JP5822697B2

JP5822697B2 - Power generation system and operation control method thereof

Info

Publication number: JP5822697B2
Application number: JP2011264944A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　裕紀; 裕紀佐藤
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2013118763A

Description

本発明は、電力系統に接続された一次巻線を備える固定子と、二次巻線を備える回転子とを有すると共に、エンジンのクランク軸の回転動力で回転子を回転させる二次励磁発電機と、
交流側が前記電力系統に接続された第１電力変換機と、
交流側が前記二次巻線に接続された第２電力変換機と、
前記第１電力変換機の直流側と前記第２電力変換機の直流側とを接続する直流部と、
運転を制御する制御手段とを備えた発電システム及びその運転制御方法に関する。 The present invention includes a stator having a primary winding connected to an electric power system, and a rotor having a secondary winding, and a secondary excitation generator that rotates the rotor with the rotational power of an engine crankshaft. When,
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
The present invention relates to a power generation system including control means for controlling operation and an operation control method thereof.

二次励磁発電機を用いた発電システムは、主に風力発電や揚水式発電に用いられているが、エンジンを駆動源とする定置式にも用いることができればエンジンのクランク軸の回転数（以下「エンジン回転数」と呼ぶ場合がある。）を自由に選択できるため運転範囲の拡大や商用周波数の異なる地域でのエンジン共通化が可能となる。 Power generation systems using secondary excitation generators are mainly used for wind power generation and pumped-storage power generation. "In some cases, it is called" engine speed ".) Can be freely selected, so the operating range can be expanded and the engine can be shared in regions with different commercial frequencies.

風力発電に用いられる発電システムとして、電力系統に接続された一次巻線を備える固定子と、二次巻線を備える回転子とを有する二次励磁発電機と、交流側が前記電力系統に接続された第１電力変換機と、交流側が前記二次巻線に接続された第２電力変換機と、前記第１電力変換機の直流側と前記第２電力変換機の直流側とを接続する直流部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。 As a power generation system used for wind power generation, a secondary excitation generator having a stator having a primary winding connected to an electric power system and a rotor having a secondary winding, and an AC side is connected to the electric power system. The first power converter, the second power converter whose AC side is connected to the secondary winding, and the DC that connects the DC side of the first power converter and the DC side of the second power converter The thing provided with the part is known (for example, refer patent document 1).

特開２００９−０２７７６６号公報JP 2009-027766 A 特開２００６−１０５０７５号公報JP 2006-105075 A

上記二次励磁発電機をエンジンにより駆動する発電システムでは、発電出力に応じて最適なエンジン回転数を選択することができるため、広い回転数範囲でエンジンを効率良く安定的に運転することが望まれている。例えば、発電出力低下時にエンジン回転数を小さくすると、過給機が十分に働かずエンジンが必要とする給気圧力を供給できない場合がある。一方、発電出力上昇時にエンジンの回転数を大きくすると、過給機が必要以上に給気を圧縮し、適正な圧力まで低下させることによるエネルギロスが生じる場合がある。 In the power generation system in which the secondary excitation generator is driven by the engine, the optimum engine speed can be selected according to the power generation output, so it is hoped that the engine can be operated efficiently and stably in a wide range of speeds. It is rare. For example, if the engine speed is reduced when the power generation output is reduced, the supercharger may not work sufficiently and the supply air pressure required by the engine may not be supplied. On the other hand, when the engine speed is increased when the power generation output is increased, the turbocharger compresses the supply air more than necessary, and energy loss may occur due to reduction to an appropriate pressure.

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、エンジンを駆動源として二次励磁発電機を作動させて発電を行う発電システムにおいて、エンジンの運転状態を変化させた場合においても、当該エンジンを効率良く且つ安定的に運転し、優れた発電効率を実現することができる技術を提供する点にある。 The present invention has been made paying attention to such points, and its purpose is to change the operating state of the engine in a power generation system that generates power by operating a secondary excitation generator using the engine as a drive source. However, the present invention provides a technique capable of operating the engine efficiently and stably and realizing excellent power generation efficiency.

この目的を達成するために本発明に係る発電システムは、
電力系統に接続された一次巻線を備える固定子と、二次巻線を備える回転子とを有すると共に、エンジンのクランク軸の回転動力で回転子を回転させる二次励磁発電機と、
交流側が前記電力系統に接続された第１電力変換機と、
交流側が前記二次巻線に接続された第２電力変換機と、
前記第１電力変換機の直流側と前記第２電力変換機の直流側とを接続する直流部と、
運転を制御する制御手段とを備えた発電システムであって、
その第１特徴構成は、
前記エンジンに設けられたターボ式の過給機に、当該過給機の回転軸に対して動力を授受可能な電動発電機と、
前記電動発電機の作動状態を、前記電動発電機に前記直流部から電力を供給して当該電動発電機を電動機として作動させる電動状態と、前記電動発電機から前記直流部に電力を取り出して当該電動発電機を発電機として作動させる発電状態との間で切り替える状態切替手段と、
前記クランク軸の回転数を検出する回転数検出手段とを備え、
前記状態切替手段が、前記クランク軸の回転数が低回転数領域内のときは前記電動発電機の作動状態を前記電動状態とし、前記クランク軸の回転数が前記低回転数領域よりも高い高回転数領域内のときは前記電動発電機の作動状態を前記発電状態とし、
前記回転数検出手段が、前記第２電力変換機の前記二次巻線に対する励磁電力の向きと周波数とから前記クランク軸の回転数を算出するように構成されている点にある。 In order to achieve this object, the power generation system according to the present invention includes:
A secondary excitation generator having a stator with a primary winding connected to the power system and a rotor with a secondary winding, and rotating the rotor with the rotational power of the crankshaft of the engine;
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
A power generation system comprising a control means for controlling operation,
The first characteristic configuration is
A motor-generator capable of transmitting and receiving power to a turbocharger provided in the engine with respect to a rotating shaft of the turbocharger;
The operation state of the motor generator includes an electric state in which electric power is supplied to the motor generator from the DC unit and the motor generator is operated as a motor, and electric power is extracted from the motor generator to the DC unit. State switching means for switching between a power generation state in which the motor generator is operated as a generator ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the crankshaft,
When the rotation speed of the crankshaft is in a low rotation speed range, the state switching means sets the operation state of the motor generator to the electric driving state, and the rotation speed of the crankshaft is higher than the low rotation speed range. When the rotational speed is within the range, the motor generator is in the power generation state.
The rotational speed detection means is configured to calculate the rotational speed of the crankshaft from the direction and frequency of excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter .

また、この目的を達成するための本発明に係る発電システムの運転制御方法は、
電力系統に接続された一次巻線を備える固定子と、二次巻線を備える回転子とを有すると共に、エンジンのクランク軸の回転動力で回転子を回転させる二次励磁発電機と、
交流側が前記電力系統に接続された第１電力変換機と、
交流側が前記二次巻線に接続された第２電力変換機と、
前記第１電力変換機の直流側と前記第２電力変換機の直流側とを接続する直流部と、
運転を制御する制御手段とを備えた発電システムの運転制御方法であって、
その特徴構成は、
前記エンジンに設けられたターボ式の過給機に、当該過給機の回転軸に対して動力を授受可能な電動発電機が設けられ、
前記第２電力変換機の前記二次巻線に対する励磁電力の向きと周波数とから算出したクランク軸の回転数に基づいて、前記電動発電機の作動状態を、前記クランク軸の回転数が低回転数領域内のときは前記電動発電機に前記直流部から電力を供給して当該電動発電機を電動機として作動させる電動状態とし、前記クランク軸の回転数が前記低回転数領域よりも高い高回転数領域内のときは前記電動発電機から前記直流部に電力を取り出して当該電動発電機を発電機として作動させる発電状態とする点にある。 Moreover, the operation control method of the power generation system according to the present invention for achieving this object is as follows:
A secondary excitation generator having a stator with a primary winding connected to the power system and a rotor with a secondary winding, and rotating the rotor with the rotational power of the crankshaft of the engine;
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
An operation control method for a power generation system comprising a control means for controlling operation,
Its feature configuration is
The turbocharger provided in the engine is provided with a motor generator capable of transmitting and receiving power to the rotating shaft of the turbocharger,
Based on the rotational speed of the crankshaft calculated from the direction and frequency of the excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter, the operating state of the motor generator is determined based on the low rotational speed of the crankshaft. When within a few regions, the motor generator is in an electric state in which electric power is supplied from the DC section to operate the motor generator as a motor, and the crankshaft rotational speed is higher than the low rotational speed region. when the rotational speed region lies in the fact that to the power generating state to operate the motor generator as a generator is taken out of power to the DC portion from the electric generator.

上記特徴構成によれば、エンジンの運転状態を変化させた場合においても、当該エンジンに対する過給と排ガスの余剰エネルギの回収とを適切な状態で行うことができるので、結果、当該エンジンを効率良く且つ安定的に運転し、優れた発電効率を実現することができる発電システムを実現できる。
即ち、上記状態切替手段により、過給機に接続された電動発電機の作動状態を電動状態とすることで、過給機の回転軸に対し上記電動状態の電動発電機から回転動力を印加する状態で、排ガスにより駆動するタービンからの回転動力に上記電動状態の電動発電機からの回転動力を加えて過給機のコンプレッサを回転駆動させて、エンジンの過給圧を高い状態に維持することができるので、エンジンを効率良く且つ安定的に運転することができる。
一方、上記状態切替手段により、過給機に接続された電動発電機の作動状態を発電状態とすることで、過給機の回転軸に対し上記発電状態の電動発電機へ回転動力を回収する状態で、排ガスにより駆動するタービンの回転動力からコンプレッサで消費しきれない回転動力を差し引いた余剰の回転動力によって上記発電状態の電動発電機を回転駆動し発電を行うことができるので、エンジンからできるだけ多くの発電電力を得ることができる。
さらに、エンジン回転数（上記クランク軸の回転数）に合わせて、過給機に接続された電動発電機の作動状態を切り替えて、エンジンの運転状態を常に適切な状態に維持することができる。
具体的には、エンジン回転数が低すぎる場合には、排ガスのエネルギが少なくなって過給機を十分に回転駆動できずに、エンジンの効率低下等の問題が発生する場合がある。そこで、エンジン回転数が比較的低い低回転数領域内の場合には、上記過給機に接続された電動発電機を上記電動状態とし、過給機の回転軸に対し当該電動発電機から回転動力を印加することで、過給機を適切な状態で回転駆動させ過給圧を高い状態に維持し、エンジンの効率低下等の問題を回避することができる。
一方、エンジン回転数が高すぎる場合には、排ガスのエネルギが多くなって過給機の回転動力に余剰が発生し、エネルギロスが生じる等の問題が発生する場合がある。そこで、エンジン回転数が上記低回転数領域よりも高い高回転数領域内の場合には、上記過給機に接続された電動発電機を上記発電状態とし、過給機の回転軸から当該電動発電機へ回転動力を回収することで、エネルギロス等の問題を回避して高い発電効率を実現できる。
さらに、第２電力変換機の二次巻線に対する励磁電力の向きと周波数とはエンジン回転数（上記クランク軸の回転数）に応じて変化するものとなるので、当該励磁電力の向きと周波数とからエンジン回転数を算出し、その算出したエンジン回転数から過給機に接続された電動発電機の作動状態を切り替えて、エンジンの運転状態を常に適切な状態に維持することができる。 According to the above characteristic configuration, even when the operating state of the engine is changed, supercharging to the engine and recovery of surplus energy of the exhaust gas can be performed in an appropriate state. As a result, the engine can be efficiently operated. In addition, it is possible to realize a power generation system that can operate stably and achieve excellent power generation efficiency.
That is, the operating state of the motor generator connected to the supercharger is changed to the electric state by the state switching means, so that rotational power is applied from the motor generator in the electric state to the rotating shaft of the supercharger. In this state, the rotation power from the motor generator in the electric state is added to the rotation power from the turbine driven by the exhaust gas to rotate the compressor of the turbocharger to maintain the engine supercharging pressure at a high level. Therefore, the engine can be operated efficiently and stably.
On the other hand, the state switching means recovers the rotational power to the motor generator in the power generation state with respect to the rotation shaft of the turbocharger by setting the operating state of the motor generator connected to the supercharger to the power generation state. In this state, the motor generator in the above power generation state can be driven to rotate by surplus rotational power obtained by subtracting rotational power that cannot be consumed by the compressor from the rotational power of the turbine driven by exhaust gas. A lot of generated power can be obtained.
Furthermore, the operating state of the motor generator connected to the supercharger can be switched in accordance with the engine speed (the number of revolutions of the crankshaft), so that the engine operating state can always be maintained in an appropriate state.
Specifically, when the engine speed is too low, the energy of the exhaust gas is reduced and the turbocharger cannot be sufficiently driven to rotate, and problems such as engine efficiency reduction may occur. Therefore, when the engine speed is within a relatively low speed range, the motor generator connected to the turbocharger is set to the electric state and rotated from the motor generator with respect to the rotation shaft of the turbocharger. By applying power, the supercharger can be driven to rotate in an appropriate state to maintain the supercharging pressure at a high state, and problems such as a decrease in engine efficiency can be avoided.
On the other hand, when the engine speed is too high, the exhaust gas energy increases and surplus power is generated in the turbocharger, which may cause problems such as energy loss. Therefore, when the engine speed is in a high speed range higher than the low speed range, the motor generator connected to the supercharger is set to the power generation state, and the electric motor is connected to the rotating shaft of the supercharger. By collecting the rotational power to the generator, problems such as energy loss can be avoided and high power generation efficiency can be realized.
Furthermore, since the direction and frequency of the excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter change according to the engine speed (the rotation speed of the crankshaft), the direction and frequency of the excitation power The engine speed is calculated from the engine speed, and the operating state of the motor generator connected to the supercharger is switched from the calculated engine speed, so that the operating state of the engine can always be maintained in an appropriate state.

本発明の実施形態に係る発電システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a power generation system according to an embodiment of the present invention 第２電力変換機の前記二次巻線に対する励磁電力の向きと周波数のエンジン回転数に対する変化を示すグラフ図The graph which shows the change with respect to the engine speed of the direction of the excitation electric power with respect to the said secondary winding of a 2nd power converter, and a frequency

本発明に係る発電システム及びその運転制御方法の実施形態について図面に基づいて説明する。尚、本発明は以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されるものではなく、同様の作用効果を奏する構成であれば種々の改変が可能である。 An embodiment of a power generation system and an operation control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the structure described in embodiment and drawing demonstrated below, A various modification | change is possible if it is a structure with the same effect.

図１は、本実施形態に係る発電システム１を示す。この発電システム１は、二次励磁発電機（又は二重給電巻線型誘導発電機とも言う）２と、動力源としてのエンジン３と、第１電力変換機１１と、第２電力変換機１２と、蓄電装置５と、第１スイッチ２１と、第２スイッチ２２と、第３スイッチ２３と、制御装置１００を備えている。そして、二次励磁発電機２は、電力系統（商用電力系統）４と同じ周波数（例えば、５０［Ｈｚ］や６０［Ｈｚ］）の電力（三相の交流電力）を発電し、当該電力を、電力を消費する負荷７や電力系統４に供給することが可能に構成されている。尚、負荷７としては、例えば、冷暖房設備が備える室内機や室外機、或いは電灯等がある。 FIG. 1 shows a power generation system 1 according to this embodiment. The power generation system 1 includes a secondary excitation generator (or a double-feed winding induction generator) 2, an engine 3 as a power source, a first power converter 11, a second power converter 12, The power storage device 5, the first switch 21, the second switch 22, the third switch 23, and the control device 100 are provided. The secondary excitation generator 2 generates power (three-phase AC power) having the same frequency (for example, 50 [Hz] or 60 [Hz]) as that of the power system (commercial power system) 4 and generates the power. The power 7 is configured to be supplied to the power consuming load 7 and the power system 4. As the load 7, for example, there are an indoor unit, an outdoor unit, an electric lamp and the like provided in the air conditioning equipment.

二次励磁発電機２は、一次巻線（図示せず）を備える固定子２ｂ（ステータ）と、二次巻線（図示せず）を備える回転子２ａ（ロータ）と、を有している。固定子２ｂが備える一次巻線は、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を介して電力系統４に接続されている。また、固定子２ｂが備える一次巻線は、第１スイッチ２１及び第３スイッチ２３を介して負荷７にも接続されている。一方、回転子２ａが備える二次巻線は、フィルタ回路１０、第２電力変換機１２、直流部１３、第１電力変換機１１、フィルタ回路１０、変圧器６、及び第２スイッチ２２を介して電力系統４に接続されている。また、回転子２ａが備える二次巻線は、フィルタ回路１０、第２電力変換機１２、直流部１３、第１電力変換機１１、フィルタ回路１０、変圧器６、及び第３スイッチ２３を介して負荷７にも接続されている。 The secondary excitation generator 2 includes a stator 2b (stator) having a primary winding (not shown) and a rotor 2a (rotor) having a secondary winding (not shown). . The primary winding included in the stator 2 b is connected to the power system 4 via the first switch 21 and the second switch 22. The primary winding included in the stator 2 b is also connected to the load 7 via the first switch 21 and the third switch 23. On the other hand, the secondary winding included in the rotor 2 a is connected to the filter circuit 10, the second power converter 12, the DC unit 13, the first power converter 11, the filter circuit 10, the transformer 6, and the second switch 22. Connected to the power system 4. The secondary winding included in the rotor 2 a is connected to the filter circuit 10, the second power converter 12, the DC unit 13, the first power converter 11, the filter circuit 10, the transformer 6, and the third switch 23. The load 7 is also connected.

以下の説明では、固定子２ｂが備える一次巻線側を「二次励磁発電機の一次側」とし、回転子２ａが備える二次巻線側を「二次励磁発電機の二次側」とする。よって、二次励磁発電機２の一次側に発生する電力（電圧、電流）の周波数が、負荷７や電力系統４に供給される電力の周波数となる。 In the following description, the primary winding side included in the stator 2b is referred to as “primary side of the secondary excitation generator”, and the secondary winding side included in the rotor 2a is referred to as “secondary side of the secondary excitation generator”. To do. Therefore, the frequency of power (voltage, current) generated on the primary side of the secondary excitation generator 2 is the frequency of power supplied to the load 7 and the power system 4.

エンジン３は、二次励磁発電機２の回転子２ａに機械的に連結されており、当該回転子２ａを駆動（回転駆動）する。エンジン３の出力軸は、本例では、回転子２ａと一体回転するように連結（直結）されており、回転子２ａはエンジン回転数と同じ回転数で回転する。尚、エンジン３の出力軸と回転子２ａとの間に、減速機や増速機を設ける構成とすることもできる。エンジン３は、本例では、都市ガスを燃料とするガスエンジンであり、電力に加えて別途需要のある熱を並行して供給することができるコジェネレーション設備の一角を担っている。このようなエンジン３として、例えば、定格出力が１［ｋＷ］、数十［ｋＷ］、或いは数［ＭＷ］等のものを採用することができる。 The engine 3 is mechanically coupled to the rotor 2a of the secondary excitation generator 2, and drives (rotates) the rotor 2a. In this example, the output shaft of the engine 3 is connected (directly connected) so as to rotate integrally with the rotor 2a, and the rotor 2a rotates at the same rotational speed as the engine rotational speed. In addition, it can also be set as the structure which provides a reduction gear and a speed up gear between the output shaft of the engine 3, and the rotor 2a. In this example, the engine 3 is a gas engine that uses city gas as fuel, and serves as a corner of a cogeneration facility that can supply heat in addition to electric power in parallel in addition to electric power. As such an engine 3, for example, an engine having a rated output of 1 [kW], several tens [kW], or several [MW] can be employed.

第１電力変換機１１は、交流側（図１における右側）が第１スイッチ２１を介して二次励磁発電機２の固定子２ｂ（一次巻線）に接続されていると共に、第２スイッチ２２を介して電力系統４に接続されており、更に第３スイッチ２３を介して負荷７に接続されている。また、第１電力変換機１１は、直流側（図１における左側）が直流部１３に接続されている。第２電力変換機１２は、交流側（図１における左側）が二次励磁発電機２の回転子２ａ（二次巻線）に接続されている。また、第２電力変換機１２は、直流側（図１における右側）が直流部１３に接続されている。そして、これらの第１電力変換機１１及び第２電力変換機１２のそれぞれは、直流側の直流電力を交流電力に変換（逆変換）して交流側に供給するインバータとしての機能と、交流側の交流電力を直流電力に変換（順変換）して直流側に供給するコンバータとしての機能と、の双方を果たすことが可能に構成されている。 The first power converter 11 is connected to the stator 2b (primary winding) of the secondary excitation generator 2 via the first switch 21 on the AC side (the right side in FIG. 1), and the second switch 22. Is connected to the power system 4 via the third switch 23, and is further connected to the load 7 via the third switch 23. Further, the first power converter 11 has a DC side (left side in FIG. 1) connected to the DC unit 13. The second power converter 12 is connected to the rotor 2a (secondary winding) of the secondary excitation generator 2 on the AC side (left side in FIG. 1). The second power converter 12 is connected to the DC unit 13 on the DC side (right side in FIG. 1). Each of the first power converter 11 and the second power converter 12 has a function as an inverter that converts (reversely converts) DC power on the DC side into AC power and supplies the AC power to the AC side. It is configured to be able to perform both of the function as a converter that converts (forward-converts) AC power into DC power and supplies it to the DC side.

このような第１電力変換機１１や第２電力変換機１２は、複数（例えば６個）のスイッチング素子を備えて構成される。スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の種々の構造のパワートランジスタを採用することができる。そして、第１電力変換機１１や第２電力変換機１２にはＰＷＭ（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号が入力され、当該ＰＷＭ信号に基づきスイッチング素子がスイッチング動作（オンオフ動作）を行う。尚、第１電力変換機１１や第２電力変換機１２を作動させるためのＰＷＭ信号は、制御装置１００により生成される。 Such first power converter 11 and second power converter 12 are configured to include a plurality of (for example, six) switching elements. As the switching element, power transistors having various structures such as a MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor) and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be adopted. A PWM (pulse width modulation) signal is input to the first power converter 11 and the second power converter 12, and the switching element performs a switching operation (on / off operation) based on the PWM signal. Note that a PWM signal for operating the first power converter 11 and the second power converter 12 is generated by the control device 100.

図１に示すように、第１電力変換機１１の交流側及び第２電力変換機１２の交流側の双方には、インダクタンスとコンデンサとからなるフィルタ回路１０が設けられている。このフィルタ回路１０は、スイッチング素子のスイッチングにより発生した高周波成分を除去するフィルタであり、このフィルタ回路１０により、第１電力変換機１１や第２電力変換機１２からの出力電圧波形が正弦波状に変換される。 As shown in FIG. 1, a filter circuit 10 including an inductance and a capacitor is provided on both the AC side of the first power converter 11 and the AC side of the second power converter 12. The filter circuit 10 is a filter that removes high-frequency components generated by switching of the switching element, and the output voltage waveform from the first power converter 11 and the second power converter 12 is sinusoidal by the filter circuit 10. Converted.

また、図１に示すように、第１電力変換機１１の交流側に設けられたフィルタ回路１０より二次励磁発電機２側（電力系統４側）には、変圧器６が設けられている。以下の説明では、「変圧器の一次側」は、変圧器６の第１電力変換機１１側を指し、「変圧器の二次側」は、変圧器６の二次励磁発電機２側を指す。 Moreover, as shown in FIG. 1, the transformer 6 is provided in the secondary excitation generator 2 side (electric power system 4 side) rather than the filter circuit 10 provided in the alternating current side of the 1st power converter 11. As shown in FIG. . In the following description, “the primary side of the transformer” refers to the first power converter 11 side of the transformer 6, and “the secondary side of the transformer” refers to the secondary excitation generator 2 side of the transformer 6. Point to.

直流部１３は、第１電力変換機１１の直流側と第２電力変換機１２の直流側とを接続する部分である。直流部１３にはキャパシタ８が備えられていると共に、蓄電装置５が接続されている。蓄電装置５は、発電システム１の起動時に必要となる電力を供給する。また、蓄電装置５を利用して、負荷７や電力系統４に供給される電力の変動を抑えることも可能である。蓄電装置５は、例えば、蓄電池や電気二重層キャパシタ等で構成され、直流部１３に対して電力を供給して放電すること、及び直流部１３から電力の供給を受けて充電することが可能に構成される。尚、蓄電装置５と直流部１３との間にスイッチを介在させることもできる。 The DC unit 13 is a part that connects the DC side of the first power converter 11 and the DC side of the second power converter 12. The DC unit 13 includes a capacitor 8 and is connected to the power storage device 5. The power storage device 5 supplies power necessary for starting up the power generation system 1. It is also possible to suppress fluctuations in the power supplied to the load 7 and the power system 4 using the power storage device 5. The power storage device 5 is configured by, for example, a storage battery, an electric double layer capacitor, or the like, and can supply and discharge power to the direct current unit 13 and can be charged by receiving power from the direct current unit 13. Composed. A switch may be interposed between the power storage device 5 and the DC unit 13.

第１スイッチ２１は、二次励磁発電機２の固定子２ｂ（一次巻線）と第１電力変換機１１とを選択的に接続する。第２スイッチ２２は、電力系統４と第１電力変換機１１とを選択的に接続する。第１スイッチ２１は、第２スイッチ２２と協働して、二次励磁発電機２の固定子２ｂ（一次巻線）と電力系統４とを選択的に接続すると共に、第３スイッチ２３と協働して、二次励磁発電機２の固定子２ｂ（一次巻線）と負荷７とを選択的に接続する。また、第２スイッチ２２は、第３スイッチ２３と協働して、電力系統４と負荷７とを選択的に接続する。 The first switch 21 selectively connects the stator 2 b (primary winding) of the secondary excitation generator 2 and the first power converter 11. The second switch 22 selectively connects the power system 4 and the first power converter 11. The first switch 21 cooperates with the second switch 22 to selectively connect the stator 2b (primary winding) of the secondary excitation generator 2 and the power system 4 and to cooperate with the third switch 23. In operation, the stator 2b (primary winding) of the secondary excitation generator 2 and the load 7 are selectively connected. In addition, the second switch 22 selectively connects the power system 4 and the load 7 in cooperation with the third switch 23.

第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、及び第３スイッチ２３のそれぞれは、制御装置１００のスイッチ制御部（不図示）が生成する開閉信号に基づき開閉制御される。これらのスイッチは、例えば、電磁石の動作によって開閉する電磁接触型のスイッチ等とすることができる。 Each of the first switch 21, the second switch 22, and the third switch 23 is controlled to open / close based on an open / close signal generated by a switch control unit (not shown) of the control device 100. These switches can be, for example, electromagnetic contact type switches that open and close by the operation of an electromagnet.

以上のような構成を備えた発電システム１は、発電電力の周波数（電圧、電流の周波数）に関して自由度の高いシステムとなっている。詳細な説明は省略するが（詳細については、例えば上記特許文献１参照）、発電システム１の発電電力の周波数（二次励磁発電機２の一次側に誘起される一次側電圧の周波数）をｆ１とし、回転子２ａの回転周波数をｆ０とし、回転子２ａの二次巻線を励磁するために当該二次巻線に供給される交流電流（励磁電力）の周波数をｆ２とすると、「ｆ１＝ｆ０＋ｆ２」となる。ここで、回転子２ａの回転周波数ｆ０は、回転子２ａの回転数をｍ［ｒｐｍ］とし、二次励磁発電機２の磁極数をｎとして、「ｆ０＝ｍ×ｎ／１２０」から求まる。 The power generation system 1 having the above configuration is a system with a high degree of freedom with respect to the frequency (voltage, current frequency) of the generated power. Although detailed description is omitted (for details, see, for example, Patent Document 1), the frequency of the generated power of the power generation system 1 (the frequency of the primary side voltage induced on the primary side of the secondary excitation generator 2) is f1. If the rotation frequency of the rotor 2a is f0 and the frequency of the alternating current (excitation power) supplied to the secondary winding to excite the secondary winding of the rotor 2a is f2, then “f1 = f0 + f2 ". Here, the rotation frequency f0 of the rotor 2a is obtained from “f0 = m × n / 120”, where the number of rotations of the rotor 2a is m [rpm] and the number of magnetic poles of the secondary excitation generator 2 is n.

具体的には、回転子２ａの回転数が１１００［ｒｐｍ］であり、二次励磁発電機２の磁極数が「６」の場合には、回転子２ａの回転周波数ｆ０は５５［Ｈｚ］となる。よって、この場合に、第２電力変換機１２を制御して二次巻線に周波数が５［Ｈｚ］の励磁電力を供給すれば（ｆ２＝５［Ｈｚ］）、周波数が６０［Ｈｚ］の交流電力を得ることができる。また、逆に、第２電力変換機１２を制御して二次巻線から周波数が５［Ｈｚ］の励磁電力を取り出せば（ｆ２＝−５［Ｈｚ］）、周波数が５０［Ｈｚ］の交流電力を得ることができる。尚、回転子２ａの回転数（即ちエンジン３の回転数）は、同期回転数以外の任意の回転数を選択することができる。尚、同期回転数は、電力系統４の周波数が６０［Ｈｚ］であり、二次励磁発電機２の磁極数が「６」である場合には、１２００［ｒｐｍ］となる。 Specifically, when the rotational speed of the rotor 2a is 1100 [rpm] and the number of magnetic poles of the secondary excitation generator 2 is “6”, the rotational frequency f0 of the rotor 2a is 55 [Hz]. Become. Therefore, in this case, if the second power converter 12 is controlled to supply excitation power having a frequency of 5 [Hz] to the secondary winding (f2 = 5 [Hz]), the frequency is 60 [Hz]. AC power can be obtained. Conversely, if the second power converter 12 is controlled to extract excitation power having a frequency of 5 [Hz] from the secondary winding (f2 = −5 [Hz]), an alternating current having a frequency of 50 [Hz]. Electric power can be obtained. In addition, the rotation speed of the rotor 2a (namely, the rotation speed of the engine 3) can select arbitrary rotation speeds other than a synchronous rotation speed. The synchronous rotation speed is 1200 [rpm] when the frequency of the power system 4 is 60 [Hz] and the number of magnetic poles of the secondary excitation generator 2 is “6”.

このように、回転子２ａの回転数（即ちエンジン回転数）が同一であっても、回転子２ａの二次巻線に供給する励磁電力の周波数ｆ２及び向きを変えることで発電電力の周波数ｆ１を変化させることができる。尚、第２電力変換機１２と回転子２ａの二次巻線との間の励磁電力の向きは、第２電力変換機１２から二次巻線へ励磁電力を供給するときの供給方向Ｘと、二次巻線から第２電力変換機１２へ励磁電力を取り出すときの取出方向Ｙとの間で切り替えられる。
よって、例えば、交流電源の周波数が５０［Ｈｚ］のエリアと６０［Ｈｚ］のエリアとで同一の仕様のエンジン３を用いることができるという利点がある。また、エンジン回転数を負荷に応じて適切に選択することで、当該動力源の部分負荷効率の向上を図ったり、動力源の回転数を増加させることで、発電システム１全体としての出力（定格出力）の増大を図ったりすることができる。
尚、エンジン３は、スロットルバルブ１６の開度調整により出力が制御されることで、エンジン回転数が変化するように構成されている。 Thus, even if the rotation speed of the rotor 2a (that is, the engine rotation speed) is the same, the frequency f1 of the generated power is changed by changing the frequency f2 and direction of the excitation power supplied to the secondary winding of the rotor 2a. Can be changed. The direction of the excitation power between the second power converter 12 and the secondary winding of the rotor 2a is the supply direction X when the excitation power is supplied from the second power converter 12 to the secondary winding. , And switching between the extraction direction Y when the excitation power is extracted from the secondary winding to the second power converter 12.
Therefore, for example, there is an advantage that the engine 3 having the same specification can be used in an area where the frequency of the AC power supply is 50 [Hz] and an area where the frequency is 60 [Hz]. In addition, by appropriately selecting the engine speed according to the load, it is possible to improve the partial load efficiency of the power source or increase the speed of the power source so that the output of the power generation system 1 as a whole (rated Output) can be increased.
The engine 3 is configured such that the engine speed is changed by controlling the output by adjusting the opening of the throttle valve 16.

このように、上記発電システム１はエンジン回転数などの運転状態を変化させた場合においても、当該エンジン３を効率良く且つ安定的に運転し、優れた発電効率を実現することができる。そのための特徴部として、エンジン３に設けられたターボ式の過給機９の回転軸に対して動力を授受可能な状態で機械的に連結された電動発電機１５を備えており、更に、制御装置１００がその電動発電機１５の作動状態を切り替える状態切替手段Ｘとして機能するように構成されている。
尚、電動発電機１５は、図示は省略するが、回転軸に取付けられた回転子とその回転子の周囲を回転自在に取付けられたステータとからなる公知の同期電動機又は誘導電動機等で構成されており、回転軸の回転動力を交流電力に変換する発電状態と、交流電力を回転軸の回転動力に変換する電動状態との間で作動状態を切り替えて運転可能に構成されている。
電動発電機１５は、第３電力変換機１４を介して上述した直流部１３との間で直流電力の授受が可能に構成されており、詳しくは、発電状態の電動発電機１５が発電した交流電力は第３電力変換機１４にて直流電力に変換された後に直流部１３に供給され、一方、直流部１３から取り出した直流電力を第３電力変換機１４にて交流電力に変換した後に電動状態の電動発電機１５に供給される。
そして、状態切替手段Ｘは、上記のように第３電力変換機１４での電力の供給方向を切り替えることで、電動発電機１５の作動状態を、当該電動発電機１５を電動機として作動させる電動状態と、当該電動発電機１５を発電機として作動させる発電状態との間で切り替える手段として構成されている。 As described above, the power generation system 1 can efficiently and stably operate the engine 3 even when the operation state such as the engine speed is changed, and can realize excellent power generation efficiency. For this purpose, the motor generator 15 is mechanically connected in a state where power can be transmitted to and received from the rotating shaft of a turbocharger 9 provided in the engine 3. The apparatus 100 is configured to function as state switching means X that switches the operating state of the motor generator 15.
Although not shown, the motor generator 15 includes a known synchronous motor or induction motor that includes a rotor attached to a rotating shaft and a stator that is rotatably attached around the rotor. The operation state is switched between a power generation state in which the rotational power of the rotary shaft is converted into AC power and an electric state in which the AC power is converted into rotational power of the rotary shaft.
The motor generator 15 is configured to be able to exchange DC power with the DC unit 13 described above via the third power converter 14, and more specifically, the AC generated by the motor generator 15 in the power generation state. The electric power is converted to DC power by the third power converter 14 and then supplied to the DC unit 13. On the other hand, the DC power taken out from the DC unit 13 is converted to AC power by the third power converter 14 and then the electric power is supplied. It is supplied to the motor generator 15 in the state.
And the state switching means X switches the electric power supply direction in the 3rd power converter 14 as mentioned above, and makes the operation state of the motor generator 15 operate the motor generator 15 as an electric motor. And means for switching between the motor generator 15 and a power generation state in which the motor generator 15 is operated as a generator.

即ち、状態切替手段Ｘが、過給機９に連結された電動発電機１５の作動状態を電動状態とすると、過給機９の回転軸に対し電動発電機１５から回転動力を印加する状態となる。すると、過給機９では、エンジン３から排出された排ガスＥにより駆動するタービン９ｂからの回転動力に、上記電動状態の電動発電機１５から印加された回転動力が加えられて、コンプレッサ９ａが回転駆動される。よって、コンプレッサ９ａは、電動発電機１５を電動状態で作動させない場合と比べて、一層高圧で新気Ｉ（混合気又は空気）がエンジン３に供給され、エンジン３に対する新気Ｉの充填効率及び圧縮率が向上されるので、エンジン３が高効率且つ安定して運転されることになる。 That is, when the state switching means X sets the operating state of the motor generator 15 connected to the supercharger 9 to the electric state, the state where the rotational power is applied from the motor generator 15 to the rotating shaft of the supercharger 9 Become. Then, in the supercharger 9, the rotational power applied from the motor generator 15 in the electric state is added to the rotational power from the turbine 9b driven by the exhaust gas E discharged from the engine 3, and the compressor 9a rotates. Driven. Accordingly, the compressor 9a supplies the fresh air I (mixed air or air) to the engine 3 at a higher pressure than when the motor generator 15 is not operated in the electric state, and the charging efficiency of the fresh air I to the engine 3 and Since the compression rate is improved, the engine 3 is operated with high efficiency and stability.

一方、状態切替手段Ｘが、過給機９に連結された電動発電機１５の作動状態を発電状態とすると、過給機９の回転軸に対し電動発電機１５へ回転動力を回収する状態となる。すると、電動発電機１５では、排ガスＥにより駆動するタービン９ｂの回転動力からコンプレッサ９ａで消費しきれない回転動力を差し引いた余剰の回転動力によって回転駆動して発電が行われる。よって、エンジン３からできるだけ多くの余剰エネルギを回収して発電電力が得られることになる。 On the other hand, when the state switching means X sets the operating state of the motor generator 15 connected to the supercharger 9 to the power generation state, the state switching means X recovers rotational power to the motor generator 15 with respect to the rotating shaft of the supercharger 9. Become. Then, the motor generator 15 generates electric power by being rotationally driven by excess rotational power obtained by subtracting rotational power that cannot be consumed by the compressor 9a from rotational power of the turbine 9b driven by the exhaust gas E. Therefore, as much surplus energy as possible is recovered from the engine 3 to obtain generated power.

更に、エンジン３には、エンジン回転数を検出する回転数検出手段Ｙを備える。
この回転数検出手段Ｙは、制御装置１００により、第２電力変換機１２の回転子２ａが備える二次巻線に対する励磁電力の向きと周波数とからエンジン回転数を算出するものとして構成されている。 Further, the engine 3 is provided with a rotation speed detection means Y for detecting the engine rotation speed.
The rotational speed detection means Y is configured to calculate the engine rotational speed from the direction and frequency of excitation power with respect to the secondary winding included in the rotor 2a of the second power converter 12 by the control device 100. .

具体的に、図２に示すように、エンジン回転数ｒが０以上且つ所定回転数ｒ０未満の範囲内では、エンジン回転数に対応する回転子２ａの回転周波数ｆ０が発電システム１の発電電力の周波数ｆ１に対し小さくなるので、第２電力変換機１２と回転子２ａの二次巻線との間の励磁電力の向きは当該二次巻線へ励磁電力を供給する方向（図１に示す供給方向Ｘ）となり、更にこの励磁電力の周波数の絶対値はエンジン回転数と反比例して変化する。
一方、エンジン回転数ｒが所定回転数ｒ０以上の範囲内では、第２電力変換機１２と回転子２ａの二次巻線との間の励磁電力の向きは励磁電力が発生しない又は当該二次巻線から励磁電力を取り出す方向（図１に示す取出方向Ｙ）となり、更にこの励磁電力の絶対値はエンジン回転数と比例して変化する。
そして、回転数検出手段Ｙとして機能する制御装置１００は、このようなエンジン回転数と、第２電力変換機１２の二次巻線に対する励磁電力の向き及び周波数との関係を用いて、エンジン回転数を算出する。
尚、上記エンジン回転数の所定回転数ｒ０は、エンジン回転数に対応する回転子２ａの回転周波数ｆ０が発電システム１の発電電力の周波数ｆ１と等しくなるときの回転数であり、発電システム１の発電電力の周波数ｆ１が６０［Ｈｚ］で、二次励磁発電機２の磁極数が「６」の場合には、所定回転数ｒ０は１２００［ｒｐｍ］となる。 Specifically, as shown in FIG. 2, the rotational frequency f0 of the rotor 2a corresponding to the engine speed is within the range of the generated power of the power generation system 1 within the range where the engine speed r is 0 or more and less than the predetermined speed r0. Since the frequency becomes smaller than the frequency f1, the direction of the excitation power between the second power converter 12 and the secondary winding of the rotor 2a is the direction in which the excitation power is supplied to the secondary winding (the supply shown in FIG. 1). Direction X), and the absolute value of the frequency of the excitation power changes in inverse proportion to the engine speed.
On the other hand, when the engine speed r is within the range of the predetermined speed r0 or more, the direction of the excitation power between the second power converter 12 and the secondary winding of the rotor 2a is such that no excitation power is generated or the secondary The excitation power is extracted from the winding (extraction direction Y shown in FIG. 1), and the absolute value of the excitation power changes in proportion to the engine speed.
Then, the control device 100 functioning as the rotational speed detection means Y uses the relationship between the engine rotational speed and the direction and frequency of the excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter 12 to rotate the engine. Calculate the number.
The predetermined engine speed r0 is the engine speed when the rotational frequency f0 of the rotor 2a corresponding to the engine speed is equal to the frequency f1 of the generated power of the power generation system 1. When the frequency f1 of the generated power is 60 [Hz] and the number of magnetic poles of the secondary excitation generator 2 is “6”, the predetermined rotational speed r0 is 1200 [rpm].

そして、上記状態切替手段Ｘは、エンジン回転数が低回転数領域内Ｒｌのときは電動発電機１５の作動状態を電動状態とし、エンジン回転数がこの低回転数領域Ｒｌよりも高い高回転数領域内Ｒｈのときは電動発電機１５の作動状態を発電状態とするように構成されている。
即ち、エンジン回転数が０［ｒｐｍ］以上且つｒｌ［ｒｐｍ］以下の低回転領域内Ｒｌにあり、排ガスＥのエネルギが少なくなって過給機９のタービン９ｂを十分に回転駆動するには低すぎる場合には、過給機９に接続された電動発電機１５が電動状態とされる。すると、過給機９の回転軸に対し当該電動発電機１５から回転動力が印加されて過給機９が適切な状態で回転駆動し、結果、過給圧が高い状態に維持され、エンジン３の効率低下等が回避される。
一方、エンジン回転数がｒｈ［ｒｐｍ］以上且つｒｍａｘ［ｒｐｍ］以下の高回転領域内Ｒｈにあり、排ガスＥのエネルギが多くなって過給機９の回転動力に余剰が発生する場合には、過給機９に接続された電動発電機１５が発電状態とされる。すると、過給機９の回転軸から当該電動発電機１５へ回転動力が回収され、結果、エネルギロス等が回避され高い発電効率が実現される。
尚、上記低回転領域の下限値及び上限値については、電動発電機１５を電動状態で作動させるべき範囲として適宜設定することができ、一方、上記低回転領域よりも高く設定される上記高回転領域の下限値及び上限値についても、電動発電機１５を発電状態で作動させるべき範囲として適宜設定することができる。 When the engine speed is within the low speed range Rl, the state switching means X sets the operating state of the motor generator 15 to the electric state, and the engine speed is higher than the low speed range Rl. When in the region Rh, the operation state of the motor generator 15 is set to the power generation state.
That is, the engine speed is in the low rotation range Rl of 0 [rpm] or more and rl [rpm] or less, and is low to sufficiently rotate the turbine 9b of the supercharger 9 with less energy of the exhaust gas E. When too much, the motor generator 15 connected to the supercharger 9 is put into an electric state. Then, rotational power is applied from the motor generator 15 to the rotating shaft of the supercharger 9 to rotate the supercharger 9 in an appropriate state. As a result, the supercharging pressure is maintained at a high level, and the engine 3 A reduction in efficiency is avoided.
On the other hand, when the engine speed is in the high rotation region Rh that is greater than or equal to rh [rpm] and less than or equal to rmax [rpm], the energy of the exhaust gas E increases and surplus in the rotational power of the supercharger 9 occurs. The motor generator 15 connected to the supercharger 9 is brought into a power generation state. Then, rotational power is recovered from the rotary shaft of the supercharger 9 to the motor generator 15, and as a result, energy loss and the like are avoided, and high power generation efficiency is realized.
The lower limit value and the upper limit value of the low rotation range can be set as appropriate as a range in which the motor generator 15 should be operated in an electric state, while the high rotation level set higher than the low rotation range. The lower limit value and the upper limit value of the region can also be appropriately set as a range in which the motor generator 15 should be operated in the power generation state.

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。 [Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.

（１）上記実施形態では、発電システム１の駆動源としてガスエンジン３を利用したが、それに代えて、ガソリン、軽油、重油等を燃料とするエンジンを発電システム１の動力源として利用しても構わない。 (1) In the above embodiment, the gas engine 3 is used as a drive source of the power generation system 1. Alternatively, an engine using gasoline, light oil, heavy oil or the like as a fuel may be used as a power source of the power generation system 1. I do not care.

〔参考例〕
（１）上記実施形態では、エンジン回転数を検出する回転数検出手段Ｙを、制御装置１００により、第２電力変換機１２の回転子２ａが備える二次巻線２ａに対する励磁電力の向きと周波数とからエンジン回転数を算出する制御手段ものとして構成したが、別に、エンジン３のクランク軸の回転数を回転数センサなどで直接検出するように構成しても構わない。
[Reference example]
( 1 ) In the embodiment described above, the rotational speed detection means Y for detecting the rotational speed of the engine is controlled by the control device 100 so that the direction and frequency of the excitation power for the secondary winding 2a of the rotor 2a of the second power converter 12 However, it may be configured such that the rotational speed of the crankshaft of the engine 3 is directly detected by a rotational speed sensor or the like.

本発明は、電力系統に接続された一次巻線を備える固定子と、二次巻線を備える回転子とを有すると共に、エンジンのクランク軸の回転動力で回転子を回転させる二次励磁発電機と、
交流側が前記電力系統に接続された第１電力変換機と、
交流側が前記二次巻線に接続された第２電力変換機と、
前記第１電力変換機の直流側と前記第２電力変換機の直流側とを接続する直流部と、
運転を制御する制御手段とを備えた発電システム及びその起動運転方法に好適に利用することができる。 The present invention includes a stator having a primary winding connected to an electric power system, and a rotor having a secondary winding, and a secondary excitation generator that rotates the rotor with the rotational power of an engine crankshaft. When,
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
The present invention can be suitably used for a power generation system including a control unit that controls operation and a startup operation method thereof.

１：発電システム
２：二次励磁発電機
２ａ：回転子
２ａ：二次巻線
３：エンジン
４：電力系統
９：過給機
１１：第１電力変換機
１２：第２電力変換機
１３：直流部
１５：電動発電機
Ｅ：排ガス
Ｉ：新気
Ｘ：状態切替手段
Ｙ：回転数検出手段 1: Power generation system 2: Secondary excitation generator 2a: Rotor 2a: Secondary winding 3: Engine 4: Power system 9: Supercharger 11: First power converter 12: Second power converter 13: DC Part 15: Motor generator E: Exhaust gas I: Fresh air X: State switching means Y: Rotational speed detection means

Claims

A secondary excitation generator having a stator with a primary winding connected to the power system and a rotor with a secondary winding, and rotating the rotor with the rotational power of the crankshaft of the engine;
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
A power generation system comprising a control means for controlling operation,
A motor-generator capable of transmitting and receiving power to a turbocharger provided in the engine with respect to a rotating shaft of the turbocharger;
The operation state of the motor generator includes an electric state in which electric power is supplied to the motor generator from the DC unit and the motor generator is operated as a motor, and electric power is extracted from the motor generator to the DC unit. State switching means for switching between a power generation state in which the motor generator is operated as a generator ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the crankshaft,
When the rotation speed of the crankshaft is in a low rotation speed range, the state switching means sets the operation state of the motor generator to the electric driving state, and the rotation speed of the crankshaft is higher than the low rotation speed range. When the rotational speed is within the range, the motor generator is in the power generation state.
The power generation system , wherein the rotational speed detection means is configured to calculate the rotational speed of the crankshaft from the direction and frequency of excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter .

A secondary excitation generator having a stator with a primary winding connected to the power system and a rotor with a secondary winding, and rotating the rotor with the rotational power of the crankshaft of the engine;
A first power converter having an AC side connected to the power system;
A second power converter having an AC side connected to the secondary winding;
A direct current unit connecting the direct current side of the first power converter and the direct current side of the second power converter;
An operation control method for a power generation system comprising a control means for controlling operation,
The turbocharger provided in the engine is provided with a motor generator capable of transmitting and receiving power to the rotating shaft of the turbocharger,
Based on the rotational speed of the crankshaft calculated from the direction and frequency of the excitation power with respect to the secondary winding of the second power converter, the operating state of the motor generator is determined based on the low rotational speed of the crankshaft. When within a few regions, the motor generator is in an electric state in which electric power is supplied from the DC section to operate the motor generator as a motor, and the crankshaft rotational speed is higher than the low rotational speed region. An operation control method for a power generation system in which the electric power is taken out from the motor generator to the DC unit when the rotational speed is within a range, and the motor generator is operated as a generator.