JP4814058B2 - Gas engine control device - Google Patents
Gas engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4814058B2 JP4814058B2 JP2006302931A JP2006302931A JP4814058B2 JP 4814058 B2 JP4814058 B2 JP 4814058B2 JP 2006302931 A JP2006302931 A JP 2006302931A JP 2006302931 A JP2006302931 A JP 2006302931A JP 4814058 B2 JP4814058 B2 JP 4814058B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- control
- signal
- gas engine
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
本発明は、電力会社からの送電系統に対して連系及び遮断が可能とされた発電機をガスエンジンで駆動するシステムにおいて、当該ガスエンジンへのガス供給を制御してその出力を制御するガスエンジンの制御装置に係り、特に運転時に電力が設定負荷以上となることが可及的に回避されてガスエンジンのノッキングが減少し、安定した運転を行うことができるガスエンジンの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a gas engine that drives a generator that can be connected to and disconnected from a power transmission system from an electric power company with a gas engine, and controls gas supply to the gas engine to control its output. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine control device, and more particularly to a gas engine control device capable of performing stable operation by reducing the amount of knocking of the gas engine as much as possible to prevent the electric power from exceeding a set load during operation. is there.
工場等において、電力会社から送電される電力と、当該工場でガスエンジンによって発電機を駆動して得た電力とを連系して使用するシステムが採用されることがある。このように系統に連系可能な発電機を駆動するガスエンジンの出力制御において、エンジン回転数をフィードバック制御する通常の電子ガバナを用いると、エンジン回転数は系統に引っ張られているために電子ガバナの出力を変えても変化せず、そのままでは燃料調節を行うことができない。 In a factory or the like, a system that uses power transmitted from an electric power company and power obtained by driving a generator with a gas engine in the factory in some cases may be employed. In this way, in the output control of the gas engine that drives the generator that can be connected to the system, if an ordinary electronic governor that feedback-controls the engine speed is used, the engine speed is pulled by the system, so the electronic governor Even if the output of is changed, it does not change and fuel adjustment cannot be performed as it is.
例えば、目標回転数が1000回転で実回転数が1001回転の場合、電子ガバナは回転数を下げようとして燃料調整出力を下げるが、一定周波数の系統に連系している発電機に連動するエンジンの回転数は変化しないため、最終的には出力が0%となってエンジン出力も0%となり、逆に発電機がモーターとなって系統の電力(電力会社から供給される電力)によってエンジンを回転させる結果となってしまう。 For example, when the target rotation speed is 1000 rotations and the actual rotation speed is 1001 rotations, the electronic governor decreases the fuel adjustment output in an attempt to decrease the rotation speed, but the engine is linked to a generator linked to a system with a constant frequency. Since the engine speed will not change, the output will eventually be 0% and the engine output will also be 0%. Conversely, the generator will become a motor and the engine will be powered by the grid power (power supplied by the power company). This will result in rotation.
そこで、系統に連系可能な発電機を駆動するガスエンジンの出力制御では、従来は回転数を基準としたドループ制御を行っている場合が多かった。この制御手法は、回転数を基準としたフィードバック制御であるが、機関の出力が大きいほど目標回転数を下げるように制御するものであり、また発電機が発電する電力が目標電力を含む所定の不感帯を外れた場合に速度増信号又は速度減信号を出力してそれぞれ回転増又は回転減を行う制御であった。 Therefore, in the case of output control of a gas engine that drives a generator that can be connected to the grid, conventionally, droop control based on the rotational speed has been often performed. This control method is feedback control based on the rotational speed, and controls the target rotational speed to decrease as the engine output increases, and the power generated by the generator includes a predetermined power including the target power. In this case, the speed increase signal or the speed decrease signal is output when the dead zone is deviated to increase or decrease the rotation, respectively.
図5は、発電機を駆動するガスエンジンの上記従来の出力制御において使用される信号の波形を示すデジタル信号であって、同図(a)はガスエンジンの回転数(機関回転数)の時間変化を示し、同図(b)は発電機が出力する電力(負荷率で示す)の時間変化を示している。 FIG. 5 is a digital signal showing a waveform of a signal used in the conventional output control of the gas engine for driving the generator, and FIG. 5A shows the time of the rotation speed of the gas engine (engine speed). FIG. 4B shows the change over time of the power (indicated by the load factor) output from the generator.
しかしながら、系統から供給される電力の周波数(母線周波数)は厳密には一定ではなく、若干の変動が避けられない。例えば、関東地方では電力会社から供給される電気の周波数は50Hzであるが、実際には±0.1Hz程度の変動がある。従って、図5(a)に示すように、エンジン回転数は母線周波数の変化に伴って変化することが避けられない。 However, the frequency of the power supplied from the grid (bus frequency) is not strictly constant, and some variation is unavoidable. For example, in the Kanto region, the frequency of electricity supplied from an electric power company is 50 Hz, but there is actually a fluctuation of about ± 0.1 Hz. Therefore, as shown in FIG. 5 (a), the engine speed is unavoidably changed with a change in the bus frequency.
また、図5(b)に示すように、上記従来の制御では、発電機が発電する電力と比較して速度増信号又は速度減信号を出力するための基準範囲である不感帯が広いため、上述した母線周波数の変化に伴うエンジン回転数の変動によって負荷率が変動すると、速度減信号が間に合わず、定格出力に対して過負荷となってしまうことがあり、例えば図示の例のように負荷率が103%を超えてしまうこともあり、この際にエンジンがノッキングを起こしてしまうことがあった。 Further, as shown in FIG. 5B, in the conventional control described above, the dead zone, which is a reference range for outputting a speed increase signal or a speed decrease signal, is wider than the power generated by the generator. If the load factor fluctuates due to fluctuations in the engine speed that accompany changes in the bus frequency, the speed reduction signal may not be in time, resulting in overloading of the rated output. May exceed 103%, and the engine sometimes knocks at this time.
なお、上記過負荷状態の発生を避けるために不感帯を狭く設定したとすると、速度増信号又は速度減信号がより頻繁に出力されることとなり、結果として不感帯を越えて負荷が上昇する事象の発生確率が、不感帯が広い場合に比べてむしろ大きくなってしまう。 If the dead zone is set narrow to avoid the occurrence of the overload condition, a speed increase signal or a speed decrease signal will be output more frequently, resulting in the occurrence of an event where the load increases beyond the dead zone. The probability is rather larger than when the dead zone is wide.
なお、上記のような不具合を避けるために、電力のみの制御を行うことも考えられるが、その場合には、ガスエンジン及び発電機を系統から切り離して運転する状態(例えば定格運転に達して系統に連系する前の始動時等)では、回転制御をしなければ、電力会社の電気の周波数に相当する回転数を維持することができないので、かかる電力のみの制御を採用することはできない。 In order to avoid the above problems, it may be possible to control only the electric power. In this case, the gas engine and the generator are separated from the system and operated (for example, the system reaches the rated operation and the system is operated). At the time of start-up before linking to the power supply, etc.), if the rotation control is not performed, the rotation speed corresponding to the electric power frequency of the electric power company cannot be maintained, so that control of only such electric power cannot be adopted.
このように、系統に連系可能な発電機を駆動するガスエンジンの従来の出力制御においては、母線周波数の変動と、制御における不感帯の広さとに起因した過負荷の発生によるノッキングの問題があり、過負荷でもノッキングが発生しないようにPmax (シリンダ内燃焼最高圧力)を下げてノッキング領域を減らす等の調整を行わざるを得ないために、エンジンの効率が低下してしまうという問題があった。 As described above, in the conventional output control of the gas engine that drives the generator that can be connected to the grid, there is a problem of knocking due to the occurrence of an overload due to the fluctuation of the bus frequency and the wide dead band in the control. However, there is a problem that the efficiency of the engine is lowered because adjustments such as reducing the knocking region by reducing P max (the maximum combustion pressure in the cylinder) so that knocking does not occur even in an overload state. It was.
本発明は以上の課題を解決するものであり、系統に連系可能な発電機を駆動するガスエンジンの出力制御において、定格負荷運転時に発電電力が設定負荷以上にならないように制御可能であり、その結果、ノッキングの発生が減少して安定した運転を可能とすることを目的としている。 The present invention solves the above problems, and in the output control of the gas engine that drives the generator that can be connected to the grid, it can be controlled so that the generated power does not exceed the set load during rated load operation, As a result, the object is to reduce the occurrence of knocking and enable stable operation.
請求項1に記載されたガスエンジンの制御装置は、
電力会社からの送電系統に対して連系及び遮断が可能とされた発電機を駆動するガスエンジンの制御装置において、
ドループによる回転数制御を行うドループ制御部と、前記ガスエンジンにノッキングが発生する最大負荷率を目標値として電力制御を行う電力制御部と、前記ドループ制御部からの第1制御信号と前記電力制御部からの第2制御信号が入力されて値が低い方を選択して制御信号として出力する比較部とを有し、前記送電系統との連系時には前記ガスエンジンの燃料制御を行うドライバに前記制御信号を出力する電子ガバナを備えることを特徴としている。
A control device for a gas engine according to
In a control device for a gas engine that drives a generator that can be connected to and disconnected from a power transmission system from an electric power company ,
A droop control unit that performs rotation speed control by droop, a power control unit that performs power control using a maximum load ratio at which knocking occurs in the gas engine as a target value, a first control signal from the droop control unit, and the power control A comparison unit that receives a second control signal from the unit and selects a lower value and outputs it as a control signal. When connected to the power transmission system, the driver controls the fuel of the gas engine. An electronic governor that outputs a control signal is provided.
請求項2に記載されたガスエンジンの制御装置は、請求項1に記載のガスエンジンの制御装置において、
前記比較部は、前記ガスエンジンの負荷が最大負荷率に達しない場合には、前記ドループ制御部から出力される前記第1制御信号を前記制御信号とし、前記ガスエンジンの負荷が最大負荷率を越えた場合には、前記電力制御部から出力される前記第1制御信号に比べて相対的に値の低い前記第2制御信号を前記制御信号とすることを特徴としている。
The control device for a gas engine according to
Before Symbol comparison unit, if the load of the gas engine does not reach the maximum load factor, the pre-Symbol first control signal that will be output from the loop control unit and the control signal, the load of the gas engine maximum load When the rate is exceeded, the second control signal having a relatively lower value than the first control signal output from the power control unit is used as the control signal .
請求項3に記載されたガスエンジンの制御装置は、
電力会社からの送電系統に対して連系及び遮断が可能とされた発電機を駆動するガスエンジンのガス供給弁を制御するための制御装置において、
前記発電機の電圧電流波形を電力信号に変換して出力する電力トランスデューサと、
前記発電機の電圧電流波形と目標発電電力とが入力され、前記発電機が発電する電力が前記目標発電電力を含む所定の不感帯を外れた場合に速度増信号又は速度減信号を出力する電力コントローラと、
前記ガスエンジンの回転数を検出して回転パルス信号を出力する回転数検出手段と、
回転数初期値と前記ガスエンジンにノッキングが発生する最大負荷率に対応する目標電力とドループ率とが設定された記憶手段と、
前記記憶手段から得た回転数初期値と前記電力コントローラからの速度増信号又は速度減信号により第1目標回転数を算出する第1目標回転数設定手段と、前記電力トランスデューサからの電力信号と前記記憶手段からのドループ率と前記回転数検出手段からの回転パルス信号とに基づいて前記第1目標回転数設定手段からの前記第1目標回転数を変更して第2目標回転数を算出する第2目標回転数設定手段とを有し、前記第2目標回転数を第1制御信号として出力することによりドループによる回転数制御を行うドループ制御部と、
前記記憶手段から得た目標電力と前記電力トランスデューサからの電力信号により電力制御のための第2制御信号を出力する電力制御部と、
前記送電系統との連系時には前記ドループ制御部からの第1制御信号と前記電力制御部からの第2制御信号を比較して値が低い方を制御信号として出力する比較部と、
前記比較部から前記制御信号を与えられ、前記ガスエンジンの前記ガス供給弁に駆動信号を与えて前記ガスエンジンに対するガス燃料の供給を制御するドライバと、を備えることを特徴としている。
A control device for a gas engine according to
In a control device for controlling a gas supply valve of a gas engine that drives a generator that can be connected to and disconnected from a power transmission system from an electric power company ,
A power transducer that converts the voltage and current waveform of the generator into a power signal and outputs the power signal;
A power controller for inputting a voltage current waveform of the generator and a target generated power, and outputting a speed increase signal or a speed decrease signal when the power generated by the generator is out of a predetermined dead band including the target generated power. When,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the gas engine and outputting a rotational pulse signal;
A storage means in which a target electric power and a droop rate corresponding to a rotation speed initial value and a maximum load rate at which knocking occurs in the gas engine are set;
First target rotational speed setting means for calculating a first target rotational speed based on an initial rotational speed value obtained from the storage means and a speed increase signal or a speed decrease signal from the power controller; a power signal from the power transducer; A second target rotational speed is calculated by changing the first target rotational speed from the first target rotational speed setting means based on the droop rate from the storage means and the rotational pulse signal from the rotational speed detection means. A droop control unit that performs a droop speed control by outputting the second target revolution speed as a first control signal;
A power control unit that outputs a second control signal for power control based on a target power obtained from the storage means and a power signal from the power transducer;
A comparison unit that compares the first control signal from the droop control unit and the second control signal from the power control unit when connected to the power transmission system and outputs the lower value as a control signal;
A driver that receives the control signal from the comparison unit and applies a drive signal to the gas supply valve of the gas engine to control the supply of gas fuel to the gas engine.
本発明に係るガスエンジンの制御装置によれば、ガスエンジンにノッキングが発生する最大負荷率を負荷率の目標値とすれば、目標値以下の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する回転制御となり、目標値以上の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する電力制御となる。電力制御では、系統の母線周波数の影響を受けないので負荷率が安定し、その結果過負荷によるノッキングが回避されて効率優先の調整を行うことができ、効率が向上する。 According to the control device for a gas engine according to the present invention, if the maximum load factor at which knocking occurs in the gas engine is set as the target value of the load factor, the rotation that outputs a relatively low control signal at a load factor equal to or lower than the target value. Control is performed, and power control is performed to output a relatively low control signal at a load factor equal to or higher than the target value. In power control, since it is not affected by the bus frequency of the system, the load factor is stabilized. As a result, knocking due to overload can be avoided, and efficiency-priority adjustment can be performed, thereby improving efficiency.
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本例に係るガスエンジンの制御装置の構成を示すブロック図である。
ガスエンジン1は、各気筒2にガス供給電磁弁3がそれぞれ設けられており、各ガス供給電磁弁3はドライバ4によって制御される。ガスエンジン1に連動連結された発電機5は、系統に対して自在に連系及び遮断が可能とされている。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for a gas engine according to this example.
In the
前記発電機5によって発電された電気の電圧電流波形は電力トランスデューサ6に与えられ、電力信号に変換して出力される。
The electric voltage / current waveform generated by the
電力コントローラ7には、前記発電機5によって発電された電気の電圧電流波形と、エンジン制御盤8で設定された目標発電電力とが入力され、前記発電機5が発電する電力が、前記目標発電電力を含む所定の不感帯を外れた場合に、速度増信号(不感帯の下限を下回った場合)又は速度減信号(不感帯の上限を上回った場合)を出力して後述する電子ガバナ10に与えるように構成されている。
An electric voltage / current waveform generated by the
前記ガスエンジン1のリンクギヤ9の近傍には、その回転数を検出して回転パルス信号を出力する回転数検出手段としてのマグネットピックアップ11が設けられており、この回転パルス信号は後述する電子ガバナ10における回転数制御のために用いられている。
In the vicinity of the
本制御装置の要部となる電子ガバナ10は、第1の制御部であるドループ制御部12と、第2の制御部である電力制御部13と、制御用のデータが記憶されている記憶手段14と、ドループ制御部12と電力制御部13のいずれの制御信号を選択するか決定するための比較部15とを有している。
The
まず、電子ガバナ10には、制御用のデータを記憶するための記憶手段14が設けられており、この記憶手段14には、ガスエンジン1の回転数初期値16と、発電機5が発電しようとする目標電力17(制御の基準となる設定負荷率に対応するものであり、本例では固定で最大負荷率100%に設定)と、ドループ率18とが設定されている。なお詳細は後述するが、ドループ率とは、機関の出力が大きいほど目標回転数を下げるように制御するドループ制御において、負荷率100%分の変化に対して目標回転数が変化する%を示すものである。
First, the
次に、電子ガバナ10は、第1の制御部としてドループ制御部12を有している。ドループ制御部12は、第1目標回転数設定手段20と、第2目標回転数設定手段21とを有している。
第1目標回転数設定手段20は、前記記憶手段14から得た回転数初期値16と、前記電力コントローラ7からの速度増信号(パルス)又は速度減信号(パルス)により、第1目標回転数を算出する。
Next, the
The first target rotational speed setting means 20 uses the rotational speed
第2目標回転数設定手段21は、前記電力トランスデューサ6からの電力信号と、前記記憶手段14からのドループ率18とに基づいて、前記第1目標回転数設定手段20からの前記第1目標回転数を変更して第2目標回転数を算出する。
The second target rotational speed setting means 21 is configured to output the first target rotational speed from the first target rotational speed setting means 20 based on the power signal from the power transducer 6 and the
回転制御部22は、前記第2目標回転数設定手段21からの前記第2目標回転数と、前記マグネットピックアップ11からの回転パルス信号により、ドループによる回転数制御を行うための第1制御信号を出力する。
The
前記ドループ制御部12によるドループ制御を図2を参照して説明する。まず上述したようにドループ制御部12には2つの目標回転数が存在する。第1目標回転数は、記憶手段14に設定された回転数初期値16(本例では例えば1000min -1(毎分回転数)とする)を、実際に発電されている発電機5の電力と目標発電電力との差に基づいて電力コントローラ7で生成されて出力される速度増減信号によって増減したものである。これに対し、第2の目標回転数は、第1の目標回転数を電力トランスデューサ6からの電力信号に対応する負荷率と記憶手段14のドループ率18とで修正した目標回転数であって、母線周波数が50Hzであれば1000min -1となり、実際のフィードバック制御ではこの回転数となるように制御が行われる。
The droop control by the
図2は、定格回転数(系統と連系している場合の回転数)が1000min -1、ドループ率4%とした例である。ドループ率4%とは、負荷率100%分の変化に対して第1目標回転数が定格回転数の4%変化することを意味する。 FIG. 2 shows an example in which the rated rotational speed (the rotational speed when connected to the grid) is 1000 min −1 and the droop rate is 4%. The droop rate of 4% means that the first target rotation speed changes by 4% of the rated rotation speed with respect to a change of the load ratio of 100%.
例えば、第1目標回転数が1000min -1の時、負荷率は0%となる。ここで、運転に伴い負荷が上昇した場合、系統と連系しているために回転数は1000min -1で変化しないから、第1目標回転数は変化し、これが1040min -1まで上昇した時、母線周波数が50Hzであれば第2目標回転数は1000min -1であるから、負荷率は100%となる。 For example, when the first target rotational speed is 1000 min −1 , the load factor is 0%. Here, when the load due to operation increases, since the rotation speed is not changed at 1000min -1 to that system and interconnection, the first target rotational speed is changed, when it rises to 1040Min -1, If the bus frequency is 50 Hz, the second target rotational speed is 1000 min −1 , so the load factor is 100%.
また例えば、実際の運転において負荷率が50%であるとすると、系統と連系しているために第2目標回転数は1000min -1で定格回転数から変化しないので、第1目標回転数は1020min -1となる。 Also, for example, if the load factor is 50% in actual operation, the second target rotational speed does not change from the rated rotational speed at 1000 min −1 because it is connected to the grid, so the first target rotational speed is 1020 min −1 .
そして、これらの例のような状態において、母線周波数が振れると(図2中の「第2目標値の変化」参照)、回転数1min -1の変化に対して負荷率が2.5%変化することとなる。これが母線周波数の変動による出力の変動である。
In the state as in these examples, when the bus frequency fluctuates (see “change in second target value” in FIG. 2), the load factor changes by 2.5% with respect to the change in the
次に、電子ガバナ10は、第2の制御部として電力制御部13を有している。
電力制御部13は、前記記憶手段14から得た目標電力17と、前記電力トランスデューサ6からの電力信号により、電力制御のための第2制御信号を出力する。
Next, the
The
次に、電子ガバナ10は、前記系統との連系時に、前記ドループ制御部12からの第1制御信号と前記電力制御部13からの第2制御信号を比較し、値が低い方を制御信号として出力する比較部15を有している。
Next, the
本例においては、ガスエンジン1にノッキングが発生する最大負荷率を負荷率の目標値(目標電力17に相当)とすれば、目標値以下の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する回転制御となり、比較部15からは第1制御信号が制御信号として出力され、目標値以上の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する電力制御となり、比較部15からは第2制御信号が制御信号として出力される。電力制御では、系統の母線周波数の影響を受けないので負荷率が安定し、その結果過負荷によるノッキングが回避されて効率優先の調整を行うことができ、効率が向上する。
In this example, assuming that the maximum load factor at which knocking occurs in the
前記比較部15からの制御信号はドライバ4に与えられ、各ドライバ4はガスエンジン1のガス供給電磁弁3に駆動電流を与えてガスエンジン1の各気筒3に対するガス燃料の供給を制御する。
A control signal from the
以上の構成による作用について説明する。
図3の上に示すグラフは、電力トランスデューサ6を介して入力され、電子ガバナ10にてデジタル化した負荷率の時間変化を示す波形であり、下に示すグラフは、電子ガバナ10の比較部15にて比較演算された結果であるガバナ出力としての制御信号を表す波形である。本例においては、予めガスエンジン1がノッキングを起こし始める最大負荷率100%を設定負荷率とし、記憶手段14に目標電力17として入力・記憶させておく。
The effect | action by the above structure is demonstrated.
The graph shown in the upper part of FIG. 3 is a waveform indicating the time change of the load factor inputted through the power transducer 6 and digitized by the
図3の時刻0〜t1では、ガスエンジン1の負荷率は設定負荷よりも低く、母線周波数が上ると、回転数制御では目標回転数が母線周波数に相当する負荷率となるように出力を下げるが、これに対し電力制御では目標以下に低下した負荷を上げようとして出力を上昇させる。このため、目標値以下の負荷率では回転数制御が優先される。
At
図3の時刻t1〜t2では、ガスエンジン1の負荷率は設定負荷よりも高く、母線周波数が下がると、回転数制御では目標回転数が母線周波数に相当する負荷率となるように出力を上げ、これに対し電力制御では目標以上に上昇した負荷を下げようとして出力を低下させる。このため、目標値以上の負荷率では電力制御が優先される。
From time t1 to time t2 in FIG. 3, when the load factor of the
従って、図3の時刻0〜t1及びt2以上においては、目標値以下の負荷率であるために回転数制御が選択され、図3の時刻t1〜t2においては、目標値以上の負荷率であるために電力制御が選択される。このように、本装置においては、電子ガバナ10において負荷が設定負荷以上であるか、以下であるかを判断することはなく、最大負荷率を負荷率の目標値(目標電力17に相当)とし、第1及び第2制御信号の低い方を比較選択して出力する結果、目標値以下の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する回転制御となり、目標値以上の負荷率では相対的に低い制御信号を出力する電力制御となる切り換えが行われる。このため、目標値以上の負荷率となる領域においては電力制御によって系統の母線周波数の影響を受けることなく安定した負荷率で運転でき、過負荷によるノッキングが回避されて効率優先の調整を行うことができ、効率が向上することとなる。
Accordingly, the rotation speed control is selected because the load factor is less than or equal to the target value at
図4は、本例において使用される信号の波形を示すデジタル信号であって、同図(a)はマグネットピックアップ11からの回転パルス信号(機関回転数に相当)の時間変化を示し、同図(b)は発電機5が出力する電力(負荷率で示す)の時間変化を示している。本例によれば、ガスエンジン1の回転数には母線周波数の変化に伴って変化が表れているが、上で説明したような電力制御と回転数制御が混在した制御によって母線周波数の変動に影響を受けにくくなるため、同図(b)に示すように負荷率が安定している。
FIG. 4 is a digital signal showing the waveform of the signal used in this example. FIG. 4A shows the time change of the rotation pulse signal (corresponding to the engine speed) from the
また、本例の制御装置によれば、電力制御と回転数制御を併用し、外部からの信号無しに両者を切り換えて使用しているので、発電機5と系統との連系が瞬間的に遮断され、遮断前は回転数が母線周波数に依存するために遮断後はガスエンジン1自体で回転数を維持しなければならない場合においても、負荷率が目標値以下となった場合に自動的に回転制御に切り替わるので、系統の遮断後も回転数を制御して適正な運転を維持することができる。これに対し、電力制御のみとした場合は、系統からの遮断後に回転数を維持できなくなるので、適正な運転を続行することができなくなる。
Further, according to the control device of this example, both power control and rotational speed control are used together, and both are switched and used without a signal from the outside, so that the connection between the
以上説明したように、系統に対して連系及び遮断が可能とされた発電機を駆動する本発明に係るガスエンジンの制御装置によれば、比較的低負荷の領域では制御信号がリミッター制限一杯の高い値になる電力制御を用いず、ドループ回転数制御を行うものとし、ドループ回転数制御ではノッキングを生じてしまうような高負荷領域のみにおいて制御信号の値が低下する電力制御を利用した。このため、ノッキングの発生条件である負荷率100%を越えるような過負荷とはならない状態でガスエンジン1を運転することが可能となる。
As described above, according to the control apparatus for a gas engine according to the present invention that drives a generator that can be connected to and disconnected from the system, the control signal is limited to a limiter limit in a relatively low load region. The droop speed control is performed without using the power control with a high value, and the droop speed control uses the power control in which the value of the control signal decreases only in a high load region where knocking occurs. For this reason, it becomes possible to operate the
1 ガスエンジン
4 ドライバ
5 発電機
6 電力トランスデューサ
7 電力コントローラ
10 電子ガバナ
11 回転数検出手段としてのマグネットピックアップ
12 ドループ制御部
13 電力制御部
14 記憶手段
15 比較部
16 回転数初期値
17 目標電力
18 ドループ率
20 第1目標回転数設定手段
21 第2目標回転数設定手段
22 回転制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ドループによる回転数制御を行うドループ制御部と、前記ガスエンジンにノッキングが発生する最大負荷率を目標値として電力制御を行う電力制御部と、前記ドループ制御部からの第1制御信号と前記電力制御部からの第2制御信号が入力されて値が低い方を選択して制御信号として出力する比較部とを有し、前記送電系統との連系時には前記ガスエンジンの燃料制御を行うドライバに前記制御信号を出力する電子ガバナを備えることを特徴とするガスエンジンの制御装置。 In a control device for a gas engine that drives a generator that can be connected to and disconnected from a power transmission system from an electric power company ,
A droop control unit that performs rotation speed control by droop, a power control unit that performs power control using a maximum load ratio at which knocking occurs in the gas engine as a target value, a first control signal from the droop control unit, and the power control A comparison unit that receives a second control signal from the unit and selects a lower value and outputs it as a control signal. When connected to the power transmission system, the driver controls the fuel of the gas engine. A gas engine control device comprising an electronic governor for outputting a control signal.
前記発電機の電圧電流波形を電力信号に変換して出力する電力トランスデューサと、
前記発電機の電圧電流波形と目標発電電力とが入力され、前記発電機が発電する電力が前記目標発電電力を含む所定の不感帯を外れた場合に速度増信号又は速度減信号を出力する電力コントローラと、
前記ガスエンジンの回転数を検出して回転パルス信号を出力する回転数検出手段と、
回転数初期値と前記ガスエンジンにノッキングが発生する最大負荷率に対応する目標電力とドループ率とが設定された記憶手段と、
前記記憶手段から得た回転数初期値と前記電力コントローラからの速度増信号又は速度減信号により第1目標回転数を算出する第1目標回転数設定手段と、前記電力トランスデューサからの電力信号と前記記憶手段からのドループ率と前記回転数検出手段からの回転パルス信号とに基づいて前記第1目標回転数設定手段からの前記第1目標回転数を変更して第2目標回転数を算出する第2目標回転数設定手段とを有し、前記第2目標回転数を第1制御信号として出力することによりドループによる回転数制御を行うドループ制御部と、
前記記憶手段から得た目標電力と前記電力トランスデューサからの電力信号により電力制御のための第2制御信号を出力する電力制御部と、
前記送電系統との連系時には前記ドループ制御部からの第1制御信号と前記電力制御部からの第2制御信号を比較して値が低い方を制御信号として出力する比較部と、
前記比較部から前記制御信号を与えられ、前記ガスエンジンの前記ガス供給弁に駆動信号を与えて前記ガスエンジンに対するガス燃料の供給を制御するドライバと、
を備えることを特徴とするガスエンジンの制御装置。 In a control device for controlling a gas supply valve of a gas engine that drives a generator that can be connected to and disconnected from a power transmission system from an electric power company ,
A power transducer that converts the voltage and current waveform of the generator into a power signal and outputs the power signal;
A power controller for inputting a voltage current waveform of the generator and a target generated power, and outputting a speed increase signal or a speed decrease signal when the power generated by the generator is out of a predetermined dead band including the target generated power. When,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the gas engine and outputting a rotational pulse signal;
A storage means in which a target electric power and a droop rate corresponding to a rotation speed initial value and a maximum load rate at which knocking occurs in the gas engine are set;
First target rotational speed setting means for calculating a first target rotational speed based on an initial rotational speed value obtained from the storage means and a speed increase signal or a speed decrease signal from the power controller; a power signal from the power transducer; A second target rotational speed is calculated by changing the first target rotational speed from the first target rotational speed setting means based on the droop rate from the storage means and the rotational pulse signal from the rotational speed detection means. A droop control unit that performs a droop speed control by outputting the second target revolution speed as a first control signal;
A power control unit that outputs a second control signal for power control based on a target power obtained from the storage means and a power signal from the power transducer;
A comparison unit that compares the first control signal from the droop control unit and the second control signal from the power control unit when connected to the power transmission system and outputs the lower value as a control signal;
A driver that is supplied with the control signal from the comparison unit and that supplies a drive signal to the gas supply valve of the gas engine to control the supply of gas fuel to the gas engine;
A control device for a gas engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006302931A JP4814058B2 (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Gas engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006302931A JP4814058B2 (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Gas engine control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008121432A JP2008121432A (en) | 2008-05-29 |
JP4814058B2 true JP4814058B2 (en) | 2011-11-09 |
Family
ID=39506478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006302931A Active JP4814058B2 (en) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Gas engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4814058B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5921464B2 (en) * | 2013-03-05 | 2016-05-24 | ヤンマー株式会社 | Engine generator |
CN106168173A (en) * | 2016-08-30 | 2016-11-30 | 潍柴动力股份有限公司 | A kind of engine control strategy |
JP7487536B2 (en) * | 2020-04-13 | 2024-05-21 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Operation control device, operation schedule generation device, operation control program, and operation schedule generation program |
DE102021206425B3 (en) * | 2021-06-22 | 2022-11-17 | Rolls-Royce Solutions GmbH | Control device for controlling a power arrangement comprising an internal combustion engine and a generator drivingly connected to the internal combustion engine, control arrangement with such a control device, power arrangement and method for controlling a power arrangement |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58120845U (en) * | 1982-02-10 | 1983-08-17 | ヤンマーディーゼル株式会社 | Generator load gas fuel engine control device |
JP2883674B2 (en) * | 1990-04-02 | 1999-04-19 | 本田技研工業株式会社 | Engine driven welding equipment with AC output function |
JPH04209943A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-31 | Hitachi Ltd | Governor control device for prime mover |
JP2002285884A (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Bosch Automotive Systems Corp | Rotation control method for diesel engine |
JP2003047296A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Honda Motor Co Ltd | Inverter apparatus for engine generator |
JP4319481B2 (en) * | 2003-08-07 | 2009-08-26 | 新潟原動機株式会社 | Fuel gas supply and supply system for lean combustion gas engines |
JP2005304262A (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Yanmar Co Ltd | Generator unit |
-
2006
- 2006-11-08 JP JP2006302931A patent/JP4814058B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008121432A (en) | 2008-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7990114B2 (en) | Overload control of an electric power generation system | |
JP5798042B2 (en) | System and method for controlling the speed of an engine driven generator | |
US9673743B1 (en) | Efficient motor control | |
WO2010134171A1 (en) | Wind turbine generator and control method thereof | |
JP4814058B2 (en) | Gas engine control device | |
JP5114059B2 (en) | Exhaust system | |
JP2002017100A (en) | Engine-driven generation device | |
JP4685715B2 (en) | Power system stabilization method and power system stabilization system using the method | |
JP2008199848A (en) | Excitation controller of synchronous power generator | |
WO2018151233A1 (en) | Power generation system control device and control method | |
JP2002204596A (en) | Inverter-control type generator | |
CN101369800A (en) | Motor control apparatus | |
JP5475267B2 (en) | Engine generator | |
JP2004196475A (en) | Winding device | |
US11473584B2 (en) | Method of starting a fan using an open loop starting stage with a decreasing drive signal value | |
US11876380B2 (en) | Hybrid power generation system and control method of hybrid power generation system | |
JP6133550B2 (en) | Engine-driven inverter generator control method and engine-driven inverter generator | |
TW202232000A (en) | Fan system and fan driving method | |
KR101837700B1 (en) | Invertor controller for compressure | |
US11933309B2 (en) | Method of starting a fan using an open loop starting stage with a decreasing drive signal value | |
JP7048088B2 (en) | Fuel supply control method and fuel supply control system | |
TW201826685A (en) | Efficient motor control method and system thereof | |
CN114876839B (en) | Fan system and fan driving method | |
US20230079063A1 (en) | Controller for controlling an electrical power supply system | |
JPWO2013111172A1 (en) | Secondary excitation wind power conversion device, secondary excitation wind power control device, and control method for secondary excitation wind power conversion device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090629 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110706 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110802 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4814058 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |