１２２、１２５と３００Ｗヒータ１２３、１２６とから成るので、正常異常判定手段２１２は、各ヒータを用いた場合の３回の正常・異常と、全ヒータ（６００ワットまたは１２００ワット）を用いた場合の１回の正常・異常を異常が続く限り判定する。なお、ヒータは図１に示すように１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗが２個ずつあるが、各判定においては、判定基準値に応じて２個用いても１個用いてもよい。次に、リトライ回数判定手段２１３が４回のリトライは終了していないと判定した場合、計時手段２１４において１．２秒の経過であると判定した後、ステップＳ１へ戻る（Ｓ４）。
【００２２】
ステップＳ１においては、ヒータ断線検知手段２１１は、例えば１回目において１００Ｗのヒータを使用した場合は２回目において２００Ｗのヒータを使用する。このようにして、正常、異常にかかわらず、１００Ｗヒータ１２１、１２４と２００Ｗヒータ１２２、１２５と３００Ｗヒータ１２３、１２６と全ヒータ１２１〜１２６とについて正常か異常かの判定動作を行う。ステップＳ２において正常であると判定したときは正常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ５）。また、ステップＳ３において４回目のリトライであったと判定したときは異常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ６）。
【００２３】
次に、図３のヒータ断線検知手段２１１の動作について、図５および図６を用いて詳細に説明する。図５はヒータ断線検知手段２１１を示す機能ブロック図であり、図６は図５のヒータ断線検知手段２１１の動作を示すフローチャートである。
図５において、２１５はヒータ部１２のヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段、２１６は時間計測を行うサブ計時手段、２１７はヒータオンオフ手段２１５によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段、２１８は電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段２１７における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段である。
【００２４】
図６において、まず、ヒータオンオフ手段２１５は、所定のヒータ（たとえば１００Ｗのヒータ１２１）をオンし（Ｓ１１）、サブ計時手段２１６が１３０ｍｓｅｃ（ミリ秒）経過したと判定した後（Ｓ１２）に電力判定手段２１７は、所定電力（たとえば８０Ｗ）以上の電力増加があるか否かを判定し（Ｓ１３）、所定電力以上の電力増加がなかったと判定したときはヒータオンオフ手段２１５は次にヒータをオフし（Ｓ１４）、サブ計時手段２１６が２００ｍｓｅｃ（ミリ秒）経過したと判定した後（Ｓ１５）に電力判定手段２１７は、所定電力（たとえば８０Ｗ）以上の電力減少があるか否かを判定し（Ｓ１６）、所定電力以上の電力減少がなかったと判定したときは次にサブリトライ回数判定手段２１８は、リトライ回数が４回目であったか否かを判定し（Ｓ１７）、４回目のリトライではなかったと判定したときは、リトライ回数に応じて、サブ計時手段２１６における所定の時間経過の判定後に、ステップＳ１１へ戻る（Ｓ１８〜Ｓ２１）。ステップＳ１８〜Ｓ２１においては、１回目のリトライの場合には経過時間１００ｍｓｅｃを確認し（Ｓ１９）、２回目のリトライの場合には経過時間２００ｍｓｅｃを確認（Ｓ２０）、３回目のリトライの場合には経過時間３００ｍｓｅｃを確認する（Ｓ２１）。このようにして、所定のヒータたとえば１００Ｗのヒータ１２１について、異常が続く限り、４回のリトライを行う。
【００２５】
ステップＳ１３、Ｓ１６において所定電力以上であると判定した場合には正常と決定し（Ｓ２２、Ｓ２３）、この処理を終了する。また、ステップＳ１７において４回目のリトライであったと判定したときは異常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ２４）。
なお、図６における判定が２００Ｗのヒータ１２２についての判定の場合は所定電力は１６０Ｗとなり、３００Ｗのヒータ１２３についての判定の場合は所定電力は２４０Ｗ、６００Ｗのヒータ１２１〜１２３についての判定の場合は所定電力４８０Ｗとなる。同じ種類のヒータを２個使用した場合の判定においては所定電力は倍となる。なお、これらの所定電力値はユーザ負荷等に応じて適正なものを選択するようにする。
【００２６】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置２は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路２２、２３と、ＣＴ入力回路２２、２３で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータ２１とを有し、コンピュータ２１は、余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することにより、余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができる。
【００２７】
また、コンピュータ２１は、余剰電力回収用負荷部１２の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段２１１と、ヒータ断線検知手段２１１において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、ヒータ断線検知手段２１１によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段２１３とを有することにより、余剰電力回収用負荷部１２の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、正常、異常にかかわらず、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができる。たまたまユーザ負荷のオフと余剰電力回収用負荷のオンが重なった場合でもリトライにより判定することができる。
【００２８】
さらに、余剰電力回収用負荷部１２は消費電力の異なる第１のヒータ１２１、第２のヒータ１２２、・・・、第Ｎのヒータ１２６から成るヒータ部であり、コンピュータ２１は、第１のヒータ１２１をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段２１１を有し、ヒータ断線検知手段２１１は順次第２のヒータ１２２、第３のヒータ１２３、・・・、第Ｎのヒータ１２６と切り替えてヒータ断線検知手段２１１によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段２１３を有することにより、余剰電力回収用負荷部１２のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、消費電力の異なる第１のヒータ１２１、第２のヒータ１２２、・・・、第Ｎのヒータ１２６について行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができる。
【００２９】
さらに、ヒータ断線検知手段２１１は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段２１５と、ヒータオンオフ手段２１５によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段２１７と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段２１７における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段２１８とを有することにより、余剰電力回収用負荷部１２の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ１２１）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することにより、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【００３１】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段と、余剰電力異常検知手段において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、余剰電力異常検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段とを有することにより、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【００３２】
請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、余剰電力回収用負荷部は消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータから成るヒータ部であり、コンピュータは、第１のヒータをオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段を有し、ヒータ断線検知手段は順次第２のヒータ、第３のヒータ、・・・、第Ｎのヒータと切り替えてヒータ断線検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段を有することにより、余剰電力回収用負荷部のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータについて行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができるという有利な効果が得られる。
【００３３】
請求項４に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、ヒータ断線検知手段は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段と、ヒータオンオフ手段によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段とを有することにより、余剰電力回収用負荷部の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分電盤とコージェネレーションシステムとを含む電気系統を示す電気系統図
【図２】逆潮流を判定することができないという不具合を是正するためのコンピュータの動作原理を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置を構成するコンピュータにおける機能実現手段を示す機能ブロック図
【図４】コンピュータの動作を示すフローチャート
【図５】ヒータ断線検知手段を示す機能ブロック図
【図６】図５のヒータ断線検知手段の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ コージェネレーションシステム
２ 制御装置
３ 分電盤
４ 家電機器
５ 商用電源
１１ エンジン発電機
１２ ヒータ部（余剰電力回収用負荷部）
１３ 循環ポンプ
１４ 漏電ブレーカ
２１ コンピュータ
２２、２３ ＣＴ入力回路
２４ スイッチ回路
３１ リミッタ（ＳＢ）
３２ 漏電ブレーカ（ＥＬＢ）
３３、３４、３５、３６、３７ 安全ブレーカ
３８、３９ ＣＴ（電流変換器）
４１ テレビ系統
４２ 洗濯機系統
４３ 冷蔵庫系統
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６ ヒータ
２１１ ヒータ断線検知手段
２１２ 正常異常判定手段
２１３ リトライ回数判定手段
２１４ 計時手段
２１５ ヒータオンオフ手段
２１６ サブ計時手段
２１７ 電力判定手段
２１８ サブリトライ回数判定手段
２２１、２３１ 整流回路
２２２、２３２ コンデンサ
２２３、２３３ 抵抗器
２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の排熱を貯湯の加熱などに利用すると共にエンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力回収用負荷部に余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商用電力の使用量低減のため、エンジン発電機を自家用電源として使用すると共にその排熱を熱交換器による湯水の加熱に利用するコージェネレーションシステムが広まりつつある。
【０００３】
図１は、分電盤とコージェネレーションシステムとを含む電気系統を示す電気系統図である。
図１において、１はコージェネレーションシステム、２はコージェネレーションシステム１の制御装置、３は電気系統を分岐する分電盤、４は家電機器、５は商用電源である。
【０００４】
コージェネレーションシステム１は、エンジン駆動のエンジン発電機１１と、複数のヒータ（抵抗器）から成るヒータ部（余剰電力回収用負荷部）１２と、循環ポンプ１３と、コージェネレーションシステム１内の漏電ブレーカ１４とを有する。ヒータ部１２は、１００Ｗ（ワット）ヒータ１２１、１２４と、２００Ｗヒータ１２２、１２５と、３００Ｗヒータ１２３、１２６とから成り、この組み合わせにより１００Ｗ〜１２００Ｗの範囲で１００Ｗ刻みの設定が可能となる。
【０００５】
制御装置２は、全体を制御するコンピュータ２１と、後述の分電盤３の電流変換器（ＣＴ）３８、３９の出力電流を検出するＣＴ入力回路２２、２３と、ヒータ部１２と循環ポンプ１３のオン、オフを制御するスイッチ回路２４とを有する。ＣＴ入力回路２２、２３は、交流を直流に変換する整流回路２２１、２３１と、脈流を平滑するためのコンデンサ２２２、２３２と、電流を電圧に変換するための抵抗器２２３、２３３とから成り、また、スイッチ回路２４は、ヒータ１２１〜１２６のオン、オフを制御するスイッチ２４１〜２４６と、循環ポンプ１３のオン、オフを制御するスイッチ２４７とから成る。
【０００６】
分電盤３は、最大電力（つまり契約電力）を定めるためのリミッタ（ＳＢ）３１と、漏電ブレーカ（ＥＬＢ）３２と、家電機器４としてのテレビ系統４１の安全ブレーカ（Ｂ）３３と、洗濯機系統４２の安全ブレーカ３４と、冷蔵庫系統４３の安全ブレーカ３５と、その他の安全ブレーカ３６と、Ｕ，Ｖ，Ｏ相の単相３線式電気系統の安全ブレーカ３７と、上述したＣＴ３８、３９とを有する。ここで、リミッタ３１と商用電源５との間の電線と、リミッタ３１と漏電ブレーカ３２との間の電線とは引込み線である。また、Ｕ相とアース接続されるＯ相との間の電圧およびＶ相とＯ相との間の電圧は１００Ｖであり、Ｕ相とＶ相との間の電圧は２００Ｖである。
【０００７】
このように構成されたコージェネレーションシステム１と分電盤３とについて、制御装置２を中心とする動作を説明する。
引込み線を流れる電流はＣＴ３８、３９により電流変換される。ここでは、ＣＴ３８、３９の電流変換比は１／３０００である。つまり、引込み線Ｕ−Ｏ，Ｖ−Ｏを流れる電流が各々１０Ａの場合、ＣＴ３８、３９の出力電流は１／３００Ａとなり、このとき、抵抗器２２３、２３３の値を１５００Ωに設定すると、抵抗器２２３、２３３の両端にかかる電圧は５Ｖ（コンピュータ２１に入力可能な最大電圧）となる。コンピュータ２１に入力可能な最大電圧が５Ｖであることから、測定可能な引込み線最大電流は１０Ａとなる。抵抗器２２３、２３３の値を３００Ωに設定すると、測定可能な引込み線最大電流は５０Ａとなる。ＣＴ入力回路２２、２３で電流電圧変換された引込み線電流検出値はコンピュータ２１に取り込まれ、データとして記憶される。このようにして制御装置２による引込み線電流の検出が可能となり、例えば過大電流か否かの判定などを行うことができる。
エンジン発電機１１から出力される電力は、漏電ブレーカ１４等を介して家電機器４に供給されるが、その出力電力に余剰電力が発生した場合（たとえば、エンジン発電機１１の定格出力電力を１０００Ｗとしたときの実使用電力が５００Ｗの場合には５００Ｗの余剰電力が発生する）は、その余剰電力を余剰電力吸収負荷部としてのヒータ部１２に供給し、ヒータ部１２は、発生した熱により、コージェネレーションシステムにおける湯水を加熱することができる。
【０００８】
しかし、このような制御装置２では、ＣＴ入力回路２２、２３から出力される引込み線電流検出値は整流回路２２１、２３１で整流された値、すなわち絶対値であることから、引込み線電流は、商用電源５側から分電盤３へ流れる通常潮流の電流なのか、その通常潮流とは逆に流れる逆潮流の電流なのかを判定することができないという不具合があった。
【０００９】
図２は、逆潮流を判定することができないという不具合を是正するためのコンピュータ２１の動作原理を示す説明図である。図２において、分電盤３、家電機器４、商用電源５、エンジン発電機１１、余剰電力回収用負荷部（ヒータ部）１２は図１と同様のものである。
【００１０】
図２に示すように、商用電源５から分電盤３へ電流が流れる通常潮流においては、商用電源５から分電盤３へ引込み線電流Ｉ１が流れ、家電機器４には分電盤３から負荷電流ＩＬが流れ、エンジン発電機１１からは電流ＩＧが出力され、余剰電力回収用負荷部１２には負荷電流ＩＨが流れる。このとき、次式（１）で示すような関係が成立する
Ｉ１＝ＩＬ−（ＩＧ−ＩＨ）・・・・・（１）
また、分電盤３から商用電源５へ電流が流れる逆潮流時においては、分電盤３から商用電源５へ引込み線電流Ｉ２が流れる。ＩＬ、ＩＧ、ＩＨについては通常潮流の場合と同様である。このとき、次式（２）で示すような関係が成立する。
Ｉ２＝ＩＧ−ＩＨ−ＩＬ・・・・・・・（２）
【００１１】
（１）式から、通常潮流時においては、負荷電流ＩＨが増加すると、引込み線電流Ｉ１が増加することが分かる。また、（２）式から、逆潮流時においては、負荷電流ＩＨが増加すると、引込み線電流Ｉ２が減少することが分かる。
このように、負荷電流ＩＨを増加したときに引込み線電流が増加するか減少するかで、通常潮流（正常）か逆潮流（異常）かを判定することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、家電機器４の負荷電流ＩＬは絶えず変動している場合があり、このような場合には、通常潮流であっても、負荷電流ＩＨの増加により引込み線電流Ｉ１が増加するとは限らず（例えば、負荷電流ＩＬが絶えず減少している場合には、引込み線電流Ｉ１は、負荷電流ＩＨの増加により僅かに増加または減少し、所定値以上の増加とならず、正常ではないと判定される場合がある）、正確な判定を行うことができないという問題点を有していた。
【００１３】
本発明は、ユーザ負荷等の電源負荷の変動にかかわらず正確に正常か異常かを判定することができるコージェネレーションシステムの制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定する構成を備えている。
これにより、ユーザ負荷等の電源負荷の変動にかかわらず正確に正常か異常かを判定することができるコージェネレーションシステムの制御装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段と、余剰電力異常検知手段において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、余剰電力異常検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段とを有することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、余剰電力回収用負荷部は消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータから成るヒータ部であり、コンピュータは、第１のヒータをオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段を有し、ヒータ断線検知手段は順次第２のヒータ、第３のヒータ、・・・、第Ｎのヒータと切り替えてヒータ断線検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段を有することとしたものである。この構成により、余剰電力回収用負荷部のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータについて行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができるという作用を有する。
【００１８】
請求項４に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、ヒータ断線検知手段は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段と、ヒータオンオフ手段によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段とを有することとしたものである。
この構成により、余剰電力回収用負荷部の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置の構成は、図１に示す一般的な構成と同様である。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置２を構成するコンピュータ２１における機能実現手段を示す機能ブロック図である。
図３において、２１１は余剰電力回収用負荷部（ヒータ部）１２の所定の負荷（ヒータ）をオンしたときに引込み線電流Ｉ１（図２参照）の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段としてのヒータ断線検知手段、２１２はヒータ断線検知手段２１１における判定結果に基づいて正常か異常かを判定する正常異常判定手段、２１３はヒータ断線検知手段２１１における正常・異常の判定回数（すなわちヒータの変更回数）を判定するリトライ回数判定手段、２１４は時間を計測する計時手段である。
【００２１】
このように構成されたコンピュータ２１における動作について、図４を用いて説明する。図４はコンピュータ２１の動作を示すフローチャートである。
図４において、まず、ヒータ断線検知手段２１１は、所定のヒータ（たとえば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流Ｉ１が増加したか否かを判定することにより通常潮流（正常）か逆潮流（異常）かを判定する（Ｓ１）。次に、正常異常判定手段２１２は、ヒータ断線検知手段２１１における判定結果に基づいて正常か異常かを判定し（Ｓ２）、異常と判定したときは次にリトライ回数判定手段２１３は、４回のリトライが終了したか否か判定する（Ｓ３）。ヒータ部４は、１００Ｗヒータ１２１、１２４と２００Ｗヒータ１２２、１２５と３００Ｗヒータ１２３、１２６とから成るので、正常異常判定手段２１２は、各ヒータを用いた場合の３回の正常・異常と、全ヒータ（６００ワットまたは１２００ワット）を用いた場合の１回の正常・異常を異常が続く限り判定する。なお、ヒータは図１に示すように１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗが２個ずつあるが、各判定においては、判定基準値に応じて２個用いても１個用いてもよい。次に、リトライ回数判定手段２１３が４回のリトライは終了していないと判定した場合、計時手段２１４において１．２秒の経過であると判定した後、ステップＳ１へ戻る（Ｓ４）。
【００２２】
ステップＳ１においては、ヒータ断線検知手段２１１は、例えば１回目において１００Ｗのヒータを使用した場合は２回目において２００Ｗのヒータを使用する。このようにして、正常、異常にかかわらず、１００Ｗヒータ１２１、１２４と２００Ｗヒータ１２２、１２５と３００Ｗヒータ１２３、１２６と全ヒータ１２１〜１２６とについて正常か異常かの判定動作を行う。ステップＳ２において正常であると判定したときは正常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ５）。また、ステップＳ３において４回目のリトライであったと判定したときは異常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ６）。
【００２３】
次に、図３のヒータ断線検知手段２１１の動作について、図５および図６を用いて詳細に説明する。図５はヒータ断線検知手段２１１を示す機能ブロック図であり、図６は図５のヒータ断線検知手段２１１の動作を示すフローチャートである。
図５において、２１５はヒータ部１２のヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段、２１６は時間計測を行うサブ計時手段、２１７はヒータオンオフ手段２１５によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段、２１８は電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段２１７における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段である。
【００２４】
図６において、まず、ヒータオンオフ手段２１５は、所定のヒータ（たとえば１００Ｗのヒータ１２１）をオンし（Ｓ１１）、サブ計時手段２１６が１３０ｍｓｅｃ（ミリ秒）経過したと判定した後（Ｓ１２）に電力判定手段２１７は、所定電力（たとえば８０Ｗ）以上の電力増加があるか否かを判定し（Ｓ１３）、所定電力以上の電力増加がなかったと判定したときはヒータオンオフ手段２１５は次にヒータをオフし（Ｓ１４）、サブ計時手段２１６が２００ｍｓｅｃ（ミリ秒）経過したと判定した後（Ｓ１５）に電力判定手段２１７は、所定電力（たとえば８０Ｗ）以上の電力減少があるか否かを判定し（Ｓ１６）、所定電力以上の電力減少がなかったと判定したときは次にサブリトライ回数判定手段２１８は、リトライ回数が４回目であったか否かを判定し（Ｓ１７）、４回目のリトライではなかったと判定したときは、リトライ回数に応じて、サブ計時手段２１６における所定の時間経過の判定後に、ステップＳ１１へ戻る（Ｓ１８〜Ｓ２１）。ステップＳ１８〜Ｓ２１においては、１回目のリトライの場合には経過時間１００ｍｓｅｃを確認し（Ｓ１９）、２回目のリトライの場合には経過時間２００ｍｓｅｃを確認（Ｓ２０）、３回目のリトライの場合には経過時間３００ｍｓｅｃを確認する（Ｓ２１）。このようにして、所定のヒータたとえば１００Ｗのヒータ１２１について、異常が続く限り、４回のリトライを行う。
【００２５】
ステップＳ１３、Ｓ１６において所定電力以上であると判定した場合には正常と決定し（Ｓ２２、Ｓ２３）、この処理を終了する。また、ステップＳ１７において４回目のリトライであったと判定したときは異常であると決定し、この処理を終了する（Ｓ２４）。
なお、図６における判定が２００Ｗのヒータ１２２についての判定の場合は所定電力は１６０Ｗとなり、３００Ｗのヒータ１２３についての判定の場合は所定電力は２４０Ｗ、６００Ｗのヒータ１２１〜１２３についての判定の場合は所定電力４８０Ｗとなる。同じ種類のヒータを２個使用した場合の判定においては所定電力は倍となる。なお、これらの所定電力値はユーザ負荷等に応じて適正なものを選択するようにする。
【００２６】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置２は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路２２、２３と、ＣＴ入力回路２２、２３で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータ２１とを有し、コンピュータ２１は、余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することにより、余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部１２の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができる。
【００２７】
また、コンピュータ２１は、余剰電力回収用負荷部１２の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段２１１と、ヒータ断線検知手段２１１において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、ヒータ断線検知手段２１１によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段２１３とを有することにより、余剰電力回収用負荷部１２の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、正常、異常にかかわらず、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができる。たまたまユーザ負荷のオフと余剰電力回収用負荷のオンが重なった場合でもリトライにより判定することができる。
【００２８】
さらに、余剰電力回収用負荷部１２は消費電力の異なる第１のヒータ１２１、第２のヒータ１２２、・・・、第Ｎのヒータ１２６から成るヒータ部であり、コンピュータ２１は、第１のヒータ１２１をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段２１１を有し、ヒータ断線検知手段２１１は順次第２のヒータ１２２、第３のヒータ１２３、・・・、第Ｎのヒータ１２６と切り替えてヒータ断線検知手段２１１によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段２１３を有することにより、余剰電力回収用負荷部１２のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、消費電力の異なる第１のヒータ１２１、第２のヒータ１２２、・・・、第Ｎのヒータ１２６について行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができる。
【００２９】
さらに、ヒータ断線検知手段２１１は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段２１５と、ヒータオンオフ手段２１５によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段２１７と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段２１７における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段２１８とを有することにより、余剰電力回収用負荷部１２の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ１２１）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、ＣＴ入力回路で検出した引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化により余剰電力回収用負荷部の異常を判定することにより、余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの引込み線電流の値の変化を取り込んで判定、すなわち余剰電力回収用負荷部の各負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定すると共に余剰電力回収用負荷部の各負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するようにすることができるので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【００３１】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、コンピュータは、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、所定の負荷をオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段と、余剰電力異常検知手段において異常と判定する限り、所定の負荷を所定回数だけ変えて、余剰電力異常検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段とを有することにより、余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【００３２】
請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、余剰電力回収用負荷部は消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータから成るヒータ部であり、コンピュータは、第１のヒータをオンしたときに引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、第１のヒータをオフしたときに引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段を有し、ヒータ断線検知手段は順次第２のヒータ、第３のヒータ、・・・、第Ｎのヒータと切り替えてヒータ断線検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段を有することにより、余剰電力回収用負荷部のヒータをオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータについて行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が変動していても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において更に正確に正常（通常潮流）か異常（逆潮流）かを判定することができると共に、ヒータの正常・異常の判定をも行うことができるという有利な効果が得られる。
【００３３】
請求項４に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置において、ヒータ断線検知手段は、ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段と、ヒータオンオフ手段によりヒータをオンしたときの電力増加値またはヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段と、電力増加値および電力減少値が正常でない間は電力判定手段における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段とを有することにより、余剰電力回収用負荷部の所定のヒータ（例えば１００ワットのヒータ）をオン、オフしたときの引込み線電流の値の増加、減少の判定を、異常が続く限り、所定回数行うようにしたので、ユーザ負荷等の電源負荷が複雑な変動をしていても、引込み線電流の値の増加方向または減少方向において正確に正常か異常かを判定することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分電盤とコージェネレーションシステムとを含む電気系統を示す電気系統図
【図２】逆潮流を判定することができないという不具合を是正するためのコンピュータの動作原理を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置を構成するコンピュータにおける機能実現手段を示す機能ブロック図
【図４】コンピュータの動作を示すフローチャート
【図５】ヒータ断線検知手段を示す機能ブロック図
【図６】図５のヒータ断線検知手段の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ コージェネレーションシステム
２ 制御装置
３ 分電盤
４ 家電機器
５ 商用電源
１１ エンジン発電機
１２ ヒータ部（余剰電力回収用負荷部）
１３ 循環ポンプ
１４ 漏電ブレーカ
２１ コンピュータ
２２、２３ ＣＴ入力回路
２４ スイッチ回路
３１ リミッタ（ＳＢ）
３２ 漏電ブレーカ（ＥＬＢ）
３３、３４、３５、３６、３７ 安全ブレーカ
３８、３９ ＣＴ（電流変換器）
４１ テレビ系統
４２ 洗濯機系統
４３ 冷蔵庫系統
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６ ヒータ
２１１ ヒータ断線検知手段
２１２ 正常異常判定手段
２１３ リトライ回数判定手段
２１４ 計時手段
２１５ ヒータオンオフ手段
２１６ サブ計時手段
２１７ 電力判定手段
２１８ サブリトライ回数判定手段
２２１、２３１ 整流回路
２２２、２３２ コンデンサ
２２３、２３３ 抵抗器
２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７ スイッチ
Claims (4)
- エンジン発電機又は燃料電池の出力電力を家電機器等のユーザ負荷に供給し、前記エンジン発電機又は燃料電池の出力電力に余剰電力が生じた場合には複数の負荷から成る余剰電力回収用負荷部を制御して前記余剰電力を熱として回収するコージェネレーションシステムの制御装置であって、
前記制御装置は、商用電源の電力を引き込む引込み線を流れる引込み線電流を検出するＣＴ入力回路と、前記ＣＴ入力回路で検出した前記引込み線電流の値を取り込むと共に全体を制御するコンピュータとを有し、
前記コンピュータは、前記余剰電力回収用負荷部の各負荷をオン・オフしたときの前記引込み線電流の値の変化により前記余剰電力回収用負荷部の異常を判定することを特徴とするコージェネレーションシステムの制御装置。 - 前記コンピュータは、前記余剰電力回収用負荷部の所定の負荷をオンしたときに前記引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、前記所定の負荷をオフしたときに前記引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行う余剰電力異常検知手段と、前記余剰電力異常検知手段において異常と判定する限り、前記所定の負荷を所定回数だけ変えて、前記余剰電力異常検知手段によるオン判定動作とオフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置。
- 前記余剰電力回収用負荷部は消費電力の異なる第１のヒータ、第２のヒータ、・・・、第Ｎのヒータから成るヒータ部であり、前記コンピュータは、前記第１のヒータをオンしたときに前記引込み線電流の値が増加するか否かを判定するオン判定動作と、前記第１のヒータをオフしたときに前記引込み線電流の値が減少するか否かを判定するオフ判定動作とを行うヒータ断線検知手段を有し、前記ヒータ断線検知手段は順次前記第２のヒータ、第３のヒータ、・・・、第Ｎのヒータと切り替えて前記ヒータ断線検知手段による前記オン判定動作と前記オフ判定動作とを繰り返すリトライ回数判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置。
- 前記ヒータ断線検知手段は、前記ヒータをオン・オフするヒータオンオフ手段と、前記ヒータオンオフ手段により前記ヒータをオンしたときの電力増加値または前記ヒータをオフしたときの電力減少値が正常か否かを判定する電力判定手段と、前記電力増加値および前記電力減少値が正常でない間は前記電力判定手段における判定を繰り返させるサブリトライ回数判定手段とを有することを特徴とする請求項３に記載のコージェネレーションシステムの制御装置。
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