JP7254013B2 - Power generation equipment, diagnostic equipment, and diagnostic programs - Google Patents
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Description
本発明は、発電設備、診断装置、及び診断プログラムに関する。 The present invention relates to power generation equipment, diagnostic devices, and diagnostic programs.
特許文献１に開示されているように、エンジンで駆動する発電装置と、その発電装置の健全性を診断する診断装置とを備える発電設備が知られている。診断装置は、発電装置から、エンジンの回転数を表す計測データ、発電された電力を表す計測データ等を取得し、取得した計測データを用いて発電装置の異常を検出する。 2. Description of the Related Art As disclosed in Patent Literature 1, power generation equipment is known which includes a power generation device driven by an engine and a diagnosis device for diagnosing the soundness of the power generation device. The diagnostic device acquires measurement data representing the number of revolutions of the engine, measurement data representing the generated electric power, and the like from the power generation device, and uses the acquired measurement data to detect an abnormality in the power generation device.
発電装置に内在する異常は、発電装置の動作が安定している定常状態の計測データを観測するだけでは検出することが難しい。発電装置を正確に診断するためには、発電された電力に変動が生じた場合の、エンジンの動作の応答を観測することが好ましい。 It is difficult to detect an abnormality inherent in the power generation device by simply observing measurement data in a steady state in which the operation of the power generation device is stable. In order to diagnose the power plant accurately, it is preferable to observe the response of the engine's operation when the generated power fluctuates.
しかし、そのためには、正確な診断を行えるほどの電力の変動が計測データに現れるまで、計測データを取得し続ける必要がある。このため、発電装置の診断を手軽に行うことができない。そこで、発電装置の診断を正確かつ手軽に行える技術が望まれる。 However, in order to do so, it is necessary to continue acquiring measurement data until power fluctuations that allow accurate diagnosis appear in the measurement data. Therefore, it is not possible to easily diagnose the power generator. Therefore, there is a demand for a technique that can accurately and easily diagnose a power generation device.
本発明の目的は、発電装置の診断を正確かつ手軽に行える発電設備、診断装置、及び診断プログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a power generation facility, a diagnostic device, and a diagnostic program that enable accurate and easy diagnosis of the power generation facility.
上記目的を達成するために、本発明に係る発電設備は、
電力を生成する発電装置と、前記発電装置を診断する診断装置と、を備え、
前記発電装置が、
トルクが伝達されることにより電力を生成する発電機と、
前記発電機に前記トルクを伝達する回転軸を有する原動機と、
前記発電機によって生成された電力である発電電力の大きさを表す発電電力データを前記発電機から取得し、前記発電電力データが表す前記発電電力の大きさに依存した値に、前記原動機における前記回転軸の回転速度を制御する原動機制御部と、
を有し、
前記診断装置が、
前記発電電力データを模擬した模擬発電電力データであって、前記発電電力が変動したことを表す前記模擬発電電力データを、前記発電電力データの代わりに、前記原動機制御部に与える模擬発電電力データ出力部と、
前記模擬発電電力データが与えられた前記原動機制御部によって制御された前記原動機における前記回転軸の回転速度の変動と、前記模擬発電電力データが表す前記発電電力の変動との相関の度合いに基づいて、前記発電装置を診断する診断部と、
を有する。
In order to achieve the above object, the power generation equipment according to the present invention is
A power generation device that generates electric power and a diagnostic device that diagnoses the power generation device,
The power generator is
a generator that generates power by transmitting torque;
a prime mover having a rotating shaft that transmits the torque to the generator;
Generated power data representing the magnitude of the generated power, which is the power generated by the generator, is acquired from the generator, and a value depending on the magnitude of the generated power represented by the generated power data is converted to the a prime mover control unit that controls the rotational speed of the rotating shaft;
has
The diagnostic device
simulated generated power data that simulates the generated power data, wherein the simulated generated power data representing that the generated power has fluctuated is supplied to the prime mover control unit instead of the generated power data. Department and
based on the degree of correlation between fluctuations in the rotation speed of the rotating shaft in the prime mover controlled by the prime mover control unit to which the simulated generated power data is given and changes in the generated power represented by the simulated generated power data , a diagnostic unit for diagnosing the power generation device;
have
上記構成によれば、発電電力が変動したことを表す模擬発電電力データが原動機制御部に与えられるので、実際に発電電力に変動が生じるまで発電装置の稼働及び監視を続ける必要がない。このため、発電装置の診断を手軽に行える。 According to the above configuration, simulated power generation data representing fluctuations in the generated power is provided to the prime mover control section, so there is no need to continue operating and monitoring the power generation device until fluctuations in the generated power actually occur. Therefore, diagnosis of the power generator can be easily performed.
また、発電装置の診断は、回転軸の回転速度の変動と、模擬発電電力データが表す発電電力の変動との相関の度合いに基づいて行われる。その相関の度合いによって、原動機制御部による制御が回転軸の回転速度に適正に反映されているか否かを把握できるので、発電装置の診断を正確に行える。 Further, the diagnosis of the power generator is performed based on the degree of correlation between the fluctuation in the rotation speed of the rotating shaft and the fluctuation in the generated power represented by the simulated generated power data. Based on the degree of correlation, it can be determined whether or not the control by the prime mover control section is appropriately reflected in the rotation speed of the rotating shaft, so that the power generator can be accurately diagnosed.
以下、図面を参照し、実施形態に係る発電設備について述べる。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。 Hereinafter, power generation equipment according to embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.
図１に示すように、本実施形態に係る発電設備３００は、電力を生成する発電装置１００を備える。発電装置１００は、商用電源に停電又は電力不足が生じた非常時に、商用電源に代わって負荷ＬＤに電力を供給する。
As shown in FIG. 1, the
発電装置１００は、トルクが伝達されることにより電力を生成する発電機１１０と、発電機１１０にトルクを伝達する原動機１２０とを有する。
The
発電機１１０は、原動機１２０から伝達されるトルクによって電磁誘導を起こし、その電磁誘導によって電力を生成する。発電機１１０によって生成された電力（以下、発電電力と記す。）が負荷ＬＤに供給される。また、発電機１１０は、発電電力の大きさを表す発電電力データＤ１を外部に出力する図示せぬ電力計器を含む。
The
原動機１２０は、発電機１１０にトルクを伝達する回転軸１２０ａと、回転軸１２０ａに設けられたクラッチ１２０ｂと、回転軸１２０ａを回転させる図示せぬエンジンと、そのエンジンの動作に関わる動作量を計測する図示せぬ動作量計器とを含む。特に、動作量計器は、回転軸１２０ａの回転速度を表す回転速度データＤ２を外部に出力する。
The
クラッチ１２０ｂは、外部からの制御を受けて、原動機１２０の回転軸１２０ａから発電機１１０にトルクが伝達される加負荷状態と、原動機１２０の回転軸１２０ａから発電機１１０へのトルクの伝達が断たれた無負荷状態とに切り換わる構成を有する。
Clutch 120b receives control from the outside, and is in a loaded state in which torque is transmitted from rotating
また、発電装置１００は、原動機１２０を制御する原動機制御部１３０を有する。原動機制御部１３０は、上述した加負荷状態と無負荷状態とを切り換える制御指令Ｃ１と、上述したエンジンにおける燃料の噴射量を制御する制御指令Ｃ２とを、原動機１２０に出力する。原動機１２０は、制御指令Ｃ１及びＣ２に従って動作する。
In addition,
また、原動機制御部１３０は、発電電力の大きさを表す発電電力データＤ１を発電機１１０から取得すると共に、回転軸１２０ａの回転速度を表す回転速度データＤ２を原動機１２０から取得する。
Further,
そして、原動機制御部１３０は、発電電力データＤ１及び回転速度データＤ２を用いて制御指令Ｃ２を定めるフィードバック制御を行う。制御指令Ｃ２を通じて、原動機１２０における回転軸１２０ａの回転速度が制御される。
Then,
具体的には、原動機制御部１３０は、制御指令Ｃ２を原動機１２０に出力することにより、回転速度データＤ２が表す回転軸１２０ａの回転速度を、発電電力データＤ１が表す発電電力の大きさに応じた値に近づける。即ち、原動機制御部１３０は、発電電力データＤ１が表す発電電力の大きさに応じた値に、回転軸１２０ａの回転速度を制御する。
Specifically, by outputting control command C2 to
図２は、原動機制御部１３０によって制御された原動機１２０における回転軸１２０ａの回転速度の、発電電力の大きさに対する理想的な依存関係を示すグラフである。縦軸は、回転軸１２０ａの回転速度を周波数の単位で示す。横軸は、発電電力の大きさを定格値に対する割合で示す。
FIG. 2 is a graph showing the ideal dependence of the rotational speed of rotating
図２に示すように、原動機制御部１３０は、回転軸１２０ａの回転速度を発電電力の大きさに反比例させるドループ制御を行う。具体的には、発電電力が定格値と一致している１００［％］のとき、原動機制御部１３０は、回転軸１２０ａの回転速度を、定格周波数である５０［Ｈｚ］に制御する。また、発電電力が０［％］である無負荷状態のとき、原動機制御部１３０は、回転軸１２０ａの回転速度を５１．５［Ｈｚ］に制御する。
As shown in FIG. 2, the prime
図１に戻り、説明を続ける。本実施形態に係る発電設備３００は、上述した発電装置１００を診断する診断装置２００も備える。診断装置２００は、クラッチ１２０ｂが回転軸１２０ａと発電機１１０との機械的な接続を断っている無負荷状態で、発電装置１００を診断する。
Returning to FIG. 1, the description is continued. The
具体的には、診断装置２００は、無負荷状態において、発電電力データＤ１を模擬した模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に与える。模擬発電電力データＤ３は、発電電力データＤ１よりも優先して原動機制御部１３０に取り込まれる。
Specifically,
そして、診断装置２００は、模擬発電電力データＤ３が与えられた原動機制御部１３０によってドループ制御された原動機１２０から、回転速度データＤ２を取得し、取得した回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３とを用いて、発電装置１００を診断する。
以下、図３及び図４を参照し、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３とを用いて発電装置１００を診断することができる理由について説明する。
The reason why the
図３は、模擬発電電力データＤ３及び回転速度データＤ２の変動の一例を示すグラフである。縦軸は、模擬発電電力データＤ３に対しては発電電力を示し、回転速度データＤ２に対しては回転速度を示す。横軸は、模擬発電電力データＤ３と回転速度データＤ２とに共通の時間を示す。 FIG. 3 is a graph showing an example of variations in simulated power generation data D3 and rotation speed data D2. The vertical axis indicates the generated power for the simulated generated power data D3, and the rotational speed for the rotational speed data D2. The horizontal axis indicates the time common to the simulated power generation data D3 and the rotational speed data D2.
図３に示すように、模擬発電電力データＤ３は、発電電力が繰り返し変動したことを表す。具体的には、図３に例示した模擬発電電力データＤ３は、発電電力の変動が周期的に繰り返して出現する正弦波を表す。 As shown in FIG. 3, the simulated power generation data D3 represents that the power generation has repeatedly fluctuated. Specifically, the simulated power generation data D3 illustrated in FIG. 3 represents a sine wave in which fluctuations in the power generation periodically appear repeatedly.
この模擬発電電力データＤ３が与えられた原動機制御部１３０は、模擬発電電力データＤ３が表す発電電力の変動が、発電機１１０において生じたものとみなして、図２に示した反比例の関係が満たされるように、原動機１２０における回転軸１２０ａの回転速度をドループ制御する。
The prime
この結果、理想的には、図３に示す回転速度データＤ２が得られる。図２に示す反比例の関係が満たされるため、図３に示す回転速度データＤ２は、同図の模擬発電電力データＤ３が表す正弦波の符号を逆転させた波形を表す。即ち、図３に示す回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との散布図は、図２に示した反比例のグラフと一致する。 As a result, ideally, rotational speed data D2 shown in FIG. 3 is obtained. Since the inversely proportional relationship shown in FIG. 2 is satisfied, the rotation speed data D2 shown in FIG. 3 represents a waveform obtained by inverting the sign of the sine wave represented by the simulated power generation data D3 shown in the same figure. That is, the scatter diagram of the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3 shown in FIG. 3 agrees with the inversely proportional graph shown in FIG.
図４は、模擬発電電力データＤ３及び回転速度データＤ２の変動の他の例を示すグラフである。この模擬発電電力データＤ３は、発電電力の変動がパルス状に繰り返して出現する波形を表す。 FIG. 4 is a graph showing another example of variations in simulated power generation data D3 and rotation speed data D2. The simulated power generation data D3 represents a waveform in which fluctuations in the power generation appear repeatedly in the form of pulses.
この模擬発電電力データＤ３が原動機制御部１３０に与えられた場合、理想的には、図４に示す回転速度データＤ２が得られる。図２に示す反比例の関係が満たされるため、図４に示す回転速度データＤ２は、同図の模擬発電電力データＤ３が表す波形の符号を逆転させた波形を表す。図４に示す回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との散布図が、図２に示した反比例のグラフと一致する点は、図３の場合と同じである。
When this simulated power generation data D3 is given to prime
以上、図３及び図４には、発電装置１００に異常がない理想的な場合の回転速度データＤ２を示した。発電装置１００に異常がある場合は、図３及び図４に示した理想的な回転速度データＤ２は得られない。
As described above, FIG. 3 and FIG. 4 show the rotation speed data D2 in an ideal case where there is no abnormality in the
この理由は、発電装置１００に異常がある場合は、原動機制御部１３０によるドループ制御の効果が回転軸１２０ａの回転速度に適正に反映されないためである。つまり、発電装置１００の健全性が低いほど、模擬発電電力データＤ３と回転速度データＤ２との相関の度合い、具体的には、負の相関の度合いが低下する。
The reason for this is that if there is an abnormality in the
そこで、模擬発電電力データＤ３と回転速度データＤ２との負の相関の度合いに基づいて、発電装置１００を診断することができる。具体的には、模擬発電電力データＤ３と回転速度データＤ２との相関係数の値によって、発電装置１００の健全性を複数段階的に評価することができる。
Therefore, the
以下、図５を参照し、診断装置２００の構成を具体的に述べる。
The configuration of the
図５に示すように、診断装置２００は、診断に必要なデータの授受を行うインタフェース部２１０を有する。具体的には、インタフェース部２１０は、図１に示した発電装置１００の原動機１２０から回転速度データＤ２を取得する一方、図１に示した発電装置１００の原動機制御部１３０に模擬発電電力データＤ３を出力する。
As shown in FIG. 5, the
また、診断装置２００は、発電装置１００を診断する診断処理の手順を規定した診断プログラム２２１と、診断処理の結果である診断結果データ２２２と、を記憶する記憶手段としての補助記憶部２２０を有する。
The
また、診断装置２００は、診断処理の結果を出力する診断結果出力手段としての表示部２３０を有する。表示部２３０は、ユーザに対して診断処理の結果を視覚的に出力するディスプレイによって構成されている。
The
また、診断装置２００は、補助記憶部２２０から診断プログラム２２１を読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２４０と、ＣＰＵ２４０が診断プログラム２２１及び各種データを一時的に蓄えておくための主記憶部２５０とを有する。
The
以下、図６を参照し、ＣＰＵ２４０が診断プログラム２２１を実行することにより発現される、診断装置２００の機能について具体的に説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 6, the functions of the
図６に示すように、ＣＰＵ２４０は、模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に出力する模擬発電電力データ出力部２４１の機能を果たす。図３及び図４に例示したように、模擬発電電力データＤ３は、発電電力が繰り返し変動したことを表すデータである。
As shown in FIG. 6 ,
なお、模擬発電電力データＤ３は、図５に示す診断プログラム２２１内の予め定められた関数によって都度生成されるデータであってもよいし、図５に示す補助記憶部２２０に予め準備されたデータであってもよい。
The simulated power generation data D3 may be data generated each time by a predetermined function in the diagnostic program 221 shown in FIG. 5, or data prepared in advance in the
また、ＣＰＵ２４０は、回転軸１２０ａの回転速度を表す回転速度データＤ２を、原動機１２０から取得する回転速度データ取得部２４２の機能を果たす。
The
また、ＣＰＵ２４０は、発電装置１００を診断する診断部２４３の機能を果たす。診断部２４３は、回転速度データ取得部２４２によって取得された回転速度データＤ２と、模擬発電電力データ出力部２４１によって出力された模擬発電電力データＤ３との負の相関の度合いに基づいて、発電装置１００を診断する。
The
既述のように、模擬発電電力データＤ３は、発電電力の変動を表す。一方、回転速度データＤ２は、模擬発電電力データＤ３が与えられた原動機制御部１３０によって制御された原動機１２０における回転軸１２０ａの回転速度の変動を表す。
As described above, the simulated power generation data D3 represents fluctuations in power generation. On the other hand, rotational speed data D2 represents fluctuations in the rotational speed of
このため、回転速度データＤ２と、模擬発電電力データＤ３との負の相関の度合いによって、原動機制御部１３０によるドループ制御が回転軸１２０ａの回転速度に適正に反映されているか否かを把握できる。従って、診断部２４３は、発電装置１００の診断を正確に行える。
Therefore, whether or not the droop control by
具体的には、診断部２４３は、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との負の相関の度合いを表す相関係数Ｒを算出する相関係数算出部２４４を有する。
Specifically, the
相関係数Ｒは、その値がゼロのとき回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３とに相関が無いことを表し、その値が負のとき回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３とに負の相関が有ることを表し、かつその値が－１に近いほど、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との負の相関の度合いが大きいことを表す。 When the correlation coefficient R is zero, it indicates that there is no correlation between the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3. and the closer the value is to -1, the greater the degree of negative correlation between the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3.
また、診断部２４３は、相関係数Ｒの値によって発電装置１００の健全性の度合いを複数段階定に評価する健全性評価部２４５を有する。具体的には、健全性評価部２４５は、相関係数Ｒの値によって、発電装置１００が健全であるか、発電装置１００に異常の予兆があるか、又は発電装置１００に異常が生じているかを判定する。
The
また、ＣＰＵ２４０は、診断部２４３の診断結果、即ち、健全性評価部２４５の評価結果を出力する出力部２４６の機能を果たす。具体的には、出力部２４６は、健全性評価部２４５の評価結果を表示部２３０に表示させる。また、出力部２４６は、健全性評価部２４５の評価結果を診断結果データ２２２として補助記憶部２２０に記録する。
The
以下、図７を参照し、図６に示した上記各部によって実現される診断処理について具体的に説明する。 The diagnostic processing realized by the above-described units shown in FIG. 6 will be specifically described below with reference to FIG.
図７に示すように、前提として、原動機１２０は無負荷状態で起動されているものとする（ステップＳ１）。
As shown in FIG. 7, it is assumed that the
なお、診断処理を行うための予め定められたタイミングで、診断装置２００が原動機１２０を自動的に起動させてもよいし、ユーザの操作によって原動機１２０が起動されてもよい。また、診断処理を行うために、診断装置２００が発電装置１００を加負荷状態から無負荷状態に切り換えてもよい。
Note that
まず、模擬発電電力データ出力部２４１が、発電電力の変動を表す模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に出力しつつ、回転速度データ取得部２４２が、模擬発電電力データＤ３に対する応答を表す回転速度データＤ２を原動機１２０から取得する（ステップＳ２）。
First, while the simulated generated power
次に、相関係数算出部２４４が、回転速度データ取得部２４２によって取得された回転速度データＤ２と、模擬発電電力データ出力部２４１によって出力された模擬発電電力データＤ３との負の相関の度合いを表す相関係数Ｒを算出する（ステップＳ３）。
Next, the correlation
次に、健全性評価部２４５が、相関係数Ｒの値によって発電装置１００の健全性の度合いを複数段階定に評価する。
Next, the
具体的には、相関係数Ｒが－０．３以上である場合は（ステップＳ４：－０．３≦Ｒ）、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との間には、負の相関が殆ど無いと言える。このことは、模擬発電電力データＤ３に基づくドループ制御の効果が、回転速度データＤ２に、適正に反映されなかったことに起因する。 Specifically, when the correlation coefficient R is −0.3 or more (step S4: −0.3≦R), there is a negative correlation between the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3. It can be said that there is almost no This is because the effect of the droop control based on the simulated power generation data D3 was not properly reflected in the rotational speed data D2.
従って、この場合、健全性評価部２４５は、発電装置１００に異常が生じている旨の診断を下す。そして、出力部２４６が、発電装置１００に異常が生じている旨の診断結果を表示部２３０に表示させる（ステップＳ５）。
Therefore, in this case, the
一方、相関係数Ｒが－０．７以下である場合は（ステップＳ４：Ｒ≦－０．７）、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との間に、充分な負の相関があると言える。これは、模擬発電電力データＤ３に基づくドループ制御の効果が、回転速度データＤ２に、適正に反映されたためである。 On the other hand, if the correlation coefficient R is −0.7 or less (step S4: R≦−0.7), there is a sufficient negative correlation between the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3. I can say. This is because the effect of the droop control based on the simulated power generation data D3 is properly reflected in the rotational speed data D2.
従って、この場合、健全性評価部２４５は、発電装置１００が健全である旨の診断を下す。そして、出力部２４６が、発電装置１００が健全である旨の診断結果を表示部２３０に表示させる（ステップＳ６）。
Therefore, in this case, the
一方、相関係数Ｒが－０．７を超え、かつ－０．３未満である場合は（ステップＳ４：
－０．７＜Ｒ＜－０．３）、回転速度データＤ２と模擬発電電力データＤ３との間に、負の相関が充分にあるとは言えない。この場合は、将来的に、模擬発電電力データＤ３に基づくドループ制御の効果が、回転速度データＤ２に、適正に反映されなくなる可能性が高い。
On the other hand, if the correlation coefficient R exceeds -0.7 and is less than -0.3 (step S4:
−0.7<R<−0.3), it cannot be said that there is a sufficient negative correlation between the rotation speed data D2 and the simulated power generation data D3. In this case, there is a high possibility that the effect of the droop control based on the simulated power generation data D3 will not be properly reflected in the rotational speed data D2 in the future.
そこで、この場合、健全性評価部２４５は、発電装置１００に異常の予兆がある旨の診断を下す。そして、出力部２４６が、発電装置１００に異常の予兆がある旨の診断結果を表示部２３０に表示させる（ステップＳ７）。
Therefore, in this case, the
次に、ステップＳ５、Ｓ６、又はＳ７の後、出力部２４６が、健全性評価部２４５の評価結果を診断結果データ２２２として、補助記憶部２２０に記録する（ステップＳ８）。以上で、診断処理を終える。
After step S5, S6, or S7, the
以上説明したように、本実施形態に係る発電設備３００によれば、模擬発電電力データ出力部２４１が、発電電力が変動したことを表す模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に与えるので、実際に発電電力に変動が生じるまで発電装置１００の稼働及び監視を続ける必要がない。このため、発電装置１００の診断を手軽に行える。
As described above, according to the
また、診断部２４３による発電装置１００の診断は、回転速度データＤ２が表す回転軸１２０ａの回転速度の変動と、模擬発電電力データＤ３が表す発電電力の変動との相関の度合いに基づいて行われる。その相関の度合いによって、原動機制御部１３０によるドループ制御が回転軸１２０ａの回転速度に適正に反映されているか否かを把握できるので、発電装置１００の診断を正確に行える。
Further, the diagnosis of the
また、本来、無負荷状態では、発電電力がゼロであり変動しないため、発電電力と回転軸１２０ａの回転速度との相関を確認することはできない。それにも関わらず、本実施形態では、模擬発電電力データ出力部２４１が模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に与えるので、無負荷状態での正確な診断が実現される。発電装置１００を無負荷状態で診断できることも、診断の手軽さの向上に寄与している。
In addition, since the generated power is essentially zero and does not fluctuate in a no-load state, the correlation between the generated power and the rotation speed of the
以上、実施形態について説明した。以下に述べる変形も可能である。 The embodiment has been described above. Variations described below are also possible.
上記実施形態では、原動機制御部１３０が行う制御がドループ制御である場合を例示した。原動機制御部１３０が行う制御は、回転軸１２０ａの回転速度を発電電力の大きさに依存させるものであれば、特にドループ制御に限られない。つまり、発電電力の大きさに対する回転軸１２０ａの回転速度の依存関係は、特に反比例の関係に限られず、任意の関数関係であってもよい。
In the above embodiment, the droop control is exemplified as the control performed by the prime
上記実施形態では、回転速度データＤ２が表す回転速度の変動と、模擬発電電力データＤ３が表す発電電力の変動との相関の度合いを表す尺度として、相関係数を採用したが、相関の度合いを表す尺度は、特に相関係数に限られない。模擬発電電力データＤ３が表す発電電力の変動と上記関数関係とから求まる回転速度の理想的な変動と、回転速度データＤ２が表す回転速度の実際の変動と、の一致の度合いを、上記相関の度合いを表す尺度として採用してもよい。 In the above embodiment, the correlation coefficient is used as a measure of the degree of correlation between the rotation speed fluctuation represented by the rotation speed data D2 and the generated power fluctuation represented by the simulated power generation data D3. The scale to represent is not particularly limited to the correlation coefficient. The degree of coincidence between the ideal fluctuation of the rotation speed obtained from the fluctuation of the generated power represented by the simulated power generation data D3 and the above functional relationship and the actual fluctuation of the rotation speed represented by the rotation speed data D2 is expressed as the correlation. You may employ|adopt as a scale showing a degree.
上記実施形態では、回転速度データＤ２が表す回転速度の変動と、模擬発電電力データＤ３が表す発電電力の変動との相関の度合いに基づいて、発電装置１００を診断した。発電装置１００の診断には、原動機１２０を構成するエンジンにおける燃料の噴射量をさらに考慮してもよい。この場合は、原動機１２０を構成する上記動作量計器が、燃料の噴射量を表す燃料噴射量データを診断装置２００にさらに出力し、診断装置２００が、燃料噴射量データと回転速度データＤ２との間の相関の度合いを、発電装置１００の診断の材料とする。即ち、診断装置２００は、燃料の噴射量が増大しているにも関わらず回転速度が減少している場合、又は燃料の噴射量が減少しているにも関わらず回転速度が増大している場合には、発電装置１００に異常が生じていると判断する。これにより、発電装置１００の診断の正確さを一層高めることができる。
In the above embodiment, the
図１に示す診断装置２００と発電装置１００とを、回転速度データＤ２及び模擬発電電力データＤ３を授受するための有線又は無線の通信回線で接続することにより、診断装置２００を発電装置１００とは別の場所に設置してもよい。また、診断装置２００と発電装置１００とを共通の筐体内に設置してもよい。
By connecting the
上記実施形態では、原動機１２０がエンジンである場合を例示したが、原動機１２０は、電力に変換される回転運動のエネルギーを生成し、発電機１１０にトルクを伝達する機関であれば、特に限定されない。一具体例として、原動機１２０は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガスエンジンといったエンジンの他、ガスタービンであってもよい。
In the above embodiment, the
図５に示す診断プログラム２２１をコンピュータにインストールすることで、そのコンピュータに、模擬発電電力データＤ３を原動機制御部１３０に与える模擬発電電力データ出力機能と、発電装置１００を診断する診断機能とを実現させることができる。つまり、そのコンピュータを診断装置２００として機能させることができる。診断プログラム２２１は、通信ネットワークを介して配布してもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよい。
By installing the diagnostic program 221 shown in FIG. 5 in a computer, the computer realizes a simulated generated power data output function for providing the simulated generated power data D3 to the prime
１００…発電装置、１１０…発電機、１２０…原動機、１２０ａ…回転軸、１２０ｂ…クラッチ、１３０…原動機制御部、２００…診断装置、２１０…インタフェース部、２２０…補助記憶部、２２１…診断プログラム、２２２…診断結果データ、２３０…表示部、２４０…ＣＰＵ、２４１…模擬発電電力データ出力部、２４２…回転速度データ取得部、２４３…診断部、２４４…相関係数算出部、２４５…健全性評価部、２４６…出力部、２５０…主記憶部、３００…発電設備、Ｃ１，Ｃ２…制御指令、Ｄ１…発電電力データ、Ｄ２…回転速度データ、Ｄ３…模擬発電電力データ、ＬＤ…負荷。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記発電装置が、
トルクが伝達されることにより電力を生成する発電機と、
前記発電機に前記トルクを伝達する回転軸を有する原動機と、
前記発電機によって生成された電力である発電電力の大きさを表す発電電力データを前記発電機から取得し、前記発電電力データが表す前記発電電力の大きさに依存した値に、前記原動機における前記回転軸の回転速度を制御する原動機制御部と、
を有し、
前記診断装置が、
前記発電電力データを模擬した模擬発電電力データであって、前記発電電力が変動したことを表す前記模擬発電電力データを、前記発電電力データの代わりに、前記原動機制御部に与える模擬発電電力データ出力部と、
前記模擬発電電力データが与えられた前記原動機制御部によって制御された前記原動機における前記回転軸の回転速度の変動と、前記模擬発電電力データが表す前記発電電力の変動との相関の度合いに基づいて、前記発電装置を診断する診断部と、
を有する、発電設備。 A power generation device that generates electric power and a diagnostic device that diagnoses the power generation device,
The power generator is
a generator that generates power by transmitting torque;
a prime mover having a rotating shaft that transmits the torque to the generator;
Generated power data representing the magnitude of the generated power, which is the power generated by the generator, is acquired from the generator, and a value depending on the magnitude of the generated power represented by the generated power data is converted to the a prime mover control unit that controls the rotational speed of the rotating shaft;
has
The diagnostic device
simulated generated power data that simulates the generated power data, wherein the simulated generated power data representing that the generated power has fluctuated is supplied to the prime mover control unit instead of the generated power data. Department and
based on the degree of correlation between fluctuations in the rotation speed of the rotating shaft in the prime mover controlled by the prime mover control unit to which the simulated generated power data is given and changes in the generated power represented by the simulated generated power data , a diagnostic unit for diagnosing the power generation device;
power generation equipment.
前記診断部が、前記模擬発電電力データが与えられた前記原動機制御部によって制御された前記原動機における前記回転軸の回転速度の変動と、前記模擬発電電力データが表す前記発電電力の変動との負の相関の度合いに基づいて、前記発電装置を診断する、
請求項１に記載の発電設備。 The prime mover control unit performs droop control in which the rotation speed of the rotating shaft in the prime mover is inversely proportional to the magnitude of the generated power,
The diagnostic unit determines the difference between fluctuations in the rotation speed of the rotating shaft in the motor controlled by the motor control unit to which the simulated generated power data is given and fluctuations in the generated power represented by the simulated generated power data. Diagnose the power generation device based on the degree of correlation of
The power generation equipment according to claim 1.
請求項１又は２に記載の発電設備。 The simulated generated power data output unit provides the simulated generated power data to the prime mover control unit in a no-load state in which transmission of the torque from the rotating shaft to the generator is interrupted.
The power generation equipment according to claim 1 or 2.
前記発電電力データを模擬した模擬発電電力データであって、前記発電電力が変動したことを表す前記模擬発電電力データを、前記発電電力データの代わりに、前記原動機制御部に与える模擬発電電力データ出力部と、
前記模擬発電電力データが与えられた前記原動機制御部によって制御された前記原動機における前記回転軸の回転速度の変動と、前記模擬発電電力データが表す前記発電電力の変動との相関の度合いに基づいて、前記発電装置を診断する診断部と、
を備える、診断装置。 A power generator that generates power by transmitting torque, a prime mover that has a rotating shaft that transmits the torque to the power generator, and power generated that represents the magnitude of the power generated by the power generator a generator apparatus comprising: a prime mover control unit for controlling the rotation speed of the rotating shaft of the prime mover to obtain data from the generator, and to a value depending on the magnitude of the generated power represented by the generated power data. A diagnostic device for
simulated generated power data that simulates the generated power data, wherein the simulated generated power data representing that the generated power has fluctuated is supplied to the prime mover control unit instead of the generated power data. Department and
based on the degree of correlation between fluctuations in the rotation speed of the rotating shaft in the prime mover controlled by the prime mover control unit to which the simulated generated power data is given and changes in the generated power represented by the simulated generated power data , a diagnostic unit for diagnosing the power generation device;
A diagnostic device comprising:
前記発電電力データを模擬した模擬発電電力データであって、前記発電電力が変動したことを表す前記模擬発電電力データを、前記発電電力データの代わりに、前記原動機制御部に与える模擬発電電力データ出力機能と、
前記模擬発電電力データが与えられた前記原動機制御部によって制御された前記原動機における前記回転軸の回転速度の変動と、前記模擬発電電力データが表す前記発電電力の変動との相関の度合いに基づいて、前記発電装置を診断する診断機能と、
を実現させる、診断プログラム。 A power generator that generates power by transmitting torque, a prime mover that has a rotating shaft that transmits the torque to the power generator, and power generated that represents the magnitude of the power generated by the power generator a power generator comprising: a power generator control unit that acquires data from the power generator and controls the rotational speed of the rotating shaft of the prime mover to a value that is dependent on the magnitude of the generated power represented by the generated power data. to the computer where
simulated generated power data that simulates the generated power data, wherein the simulated generated power data representing that the generated power has fluctuated is supplied to the prime mover control unit instead of the generated power data. function and
based on the degree of correlation between fluctuations in the rotation speed of the rotating shaft in the prime mover controlled by the prime mover control unit to which the simulated generated power data is given and changes in the generated power represented by the simulated generated power data , a diagnostic function for diagnosing the power generation device;
A diagnostic program that realizes
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| JP2019225012A JP7254013B2 (en) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Power generation equipment, diagnostic equipment, and diagnostic programs |
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