JP5222350B2 - 船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法に関するものである。

従来から、エネルギーの供給不足を防止するための種々の技術開発が行われている。
例えば、特許文献１には、人流がコミュニティに到達する時点でのエネルギー需要量の計画値からの変動量を求める事により、コミュニティが真に必要とするエネルギーをタイミングよく供給し、供給不足が生じるのを回避する技術が記載されている。

一方、主機エンジンの排ガスを回収して発電する排熱回収装置を備えた船舶では、排熱回収システムが有する発電機、ディーゼル発電機、軸発電機等の各発電機に対して、電力マネジメント装置が船内の電力負荷の分担率を制御している。
上記分担率は、省エネルギーを考慮し、排熱回収装置で生成される電力量に基づいて、排熱回収装置が賄えない電力を、他の発電機の定格発電量と船内の電力負荷に応じて決定される。この際、排熱回収装置の発電量は、主機エンジンのエンジン負荷によって異なるため、エンジン負荷を測定し、測定結果に応じて分担率が決定される。
そして、エンジン負荷に対する排熱回収装置によって供給可能な電力量は、予め主機エンジンの設計値に基づいて算出される。

特開平４−１３１６００号公報

しかしながら、計算誤差や、主機エンジンの経年変化によって、算出された電力量と実際に供給可能な電力量が異なる可能性がある。
算出された電力量よりも実際に供給可能な電力量が大きいと、排熱回収装置による発電量が実際よりも小さく見積もられていることとなるため、他の発電機を無駄に駆動させることとなる。
一方、算出された電力量よりも実際に供給可能な電力量が小さいと、船内の電力負荷の増加時に排熱回収装置による電力の供給が計画よりも不足することとなり、他の発電機による電力供給が間に合わず、船内に停電が生じる。また、排熱回収装置が最大計画値近傍で電力供給を行っている場合、船内の電力負荷の増加に備えて、早期に他の発電機をスタンバイ状態とする必要があり、スタンバイに要するエネルギーが無駄となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法は以下の手段を採用する。

すなわち、本発明に係る船舶の発電制御装置は、エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電用エンジンを用いた発電機を備えた船舶の発電制御装置であって、前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、及び前記排熱回収装置の発電効率に基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する導出手段と、前記導出手段によって導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出する算出手段と、前記導出手段によって導出された電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１制御手段と、前記算出手段によって算出された差分に基づいて、前記発電用エンジンを用いた発電機を制御する第２制御手段と、を備える。

本発明によれば、船舶の発電制御装置は、エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電用エンジンを用いた発電機を制御する。
そして、導出手段によって、タービンの入口におけるガスの物理量、タービンの出口におけるガスの物理量、及び排熱回収装置の発電効率に基づいて、排熱回収装置が発電する電力量が導出され、第１制御装置によって、導出手段で導出された電力量に基づいて、排熱回収装置が制御される。
タービンの入口におけるガスの物理量、及びタービンの出口におけるガスの物理量とは、例えば、タービンの入口におけるガスの温度及び圧力であり、タービンの出口におけるガスの温度及び圧力であり、タービンに供給されるガスの物理量の実測値である。
さらに、算出手段によって、導出手段で導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分が算出され、第２制御手段によって、算出手段で算出された差分に基づいて、発電用エンジンを用いた発電機が制御される。

このように、本発明は、タービンに供給されるガスの物理量の実測値に基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を導出するので、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
さらに、本発明は、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいて発電用エンジンを用いた発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。

また、本発明の発電制御装置は、前記導出手段によって導出された電力量である導出電力量と前記排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、前記排熱回収装置の発電効率の値を調整する調整手段を備えてもよい。
本発明によれば、調整手段によって、導出手段で導出された電力量である導出電力量と排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置の発電効率の値が調整される。
従って、本発明は、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させることができる。

また、本発明の発電制御装置は、前記導出手段は、前記排熱回収装置のタービンの入口におけるガスのエンタルピーと前記排熱回収装置のタービンの出口におけるガスのエンタルピーとの差に、前記排熱回収装置へ供給されるガスの流量及び発電効率を乗算したモデルによって、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出してもよい。
本発明によれば、タービンに供給されるガスの物理量の実測値を用いて、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、簡易に求めることができる。

また、本発明の発電制御装置は、前記ガスを、前記エンジンから排出される排ガスとし、前記タービンを、ガスタービンとしてもよい。
本発明によれば、排熱回収装置がガスタービンを用いて電力を生成する場合であっても、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。

また、本発明の発電制御装置は、前記ガスを、前記エンジンの排熱によって生成された蒸気とし、前記タービンを、蒸気タービンとしてもよい。
本発明によれば、排熱回収装置が蒸気タービンを用いて電力を生成する場合であっても、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。

また、本発明に係る船舶は、発電用エンジンを用いた発電機と、エンジンの排熱を回収してタービンに供給することによって電力を生成する排熱回収装置と、上記記載の発電制御装置と、を備える。
本発明によれば、排熱回収装置のより正確な電力量に基づいて発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。

また、本発明に係る船舶の発電制御方法は、エンジンの排気エネルギーによってタービンを駆動させることで電力を生成する工程と、発電用エンジンを用いて電力を生成する工程と、を備えた船舶の発電制御方法であって、前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、及び前記排熱回収装置の発電効率に基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出し、導出した該電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１工程と、導出した電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記発電用エンジンを用いた発電機を制御する第２工程と、を含む。
本発明によれば、タービンに供給されるガスの物理量の実測値に基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を導出するので、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
さらに、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいて発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。

本発明によれば、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る船舶の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電力マネジメント装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る電力マネジメント装置の構成を示すブロック図である。

以下に、本発明に係る船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、搬船１は、搬船１内の電力の需要と供給とを調整する電力マネジメント装置１０と、搬船１を推進させる主機エンジン２０と、パワータービン（ガスタービン）２３と、蒸気タービン２６と、これらパワータービン２３及び蒸気タービン２６に接続され、主機エンジン２０の排熱を回収して発電するタービン発電機（排熱回収発電機）３１と、主機エンジン２０とは独立して構成された発電用エンジン２２を用いたディーゼル発電機（内燃機関発電機）３２とを備えている。なお、本第１実施形態に係る船舶１は、一例として、２代のディーゼル発電機３２を備えている。

タービン発電機３１やディーゼル発電機３２によって発電された電力は、電力線５１を介して、例えば、搬船１内の換気を行う通風器、搬船１内に設置された照明灯、コンセント、及び搬船１の機関室内に配置された海水ポンプ等の各機器４１、軸発電機モータ４２、並びにスラスター４３等に送られて消費される。

主機エンジン２０は、エンジンコントロールシステム（不図示）によって動作が制御される。また、パワータービン２３、蒸気タービン２６、及びタービン発電機３１は、電力マネジメント装置１０によって動作が制御される。

主機エンジン２０は、例えば低速２サイクルディーゼル機関とされている。

主機エンジン２０の出力軸には軸発電機モータ４２が接続されており、この軸発電機モータ４２にはプロペラ軸４４を介してスクリュープロペラ４５が取り付けられている。
軸発電機モータ４２は、搬船１内の余剰電力を得て主機エンジン２０を加勢するモータ運転を行う。また、軸発電機モータ４２は、主機エンジン２０によって駆動されて発電することも可能となっている。

主機エンジン２０の各シリンダの排気ポートは、排気マニホールドを介して、排気タービン過給機、パワータービン２３の入口、及びバルブ２１を介して排ガスエコノマイザ３０に接続されている。

なお、排ガスエコノマイザ３０には、パワータービン２３からの排ガスも導入されるようになっている。
そして、排ガスエコノマイザ３０の熱交換部では、導入された排ガスの熱によって給水管から供給された水が加熱・蒸発されて過熱蒸気が発生する。熱交換部で生成された過熱蒸気は主蒸気として蒸気タービン２６に導入され、また、この蒸気タービン２６で仕事を終えた蒸気は復水器に導かれて水に戻される（図示省略）。復水器にて復水された水は、空気冷却器や主機エンジン２０の壁部を冷却して温められた後、排ガスエコノマイザ３０へ再び供給される。

パワータービン２３は、主機エンジン２０の排気マニホールドから抽気された排ガスによって回転駆動されるようになっている。また、蒸気タービン２６は、排ガスエコノマイザ３０によって生成された蒸気が供給されて回転駆動されるようになっている。
パワータービン２３と蒸気タービン２６とは直列に結合されてタービン発電機３１を駆動する。蒸気タービン２６の出力軸は、減速機２７及びカップリングを介してタービン発電機３１に接続されている。また、パワータービン２３の出力軸は、減速機２４及びクラッチ２５を介して蒸気タービン２６の入力軸と連結されている。

パワータービン２３の排ガス流れ上流側には、パワータービン２３に導入するガス量を制御するパワータービン用制御弁（排ガス量調整弁）２８が設けられている。また、蒸気タービン２６の蒸気流れ上流側には、蒸気タービン２６に導入する蒸気量を制御する蒸気タービン用制御弁（蒸気量調整弁）２９が設けられている。
パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９は、それぞれの開度が電力マネジメント装置１０によって制御される。
このようにタービン発電機３１は、主機エンジン２０の排ガス（燃焼ガス）の排気エネルギーを回収して動力として駆動される。
すなわち、本第１実施形態に係る船舶１は、パワータービン２３、蒸気タービン２６、及びタービン発電機３１によって、主機エンジン２０の排気エネルギーを回収して電力を生成する排熱回収装置が構成されている。

上記電力マネジメント装置１０は、搬船１の機関制御室内に配置されており、電力線５２によって、タービン発電機３１（排熱回収装置）、ディーゼル発電機３２、搬船１内の各機器４１、軸発電機モータ４２、スラスター４３と電気的に接続されている。
これにより、電力マネジメント装置１０は、搬船１内の各機器４１、軸発電機モータ４２、スラスター４３等による需要電力と、排熱回収装置によって発電される発電量に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２の発電量を制御する。

なお、本第１実施形態では、パワータービン２３の入口ガス圧力を測定する入口ガス圧力センサ６０、パワータービン２３の入口ガス温度を測定する入口ガス温度センサ６１、パワータービン２３の出口ガス圧力を測定する出口ガス圧力センサ６２、パワータービン２３の出口ガス温度を測定する出口ガス温度センサ６３を備える。また、蒸気タービン２６の入口蒸気圧力を測定する入口蒸気圧力センサ６４、蒸気タービン２６の入口蒸気温度を測定する入口蒸気温度センサ６５、蒸気タービン２６の出口蒸気圧力を測定する出口蒸気圧力センサ６６、蒸気タービン２６の出口蒸気温度を測定する出口蒸気温度センサ６７を備える。

図２は、第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０の構成を示すブロック図である。
電力マネジメント装置１０は、記憶部７０、電力量導出部７１、排熱回収装置制御器７２、減算器７３、及び発電機制御器７４を備えている。

記憶部７０は、磁気記憶装置又は半導体記憶装置で構成され、各種データを記憶する。なお、記憶部７０は、排熱回収装置に関する各種パラメータを記憶している。各種パラメータとは、排熱回収装置の設計値等であり、具体的には、主機エンジン２０から排気される排ガスの組成、パワータービン用制御弁２８の特性、蒸気タービン用制御弁２９の特性、排熱回収装置の発電効率等の設計値である。

電力量導出部７１は、排熱回収装置の入口におけるガス（本第１実施形態では、排ガス及び蒸気）の物理量、排熱回収装置の出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を逐次導出する。

なお、本第１実施形態において、排熱回収装置の入口におけるガスの物理量とは、入口ガス圧力センサ６０によって測定されたパワータービン２３の入口ガス圧力、入口ガス温度センサ６１によって測定されたパワータービン２３の入口ガス温度、入口蒸気圧力センサ６４によって測定された蒸気タービン２６の入口蒸気圧力、及び入口蒸気温度センサ６５によって測定された蒸気タービン２６の入口蒸気温度である。
また、本第１実施形態において、排熱回収装置の出口におけるガスの物理量とは、出口ガス圧力センサ６２によって測定されたパワータービン２３の出口ガス圧力、出口ガス温度センサ６３によって測定されたパワータービン２３の出口ガス温度、出口蒸気圧力センサ６６によって測定された蒸気タービン２６の出口蒸気圧力、及び出口蒸気温度センサ６７によって測定された蒸気タービン２６の出口蒸気温度である。
このように、電力量導出部７１には、排熱回収装置を構成するパワータービン２３及び蒸気タービン２６に供給されるガスの物理量の実測値が入力される。

また、電力量導出部７１には、排熱回収装置制御器７２から出力された弁開度が入力される。なお、弁開度とは、パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９の開度である。
さらに、電力量導出部７１は、記憶部７０に記憶されている各種パラメータを読み出すことが可能とされている。

そして、電力量導出部７１で導出された電力量（以下、「導出電力量」という。）は、排熱回収装置に対する発電指令値として排熱回収装置制御器７２へ出力される。

排熱回収装置制御器７２は、入力された発電指令値に基づいて、排熱回収装置を構成するパワータービン２３及び蒸気タービン２６に対する制御量（例えば、パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９の開度）である排熱回収装置制御量を演算し、排熱回収装置制御量を排熱回収装置（パワータービン２３及び蒸気タービン２６）へ出力することによって、排熱回収装置を制御する。

また、減算器７３は、電力量導出部７１によって導出された導出電力量と船舶１内で必要とする電力量（上述した需要電力であり、以下、「船内電力負荷」という。）との差分を算出し、該差分をディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２に対する発電指令値として発電機制御器７４へ出力する。

発電機制御器７４は、入力された発電指令値に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２に対する制御量である発電機制御量を演算し、発電機制御量をディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２へ出力することによって、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御する。

具体的には、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）の場合、排熱回収装置が生成する電力量と船内電力負荷が同じであるため、発電機制御器７４は、新たに電力を生成する必要がなく、ディーゼル発電機３２、軸発電機モータ４２に対する制御は行わない。
一方、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）未満の場合、排熱回収装置が生成する電力量では、船内電力負荷を賄えないため、発電機制御器７４は、新たに電力を生成させる必要があり、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の少なくとも一方に対して、電力を生成させるように制御する。なお、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の何れを駆動させるかは、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の定格発電量と、発電制御量の大きさに応じて予め定められていてもよい。

さらに、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）を超える場合、排熱回収装置が生成する電力量に船内電力負荷を超えた余剰電力が含まれるため、発電機制御器７４は、軸発電機モータ４２に対して余剰電力を供給し、主機エンジン２０を加勢するモータ運転を行わせるように制御してもよいし、余剰電力を船舶１に設けられている蓄電装置に充電してもよい。

次に、電力量導出部７１で実行される電力量の導出について、詳細に説明する。
本第１実施形態に係る電力量導出部７１は、排熱回収装置数式モデルを用いて、導出電力量を算出する。
排熱回収装置数式モデルは、導出電力量をＰとし、排熱回収装置の入口におけるガスのエンタルピーをＨｅとし、排熱回収装置の出口におけるガスのエンタルピーをＨｏとし、排熱回収装置へ供給されるガスの流量をＱとし、発電効率をηとし、タービン無負荷損失をＰ_ＬＯＳＳとすると、下記（１）式で表わされる。

なお、本第１実施形態では、パワータービン２３を用いて生成される電力量（導出電力量Ｐｐ）と蒸気タービン２６を用いて生成される電力量（導出電力量Ｐｓ）とを加算することによって、導出電力量Ｐが求められる。

パワータービン２３の入口における排ガスのエンタルピーＨｅｐは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている排ガスの組成、電力量導出部７１に入力される入口ガス圧力及び入口ガス温度等の値を用いて、求められる。
パワータービン２３の出口における排ガスのエンタルピーＨｏｐは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている排ガスの組成、電力量導出部７１に入力される出口ガス圧力及び出口ガス温度等の値を用いて、求められる。
なお、エンタルピーＨｅｐ，Ｈｅｏは、予め定められた数式に各種値を代入することによって求められてもよいし、排ガスの組成に応じたエンタルピーと、圧力又は温度との関係を示したテーブルを記憶部７０が記憶し、該テーブルから求められてもよい。
蒸気タービン２６の入口における蒸気のエンタルピーＨｅｓ、及び蒸気タービン２６の出口における蒸気のＨｏｓも、電力量導出部７１に入力される入口蒸気圧力、入口蒸気温度、出口蒸気圧力、及び出口蒸気温度等の値を用いて、エンタルピーＨｅｐ，Ｈｅｏと同様に求められる。

また、排ガスの流量Ｑｐは、記憶部７０に記憶されているパワータービン用制御弁２８の特性、入口ガス圧力、及びパワータービン用制御弁２８の弁開度から求められる。一方、蒸気の流量Ｑｓは、記憶部７０に記憶されている蒸気タービン用制御弁２９の特性、入口蒸気圧力、及び蒸気タービン用制御弁２９の弁開度から求められる。

また、パワータービン２３の無負荷損失Ｐｐ_ＬＯＳＳと蒸気タービン２６の無負荷損失Ｐｓ_ＬＯＳＳは、設計値として導出され、記憶部７０にパラメータとして記憶されている。
さらに、パワータービン２３の発電効率ηｐと蒸気タービン２６の発電効率ηｓは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている。

以上から、パワータービン２３の導出電力量Ｐｐは、下記（２）式で表わされ、蒸気タービン２６の導出電力量Ｐｓは、下記（３）式で表わされる。

そして、本第１実施形態に係る電力量導出部７１は、電力量Ｐｐと電力量Ｐｓとを加算することによって、排熱回収装置の電力量を導出し、排熱回収装置の発電指令値として出力する。

以上説明したように、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の入口におけるガスの物理量、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置によって発電される電力量を導出し、導出した電力量に基づいて、排熱回収装置を制御する。そして、電力マネジメント装置１０は、導出した導出電力量と船内電力負荷との差分を算出し、算出した差分に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御する。

従って、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、船舶１が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。また、電力マネジメント装置１０は、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいてディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御するので、排熱回収装置、ディーゼル発電機３２、及び軸発電機モータ４２による、効率のよい電力分担ができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。

なお、本第２実施形態に係る船舶１の構成は、図１に示される第１実施形態に係る船舶１の構成と同様であるので説明を省略する。

図３に、本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０の構成を示す。なお、図３における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、減算器８０、パラメータ同定部８１を備える。

本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０には、排熱回収装置で実際に発電された電力量の値（以下、「実発電量」という。）が入力される。
減算器８０は、実発電量と電力量導出部７１から出力された導出電力量（発電指令値）との差分を算出し、パラメータ同定部８１へ該差分を出力する。

パラメータ同定部８１は、導出電力量と実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置に関するパラメータの値を調整し、導出電力量と実電力量とが一致するパラメータの値を同定する。そして、調整後のパラメータを、電力量導出部７１へ出力する。
電力量導出部７１は、調整後のパラメータの値が入力されると、その後の排熱回収装置の発電量の導出に、調整後のパラメータの値を用いる。

なお、パラメータ同定部８１が、パラメータの値を調整する場合とは、導出電力量と実電力量との差が所定の大きさ以上（例えば、差が５％以上）となった場合とする。

本第２実施形態では、調整するパラメータの一例として、パワータービン２３の発電効率ηｐと蒸気タービン２６の発電効率ηｓの値を調整する。排熱回収装置の経時変化によって、発電効率ηｐ，ηｓが低下し、その結果、導出電力量と実電力量とに差が生じることが想定されるためである。
そして、パラメータ同定部８１が、導出電力量と実電力量との差が所定の大きさ以上となった場合に、発電効率ηｐ，ηｓが小さくなるように調整し、調整後の発電効率ηｐ，ηｓの値を電力量導出部７１へ出力する。
なお、パラメータの調整量は、導出電力量と実電力量との差に応じて、例えば、実験的、経験的、又はシミュレーションにより予め決定されている。

以上説明したように、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、排熱回収装置の導出電力量と実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置に関するパラメータの値を調整し、調整後のパラメータを用いて排熱回収装置の電力量を導出する。
従って、電力マネジメント装置１０は、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させることができる。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記各実施形態では、排熱回収装置として、パワータービン２３と蒸気タービン２６とを用いる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の何れか一方のみを用いる形態としてもよい。

また、排熱回収装置として、主機エンジン２０に搭載されている排気タービン過給機のタービン動力を利用して発電するハイブリッド過給機を用いる形態としてもよい。排熱回収装置としてハイブリッド過給機を用いる形態では、排気タービン過給機の入口における排ガスの物理量、排気タービン過給機の出口における排ガスの物理量、ハイブリッド過給機に関するパラメータに基づいて、発電する電力量を導出する。

また、上記記載の排熱回収装置数式モデルは、一例であり、タービン無負荷損失をＰ_ＬＯＳＳを加味しないモデルとしてもよい。
さらに、上記記載の排熱回収装置数式モデルは、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させるために、排熱回収装置の電力量を導出するために用いるパラメータとして、上記記載のパラメータ以外にタービンモーメント（タービンの慣性力）等、他のパラメータも用いた数式モデルとしてもよい。例えば、タービン回転数ωを計測し、下記（４），（５）式に示される運動方程式から、発電量を求めてもよい。

P_ST ：蒸気タービン動力［kgf・m/s］
η ：発電効率［−］
Ｉ ：慣性モーメント［kg・m2］
ｇ ：重力加速度＝9.8［m/s2］
T_ST ：蒸気タービントルク［kgf・m］
ω ：蒸気タービン角速度［rad/s］
T_LOSS：負荷トルク［N・m］
P ：タービン発電量［kcal/h］
P_LOSS：タービン無負荷トルク［kcal/h］
1［kgf・m/s］＝8.4324142［kcal/h］

１ 船舶
１０ 電力マネジメント装置
２０ 主機エンジン
２３ パワータービン
２６ 蒸気タービン
７１ 電力量導出部
７２ 排熱回収装置制御器
７３ 減算器
７４ 発電機制御器
８１ パラメータ同定部

Claims (7)

1. エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電用エンジンを用いた発電機を備えた船舶の発電制御装置であって、
   前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、及び前記排熱回収装置の発電効率に基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する導出手段と、
   前記導出手段によって導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出する算出手段と、
   前記導出手段によって導出された電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１制御手段と、
   前記算出手段によって算出された差分に基づいて、前記発電用エンジンを用いた発電機を制御する第２制御手段と、
   を備えた船舶の発電制御装置。
2. 前記導出手段によって導出された電力量である導出電力量と前記排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、前記排熱回収装置の発電効率の値を調整する調整手段を備える請求項１記載の船舶の発電制御装置。
3. 前記導出手段は、前記排熱回収装置のタービンの入口におけるガスのエンタルピーと前記排熱回収装置のタービンの出口におけるガスのエンタルピーとの差に、前記排熱回収装置へ供給されるガスの流量及び発電効率を乗算したモデルによって、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する請求項１又は請求項２記載の船舶の発電制御装置。
4. 前記ガスは、前記エンジンから排出される排ガスであり、
   前記タービンは、ガスタービンである請求項１から請求項３の何れか１項記載の船舶の発電制御装置。
5. 前記ガスは、前記エンジンの排熱によって生成された蒸気であり、
   前記タービンは、蒸気タービンである請求項１から請求項３の何れか１項記載の船舶の発電制御装置。
6. 発電用エンジンを用いた発電機と、
   エンジンの排熱を回収してタービンに供給することによって電力を生成する排熱回収装置と、
   請求項１から請求項５の何れか１項記載の発電制御装置と、
   を備えた船舶。
7. エンジンの排気エネルギーによってタービンを駆動させることで電力を生成する工程と、
   発電用エンジンを用いて電力を生成する工程と、
   を備えた船舶の発電制御方法であって、
   前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、及び前記排熱回収装置の発電効率に基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出し、導出した該電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１工程と、
   導出した電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記発電用エンジンを用いた発電機を制御する第２工程と、
   を含む船舶の発電制御方法。

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