JP4733883B2

JP4733883B2 - Cogeneration system controller

Info

Publication number: JP4733883B2
Application number: JP2001304254A
Authority: JP
Inventors: 敏之安田; 正博吉村; 博司 ▲高▼木
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003106218A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン発電機の出力電力を家電機器等に供給し、エンジン発電機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の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力吸収用負荷に余剰電力を吸収させ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化のため、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。
図１は、一般的な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。
【０００３】
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、この構成により、１００Ｗ〜１２００Ｗの範囲内で１００Ｗ刻みの設定が可能となる。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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用負荷たとえばヒータ部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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御装置２の動作では、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問題点を有していた。逆潮流防止については例えば特開平１０−８４６３４号公報に記載されているが、この公報は、逆潮流の発生を防止する装置について記載したものであり、逆潮流の有無を判定することについては何ら記載していない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するため、引込み線電流が逆潮流電流か否かの判定を正確に行う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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この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、エンジン発電機の出力電力を家電機器等に供給し、エンジン発電機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の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力吸収用負荷に余剰電力を吸収させ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、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化により引込み線における逆潮流の有無を判定する構成を備えている。
これにより、引込み線電流が逆潮流電流か否かの判定を正確に行う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。
【００１１】
【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、エンジン発電機の出力電力を家電機器等に供給し、エンジン発電機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の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力吸収用負荷に余剰電力を吸収させ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、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化により引込み線における逆潮流の有無を判定することとしたものである。
この構成により、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化の方向を判定することができるので、通常潮流と逆潮流とにおける引込み線電流の変化方向の相違に基づいて逆潮流の有無を判定することができるという作用を有する。すなわち、引込み線電流が通常潮流の場合においては、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させれば、商用電源側からコージェネレーションシステム側へ流れている引込み線電流は増加し、引込み線電流が逆潮流の場合（つまりエンジン発電機から商用電源側へ電流が流れている場合）においては、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させれば、エンジン発電機出力電流は余剰電力吸収用負荷に吸収され、引込み線電流は減少するので、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを判定できるという作用を有する。
【００１２】
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、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が増加した場合には引込み線における逆潮流無しと判定し、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が減少した場合には引込み線における逆潮流有りと判定することとしたものである。
この構成により、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを正確に判定できるという作用を有する。
【００１３】
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または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おいて、コンピュータは、逆潮流有無の判定を引込み線電流がエンジン発電機の定格出力電流範囲内であるときにのみ行うこととしたものである。
この構成により、引込み線電流がエンジン発電機の定格出力電流を越えているときには当然に逆潮流は発生していないので、逆潮流でないことが明確な状態での逆潮流判定という無駄な動作を回避することができるという作用を有する。
【００１４】
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１乃至３のいずれか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、余剰電力吸収用負荷は湯水を加熱するためのヒータであることとしたものである。
この構成により、エンジン発電機に余剰電力が発生したときにも熱として回収できるので、無駄な電力消費を回避することができるという作用を有する。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３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従来と同様、図１に示す構成である。本実施の形態が従来例と異なるところはコンピュータ２１の動作である。
このように構成された制御装置について、コンピュータ２１の動作を図２、図３を用いて説明する。図２はコンピュータ２１の動作原理を示す説明図であり、図３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は図１と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。１５はエンジン発電機１１の余剰電力を吸収する余剰電力吸収用負荷であり、余剰電力吸収用負荷としては例えばヒータ部１２、循環用ポンプ１３などがある。
【００１７】
まず、コンピュータ２１の動作原理について説明する。
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、余剰電力吸収用負荷１５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）
（１）式から、通常潮流においては、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、通常潮流か逆潮流かを判定することができる。
【００１８】
次に、コンピュータ２１の動作について説明する。なお、ここで、エンジン発電機１１の定格出力電流を１０Ａとする。すなわち、コンピュータ２１で引込み線電流をリニアに検出可能な範囲は１０Ａであり、１０Ａ以上は正確には検出できない。このとき、抵抗器２２３、２３３の値は前述したように１５００Ωとなる。
【００１９】
図３において、まず、引込み線電流が１０Ａ以下か否かを判定する（Ｓ１）。このことは、コンピュータ２１で引込み線電流をリニアに検出可能な範囲は１０Ａであることと矛盾しているように見えるが、実際は１０Ａ＋αまで検出可能である。仮に１０Ａ＋αまで検出できない場合には、電流検出の分解能を考慮して、９．９Ａとか９．８Ａとかにすればよい。次に、ステップＳ１で１０Ａ以下と判定した場合には、コンピュータ２１は、コージェネレーションシステム内負荷（余剰電力吸収用負荷）１５を変化させて図２の負荷電流ＩＨを増加させる（Ｓ２）。例えばスイッチ２４１〜２４６のいずれかをオンし、Ｕ相とＯ相またはＶ相とＯ相との間にヒータ部１２を負荷として挿入することにより、負荷電流ＩＨを増加させる。次に、ＳＢ・ＥＬＢ間電流つまり引込み線電流が増加したか否かを判定し、増加している場合には（１）式から通常潮流と判定し、増加せず減少している場合には（２）式から逆潮流と判定する（Ｓ３）。ステップＳ３で逆潮流と判定したときは、余剰電力を更に吸収する必要があるので、余剰電力吸収用負荷１５、例えばヒータ部１２のワット数を引込み線電流がゼロになるまで増加させる（Ｓ４）。ステップＳ３で通常潮流と判定したときは、余剰電力吸収の必要はないので、コージェネレーションシステム内負荷を元に戻す（例えばスイッチ２４１〜２４６をすべてオフにしてヒータ部１２による負荷をかけない）（Ｓ５）。
【００２０】
次に、余剰電力吸収用負荷１５（図２）の断線の判定について説明する。
図１において、余剰電力吸収用負荷１５（循環ポンプ１３またはヒータ１２１〜１２６）のスイッチ（２４７または２４１〜２４６）を順にオン、オフさせたとき引込み線電流Ｉ１（図２）の値が変化するか否かをコンピュータ２１で判定することにより、余剰電力吸収用負荷１５の断線の有無を判定することができる。すなわち、スイッチ（２４７または２４１〜２４６）を順にオン、オフさせたとき引込み線電流Ｉ１の値が変化すれば、断線なしと判定し、その値に変化が無ければ断線ありと判定する。この判定は、負荷における断線や、負荷までの途中の配線の断線、スイッチの接触不良を含めた判定となる。また、この判定は、エンジン発電機１１の作動、不作動にかかわらず可能である。
【００２１】
なお、本実施の形態では、発電機をエンジン発電機として説明したが、本発明はこれに限らず、燃料電池の場合にも同様に適用でき、同様の効果を奏する。
【００２２】
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、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化により引込み線における逆潮流の有無を判定することにより、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化の方向を判定することができるので、通常潮流と逆潮流とにおける引込み線電流の変化方向の相違に基づいて逆潮流の有無を判定することができる。すなわち、引込み線電流が通常潮流の場合においては、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させれば、商用電源５側からコージェネレーションシステム１側へ流れている引込み線電流は増加し、引込み線電流が逆潮流の場合（つまりエンジン発電機１１から商用電源５側へ電流が流れている場合）においては、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させれば、エンジン発電機１１の出力電流は余剰電力吸収用負荷１５に吸収され、引込み線電流は減少するので、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを判定できる。
【００２３】
また、コンピュータ２１は、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が増加した場合には引込み線における逆潮流無しと判定し、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が減少した場合には引込み線における逆潮流有りと判定することにより、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを正確に判定できる。なお、上記では、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が減少した場合には引込み線における逆潮流有りと判定することとしたが、余剰電力吸収用負荷１５の負荷電流を減少させたときの引込み線電流の増加でも判定することができる。
【００２４】
さらに、コンピュータ２１は、逆潮流有無の判定を引込み線電流がエンジン発電機１１の定格出力電流範囲内であるときのみ行うことにより、引込み線電流がエンジン発電機１１の定格出力電流を越えているときには当然に逆潮流は発生していないので、逆潮流でないことが明確な状態での逆潮流判定という無駄な動作を回避することができる。
【００２５】
さらに、余剰電力吸収用負荷１５は湯水を加熱するためのヒータ１２１〜１２６であることにより、エンジン発電機１１に余剰電力が発生したときの無駄な電力消費を回避することができる。
【００２６】
さらに、コンピュータ２１は、エンジン発電機１１および商用電源に接続された電源線に対する余剰電力吸収用負荷１５の接続、切断を行ったときに引込み線電流が変化するか否かを判定することにより、エンジン発電機１１および商用電源に接続された電源線に対する余剰電力吸収用負荷１５の接続、切断を行ったときに引込み線電流が変化すれば、余剰電力吸収用負荷１５には断線箇所が無く、引込み線電流が変化しなければ、余剰電力吸収用負荷１５には断線箇所が有ると判定することができる。
【００２７】
【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、エンジン発電機の出力電力を家電機器等に供給し、エンジン発電機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の出力電力に余剰電力が生じた場合には余剰電力吸収用負荷に余剰電力を吸収させ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、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化により引込み線における逆潮流の有無を判定することにより、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を変化させたときの引込み線電流の変化の方向を判定することができるので、通常潮流と逆潮流とにおける引込み線電流の変化方向の相違に基づいて逆潮流の有無を判定することができるという有利な効果が得られる。すなわち、引込み線電流が通常潮流の場合においては、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させれば、商用電源側からコージェネレーションシステム側へ流れている引込み線電流は増加し、引込み線電流が逆潮流の場合（つまりエンジン発電機から商用電源側へ電流が流れている場合）においては、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させれば、エンジン発電機出力電流は余剰電力吸収用負荷に吸収され、引込み線電流は減少するので、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを判定できるという有利な効果が得られる。
【００２８】
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、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が増加した場合には引込み線における逆潮流無しと判定し、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときに引込み線電流が減少した場合には引込み線における逆潮流有りと判定することにより、余剰電力吸収用負荷の負荷電流を増加させたときの引込み線電流の増減により通常潮流か逆潮流かを正確に判定できるという有利な効果が得られる。
【００２９】
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または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おいて、コンピュータは、逆潮流有無の判定を引込み線電流がエンジン発電機の定格出力電流範囲内であるときにのみ行うことにより、引込み線電流がエンジン発電機の定格出力電流を越えているときには当然に逆潮流は発生していないので、逆潮流でないことが明確な状態での逆潮流判定という無駄な動作を回避することができるという有利な効果が得られる。
【００３０】
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１乃至３のいずれか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、余剰電力吸収用負荷は湯水を加熱するためのヒータであることにより、エンジン発電機に余剰電力が発生したときの無駄な電力消費を回避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】一般的な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】コンピュータの動作原理を示す説明図
【図３】コンピュータ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
１３循環ポンプ
１４、３２漏電ブレーカ
１５余剰電力吸収用負荷
２１コンピュータ
２２、２３ＣＴ入力回路
２４スイッチ回路
３１リミッタ（ＳＢ）
３３、３４、３５、３６、３７安全ブレーカ
３８、３９電流変換器（ＣＴ）
４１テレビ系統
４２洗濯機系統
４３冷蔵庫系統
１２１、１２４１００Ｗヒータ
１２２、１２５２００Ｗヒータ
１２３、１２６３００Ｗヒータ
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention supplies the output power of the engine generator to home appliances, etc., and uses the exhaust heat of the engine generator for heating the hot water storage, etc. and surplus power when surplus power is generated in the output power of the engine generator The present invention relates to a control device for a cogeneration system in which surplus power is absorbed by an absorption load.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to reduce the amount of commercial power used, cogeneration systems that use an engine generator as a private power source and use the exhaust heat for heating hot water using a heat exchanger are becoming widespread.
FIG. 1 is an electrical system diagram showing an electrical system including a general distribution board and a cogeneration system.
In FIG. 1, 1 is a cogeneration system, 2 is a control device of the cogeneration system 1, 3 is a distribution board for branching an electric system, 4 is a home electric appliance, and 5 is a commercial power source.
[0003]
The cogeneration system 1 includes an engine-driven engine generator 11, a heater unit 12 composed of a plurality of heaters (resistors), a circulation pump 13, and an electric leakage breaker 14 in the cogeneration system 1. The heater unit 12 includes 100 W heaters 121 and 124, 200 W heaters 122 and 125, and 300 W heaters 123 and 126. With this configuration, setting in increments of 100 W is possible within a range of 100 W to 1200 W.
[0004]
The control device 2 includes a computer 21 that controls the whole, CT input circuits 22 and 23 that detect output currents of current converters (CT) 38 and 39 of the distribution board 3 to be described later, a heater unit 12, and a circulation pump 13. And a switch circuit 24 for controlling on / off of the switch. The CT input circuits 22 and 23 include rectifier circuits 221 and 231 that convert alternating current into direct current, capacitors 222 and 232 that smooth the pulsating current, and resistors 223 and 233 that convert current into voltage. The switch circuit 24 includes switches 241 to 246 for controlling on / off of the heaters 121 to 126 and a switch 247 for controlling on / off of the circulation pump 13.
[0005]
The distribution board 3 includes a limiter (SB) 31 for determining the maximum power (that is, contract power), an electric leakage breaker (ELB) 32, a safety breaker (B) 33 of the TV system 41 as the home appliance 4, and a washing Safety breaker 34 of machine system 42, safety breaker 35 of refrigerator system 43, other safety breaker 36, safety breaker 37 of a single-phase three-wire electric system of U, V, and O phases, and the above-described CT 38, 39 And have. Here, the electric wire between the limiter 31 and the commercial power source 5 and the electric wire between the limiter 31 and the earth leakage breaker 32 are lead-in wires. The voltage between the U phase and the O phase connected to the ground and the voltage between the V phase and the O phase are 100V, and the voltage between the U phase and the V phase is 200V.
[0006]
About the cogeneration system 1 and the distribution board 3 comprised in this way, operation | movement centering on the control apparatus 2 is demonstrated.
The current flowing through the lead-in line is converted into current by CTs 38 and 39. Here, the current conversion ratio of CT38, 39 is 1/3000. That is, when the currents flowing through the lead-in wires U-O and V-O are 10 A, the output currents of the CTs 38 and 39 are 1/300 A. At this time, if the values of the resistors 223 and 233 are set to 1500 Ω, the resistors The voltages of 223 and 233 are 5V (the maximum voltage that can be input to the computer 21). Since the maximum voltage that can be input to the computer 21 is 5 V, the maximum draw-in current that can be measured is 10 A. When the values of the resistors 223 and 233 are set to 300Ω, the maximum lead-in current that can be measured is 50A. The lead-in line current detection values subjected to current-voltage conversion by the CT input circuits 22 and 23 are taken into the computer 21 and stored as data. In this way, the lead-in line current can be detected by the control device 2, and for example, it can be determined whether or not there is an excessive current.
[0007]
The electric power output from the engine generator 11 is supplied to the home electric appliance 4 via the earth leakage breaker 14 or the like, but when surplus power is generated in the output power (for example, the rated output power of the engine generator 11 is 1000 W). When the actual power used is 500 W, surplus power of 500 W is generated), the surplus power is supplied to a load for absorbing surplus power, for example, the heater unit 12. Hot water in the cogeneration system can be heated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an operation of the control device 2, since the lead-in line current detection value output from the CT input circuits 22 and 23 is a value rectified by the rectifier circuits 221 and 231, that is, an absolute value, the lead-in line current Has a problem that it cannot be determined whether the current is a normal power flow flowing from the commercial power supply 5 side to the distribution board 3 or a reverse power flow flowing opposite to the normal power flow. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-84634 discloses the prevention of reverse power flow, but this publication describes a device for preventing the occurrence of reverse power flow, and there is nothing about determining the presence or absence of reverse power flow. Not listed.
[0009]
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a control device for a cogeneration system that can accurately determine whether or not a lead-in current is a reverse flow current.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the control device for the cogeneration system of the present invention supplies the output power of the engine generator to home appliances and the like, and uses the exhaust heat of the engine generator for heating the hot water storage and the like, and the engine generator When the surplus power is generated in the output power of the cogeneration system, the surplus power is absorbed by the surplus power absorption load, and the control device draws in the lead-in current flowing through the lead-in line that draws in the power of the commercial power source. And a computer that takes in the value of the lead-in line current detected by the CT input circuit and controls the whole, and the computer pulls in when the load current of the surplus power absorption load is changed. A configuration is provided for determining the presence or absence of a reverse power flow in the lead-in line based on a change in line current.
As a result, a control device for a cogeneration system that can accurately determine whether or not the lead-in line current is a reverse flow current is obtained.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The control device of the cogeneration system according to claim 1 of the present invention supplies the output power of the engine generator to home appliances and the like, uses the exhaust heat of the engine generator for heating the hot water storage, etc. A control device of a cogeneration system that absorbs surplus power in a surplus power absorption load when surplus power is generated in the output power, and the control device generates a lead-in line current flowing through a lead-in line that draws in power from a commercial power source. A CT input circuit to detect, and a computer that takes in the value of the lead-in line current detected by the CT input circuit and controls the whole, and the computer pulls in the lead-in line when the load current of the surplus power absorption load is changed The presence or absence of reverse power flow in the lead-in line is determined based on the change in current.
With this configuration, it is possible to determine the direction of the change in the lead-in line current when the load current of the surplus power absorption load is changed. Based on the difference in the change direction of the lead-in line current between the normal power flow and the reverse power flow Thus, it has the effect that the presence or absence of reverse power flow can be determined. In other words, when the lead-in line current is normal, if the load current of the surplus power absorption load is increased, the lead-in current flowing from the commercial power supply side to the cogeneration system side will increase, and the lead-in current will In the case of reverse power flow (that is, when current flows from the engine generator to the commercial power supply side), if the load current of the surplus power absorption load is increased, the engine generator output current becomes the surplus power absorption load. Since the absorption line current is absorbed and the load line current is decreased, it is possible to determine whether the current flow is normal or reverse flow by increasing or decreasing the load line current when the load current of the surplus power absorption load is increased.
[0012]
The control device for the cogeneration system according to claim 2 is the control device for the cogeneration system according to claim 1, wherein the computer increases the lead-in current when the load current of the surplus power absorption load is increased. If there is a reverse power flow in the service line, it is determined that there is no reverse power flow in the service line. It is.
With this configuration, there is an effect that the normal flow or the reverse flow can be accurately determined based on the increase / decrease in the lead-in current when the load current of the surplus power absorbing load is increased.
[0013]
The control device for the cogeneration system according to claim 3 is the control device for the cogeneration system according to claim 1 or 2, wherein the computer determines whether the reverse power flow is present or not, and the lead-in line current is the rated output current of the engine generator. This is done only when it is within the range.
This configuration naturally avoids reverse power flow when the lead-in current exceeds the rated output current of the engine generator, thus avoiding the wasteful operation of determining reverse power in a state where it is clear that there is no reverse power flow. It has the effect of being able to.
[0014]
The control device for a cogeneration system according to claim 4 is the control device for a cogeneration system according to any one of claims 1 to 3, wherein the surplus power absorption load is a heater for heating hot water. It is what.
With this configuration, even when surplus power is generated in the engine generator, it can be recovered as heat, so that it is possible to avoid wasteful power consumption.
[0016]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
The configuration of the control device of the cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention is the configuration shown in FIG. The difference between the present embodiment and the conventional example is the operation of the computer 21.
With respect to the control device configured as described above, the operation of the computer 21 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation principle of the computer 21, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the computer 21. In FIG. 2, the distribution board 3, home appliance 4, commercial power source 5, and engine generator 11 are the same as those in FIG. Reference numeral 15 denotes a surplus power absorption load that absorbs surplus power of the engine generator 11. Examples of the surplus power absorption load include a heater unit 12 and a circulation pump 13.
[0017]
First, the operation principle of the computer 21 will be described.
As shown in FIG. 2, in a normal power flow in which current flows from the commercial power supply 5 to the distribution board 3, a lead-in current I1 flows from the commercial power supply 5 to the distribution board 3. The load current IL flows, the engine generator 11 outputs the current IG, and the surplus power absorption load 15 flows through the load current IH. At this time, the relationship shown by the following equation (1) is established.
I1 = IL− (IG−IH) (1)
Further, in a reverse flow in which a current flows from the distribution board 3 to the commercial power supply 5, a lead-in current I2 flows from the distribution board 3 to the commercial power supply 5. IL, IG, and IH are the same as in the case of normal power flow. At this time, the relationship shown by the following equation (2) is established.
I2 = IG-IH-IL (2)
From the equation (1), it can be seen that, in the normal power flow, when the load current IH increases, the lead-in line current I1 increases. Further, from the equation (2), it can be seen that in the reverse power flow, when the load current IH increases, the lead-in line current I2 decreases.
Thus, whether the normal flow or the reverse flow can be determined based on whether the lead-in current increases or decreases when the load current IH is increased.
[0018]
Next, the operation of the computer 21 will be described. Here, the rated output current of the engine generator 11 is 10A. That is, the range in which the lead-in line current can be detected linearly by the computer 21 is 10 A, and 10 A or more cannot be detected accurately. At this time, the values of the resistors 223 and 233 are 1500Ω as described above.
[0019]
In FIG. 3, first, it is determined whether or not the lead-in line current is 10 A or less (S1). This seems to contradict that the range in which the lead-in line current can be detected linearly by the computer 21 is 10 A, but in reality it can be detected up to 10 A + α. If it is not possible to detect up to 10A + α, it may be set to 9.9A or 9.8A in consideration of current detection resolution. Next, when it is determined in step S1 that the current is 10 A or less, the computer 21 increases the load current IH in FIG. 2 by changing the cogeneration system internal load (the surplus power absorption load) 15 (S2). For example, any one of the switches 241 to 246 is turned on, and the load current IH is increased by inserting the heater unit 12 as a load between the U phase and the O phase or between the V phase and the O phase. Next, it is determined whether or not the current between the SB and ELB, that is, the lead-in line current has increased. If it has increased, it is determined that the current is normal from the equation (1), and if it has decreased without increasing, A reverse power flow is determined from equation (2) (S3). When it is determined in step S3 that the reverse power flow is present, surplus power needs to be further absorbed, so the wattage of the surplus power absorbing load 15, for example, the heater unit 12, is increased until the lead-in current becomes zero (S4). . When it is determined in step S3 that the power flow is normal, there is no need to absorb surplus power, so the load in the cogeneration system is restored (for example, all the switches 241 to 246 are turned off and no load is applied by the heater unit 12) ( S5).
[0020]
Next, determination of disconnection of the surplus power absorbing load 15 (FIG. 2) will be described.
In FIG. 1, when the switch (247 or 241 to 246) of the surplus power absorption load 15 (circulation pump 13 or heaters 121 to 126) is turned on and off in order, the value of the lead-in line current I1 (FIG. 2) changes. By determining whether or not the computer 21 determines whether or not the surplus power absorption load 15 is disconnected, it is possible to determine whether or not there is a disconnection. That is, if the value of the lead-in line current I1 changes when the switch (247 or 241 to 246) is sequentially turned on and off, it is determined that there is no disconnection, and if there is no change in the value, it is determined that there is a disconnection. This determination is a determination including disconnection in the load, disconnection of the wiring on the way to the load, and contact failure of the switch. This determination can be made regardless of whether the engine generator 11 is operating or not.
[0021]
In the present embodiment, the generator is described as an engine generator. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a fuel cell and has the same effect.
[0022]
As described above, according to the present embodiment, the control device 2 detects the lead-in line current flowing through the lead-in line that draws in the power of the commercial power source, and the CT input circuits 22 and 23 detect the lead-in line current. And a computer 21 that takes in the value of the lead-in line current and controls the whole, and the computer 21 detects the reverse power flow in the lead-in line due to the change in the lead-in line current when the load current of the surplus power absorption load 15 is changed. By determining the presence / absence, it is possible to determine the direction of the change in the lead-in line current when the load current of the surplus power absorption load 15 is changed. Therefore, the change direction of the lead-in current in the normal power flow and the reverse power flow The presence or absence of reverse power flow can be determined on the basis of the difference. That is, when the lead-in line current is a normal power flow, if the load current of the surplus power absorption load 15 is increased, the lead-in current flowing from the commercial power supply 5 side to the cogeneration system 1 side increases, In the case where the line current is reverse flow (that is, when current flows from the engine generator 11 to the commercial power supply 5 side), if the load current of the surplus power absorption load 15 is increased, the output of the engine generator 11 Since the current is absorbed by the surplus power absorption load 15 and the lead-in line current decreases, it is possible to determine whether the power flow is normal or reverse power flow by increasing or decreasing the lead-in current when the load current of the surplus power absorption load 15 is increased. .
[0023]
Further, when the lead-in line current increases when the load current of the surplus power absorption load 15 is increased, the computer 21 determines that there is no reverse power flow in the lead-in line, and determines the load current of the surplus power absorption load 15. If the lead-in line current decreases when it is increased, it is determined that there is a reverse power flow in the lead-in line. It is possible to accurately determine whether it is a reverse current. In the above description, when the load current of the surplus power absorption load 15 is increased and the lead-in line current decreases, it is determined that there is a reverse power flow in the lead-in line. It can also be determined by an increase in lead-in current when the load current is decreased.
[0024]
Further, the computer 21 determines whether or not the reverse power flow is present only when the lead-in line current is within the rated output current range of the engine generator 11, so that the lead-in line current exceeds the rated output current of the engine generator 11. Of course, since no reverse flow occurs, it is possible to avoid a wasteful operation of determining a reverse flow in a state where it is clear that the reverse flow is not present.
[0025]
Furthermore, the surplus power absorption load 15 is the heaters 121 to 126 for heating the hot water, so that wasteful power consumption when surplus power is generated in the engine generator 11 can be avoided.
[0026]
Further, the computer 21 determines whether or not the lead-in line current changes when the surplus power absorbing load 15 is connected to or disconnected from the power line connected to the engine generator 11 and the commercial power source. If the lead-in line current changes when the surplus power absorption load 15 is connected to or disconnected from the power line connected to the engine generator 11 and the commercial power source, the surplus power absorption load 15 has no disconnection point, If the lead-in line current does not change, it can be determined that the surplus power absorbing load 15 has a broken portion.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the control device of the cogeneration system according to claim 1 of the present invention, the output power of the engine generator is supplied to home appliances and the like, and the exhaust heat of the engine generator is used to heat the hot water storage. A control device for a cogeneration system that absorbs surplus power in a load for surplus power absorption when surplus power is generated in the output power of the engine generator, and the control device draws in power from the commercial power source. A CT input circuit that detects a lead-in line current flowing through the line, and a computer that takes in the value of the lead-in line current detected by the CT input circuit and controls the whole, and the computer calculates the load current of the surplus power absorption load The load of the surplus power absorption load is determined by determining the presence or absence of reverse power flow in the lead-in line based on the change in the lead-in current when it is changed. Since the direction of the change in the lead-in line current when the current is changed can be determined, the presence or absence of the reverse power flow can be determined based on the difference in the change direction of the lead-in line current between the normal power flow and the reverse power flow The advantageous effect is obtained. In other words, when the lead-in line current is normal, if the load current of the surplus power absorption load is increased, the lead-in current flowing from the commercial power supply side to the cogeneration system side will increase, and the lead-in current will In the case of reverse power flow (that is, when current flows from the engine generator to the commercial power supply side), if the load current of the surplus power absorption load is increased, the engine generator output current becomes the surplus power absorption load. Since the absorption line current is absorbed and the load current of the surplus power absorption load is reduced, an advantageous effect is obtained in that it is possible to determine whether the flow is normal or reverse flow by increasing or decreasing the draw line current when the load current of the surplus power absorption load is increased.
[0028]
According to the control device for a cogeneration system according to claim 2, in the control device for the cogeneration system according to claim 1, when the computer increases the load current of the load for absorbing surplus power, the lead-in line current is increased. When the load current increases, it is determined that there is no reverse power flow in the lead-in line, and if the load current decreases when the load current of the surplus power absorption load is increased, it is determined that there is reverse power flow in the lead-in line. An advantageous effect is obtained in that it is possible to accurately determine whether the power flow is normal flow or reverse flow by increasing or decreasing the lead-in current when the load current of the surplus power absorption load is increased.
[0029]
According to the control device for a cogeneration system according to claim 3, in the control device for a cogeneration system according to claim 1 or 2, the computer determines whether or not the reverse power flow is present. Only when the output current is within the range, the reverse flow does not occur when the lead-in line current exceeds the rated output current of the engine generator. An advantageous effect is obtained in that a wasteful operation of reverse power flow determination can be avoided.
[0030]
According to the control device for a cogeneration system according to claim 4, in the control device for a cogeneration system according to any one of claims 1 to 3, the load for surplus power absorption is a heater for heating hot water. As a result, there is an advantageous effect that it is possible to avoid wasteful power consumption when surplus power is generated in the engine generator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric system diagram showing an electric system including a general distribution board and a cogeneration system. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation principle of a computer. FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the computer. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cogeneration system 2 Control apparatus 3 Distribution board 4 Home appliance 5 Commercial power supply 11 Engine generator 12 Heater part 13 Circulation pump 14, 32 Earth leakage breaker 15 Surplus power absorption load 21 Computer 22, 23 CT input circuit 24 Switch circuit 31 Limiter (SB)
33, 34, 35, 36, 37 Safety breaker 38, 39 Current converter (CT)
41 TV system 42 Washing machine system 43 Refrigerator system 121, 124 100W heater 122, 125 200W heater 123, 126 300W heater 221, 231 Rectifier circuit 222, 232 Capacitor 223, 233 Resistor 241, 242, 243, 244, 245, 246 247 switch

Claims

Supplying engine generator output power to household electrical appliances, etc., and using the exhaust heat of the engine generator for heating hot water, etc. and for surplus power absorption when surplus power is generated in the engine generator output power A control device for a cogeneration system that absorbs the surplus power in a load,
The control device includes a CT input circuit that detects a lead-in line current flowing through a lead-in line that draws power from a commercial power source, and a computer that takes in the value of the lead-in line current detected by the CT input circuit and controls the whole. And
The control device for a cogeneration system, wherein the computer determines the presence or absence of a reverse power flow in the lead-in line based on a change in the lead-in current when the load current of the surplus power absorption load is changed.

The computer determines that there is no reverse power flow in the lead-in line when the lead-in line current increases when the load current of the surplus power absorption load is increased, and determines the load current of the surplus power absorption load. 2. The control device for a cogeneration system according to claim 1, wherein if the lead-in line current decreases when it is increased, it is determined that there is a reverse power flow in the lead-in line.

3. The cogeneration system control device according to claim 1, wherein the computer determines whether or not there is a reverse power flow only when the lead-in line current is within a rated output current range of the engine generator. 4. .

The cogeneration system control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the surplus power absorption load is a heater for heating hot water.