JP5907851B2 - Emergency power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能な複数の発電装置と、
商用電力系統からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記電力負荷のうち特定電力負荷を除く一般電力負荷を前記複数の発電装置から解列させて、前記複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷のみに供給する状態とする停電時解列手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記複数の発電装置を起動させる停電時起動処理を実行した上で、前記複数の発電装置の発電出力を制御する停電時発電出力制御を実行して、当該複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷に供給する発電出力制御手段を備えた非常用発電システムに関する。
The present invention includes a plurality of power generators capable of supplying power generated at a reference voltage and a reference frequency to a power load;
A power failure detection means for detecting a power failure that stops receiving power from the commercial power system;
At the time of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a general power load excluding the specific power load among the power loads is disconnected from the plurality of power generation devices, and the generated power of the plurality of power generation devices is the specific power. Power disconnection means to supply only to the load,
In the event of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a power failure power generation output control is performed to control the power generation output of the plurality of power generation devices after executing a power failure start process for starting the plurality of power generation devices. Then, the present invention relates to an emergency power generation system provided with power generation output control means for supplying power generated by the plurality of power generation devices to the specific power load.

電気機器などの電力負荷を設けた施設では、通常商用電力系統から受電した基準電圧(例えば200V)及び基準周波数(例えば60Hz)の受電電力が当該電力負荷に供給される。また、かかる施設には、例えば商用電力系統に連系して発電を行って、基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能な発電装置が設けられる場合がある。   In a facility provided with a power load such as an electric device, received power of a reference voltage (for example, 200 V) and a reference frequency (for example, 60 Hz) received from a normal commercial power system is supplied to the power load. In addition, such a facility may be provided with a power generation device capable of generating power in connection with, for example, a commercial power system and supplying generated power of a reference voltage and a reference frequency to an electric load.

このような発電装置を設けた施設では、商用電力系統からの受電が停止する停電時においても、発電装置の発電電力を一部の特定電力負荷のみに供給して当該特定電力負荷への電力供給を継続するために、当該発電装置の発電出力を制御する停電時発電出力制御を実行するように構成された非常用発電システムが設けられる場合がある(例えば特許文献1を参照。)。
非常用発電システムでは、停電時においても特定電力負荷に対して安定して電力を供給するために、当該施設に設置される発電装置の発電能力が、施設内の特定電力負荷の消費電力等に応じて決定される。特に、特定電力負荷の消費電力の大きい事業所などでは、比較的大きな発電能力が必要となるために、複数の発電装置が設置される場合がある。
In a facility equipped with such a power generation device, even when a power failure occurs when receiving power from the commercial power system is stopped, the power generated by the power generation device is supplied to only a specific power load to supply power to the specific power load. In order to continue the operation, there is a case where an emergency power generation system configured to execute power generation output control at the time of power failure for controlling the power generation output of the power generation device is provided (see, for example, Patent Document 1).
In an emergency power generation system, in order to stably supply power to a specific power load even in the event of a power failure, the power generation capacity of the power generation device installed in the facility can Will be decided accordingly. In particular, in business establishments where the power consumption of a specific power load is large, a relatively large power generation capability is required, and thus a plurality of power generation devices may be installed.

上記のような非常用発電システムでは、通常、商用電力系統等の外部電源からの電力供給が無い停電時でも自立起動可能な蓄電池等を搭載したものが採用されていた。   The emergency power generation system as described above usually employs a storage battery or the like that can be activated independently even during a power failure without power supply from an external power source such as a commercial power system.

特開2001−211570号公報JP 2001-212570 A

自立起動可能な発電装置は、蓄電池を搭載しているので、比較的高価なものとなる。よって、上記のような非常用発電システムにおいて、比較的大きな特定電力負荷の消費電力を賄うために、複数の発電装置を設置する場合には、設備コストが嵩むといった問題があった。
そこで、発電装置とは別に蓄電池を設けることで、この蓄電池の蓄電電力により全ての発電装置を起動させることが考えられるが、停電時において全ての発電装置を起動するために比較的大きな電力が必要となるために、この場合でも比較的大容量で高価な蓄電池を設ける必要があった。
また、複数の発電装置を設置して同時に作動させる場合には、複数の発電装置の発電出力を特定電力負荷の消費電力の変動に対して適切に追従させるために、各発電装置の発電出力を適切に制御することが求められる。
Since the power generator capable of self-starting is equipped with a storage battery, it is relatively expensive. Therefore, in the emergency power generation system as described above, when a plurality of power generation devices are installed in order to cover the power consumption of a relatively large specific power load, there is a problem that the equipment cost increases.
Therefore, it is conceivable to start up all the power generation devices with the stored power of the storage battery by providing a storage battery separately from the power generation device, but relatively large power is required to start all the power generation devices in the event of a power failure Therefore, even in this case, it is necessary to provide an expensive storage battery having a relatively large capacity.
In addition, when a plurality of power generators are installed and operated simultaneously, in order to appropriately follow the power generation output of the plurality of power generators against fluctuations in the power consumption of the specific power load, Appropriate control is required.

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、停電時に複数の発電装置の発電電力を一部の特定電力負荷のみに供給して当該特定電力負荷への電力供給を継続させる非常用発電システムにおいて、設備コストをできるだけ抑制しながら、複数の発電装置の発電出力を特定電力負荷の消費電力の変動に対して適切に追従させるように各発電装置の発電出力を制御し得る技術を提供する点にある。   The present invention has been made paying attention to such a point, and its purpose is to supply power to the specific power load by supplying the power generated by a plurality of power generators only to some specific power loads at the time of a power failure. In an emergency power generation system to be continued, the power generation output of each power generation device is controlled so that the power generation output of a plurality of power generation devices can appropriately follow fluctuations in power consumption of a specific power load while suppressing the equipment cost as much as possible. It is to provide the technology to obtain.

この目的を達成するための本発明に係る非常用発電システムは、
基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能な複数の発電装置と、
商用電力系統からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記電力負荷のうち特定電力負荷を除く一般電力負荷を前記複数の発電装置から解列させて、前記複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷のみに供給する状態とする停電時解列手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記複数の発電装置を起動させる停電時起動処理を実行した上で、前記複数の発電装置の発電出力を制御する停電時発電出力制御を実行して、当該複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷に供給する発電出力制御手段を備えた非常用発電システムであって、
その第1特徴構成は、
前記複数の発電装置として、自立起動可能な第1発電装置と、外部から供給された電力を利用して起動可能な第2発電装置とを備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時起動処理において、前記第1発電装置を自立起動させた後に当該第1発電装置の発電電力を利用して前記第2発電装置を起動させ、前記停電時起動処理を実行した上で、前記停電時発電出力制御において、前記第1発電装置の実際の発電出力が所定の設定発電出力となるように前記第2発電装置の発電出力を制御する点にある。
To achieve this object, an emergency power generation system according to the present invention includes:
A plurality of power generators capable of supplying a power load with power generated at a reference voltage and a reference frequency;
A power failure detection means for detecting a power failure that stops receiving power from the commercial power system;
At the time of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a general power load excluding the specific power load among the power loads is disconnected from the plurality of power generation devices, and the generated power of the plurality of power generation devices is the specific power. Power disconnection means to supply only to the load,
In the event of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a power failure power generation output control is performed to control the power generation output of the plurality of power generation devices after executing a power failure start process for starting the plurality of power generation devices. An emergency power generation system including a power generation output control means for supplying the generated power of the plurality of power generation devices to the specific power load,
The first characteristic configuration is
As the plurality of power generation devices, a first power generation device that can be activated independently, and a second power generation device that can be activated using electric power supplied from the outside,
The power generation output control means activates the second power generation device using the generated power of the first power generation device after the first power generation device is activated independently in the power failure start processing, and starts the power generation In the power generation output control at the time of power failure, the power generation output of the second power generation device is controlled so that the actual power generation output of the first power generation device becomes a predetermined set power generation output after executing the processing.

上記第1特徴構成によれば、複数の発電装置のうち、一部の上記第1発電装置は、蓄電池等が搭載されて自立起動可能に構成される比較的高価な第1発電装置を採用するが、他の上記第2発電装置は、蓄電池等を搭載する必要が無く第1発電装置の発電電力を利用して起動可能に構成される比較的安価な第2発電装置を採用するので、複数の発電装置の全てを自立起動可能な発電装置とする場合と比較して、設備コストをできるだけ抑制することができる。
更に、このような第1発電装置と第2発電装置とを採用した場合においても、上記発電出力制御手段による停電時起動処理において、上記第1発電装置を自立起動させた後に、その第1発電装置の発電電力を利用して上記第2発電装置を起動させることで、複数の発電装置の全てを適切に起動させることができる。
そして、上記発電出力制御手段により、上記停電時起動処理を実行した上で、上記停電時発電出力制御を実行することで、第2発電装置を第1発電装置に連系させる形態で、上記第1発電装置の実際の発電出力が所定の設定発電出力が維持されると共に、第2発電装置の発電出力が、特定電力負荷の消費電力から第1発電装置の設定発電出力を差し引いた分を補う形態で制御される。よって、複数の発電装置の発電出力が、特定電力負荷の消費電力の変動に対して適切に追従することになる。
従って、本発明により、設備コストをできるだけ抑制しながら、複数の発電装置の発電出力を特定電力負荷の消費電力の変動に対して適切に追従させるように各発電装置の発電出力を制御し得る非常用発電システムを実現することができる。
According to the first characteristic configuration, a part of the first power generation devices among the plurality of power generation devices employs a relatively expensive first power generation device that is mounted with a storage battery or the like and is configured to be able to start independently. However, the other second power generation device employs a relatively inexpensive second power generation device that is configured to be able to start using the generated power of the first power generation device without the need to mount a storage battery or the like. Compared with the case where all of the power generators are power generators that can be activated independently, the equipment cost can be suppressed as much as possible.
Further, even when such a first power generation device and a second power generation device are employed, after the first power generation device is independently activated in the power failure output control means by the power generation output control means, the first power generation is performed. By starting the second power generation device using the power generated by the device, all of the plurality of power generation devices can be appropriately started.
Then, the power generation output control means executes the power failure start-up process, and then performs the power failure power generation output control to link the second power generation device to the first power generation device. The actual power output of the first power generator is maintained at the predetermined set power output, and the power output of the second power generator compensates for the amount of power consumption of the specific power load minus the set power output of the first power generator. Controlled in form. Therefore, the power generation outputs of the plurality of power generation devices appropriately follow the fluctuations in the power consumption of the specific power load.
Therefore, according to the present invention, it is possible to control the power generation output of each power generation device so that the power generation output of a plurality of power generation devices can appropriately follow fluctuations in power consumption of a specific power load while suppressing the equipment cost as much as possible. Power generation system can be realized.

本発明に係る非常用発電システムの第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記第2発電装置を複数備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時起動処理において、前記第1発電装置を自立起動させた後に前記第2発電装置の複数を順次起動させる点にある。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration of the emergency power generation system according to the present invention includes:
A plurality of the second power generation devices are provided,
The power generation output control means is that the plurality of second power generation devices are sequentially activated after the first power generation device is independently activated in the power failure start-up process.

上記第2特徴構成によれば、第1発電装置の発電電力で起動する第2発電装置を複数備える場合には、上記発電出力制御手段による停電時起動処理において、第1発電装置を自立起動させた後にこれら複数の第2発電装置を順次起動させることで、第1発電装置に対して投入される第2発電装置の起動用の電力負荷が瞬間的に過大となることを回避することができ、例えば、第1発電装置の駆動用エンジンの過負荷によるストール等を防止することができる。   According to the second characteristic configuration, in the case where a plurality of second power generation devices that are activated by the generated power of the first power generation device are provided, the first power generation device is activated independently in the power failure output control process by the power generation output control means. By sequentially starting the plurality of second power generation devices after that, it is possible to avoid an instantaneously excessive power load for starting the second power generation device that is input to the first power generation device. For example, it is possible to prevent a stall or the like due to an overload of the driving engine of the first power generator.

本発明に係る非常用発電システムの第3特徴構成は、上記第1乃至第2特徴構成の何れかに加えて、
前記第1発電装置が、出力電圧を前記基準電圧に維持するように発電出力を調整する発電電圧制御を実行するように構成され、
前記発電出力制御手段が、前記停電時発電出力制御において、前記第1発電装置の設定発電出力を当該第1発電装置の定格発電出力よりも小さい所定の設定部分発電出力に設定する点にある。
The third characteristic configuration of the emergency power generation system according to the present invention is in addition to any of the first to second characteristic configurations,
The first power generator is configured to perform power generation voltage control for adjusting a power generation output so as to maintain an output voltage at the reference voltage;
In the power generation output control at the time of power failure, the power generation output control means sets the set power generation output of the first power generation device to a predetermined set partial power generation output smaller than the rated power generation output of the first power generation device.

上記第3特徴構成によれば、第1発電装置が出力電圧を前記基準電圧に維持するように発電出力を調整する発電電圧制御を実行するように構成されているので、上記発電出力制御手段による停電時発電出力制御を実行するにあたり、特定電力負荷の遮断等に伴って当該特定電力負荷の消費電力が急激に変動した場合には、第2発電装置の発電出力の変化に先立って、第1発電装置が基準電圧を維持するべく消費電力の変動に合わせて発電出力を変化させることになる。
一方、特定電力負荷の消費電力が緩やかに変動した場合には、第1発電装置が基準電圧を維持するべく発電出力を変化させようとするのと同時に、第2発電装置が当該第1発電装置の実際の発電出力を所定の設定発電出力に維持しようして、結果、第2発電装置がその消費電力の変動に合わせて発電出力を変化させることになる。即ち、このような停電時発電出力制御を実行することにより、第1発電装置及び第2発電装置の発電出力が、消費電力の変動に対して適切に追従することになる。
According to the third characteristic configuration, the first power generation device is configured to execute the power generation voltage control for adjusting the power generation output so as to maintain the output voltage at the reference voltage. In executing power generation output control at the time of a power failure, if the power consumption of the specific power load fluctuates suddenly due to the interruption of the specific power load, the first power generation output of the second power generator is changed prior to the first power output. The power generation device changes the power generation output in accordance with fluctuations in power consumption so as to maintain the reference voltage.
On the other hand, when the power consumption of the specific power load changes slowly, the first power generator attempts to change the power generation output to maintain the reference voltage, and at the same time, the second power generator The actual power generation output is maintained at a predetermined set power generation output, and as a result, the second power generation device changes the power generation output in accordance with the fluctuation of the power consumption. That is, by performing such power generation output control during a power failure, the power generation outputs of the first power generation device and the second power generation device appropriately follow fluctuations in power consumption.

また、上記停電時発電出力制御において、第1発電装置の設定発電出力を定格発電出力に設定するのではなく50%程度の部分発電出力に設定するので、消費電力が比較的小さい期間でも、第1発電装置の実際の発電出力の増加を適切に抑制して、連系発電装置の発電出力を適切な範囲に維持することができる。更に、第1発電装置の実際の発電出力は常に部分発電出力以上に維持されることになって、当該第1発電装置の実際の発電出力において低下側の調整幅が常に確保されていることになるので、特定電力負荷の遮断に伴う急激且つ大幅な消費電力の低下が発生した場合でも、第1発電装置の実際の発電出力を急激且つ大幅に低下させることができ、結果、複数の発電装置の発電出力を特定電力負荷の消費電力の変動に対して適切に追従させることができる。   In the power generation output control at the time of power outage, the set power generation output of the first power generator is not set to the rated power generation output, but is set to a partial power generation output of about 50%. It is possible to appropriately suppress an increase in the actual power generation output of one power generation device and maintain the power generation output of the grid power generation device within an appropriate range. Furthermore, the actual power generation output of the first power generation device is always maintained to be equal to or greater than the partial power generation output, and the adjustment range on the lower side is always secured in the actual power generation output of the first power generation device. As a result, even when a sudden and significant reduction in power consumption occurs due to the interruption of the specific power load, the actual power generation output of the first power generation device can be drastically and greatly reduced, resulting in a plurality of power generation devices. This power generation output can be made to follow the fluctuation of the power consumption of the specific power load appropriately.

更に、特定電力負荷の消費電力が第1発電装置の部分発電出力に達するまでの比較的消費電力が少ない期間、及び、第2発電装置の発電出力が当該第2発電装置の定格発電出力に達しているときの比較的消費電力が多い期間は、第2発電装置の発電出力が0又は定格発電出力に固定されることから、第1発電装置の発電出力が発電電圧制御により調整されることになる。
尚、第2発電装置の発電出力が0となる期間でも、第2発電装置の起動は完了しており、特定電力負荷から解列状態とされて発電を停止したアイドリング状態となっている。
Furthermore, the period when the power consumption of the specific power load reaches a partial power generation output of the first power generation device is relatively low, and the power generation output of the second power generation device reaches the rated power generation output of the second power generation device. During the period when the power consumption is relatively large, the power generation output of the second power generation device is fixed at 0 or the rated power generation output, and therefore the power generation output of the first power generation device is adjusted by power generation voltage control. Become.
Note that even during the period when the power generation output of the second power generation device is 0, the start-up of the second power generation device is completed, and the idling state in which power generation is stopped due to the disconnection state from the specific power load.

本発明に係る非常用発電システムの第4特徴構成は、上記第1乃至第3特徴構成の何れかに加えて、
前記第1発電装置の前記設定発電出力に対する実際の発電出力の差に応じた発電出力差信号を出力する差信号出力手段を備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時発電出力制御において、前記差信号出力手段から出力された発電出力差信号が一定になるように前記第2発電装置の発電出力を制御する点にある。
The fourth characteristic configuration of the emergency power generation system according to the present invention is in addition to any of the first to third characteristic configurations described above,
A difference signal output means for outputting a power generation output difference signal corresponding to a difference between an actual power generation output and the set power generation output of the first power generation device;
The power generation output control means controls the power generation output of the second power generation device so that the power generation output difference signal output from the difference signal output means is constant in the power generation output control during the power failure.

上記第4特徴構成によれば、上記発電出力差信号が、上記第1発電装置の設定発電出力に対する実際の発電出力の差に応じた信号となることから、上記発電出力制御手段による停電時発電出力制御において、その発電出力差信号から第1発電装置の設定発電出力に対する実際の発電出力の過不足を認識し、その過不足分が無くなるように、第2発電装置の発電出力を決定し制御することができる。   According to the fourth characteristic configuration, the power generation output difference signal is a signal corresponding to a difference between the actual power generation output and the set power generation output of the first power generation device. In the output control, the power generation output of the second power generator is determined and controlled so that the power generation output difference signal recognizes the excess or deficiency of the actual power generation output with respect to the set power output of the first power generator and eliminates the excess or deficiency. can do.

本発明に係る非常用発電システムの第5特徴構成は、上記第4特徴構成に加えて、
前記発電出力差信号を設定下限値以上に制限するリミッタを備えた点にある。
The fifth characteristic configuration of the emergency power generation system according to the present invention is in addition to the fourth characteristic configuration described above,
There is a limiter for limiting the power generation output difference signal to a set lower limit value or more.

上記第5特徴構成によれば、上記発電出力制御手段に入力される発電出力差信号は、例えば急激且つ大幅な消費電力の低下を伴う負荷遮断が発生して第1発電装置の実際の発電出力が急激且つ大幅に低下されて発電出力差信号が大幅に低下する場合でも、その発電出力差信号は上記リミッタにより常に設定下限値以上に制限されることになる。よって、上記発電出力制御手段による停電時発電出力制御において、入力される発電出力差信号が、第2発電装置の発電出力の制御可能範囲を下回って逸脱することを回避し、第2発電装置の発電停止等を防止することができる。   According to the fifth characteristic configuration, the power generation output difference signal input to the power generation output control means is, for example, an actual power generation output of the first power generation device due to a load interruption that occurs suddenly and drastically reduces power consumption. Even when the power generation output difference signal is drastically reduced due to a sudden and drastic decrease, the power generation output difference signal is always limited to the set lower limit value or more by the limiter. Therefore, in the power generation output control at the time of power failure by the power generation output control means, it is avoided that the input power generation output difference signal deviates below the controllable range of the power generation output of the second power generation device. Stoppage of power generation can be prevented.

非常用発電システムの構成図Configuration diagram of emergency power generation system 消費電力に対する各発電装置の発電出力の推移を示すグラフ図The graph which shows transition of the power generation output of each power generator with respect to power consumption

本発明に係る非常用発電システムの実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示す非常用発電システムは、商用電力系統1から受電した受電電力を消費する電力負荷Aを有する事業所などの施設に設けられて、当該商用電力系統1からの受電が停止する停電が発生したときに、電力負荷Aのうちの特定電力負荷8に発電装置Bで発電した発電電力を供給するシステムとして構成されている。
尚、商用電力系統1から受電した受電電力は、電力線2に供給され、当該電力線2に接続された特定電力負荷8を除く一般電力負荷4に供給される。また、電力線2に供給された受電電力は後述する切替器5を介して電力線6に供給され、当該電力線6に接続された特定電力負荷8に供給される。
An embodiment of an emergency power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The emergency power generation system shown in FIG. 1 is provided in a facility such as a business establishment having a power load A that consumes the received power received from the commercial power system 1, and a power failure that stops receiving power from the commercial power system 1 occurs. When generated, the system is configured as a system that supplies the generated power generated by the power generator B to the specific power load 8 of the power load A.
The received power received from the commercial power system 1 is supplied to the power line 2 and supplied to the general power load 4 excluding the specific power load 8 connected to the power line 2. Also, the received power supplied to the power line 2 is supplied to the power line 6 via the switch 5 described later, and is supplied to the specific power load 8 connected to the power line 6.

かかる非常用発電システムには、下記に説明する複数の発電装置Bが設けられている。
上記複数の発電装置Bは、商用電力系統1の受電電力と同じ基準電圧(例えば200V)及び基準周波数(例えば60Hz)の発電電力を電力負荷Aに供給可能なものとして構成されている。更に、本実施形態の非常用発電システムでは、これら複数の発電装置Bとして、自立起動可能な第1発電装置としての自立発電装置20と、外部から供給された電力を利用して起動可能な第2発電装置としての連系発電装置30とが設けられている。
Such an emergency power generation system is provided with a plurality of power generation devices B described below.
The plurality of power generators B are configured to be able to supply the power load A with generated power having the same reference voltage (for example, 200 V) and reference frequency (for example, 60 Hz) as the received power of the commercial power system 1. Furthermore, in the emergency power generation system of the present embodiment, as the plurality of power generation devices B, the self-sustained power generation device 20 as the first power generation device capable of self-sustained activation and the first power generation device that can be activated using the power supplied from the outside. A grid-connected power generation device 30 as two power generation devices is provided.

尚、本実施形態の非常用発電システムでは、特定電力負荷8の最大電力消費量等に合わせて、発電装置Bの台数が決定されている。
具体的に、2台の自立発電装置20と、複数の連系発電装置30としての4台の連系発電装置30とを、夫々並設している。
尚、各発電装置Bの台数は適宜変更可能である。
In the emergency power generation system of the present embodiment, the number of power generation devices B is determined in accordance with the maximum power consumption of the specific power load 8 or the like.
Specifically, two independent power generation devices 20 and four interconnection power generation devices 30 as a plurality of interconnection power generation devices 30 are arranged in parallel.
In addition, the number of each electric power generating apparatus B can be changed suitably.

上記発電装置Bは、同期発電機21,31をエンジン22,32で駆動する形態で発電を行う一般的な発電装置として構成されており、同期発電機21,31の発電電力を基準電圧及び基準周波数に変換する電力変換部25,35と、エンジン22,32の回転数を所望の設定回転数に設定する形態でエンジン22,32の出力を制御する制御部26,36とが設けられている。
また、電力変換部25,35は、同期発電機21,31の出力端の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ25b,35bと、コンバータ25b,35bから出力される直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ25a,35aとを備える。尚、コンバータ25b,35b、インバータ25a,35aは、何れも双方向に電圧変換可能な構成とする。
更に、自立発電装置20の制御部26は、電力変換部25から出力される出力電圧が基準電圧に維持されるように発電出力を調整する発電電圧制御を実行するものとして構成されている。
The power generator B is configured as a general power generator that generates power in such a manner that the synchronous generators 21 and 31 are driven by the engines 22 and 32, and the generated power of the synchronous generators 21 and 31 is used as a reference voltage and a reference. There are provided power conversion units 25 and 35 for converting the frequency, and control units 26 and 36 for controlling the outputs of the engines 22 and 32 in such a manner that the number of rotations of the engines 22 and 32 is set to a desired set number of rotations. .
The power converters 25 and 35 convert the AC voltage at the output end of the synchronous generators 21 and 31 into a DC voltage, and convert the DC voltage output from the converters 25b and 35b into an AC voltage. And output inverters 25a and 35a. The converters 25b and 35b and the inverters 25a and 35a are both configured to be capable of bidirectional voltage conversion.
Further, the control unit 26 of the self-sustained power generation apparatus 20 is configured to execute power generation voltage control for adjusting the power generation output so that the output voltage output from the power conversion unit 25 is maintained at the reference voltage.

エンジン22,32には、制御部26,36からの指令によりエンジン22,32を起動させるためのセルモータ23,33が付設されている。
そして、自立発電装置20は、外部からの電力供給が無い状態でも、内蔵するバッテリー28に予め蓄えた電力をセルモータ23に供給して当該セルモータ23を作動させる形態で自立起動可能に構成されている。尚、このバッテリー28には、図示は省略するが、電力出力側から取り込んだ電力を予め蓄電するように構成されている。
一方、連系発電装置30は、電力変換部35の直流線から直流電力を取り込む電源回路34が設けられており、当該電源回路34で取り込んだ電力をセルモータ33に供給して当該セルモータ33を作動させる形態で起動可能に構成されている。
The motors 22 and 32 are provided with cell motors 23 and 33 for starting the engines 22 and 32 in response to commands from the control units 26 and 36, respectively.
The self-sustained power generation apparatus 20 is configured to be capable of self-sustained activation in a form in which the cell motor 23 is operated by supplying the power stored in the battery 28 built in the cell motor 23 even when there is no external power supply. . Although not shown, the battery 28 is configured to store in advance the power taken from the power output side.
On the other hand, the interconnection power generation apparatus 30 is provided with a power supply circuit 34 that takes in DC power from the DC line of the power conversion unit 35, and supplies the power taken in by the power supply circuit 34 to the cell motor 33 to operate the cell motor 33. It is comprised so that starting is possible.

非常用発電システムには、更に、商用電力系統1から電力線2が受電する受電電力を計測する電力計測器12の計測結果を参照することで、商用電力系統1からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段Eに加え、この停電検出手段Eにより停電が検出された停電時に、一般電力負荷4を複数の発電装置Bから解列させて、複数の発電装置Bの発電電力を特定電力負荷8のみに供給する状態とする停電時解列手段Dが設けられている。
更に、この停電検出手段Eにより停電が検出された停電時に、複数の発電装置Bを起動させる停電時起動処理を実行した上で、複数の発電装置Bの発電出力を制御して、当該複数の発電装置Bの発電電力を特定電力負荷8に供給する発電出力制御手段Cを備える。尚、これら停電検出手段E、停電時解列手段D、発電出力制御手段Cは、コンピュータ等からなる制御装置50が所定のプログラムを実行することにより機能するものとして構成されている。
The emergency power generation system further detects a power outage that stops receiving power from the commercial power system 1 by referring to the measurement result of the power measuring instrument 12 that measures the received power received by the power line 2 from the commercial power system 1. In addition to the power failure detection means E, the general power load 4 is disconnected from the plurality of power generation devices B at the time of the power failure detected by the power failure detection means E, and the generated power of the plurality of power generation devices B is specified power load. 8 is provided in order to supply only to 8 when power is interrupted.
Furthermore, after executing a power failure start process for starting a plurality of power generators B when a power failure is detected by the power failure detection means E, the power generation outputs of the plurality of power generators B are controlled, A power generation output control means C that supplies the generated power of the power generation apparatus B to the specific power load 8 is provided. The power failure detection means E, power failure disconnection means D, and power generation output control means C are configured so that the control device 50 including a computer or the like functions when a predetermined program is executed.

この停電時解列手段Dは、下記に説明する切替器5の状態を切り替えることで、一般電力負荷4を複数の発電装置Bから解列させる。
この切替器5は、商用電力系統1及び一般電力負荷4が接続された電力線2と、特定電力負荷8が接続された電力線6との間に設けられている。具体的に、この切替器5は、トランスファ接点式(電圧ON/OFFで切り替わる)のスイッチで構成されており、この切替器5に対して、商用電力系統1及び一般電力負荷4が接続された電力線2が常開接点5aに接続され、自立発電装置20の電力出力側が常開接点5a及び常閉接点5bに接続され、特定電力負荷8が接続された電力線6が共通接点5cに接続されている。一方、連系発電装置30の電力出力側は、特定電力負荷8が接続された電力線6に接続されている。
即ち、この切替器5をON状態(共通接点5cを常開接点5aに接続する状態)とすることで、商用電力系統1と電力線2と電力線6とが接続されると共に、複数の発電装置Bの電力出力側がこれら電力線2,6に接続されるので、商用電力系統1から受電した受電電力と複数の発電装置20,30が発電した発電電力とを、全ての電力負荷Aに供給することができるようになる。
一方、この切替器5をOFF状態(共通接点5cを常閉接点5bに接続する状態)とすることで、電力線6に対する複数の発電装置Bの電力出力側の接続が維持されたまま、電力線6に対して電力線2が解列されるので、複数の発電装置20,30が発電した発電電力を特定電力負荷8のみに供給することができるようになる。
よって、上記停電時解列手段Dは、この停電検出手段Eにより停電が検出された停電時に、上記切替器5をON状態からOFF状態に切り替えることで、一般電力負荷4を複数の発電装置Bから解列させて、複数の発電装置Bの発電電力を特定電力負荷8のみに供給する状態とすることができる。
This power disconnection means D disconnects the general power load 4 from the plurality of power generators B by switching the state of the switch 5 described below.
The switch 5 is provided between the power line 2 to which the commercial power system 1 and the general power load 4 are connected and the power line 6 to which the specific power load 8 is connected. Specifically, the switch 5 is configured by a transfer contact type switch (switched by voltage ON / OFF), and the commercial power system 1 and the general power load 4 are connected to the switch 5. The power line 2 is connected to the normally open contact 5a, the power output side of the self-sustaining power generator 20 is connected to the normally open contact 5a and the normally closed contact 5b, and the power line 6 to which the specific power load 8 is connected is connected to the common contact 5c. Yes. On the other hand, the power output side of the grid power generation apparatus 30 is connected to the power line 6 to which the specific power load 8 is connected.
That is, by setting the switch 5 to an ON state (a state where the common contact 5c is connected to the normally open contact 5a), the commercial power system 1, the power line 2, and the power line 6 are connected, and a plurality of power generators B Is connected to these power lines 2 and 6, the received power received from the commercial power system 1 and the generated power generated by the plurality of power generators 20 and 30 can be supplied to all the power loads A. become able to.
On the other hand, by setting the switch 5 to an OFF state (a state in which the common contact 5c is connected to the normally closed contact 5b), the power line 6 is maintained while the connection on the power output side of the plurality of power generators B to the power line 6 is maintained. Since the power line 2 is disconnected, the generated power generated by the plurality of power generation devices 20 and 30 can be supplied only to the specific power load 8.
Therefore, when the power failure is detected by the power failure detection means E, the power disconnection means D switches the switching device 5 from the ON state to the OFF state so that the general power load 4 is changed to a plurality of power generators B. The power generated by the plurality of power generators B can be supplied to only the specific power load 8 by disconnecting from the power generator B.

特定電力負荷8が接続されている電力線6の切替器5の共通接点5c側には、当該電力線6が受電する受電電力を計測する電力計測器13が設けられている。尚、上記停電時解列手段Dにより、停電時に、上記切替器5がOFF状態とされ、電力線6が接続された共通接点5cが自立発電装置20の電力出力側が接続された常閉接点5bに接続されれば、上記電力計測器13は、自立発電装置20から電力線6に供給される電力、即ち自立発電装置20全体の実際の発電出力P2を計測し、当該発電出力に応じた信号を出力することになる。
電力線2の受電電力を計測する電力計測器12、並びに、停電時における自立発電装置20の発電出力を計測する電力計測器13は、インバータのフルスケールである0〜160kWの範囲内の受電電力に応じて4mA〜20mAの範囲内のアナログ信号S1,S2を出力するように構成されている。
具体的に、電力計測器12が出力するアナログ信号S1、及び、電力計測器13が出力するアナログ信号S2は、下記の式(1)及び(2)で求められる大きさとなるように設定されている。
On the common contact 5c side of the switch 5 of the power line 6 to which the specific power load 8 is connected, a power measuring device 13 for measuring the received power received by the power line 6 is provided. When the power failure occurs, the switch 5 is turned off and the common contact 5c to which the power line 6 is connected becomes the normally closed contact 5b to which the power output side of the independent power generator 20 is connected. If connected, the power meter 13 measures the power supplied to the power line 6 from the self-sustained power generation apparatus 20, that is, the actual power generation output P2 of the entire self-sustained power generation apparatus 20, and outputs a signal corresponding to the power generation output. Will do.
The power measuring instrument 12 that measures the received power of the power line 2 and the power measuring instrument 13 that measures the power generation output of the self-sustained power generation apparatus 20 at the time of a power outage are received power in the range of 0 to 160 kW which is the full scale of the inverter Accordingly, the analog signals S1 and S2 within the range of 4 mA to 20 mA are output.
Specifically, the analog signal S1 output from the power meter 12 and the analog signal S2 output from the power meter 13 are set so as to have a magnitude determined by the following equations (1) and (2). Yes.

S1=4(mA)+0.1(mA/kW)×P1・・・(1)
S2=4(mA)+0.1(mA/kW)×P2・・・(2)
P1:正常時での商用電力系統1からの受電電力(kW)
P2:停電時での自立発電装置20全体の実際の発電出力(kW)
S1 = 4 (mA) +0.1 (mA / kW) × P1 (1)
S2 = 4 (mA) +0.1 (mA / kW) × P2 (2)
P1: Power received from the commercial power system 1 at normal time (kW)
P2: Actual power generation output (kW) of the entire self-sustaining power generation device 20 at the time of a power failure

また、停電時における自立発電装置20全体の実際の発電出力P2を計測する電力計測器13が出力するアナログ信号S2は、減算器15に入力され、アナログ信号発生器14が出力する所定のアナログ信号S3が減算される。
また、このアナログ信号発生器14は、発電出力制御手段Cから自立発電装置20全体の設定発電出力P2aが入力され、当該設定発電出力P2aに応じた4mA〜20mAの範囲内のアナログ信号S3を出力するように構成されている。
即ち、この減算器15から出力されるアナログ信号S4は、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aに対する実際の発電出力P2の差に応じた値をとるようになり、実際の発電出力P2が設定発電出力P2aに一致する場合には、一定の値をとるようになる。
即ち、この減算器15は、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aに対する実際の発電出力P2の差に応じたアナログ信号S4を発電出力差信号として出力する差信号出力手段Fとして機能することになる。
具体的に、このアナログ信号発生器14が出力するアナログ信号S3、及び減算器15から出力されるアナログ信号S4の大きさは、下記の式(3)及び(4)で求められる大きさとなる。
In addition, the analog signal S2 output from the power measuring device 13 that measures the actual power generation output P2 of the entire independent power generation apparatus 20 at the time of a power failure is input to the subtractor 15 and the predetermined analog signal output from the analog signal generator 14 is output. S3 is subtracted.
The analog signal generator 14 receives the set power generation output P2a of the entire self-sustained power generation apparatus 20 from the power generation output control means C, and outputs an analog signal S3 within a range of 4 mA to 20 mA according to the set power generation output P2a. Is configured to do.
That is, the analog signal S4 output from the subtracter 15 takes a value corresponding to the difference between the actual power generation output P2 and the set power generation output P2a of the entire independent power generation apparatus 20, and the actual power generation output P2 is set. When it coincides with the power generation output P2a, it takes a constant value.
That is, the subtractor 15 functions as difference signal output means F that outputs an analog signal S4 corresponding to the difference of the actual power generation output P2 with respect to the set power generation output P2a of the entire self-sustained power generation apparatus 20 as a power generation output difference signal. Become.
Specifically, the magnitudes of the analog signal S3 output from the analog signal generator 14 and the analog signal S4 output from the subtractor 15 are determined by the following equations (3) and (4).

S3=4(mA)+0.1(mA/kW)×(P2a−1.6(kW))・・・(3)
S4=S2−(S3−4(mA))
=4.16(mA)+0.1(mA/kW)×(P2−P2a)・・・(4)
P2a:自立発電装置20全体の設定発電出力(kW)
S3 = 4 (mA) +0.1 (mA / kW) × (P2a−1.6 (kW)) (3)
S4 = S2- (S3-4 (mA))
= 4.16 (mA) + 0.1 (mA / kW) x (P2-P2a) (4)
P2a: Set power generation output (kW) of the self-sustained power generation device 20 as a whole

電力計測器12が出力する電力線2の受電電力に応じた値をとるアナログ信号S1と、減算器15が出力する自立発電装置20全体の設定発電出力P2aに対する実際の発電出力P2の差に応じた値をとるアナログ信号S4とは、切替器16により択一的に切り替えられて、連系発電装置30に入力される。
具体的に、この切替器16は、トランスファ接点式(電圧ON/OFFで切り替わる)のスイッチで構成されている。この切替器16において、常開接点16aにはアナログ信号S1が入力され、一方、常閉接点16bにはアナログ信号S4が入力され、更に、共通接点16cから出力されたアナログ信号S1,S2の何れか一方が連系発電装置30の制御部36に入力される。
According to the difference between the analog signal S1 that takes a value corresponding to the received power of the power line 2 output by the power meter 12 and the actual power output P2 with respect to the set power output P2a of the entire self-sustained power generation device 20 output by the subtractor 15 The analog signal S4 that takes a value is selectively switched by the switch 16 and input to the grid power generation apparatus 30.
Specifically, the switch 16 is composed of a transfer contact type switch (switched by voltage ON / OFF). In the switching device 16, the analog signal S1 is input to the normally open contact 16a, while the analog signal S4 is input to the normally closed contact 16b, and any one of the analog signals S1 and S2 output from the common contact 16c. One of them is input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30.

また、切替器16は、停電検出手段Eにより停電が検出された停電時に、発電出力制御手段CによりON状態からOFF状態に切り替えられる。
即ち、商用電力系統1からの受電が正常に行われている正常時には、切替器16がON状態(共通接点16cを常開接点16aに接続する状態)とされて、電力線2の受電電力に応じた値をとるアナログ信号S1が連系発電装置30の制御部36に入力され、一方、商用電力系統1からの受電が停止する停電時には、切替器16がOFF状態(共通接点16cを常閉接点16bに接続する状態)とされて、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aに対する実際の発電出力P2の差に応じた値をとるアナログ信号S4が連系発電装置30の制御部36に入力されることになる。
Further, the switch 16 is switched from the ON state to the OFF state by the power generation output control means C when a power failure is detected by the power failure detection means E.
That is, when the power reception from the commercial power system 1 is normally performed, the switch 16 is turned on (a state in which the common contact 16c is connected to the normally open contact 16a), and according to the power received by the power line 2. On the other hand, the switch 16 is in an OFF state (the common contact 16c is a normally closed contact) at the time of a power failure in which the power reception from the commercial power system 1 is stopped. 16b), an analog signal S4 having a value corresponding to the difference between the actual power generation output P2 and the set power generation output P2a of the entire independent power generation apparatus 20 is input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30. Will be.

そして、連系発電装置30の制御部36は、入力されるアナログ信号S1,S4が一定値の4.16mAに維持されるように、エンジン32の回転数を設定することにより、連系発電装置30の発電出力が制御される。
よって、正常時には、電力計測器12が出力するアナログ信号S1が一定値の4.16mAに維持され、言い換えれば電力線2の受電電力がこの一定値に対応する1.6kWに維持されるように、連系発電装置30全体の発電出力P3が制御されることになる。
一方、停電時には、減算器15が出力するアナログ信号S4が一定値の4.16mAに維持され、言い換えれば自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が設定発電出力P2aに一致して維持されるように、連系発電装置30全体の発電出力P3が制御されることになる。
このように、上記発電出力制御手段Cが、停電時において、アナログ信号発生器14に対して、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aを入力することで、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が所定の設定発電出力P2aとなるように連系発電装置30全体の発電出力P3を制御することを、停電時発電出力制御と呼ぶ。
尚、この自立発電装置20全体の設定発電出力P2aは、自立発電装置20の定格発電出力よりも小さい所定の部分発電出力に設定されて、自立発電装置20の発電出力の上下調整幅が確保されている。
And the control part 36 of the interconnection power generator 30 sets the rotation speed of the engine 32 so that the input analog signals S1 and S4 are maintained at a constant value of 4.16 mA, so that the interconnection power generator 30 power generation outputs are controlled.
Therefore, at the normal time, the analog signal S1 output from the power meter 12 is maintained at a constant value of 4.16 mA, in other words, the received power of the power line 2 is maintained at 1.6 kW corresponding to the constant value. The power generation output P3 of the entire grid power generation apparatus 30 is controlled.
On the other hand, at the time of a power failure, the analog signal S4 output from the subtractor 15 is maintained at a constant value of 4.16 mA. In other words, the actual power generation output P2 of the entire self-sustained power generation apparatus 20 is maintained in accordance with the set power generation output P2a. As described above, the power generation output P3 of the entire grid power generation apparatus 30 is controlled.
As described above, when the power generation output control means C inputs the set power generation output P2a of the entire independent power generation apparatus 20 to the analog signal generator 14 at the time of a power failure, the actual power generation of the entire independent power generation apparatus 20 is performed. Controlling the power generation output P3 of the entire grid power generation apparatus 30 so that the output P2 becomes a predetermined set power generation output P2a is referred to as power generation output control during a power failure.
The set power generation output P2a of the self-sustained power generation apparatus 20 as a whole is set to a predetermined partial power generation output smaller than the rated power generation output of the self-sustained power generation apparatus 20, and a vertical adjustment range of the power generation output of the self-sustained power generation apparatus 20 is ensured. ing.

また、このような停電時発電出力制御では、停電時において、例えば急激且つ大幅な消費電力Qの低下を伴う負荷遮断が発生して自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が急激且つ大幅に低下された場合、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aに対する実際の発電出力P2の差が急激且つ大幅に低下することで、減算器15が出力するアナログ信号S4が設定下限値である4mAを下回って低下することがある。そして、このアナログ信号S4をそのまま連系発電装置30の制御部36に入力すると、当該制御部36は、特定電力負荷8が全て解列したと誤認識し、結果、エンジン32の異常停止を招くことが懸念される。   Further, in such power generation output control during a power failure, for example, during a power failure, a load interruption accompanied by, for example, a rapid and significant reduction in power consumption Q occurs, and the actual power generation output P2 of the entire self-sustained power generation device 20 suddenly and significantly When the voltage is lowered, the difference between the actual power generation output P2 and the set power generation output P2a of the entire self-sustained power generation apparatus 20 suddenly and greatly decreases, so that the analog signal S4 output from the subtractor 15 has a set lower limit of 4 mA May fall below. When this analog signal S4 is directly input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30, the control unit 36 erroneously recognizes that all the specific power loads 8 have been disconnected, resulting in an abnormal stop of the engine 32. There is concern.

更に、切替器16の共通接点16c側には、連系発電装置30の制御部36に入力されるアナログ信号S1,S4を設定下限値(例えば4mA)以上に制限するリミッタ17が設けられている。即ち、このリミッタ17により、連系発電装置30の制御部36に入力されるアナログ信号S1,S4は、常に設定下限値以上に維持される。
よって、停電時において、減算器15が出力するアナログ信号S4が設定下限値を下回って低下した場合でも、このリミッタ17によって、連系発電装置30の制御部36に入力されるアナログ信号S4'は、設定下限値に維持されることになるので、制御部36は、その入力された4mAのアナログ信号S4'を一定値の4.16mAに維持する程度に、エンジン32の回転数を比較的小規模に低下させて発電出力の低下幅を制限することになるので、当該エンジン32の異常停止を回避することができる。
尚、このように、急激且つ大幅な消費電力Qの低下が発生して、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2を急激且つ大幅に低下させたときに、連系発電装置30全体の発電出力P3の低下を制限した場合には、連系発電装置30から電力線6を介して自立発電装置20に向けて電流が逆流することが懸念される。そこで、自立発電装置20の発電電力の出力側には、かかる電流の逆流を防止する保護装置29が設けられている。
Further, a limiter 17 is provided on the common contact 16c side of the switch 16 to limit the analog signals S1 and S4 input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30 to a set lower limit value (for example, 4 mA) or more. . That is, the limiter 17 always maintains the analog signals S1 and S4 input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30 at or above the set lower limit value.
Therefore, even when the analog signal S4 output from the subtractor 15 falls below the set lower limit during a power failure, the analog signal S4 ′ input to the control unit 36 of the grid power generation apparatus 30 by the limiter 17 is Therefore, the controller 36 keeps the input 4 mA analog signal S4 ′ at a constant value of 4.16 mA so that the rotational speed of the engine 32 is relatively small. Since the reduction in power generation output is limited by reducing the scale, abnormal stop of the engine 32 can be avoided.
Note that when the actual power generation output P2 of the entire self-sustained power generation apparatus 20 is suddenly and significantly reduced due to a sudden and significant decrease in the power consumption Q in this way, the power generation of the entire grid power generation apparatus 30 is performed. When the decrease in the output P3 is restricted, there is a concern that the current flows backward from the grid power generation device 30 to the self-sustained power generation device 20 via the power line 6. Therefore, a protection device 29 for preventing the backflow of the current is provided on the output side of the generated power of the self-supporting power generation device 20.

以下、停電検出手段Eにより停電が検出された停電時に各手段により実行される処理フローの詳細について、図2に示すグラフ図も参照して説明する。
尚、図2に示すグラフ図には、停電時における特定電力負荷8の消費電力Qの推移に合わせて出力される自立発電装置20及び連系発電装置30の夫々の発電出力の推移が示されている。
The details of the processing flow executed by each means at the time of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means E will be described with reference to the graph shown in FIG.
The graph shown in FIG. 2 shows the transition of the power generation output of each of the self-sustained power generation apparatus 20 and the interconnected power generation apparatus 30 that are output in accordance with the transition of the power consumption Q of the specific power load 8 at the time of a power failure. ing.

先ず、図2の時間t0に示すタイミングで停電検出手段Eにより停電が検出されると、停電時解列手段Dにより、切替器5がON状態からOFF状態に切り替えられて、一般電力負荷4が複数の発電装置Bから解列された状態となる。
その後、発電出力制御手段Cにより、図2の時間t0〜時間t1に示すように各発電装置Bに対して電力負荷が投入されていない無負荷の状態で、複数の発電装置Bを起動させる停電時起動処理が実行される。
この停電時起動処理では、先ず、自立発電装置20を自立起動させた後に、その自立発電装置20の発電電力を、電力線6を介して連系発電装置30に供給することで、当該自立発電装置20の発電電力を利用して連系発電装置30を起動させる。
更に、この停電時起動処理において、連系発電装置30を起動させるにあたり、4台の連系発電装置30を同時に起動させるのでは無く、その4台の連系発電装置30を順次起動させることで、自立発電装置20に対して投入される連系発電装置30の起動用の電力負荷が瞬間的に過大となることが回避されている。
First, when a power failure is detected by the power failure detection means E at the timing indicated by time t0 in FIG. 2, the switch 5 is switched from the ON state to the OFF state by the power failure disconnecting means D, and the general power load 4 is The power generators B are disconnected from each other.
Thereafter, the power generation output control means C activates the plurality of power generation devices B in a no-load state where no power load is applied to each power generation device B as shown at time t0 to time t1 in FIG. Start-up processing is executed.
In the start-up process at the time of a power failure, first, the self-sustained power generation apparatus 20 is activated independently, and then the power generated by the self-sustained power generation apparatus 20 is supplied to the grid power generation apparatus 30 via the power line 6. The grid-connected power generator 30 is activated using 20 generated power.
Furthermore, in the start-up process at the time of a power failure, when starting the grid power generation apparatus 30, the four grid power generation apparatuses 30 are sequentially activated instead of simultaneously starting the four grid power generation apparatuses 30. Thus, it is avoided that the power load for starting up the grid power generation device 30 input to the self-sustained power generation device 20 is excessively large.

発電出力制御手段Cは、停電時において、上記停電時起動処理を実行して複数の発電装置Bを起動させた上で、停電時発電出力制御を実行する。
この停電時発電出力制御では、上述したように、アナログ信号発生器14に対して、自立発電装置20の夫々において定格発電出力(例えば70kW)の約50%に相当する部分発電出力(例えば33kW)に設定された設定発電出力P2aを入力することで、連系発電装置30の制御部36により、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が所定の設定発電出力P2aとなるように、連系発電装置30全体の発電出力P3が制御される。
In the event of a power failure, the power generation output control means C executes the power failure start process to start the plurality of power generators B, and then performs power failure output control.
In the power generation output control at the time of power failure, as described above, the partial power generation output (for example, 33 kW) corresponding to about 50% of the rated power generation power (for example, 70 kW) with respect to the analog signal generator 14 in each of the independent power generation devices 20. By inputting the set power generation output P2a set to, the control unit 36 of the grid power generation device 30 connects the interconnection so that the actual power generation output P2 of the entire independent power generation device 20 becomes the predetermined set power generation output P2a. The power generation output P3 of the entire power generation device 30 is controlled.

尚、発電装置Bに投入される特定電力負荷8の消費電力Qが、自立発電装置20全体の設定発電出力P2a(33kW)に達するまでの期間は、図2の時間t1〜時間t2の期間に示すように、連系発電装置30は、特定電力負荷8から解列された状態となって発電を停止したアイドリング状態となり、自立発電装置20のみで特定電力負荷8の消費電力Qを賄う。即ち、自立発電装置20において、制御部26は、出力電圧を上記基準電圧に維持する形態でエンジン22の出力を制御することで、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が特定電力負荷8の消費電力Qに一致する。   The period until the power consumption Q of the specific power load 8 input to the power generation apparatus B reaches the set power generation output P2a (33 kW) of the entire independent power generation apparatus 20 is the period from time t1 to time t2 in FIG. As shown, the grid power generation device 30 is disconnected from the specific power load 8 and is in an idling state where power generation is stopped, and the power consumption Q of the specific power load 8 is covered only by the independent power generation device 20. That is, in the self-sustained power generation apparatus 20, the control unit 26 controls the output of the engine 22 in such a manner that the output voltage is maintained at the reference voltage, so that the actual power generation output P2 of the entire self-sustained power generation apparatus 20 becomes the specific power load 8 It corresponds to the power consumption Q.

次に、特定電力負荷8の消費電力Qが、上記部分発電出力(33kW)を超えた場合には、自立発電装置20全体の設定発電出力P2aを部分発電出力に設定した状態で上記停電時発電出力制御が実行される。
すると、図2の時間t2〜時間t3の期間に示すように、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2は設定発電出力P2aに維持され、連系発電装置30全体の発電出力P3が、特定電力負荷8の消費電力Qから自立発電装置20全体の設定発電出力P2aを差し引いた分を補う形態で制御されることになる。
Next, when the power consumption Q of the specific power load 8 exceeds the partial power generation output (33 kW), the power generation during the power failure is performed with the set power generation output P2a of the entire self-sustained power generation apparatus 20 set to the partial power generation output. Output control is executed.
Then, as shown in the period of time t2 to time t3 in FIG. 2, the actual power generation output P2 of the entire independent power generation apparatus 20 is maintained at the set power generation output P2a, and the power generation output P3 of the entire grid power generation apparatus 30 is specified. Control is performed in such a manner as to compensate for the amount of power consumption Q of the power load 8 subtracted from the set power generation output P2a of the entire independent power generation device 20.

更に、図2の時間t3以降の期間に示すように、複数の連系発電装置30全体の発電出力P3が当該複数の連系発電装置30全体の定格発電出力P3a(140kW)に到達している期間は、連系発電装置30全体の発電出力P3が定格発電出力P3aを超えて増加することができないことから、自立発電装置20の制御部26が出力電圧を上記基準電圧に維持するように発電出力P2を調整するように働き、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が、特定電力負荷8の消費電力Qから連系発電装置30全体の定格発電出力P3aを差し引いた分を補う形態で制御されることになる。
尚、図2の時間t4に示すように、負荷遮断等により特定電力負荷8の消費電力Qが急激且つ大幅に低下した場合にも、自立発電装置20の制御部26が出力電圧を上記基準電圧に維持するように発電出力P2を急激且つ大幅に低下させることになる。
Furthermore, as shown in the period after time t3 in FIG. 2, the power generation output P3 of the plurality of interconnection power generation apparatuses 30 as a whole reaches the rated power generation output P3a (140 kW) of the plurality of interconnection generation apparatuses 30 as a whole. During the period, since the power generation output P3 of the entire grid power generation device 30 cannot increase beyond the rated power generation output P3a, the control unit 26 of the self-sustained power generation device 20 generates power so as to maintain the output voltage at the reference voltage. In the form that adjusts the output P2, the actual power generation output P2 of the entire independent power generation apparatus 20 compensates for the subtraction of the rated power generation output P3a of the entire grid power generation apparatus 30 from the power consumption Q of the specific power load 8. Will be controlled.
As shown at time t4 in FIG. 2, even when the power consumption Q of the specific power load 8 is suddenly and greatly reduced due to load interruption or the like, the control unit 26 of the independent power generator 20 sets the output voltage to the reference voltage. As a result, the power generation output P2 is suddenly and significantly reduced so as to maintain the power.

また、特定電力負荷8の消費電力Qが、連系発電装置30全体の発電出力P3を定格発電出力P3a以下に抑えられる状態まで低下した場合には、上述した時間t2〜時間t3の期間と同様、自立発電装置20全体の実際の発電出力P2が設定発電出力P2aに維持され、連系発電装置30全体の発電出力P3が、特定電力負荷8の消費電力Qから自立発電装置20の設定発電出力p2aを差し引いた分を補う形態で制御されることになる。
尚、本実施形態において、受電電力の範囲(0〜160kW)、電力計測器13やアナログ信号発生器14が出力するアナログ信号Sの範囲(4mA〜20mA)、連系発電装置30におけるエンジン32の回転数設定のために入力されるアナログ信号S1,S4の目標値(4.16mA)などとして挙げた各種数値については、本願発明を限定するものではなく、適宜実施状況に応じて設定可能な数値である。
Further, when the power consumption Q of the specific power load 8 is reduced to a state where the power generation output P3 of the entire grid power generation device 30 can be suppressed to the rated power generation output P3a or less, it is the same as the period from the time t2 to the time t3 described above. The actual power generation output P2 of the entire independent power generation device 20 is maintained at the set power generation output P2a, and the power generation output P3 of the entire grid power generation device 30 is changed from the power consumption Q of the specific power load 8 to the set power generation output of the self-sustained power generation device 20. It will be controlled in a form that compensates for the subtraction of p2a.
In this embodiment, the range of the received power (0 to 160 kW), the range of the analog signal S output from the power meter 13 and the analog signal generator 14 (4 mA to 20 mA), the engine 32 in the interconnection power generation apparatus 30 Various numerical values cited as the target values (4.16 mA) of the analog signals S1 and S4 input for setting the rotational speed do not limit the present invention, and numerical values that can be set according to the implementation situation as appropriate. It is.

本発明は、基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能な複数の発電装置と、
商用電力系統からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記電力負荷のうち特定電力負荷を除く一般電力負荷を前記複数の発電装置から解列させて、前記複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷のみに供給する状態とする停電時解列手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記複数の発電装置を起動させる停電時起動処理を実行した上で、前記複数の発電装置の発電出力を制御する停電時発電出力制御を実行して、当該複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷に供給する発電出力制御手段を備えた非常用発電システムとして好適に利用可能である。
The present invention includes a plurality of power generators capable of supplying power generated at a reference voltage and a reference frequency to a power load;
A power failure detection means for detecting a power failure that stops receiving power from the commercial power system;
At the time of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a general power load excluding the specific power load among the power loads is disconnected from the plurality of power generation devices, and the generated power of the plurality of power generation devices is the specific power. Power disconnection means to supply only to the load,
In the event of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a power failure power generation output control is performed to control the power generation output of the plurality of power generation devices after executing a power failure start process for starting the plurality of power generation devices. Thus, it can be suitably used as an emergency power generation system including power generation output control means for supplying power generated by the plurality of power generation devices to the specific power load.

1 :商用電力系統
4 :一般電力負荷
8 :特定電力負荷
15 :減算器
17 :リミッタ
20 :自立発電装置(第1発電装置)
30 :連系発電装置(第2発電装置)
A :電力負荷
B :発電装置
C :発電出力制御手段
D :停電時解列手段
E :停電検出手段
F :差信号出力手段
1: Commercial power system 4: General power load 8: Specific power load 15: Subtractor 17: Limiter 20: Stand-alone power generator (first power generator)
30: Interconnection power generator (second power generator)
A: Power load B: Power generation device C: Power generation output control means D: Power outage disconnecting means E: Power outage detection means F: Difference signal output means

Claims (5)

基準電圧及び基準周波数の発電電力を電力負荷に供給可能な複数の発電装置と、
商用電力系統からの受電が停止する停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記電力負荷のうち特定電力負荷を除く一般電力負荷を前記複数の発電装置から解列させて、前記複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷のみに供給する状態とする停電時解列手段と、
前記停電検出手段により停電が検出された停電時に、前記複数の発電装置を起動させる停電時起動処理を実行した上で、前記複数の発電装置の発電出力を制御する停電時発電出力制御を実行して、当該複数の発電装置の発電電力を前記特定電力負荷に供給する発電出力制御手段を備えた非常用発電システムであって、
前記複数の発電装置として、自立起動可能な第1発電装置と、外部から供給された電力を利用して起動可能な第2発電装置とを備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時起動処理において、前記第1発電装置を自立起動させた後に当該第1発電装置の発電電力を利用して前記第2発電装置を起動させ、前記停電時起動処理を実行した上で、前記停電時発電出力制御において、前記第1発電装置の実際の発電出力が所定の設定発電出力となるように前記第2発電装置の発電出力を制御する非常用発電システム。
A plurality of power generators capable of supplying a power load with power generated at a reference voltage and a reference frequency;
A power failure detection means for detecting a power failure that stops receiving power from the commercial power system;
At the time of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a general power load excluding the specific power load among the power loads is disconnected from the plurality of power generation devices, and the generated power of the plurality of power generation devices is the specific power. Power disconnection means to supply only to the load,
In the event of a power failure in which a power failure is detected by the power failure detection means, a power failure power generation output control is performed to control the power generation output of the plurality of power generation devices after executing a power failure start process for starting the plurality of power generation devices. An emergency power generation system including a power generation output control means for supplying the generated power of the plurality of power generation devices to the specific power load,
As the plurality of power generation devices, a first power generation device that can be activated independently, and a second power generation device that can be activated using electric power supplied from the outside,
The power generation output control means activates the second power generation device using the generated power of the first power generation device after the first power generation device is activated independently in the power failure start processing, and starts the power generation An emergency power generation system that controls the power generation output of the second power generation device so that the actual power generation output of the first power generation device becomes a predetermined set power generation output in the power generation output control at the time of power failure after executing the processing .
前記第2発電装置を複数備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時起動処理において、前記第1発電装置を自立起動させた後に前記第2発電装置の複数を順次起動させる請求項1に記載の非常用発電システム。
A plurality of the second power generation devices are provided,
2. The emergency power generation system according to claim 1, wherein the power generation output control means sequentially activates the plurality of second power generation devices after the first power generation device is independently activated in the power failure start-up process.
前記第1発電装置が、出力電圧を前記基準電圧に維持するように発電出力を調整する発電電圧制御を実行するように構成され、
前記発電出力制御手段が、前記停電時発電出力制御において、前記第1発電装置の設定発電出力を当該第1発電装置の定格発電出力よりも小さい所定の設定部分発電出力に設定する請求項1又は2に記載の非常用発電システム。
The first power generator is configured to perform power generation voltage control for adjusting a power generation output so as to maintain an output voltage at the reference voltage;
The power generation output control means sets the set power generation output of the first power generation device to a predetermined set partial power generation output smaller than the rated power generation output of the first power generation device in the power generation output control at the time of power failure. The emergency power generation system according to 2.
前記第1発電装置の前記設定発電出力に対する実際の発電出力の差に応じた発電出力差信号を出力する差信号出力手段を備え、
前記発電出力制御手段が、前記停電時発電出力制御において、前記差信号出力手段から出力された発電出力差信号が一定になるように前記第2発電装置の発電出力を制御する請求項1〜3の何れか1項に記載の非常用発電システム。
A difference signal output means for outputting a power generation output difference signal corresponding to a difference between an actual power generation output and the set power generation output of the first power generation device;
The said power generation output control means controls the power generation output of a said 2nd power generator so that the power generation output difference signal output from the said difference signal output means may become fixed in the said power generation output control at the time of a power failure. The emergency power generation system according to any one of the above.
前記発電出力差信号を設定下限値以上に制限するリミッタを備えた請求項4に記載の非常用発電システム。   The emergency power generation system according to claim 4, further comprising a limiter that limits the power generation output difference signal to a set lower limit value or more.
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