JP7282024B2 - Generator car and generator car system - Google Patents

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Description

本発明は、発電機車及び発電機車システムに関する。 The present invention relates to a generator car and a generator car system.

発電機車は、ディーゼル発電機等の発電機を備えており、発電機により発電された電力を外部に供給可能な車両である。このような発電機車は、例えば、災害時停電の応急復旧時や無停電工事等の緊急時に、電力系統から切り離された配電線に接続されている複数の需要家へ電力を供給する仮設電源として用いられる。以下の特許文献１には、このような発電機車の一例が開示されている。 The generator car is a vehicle that includes a generator such as a diesel generator, and can supply the electric power generated by the generator to the outside. Such a generator car can be used as a temporary power supply to supply power to multiple consumers connected to distribution lines disconnected from the power system, for example, during emergency recovery from power outages in the event of a disaster or in emergencies such as uninterrupted construction work. Used. Patent Literature 1 below discloses an example of such a generator car.

実用新案登録第３２２１５２９号公報Utility Model Registration No. 3221529

ところで、近年、配電系統には、太陽光、風力等の再生可能エネルギーによる発電装置が大量に連系されており、条件によっては供給電力量が需要電力量を上回るエリアが増えてきている。このようなエリアにおいて、発電機車を配電線に接続した場合には、逆潮流（余剰電力が発電機車に流れ込む電力の流れ）が生じ、発電機車の動作が不安定になったり、停止してしまったりすることがあるという問題があった。また、これにより再生可能エネルギーによる発電装置が停止することがあるという問題があった。 By the way, in recent years, a large number of power generators using renewable energy such as solar power and wind power are connected to power distribution systems, and depending on the conditions, the area where the amount of power supplied exceeds the amount of power demanded is increasing. In such an area, if a generator car is connected to a distribution line, a reverse power flow (a flow of power in which surplus power flows into the generator car) will occur, causing the operation of the generator car to become unstable or stop. There was a problem that there was something to relax. In addition, there is a problem that the power generator using renewable energy may stop due to this.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配電系統に対する再生可能エネルギーによる発電装置の供給電力量が需要電力量を上回る場合であっても、安定して動作することのできる発電機車及び発電機車システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a generator car that can stably operate even when the amount of power supplied by a power generation device using renewable energy to a distribution system exceeds the amount of power demand. and to provide a generator car system.

上記課題を解決するために、本発明の一態様による発電機車は、交流電力を発電する発電機（２ｂ）を備え、前記発電機で発電された交流電力を外部に供給可能な発電機車（１００）であって、直流電力の充放電が可能な蓄電池（２ｄ）と、前記発電機に対して前記蓄電池を並列に接続する電力変換装置（２ｃ、２ｅ、２ｆ）と、外部から前記発電機に向かう交流電力である逆潮流を前記蓄電池に充電させる制御を行う制御装置（２ａ）と、を備える。 In order to solve the above problems, a generator car according to one aspect of the present invention includes a generator (2b) for generating AC power, and a generator car (100) capable of supplying the AC power generated by the generator to the outside. ), a storage battery (2d) capable of charging and discharging DC power, a power conversion device (2c, 2e, 2f) connecting the storage battery in parallel to the generator, and externally connecting to the generator and a control device (2a) that performs control to charge the storage battery with a reverse power flow, which is alternating current power.

また、本発明の一態様による発電機車は、前記電力変換装置が、前記蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換し、前記蓄電池へ供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器（２ｃ）を備える。 Further, in the generator car according to one aspect of the present invention, the power converter converts the DC power supplied from the storage battery into AC power, and converts the AC power supplied to the storage battery into DC power. (2c).

或いは、本発明の一態様による発電機車は、前記電力変換装置が、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器（２ｃ）と、前記第１電力変換器に接続され、直流電力を外部に向かう交流電力に変換し、外部から前記発電機に向かう交流電力を直流電力に変換する第２電力変換器（２ｆ）と、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の接続点（Ｐ）と前記蓄電池とに接続され、直流電力の変換を行う第３電力変換器（２ｅ）と、を備える。 Alternatively, in the generator car according to one aspect of the present invention, the power conversion device includes a first power converter (2c) that converts AC power generated by the generator into DC power, and a second power converter (2f) connected to convert DC power to AC power directed to the outside, and convert AC power directed to the generator from the outside to DC power; the first power converter and the second power converter; A third power converter (2e) connected to the connection point (P) of the power converter and the storage battery for converting DC power.

本発明の一態様による発電機車システム（Ｓ）は、交流電力を発電する発電機（５ｂ）を有し、前記発電機で発電された交流電力を外部に供給可能な発電機車（２００）と、直流電力の充放電が可能な蓄電池（６ｂ）を有し、前記発電機に対して前記蓄電池が並列に接続される蓄電池装置（６）と、外部から前記発電機に向かう交流電力である逆潮流を前記蓄電池に充電させる制御を行う制御装置（５ａ）と、を備える。 A generator car system (S) according to one aspect of the present invention includes a generator car (200) having a generator (5b) for generating AC power and capable of supplying the AC power generated by the generator to the outside, A storage battery device (6) having a storage battery (6b) capable of charging and discharging DC power, the storage battery being connected in parallel to the generator, and a reverse power flow, which is AC power directed from the outside to the generator. and a control device (5a) for controlling charging of the storage battery.

また、本発明の一態様による発電機車システムは、前記蓄電池装置が、前記蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換し、前記蓄電池へ供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器（６ａ）を備える。 Further, in the generator car system according to one aspect of the present invention, the storage battery device converts DC power supplied from the storage battery into AC power, and converts AC power supplied to the storage battery into DC power. (6a).

或いは、本発明の一態様による発電機車システムは、前記発電機車が、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器（５ｃ）と、前記第１電力変換器に接続され、直流電力を外部に向かう交流電力に変換し、外部から前記発電機に向かう交流電力を直流電力に変換する第２電力変換器（５ｄ）と、を備え、前記蓄電池装置が、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の接続点（Ｐ）と前記蓄電池とに接続され、直流電力の変換を行う第３電力変換器（６ｃ）を備える。 Alternatively, in the generator car system according to one aspect of the present invention, the generator car includes a first power converter (5c) that converts AC power generated by the generator into DC power, and a second power converter (5d) connected to convert DC power to AC power directed to the outside, and convert AC power directed to the generator from the outside to DC power, wherein the storage battery device A third power converter (6c) connected to the connection point (P) of the first power converter and the second power converter and the storage battery for converting DC power.

また、本発明の一態様による発電機車システムは、前記制御装置が、前記発電機車に設けられる。 Further, in the generator car system according to one aspect of the present invention, the control device is provided in the generator car.

また、本発明の一態様による発電機車システムは、前記蓄電池装置が、移動可能な車両に積載される。 Further, in the generator vehicle system according to one aspect of the present invention, the storage battery device is mounted on a movable vehicle.

本発明によれば、発電機へと向かう逆潮流を蓄電池に充電させることができる。これにより、配電系統に対する再生可能エネルギーによる発電装置の供給電力量が需要電力量を上回る場合であっても、安定して動作することができる、という効果がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a reverse power flow toward a generator can be made to charge a storage battery. As a result, even when the amount of power supplied to the power distribution system by the renewable energy power generation device exceeds the amount of power demand, there is an effect that stable operation is possible.

本発明の第１実施形態による発電機車を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the generator car by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による発電機車が備える発電装置の要部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a power generator provided in a generator car according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第２実施形態による発電機車が備える発電装置の要部構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a main part of a power generation device provided in a generator car according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第３実施形態による発電機車システムを模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing a generator car system according to a third embodiment of the present invention; 本発明の第３実施形態による発電機車システムが備える発電装置及び蓄電池装置の要部構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of main parts of a power generation device and a storage battery device provided in a generator car system according to a third embodiment of the present invention; 本発明の第４実施形態による発電機車システムが備える発電装置及び蓄電池装置の要部構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of main parts of a power generation device and a storage battery device provided in a generator car system according to a fourth embodiment of the present invention; 本発明の他の実施形態で設けられる付加機能部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an additional function unit provided in another embodiment of the present invention;

以下、図面を参照して本発明の実施形態による発電機車及び発電機車システムについて詳細に説明する。 Hereinafter, a generator car and a generator car system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による発電機車を模式的に示す図である。図１に示す通り、本実施形態による発電機車１００は、移動可能な電源供給車両であり、車両本体１、発電装置２、操作盤３、及び計器表示部４を備える。車両本体１は、不図示の車両用エンジン、運転室、及び荷台を有しており、発電装置２、操作盤３、及び計器表示部４を荷台に積載している。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a generator car according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 , the generator car 100 according to this embodiment is a movable power supply vehicle, and includes a vehicle body 1 , a power generator 2 , an operation panel 3 , and an instrument display section 4 . The vehicle body 1 has a vehicle engine (not shown), a driver's cab, and a loading platform, and the power generation device 2, the control panel 3, and the gauge display unit 4 are mounted on the loading platform.

図２は、本発明の第１実施形態による発電機車が備える発電装置の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、発電装置２は、制御装置２ａ、発電機２ｂ、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃ（電力変換装置、電力変換器）、及びバッテリ２ｄ（蓄電池）を備える。制御装置２ａは、例えば、発電機２ｂの出力電圧と外部配電線の電圧とを取得し、取得した電圧に基づいてＡＣ／ＤＣ変換器２ｃを制御する。 FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of a power generator provided in the generator car according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the power generation device 2 includes a control device 2a, a power generator 2b, an AC/DC converter 2c (power converter, power converter), and a battery 2d (storage battery). The control device 2a acquires, for example, the output voltage of the generator 2b and the voltage of the external distribution line, and controls the AC/DC converter 2c based on the acquired voltages.

発電機２ｂは、例えば、ディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンを動力として三相交流電力を発電する三相交流発電機とを備えるディーゼル発電機である。尚、発電機２ｂは、ディーゼル発電機に限られる訳ではなく、三相交流電力を発電するものであれば良い。尚、発電機２ｂには、外部配電線等に接続するケーブル及びコネクタが含まれている。 The generator 2b is, for example, a diesel generator that includes a diesel engine and a three-phase AC generator that uses the diesel engine as power to generate three-phase AC power. Note that the generator 2b is not limited to a diesel generator, and may be any generator that generates three-phase AC power. The generator 2b includes cables and connectors for connecting to external distribution lines and the like.

ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃは、発電機２ｂに対してバッテリ２ｄを並列に接続するものである。ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃは、制御装置２ａの制御の下で、バッテリ２ｄから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、バッテリ２ｄへ供給される三相交流電力を直流電力に変換する。 The AC/DC converter 2c connects the battery 2d in parallel with the generator 2b. The AC/DC converter 2c converts the DC power supplied from the battery 2d into three-phase AC power, and converts the three-phase AC power supplied to the battery 2d into DC power under the control of the control device 2a. .

バッテリ２ｄは、直流電力の充放電が可能な二次電池である。このバッテリ２ｄとしては、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、その他の二次電池を用いることができる。バッテリ２ｄの容量は、任意であって良いが、例えば、配電系統に対する供給電力量と需要電力量との関係（配電系統の余剰電力の大きさ）を考慮した容量に設定される。 The battery 2d is a secondary battery capable of charging and discharging DC power. As the battery 2d, for example, a lead storage battery, a lithium ion battery, a nickel-hydrogen storage battery, a nickel-cadmium storage battery, or other secondary batteries can be used. Although the capacity of the battery 2d may be arbitrary, for example, the capacity is set in consideration of the relationship between the amount of power supplied to the distribution system and the amount of power demanded (magnitude of surplus power in the distribution system).

図１に戻り、操作盤３は、発電機２ｂの運転状態及び電源出力を作業者が操作可能な入力装置である。計器表示部４は、発電機２ｂの出力状況（電流、電圧、及び周波数）と、発電装置２が接続される外部配電線の状況（電流、電圧、及び周波数）とを表示するモニタである。 Returning to FIG. 1, the operation panel 3 is an input device with which an operator can operate the operating state and power output of the generator 2b. The meter display unit 4 is a monitor that displays the output status (current, voltage, and frequency) of the generator 2b and the status (current, voltage, and frequency) of the external distribution line to which the power generator 2 is connected.

本実施形態の発電機車１００が備える発電装置２は、発電機２ｂにより発電された三相交流電力を、外部配電線を介して需要家等に供給する。外部配電線には、例えば、太陽光、風力等の再生可能エネルギーによる発電装置が連系されている場合がある。このような場において合、需要家等の需要電力量よりも、発電装置２と再生可能エネルギーによる発電装置との供給電力量が上回ることがある。 The generator 2 provided in the generator car 100 of the present embodiment supplies the three-phase AC power generated by the generator 2b to consumers and the like via external distribution lines. The external distribution line may be interconnected with, for example, a power generation device using renewable energy such as sunlight and wind power. In such a case, the amount of power supplied by the power generation device 2 and the power generation device using renewable energy may exceed the amount of power demanded by the consumer or the like.

発電装置２と再生可能エネルギーによる発電装置との供給電力量が、需要電力量を上回った場合には、外部から発電機２ｂに向かう三相交流電力である逆潮流が発生する。このとき、制御装置２ａは、外部配電線の電力潮流を取得し、発電機２ｂへと向かう逆潮流がゼロとなるようにＡＣ／ＤＣ変換器２ｃを制御する。これにより、発電機２ｂへと向かう逆潮流がバッテリ２ｄに充電され、発電機２ｂに流れ込むことがないため、発電機２ｂの動作が不安定になったり、停止してしまったりすることを防止できる。 When the amount of electric power supplied by the power generation device 2 and the power generation device using renewable energy exceeds the amount of power demand, a reverse power flow, which is three-phase AC power directed from the outside to the power generator 2b, occurs. At this time, the control device 2a acquires the power flow of the external distribution line and controls the AC/DC converter 2c so that the reverse power flow toward the generator 2b becomes zero. As a result, the battery 2d is charged with the reverse power flow toward the generator 2b and does not flow into the generator 2b, so that the operation of the generator 2b can be prevented from becoming unstable or being stopped. .

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態による発電機車が備える発電装置の要部構成を示すブロック図である。図３に示す通り、発電装置２は、制御装置２ａ、発電機２ｂ、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃ（電力変換装置、第１電力変換器）、バッテリ２ｄ（蓄電池）、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｅ（電力変換装置、第３電力変換器）、及びＤＣ／ＡＣ変換器２ｆ（電力変換装置、第２電力変換器）を備える。尚、発電機２ｂ及びバッテリ２ｄは、図２に示すものと同じものである。また、発電機車１００が備える発電装置２以外の構成も、第１実施形態と同様である。 [Second embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of a power generator provided in a generator car according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the power generation device 2 includes a control device 2a, a power generator 2b, an AC/DC converter 2c (power converter, first power converter), a battery 2d (storage battery), a DC/DC converter 2e ( a power converter, a third power converter), and a DC/AC converter 2f (a power converter, a second power converter). The generator 2b and battery 2d are the same as those shown in FIG. Also, the configuration other than the power generator 2 provided in the generator car 100 is the same as that of the first embodiment.

制御装置２ａは、所定の電圧又は電流を取得し、取得した電圧又は電流に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｅ、ＤＣ／ＡＣ変換器２ｆを制御する。ここで、制御装置２ａが行う制御としては、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃとＤＣ／ＡＣ変換器２ｆとの接続点Ｐの電圧（直流電圧）を取得しながら行う制御（第１制御）と、取得した電流から逆潮流を計測しながら行う制御（第２制御）とがある。 The control device 2a acquires a predetermined voltage or current, and controls the AC/DC converter 2c, the DC/DC converter 2e, and the DC/AC converter 2f based on the acquired voltage or current. Here, the control performed by the control device 2a includes control (first control) performed while acquiring the voltage (direct current voltage) at the connection point P between the AC/DC converter 2c and the DC/AC converter 2f, and There is a control (second control) that is performed while measuring the reverse power flow from the current.

上記の第１制御において、制御装置２ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃの出力電圧（直流電圧）が一定になるようＡＣ／ＤＣ変換器２ｃを制御し、ＤＣ／ＡＣ変換器２ｆの出力電圧（交流電圧）が一定になるようＤＣ／ＡＣ変換器２ｆを制御する。そして、制御装置２ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃとＤＣ／ＡＣ変換器２ｆとの接続点Ｐの電圧（直流電圧）を取得し、取得した電圧が一定となるようＤＣ／ＤＣ変換器２ｅを制御する。 In the above-described first control, the control device 2a controls the AC/DC converter 2c so that the output voltage (DC voltage) of the AC/DC converter 2c is constant, and the output voltage of the DC/AC converter 2f ( The DC/AC converter 2f is controlled so that the AC voltage) is constant. Then, the control device 2a obtains the voltage (direct current voltage) at the connection point P between the AC/DC converter 2c and the DC/AC converter 2f, and adjusts the DC/DC converter 2e so that the obtained voltage is constant. Control.

上記の第２制御において、制御装置２ａは、ＤＣ／ＡＣ変換器２ｆの出力電圧（交流電圧）が一定になるようＤＣ／ＡＣ変換器２ｆを制御する。制御装置２ａは、例えばＤＣ／ＡＣ変換器２ｆから接続点Ｐに向かって流れる電流（直流電流）と、接続点ＰからＤＣ／ＤＣ変換器２ｅに向かって流れる電流（直流電流）とを取得する。そして、取得した電流から電力潮流を計測しながら、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃとＤＣ／ＤＣ変換器２ｅとを協調制御する。 In the second control described above, the control device 2a controls the DC/AC converter 2f so that the output voltage (AC voltage) of the DC/AC converter 2f is constant. The control device 2a acquires, for example, a current (direct current) flowing from the DC/AC converter 2f toward the connection point P and a current (direct current) flowing from the connection point P toward the DC/DC converter 2e. . Then, the AC/DC converter 2c and the DC/DC converter 2e are cooperatively controlled while measuring the power flow from the acquired current.

ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃは、発電機２ｂで発電された三相交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣ変換器２ｆは、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃに接続され、直流電力を外部に向かう三相交流電力に変換し、外部から発電機２ｂに向かう三相交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換器２ｅは、ＡＣ／ＤＣ変換器２ｃとＤＣ／ＡＣ変換器２ｆとの接続点Ｐとバッテリ２ｄとに接続され、直流電力の変換を行う。具体的に、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｅは、接続点Ｐからバッテリ２ｄへ供給される直流電力を、バッテリ２ｄに適した電圧を有する直流電力に変換し、バッテリ２ｄから供給される直流電力を、接続点Ｐの電圧を有する直流電力に変換する。 The AC/DC converter 2c converts the three-phase AC power generated by the generator 2b into DC power. The DC/AC converter 2f is connected to the AC/DC converter 2c, converts DC power into three-phase AC power going to the outside, and converts the three-phase AC power going to the generator 2b from the outside into DC power. The DC/DC converter 2e is connected to the connection point P between the AC/DC converter 2c and the DC/AC converter 2f and the battery 2d, and converts DC power. Specifically, the DC/DC converter 2e converts the DC power supplied from the connection point P to the battery 2d into DC power having a voltage suitable for the battery 2d, and converts the DC power supplied from the battery 2d into The voltage at the connection point P is converted to DC power.

本実施形態において、発電装置２は、発電機２ｂにより発電された三相交流電力を、外部配電線を介して需要家等に供給する。発電装置２と再生可能エネルギーによる発電装置との供給電力量が、需要電力量を上回った場合には、外部から発電機２ｂに向かう三相交流電力である逆潮流が発生する。このとき、制御装置２ａは、前述した第１制御又は第２制御を行う。これにより、発電機２ｂへと向かう逆潮流がバッテリ２ｄに充電され、発電機２ｂに流れ込むことがないため、発電機２ｂの動作が不安定になったり、停止してしまったりすることを防止できる。 In the present embodiment, the power generator 2 supplies the three-phase AC power generated by the generator 2b to consumers and the like via external distribution lines. When the amount of electric power supplied by the power generation device 2 and the power generation device using renewable energy exceeds the amount of power demand, a reverse power flow, which is three-phase AC power directed from the outside to the power generator 2b, occurs. At this time, the control device 2a performs the above-described first control or second control. As a result, the battery 2d is charged with the reverse power flow toward the generator 2b and does not flow into the generator 2b, so that the operation of the generator 2b can be prevented from becoming unstable or being stopped. .

〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態による発電機車システムを模式的に示す図である。図４に示す通り、本実施形態による発電機車システムＳは、発電機車２００及び充電車３００を備える。発電機車２００は、不図示の車両用エンジン、運転室、荷台、及び荷台に積載された発電装置５を備える車両であり、車両用エンジンにより移動可能とされている。充電車３００は、不図示の車両用エンジン、運転室、荷台、及び荷台に積載された蓄電池装置６を有する車両であり、車両用エンジンにより移動可能とされている。尚、充電車３００は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグイン・ハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であっても良い。発電機車２００の発電装置５と充電車３００の蓄電池装置６とは、電力ケーブル等によって接続される。 [Third embodiment]
FIG. 4 is a diagram schematically showing a generator car system according to a third embodiment of the invention. As shown in FIG. 4 , the generator car system S according to this embodiment includes a generator car 200 and a charging car 300 . The generator car 200 is a vehicle provided with a vehicle engine (not shown), a driver's cab, a loading platform, and the power generating device 5 mounted on the loading platform, and is movable by the vehicle engine. The charging vehicle 300 is a vehicle having a vehicle engine (not shown), a cab, a loading platform, and a storage battery device 6 loaded on the loading platform, and is movable by the vehicle engine. The charging vehicle 300 may be an electric vehicle (EV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). The power generation device 5 of the generator car 200 and the storage battery device 6 of the charging car 300 are connected by a power cable or the like.

図５は、本発明の第３実施形態による発電機車システムが備える発電装置及び蓄電池装置の要部構成を示すブロック図である。図５に示す通り、発電装置５は、制御装置５ａと発電機５ｂとを備える。制御装置５ａは、図２に示す制御装置２ａと同様に、例えば、発電機５ｂの出力電圧と外部配電線の電圧とを取得し、取得した電圧に基づいて、蓄電池装置６に設けられたＡＣ／ＤＣ変換器６ａ（詳細は後述する）を制御する。発電機５ｂは、図２に示す発電機２ｂと同様のものである。 FIG. 5 is a block diagram showing the main configuration of a power generation device and a storage battery device provided in a generator car system according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the power generation device 5 includes a control device 5a and a power generator 5b. Similarly to the control device 2a shown in FIG. 2, the control device 5a acquires, for example, the output voltage of the generator 5b and the voltage of the external distribution line, and based on the acquired voltage, the AC provided in the storage battery device 6 /DC converter 6a (details will be described later). The generator 5b is similar to the generator 2b shown in FIG.

蓄電池装置６は、ＡＣ／ＤＣ変換器６ａ（電力変換器）及びバッテリ６ｂ（蓄電池）を備える。ＡＣ／ＤＣ変換器６ａは、制御装置５ａの制御の下で、バッテリ６ｄから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、バッテリ６ｄへ供給される三相交流電力を直流電力に変換する。バッテリ６ｂは、図２に示すバッテリ２ｄと同様のものである。 The storage battery device 6 includes an AC/DC converter 6a (power converter) and a battery 6b (storage battery). The AC/DC converter 6a converts the DC power supplied from the battery 6d into three-phase AC power, and converts the three-phase AC power supplied to the battery 6d into DC power under the control of the control device 5a. . Battery 6b is similar to battery 2d shown in FIG.

このような発電機車システムＳにおいて、発電機車２００及び充電車３００は、それぞれ個別に移動可能である。発電機車２００及び充電車３００は、各々の運転者の運転によって、例えば、電力系統から切り離された配電線への接続地点に個別に配備され、電力ケーブル等によって接続される。 In such a generator car system S, the generator car 200 and the charging car 300 are individually movable. The generator car 200 and the charging car 300 are individually arranged, for example, at a connection point to a distribution line separated from the electric power system and connected by a power cable or the like, depending on the operation of each driver.

発電機車２００に設けられた発電装置５は、発電機５ｂにより発電された三相交流電力を、外部配電線を介して需要家等に供給する。発電装置５と再生可能エネルギーによる発電装置との供給電力量が、需要電力量を上回った場合には、外部から発電機５ｂに向かう三相交流電力である逆潮流が発生する。このとき、制御装置５ａは、外部配電線の電力潮流を取得し、発電機５ｂへと向かう逆潮流がゼロとなるようにＡＣ／ＤＣ変換器６ａを制御する。これにより、発電機５ｂへと向かう逆潮流がバッテリ６ｂに充電され、発電機５ｂに流れ込むことがないため、発電機５ｂの動作が不安定になったり、停止してしまったりすることを防止できる。 The power generator 5 provided in the generator car 200 supplies the three-phase AC power generated by the generator 5b to consumers and the like via external distribution lines. When the amount of electric power supplied by the power generation device 5 and the power generation device using renewable energy exceeds the amount of power demand, a reverse power flow, which is three-phase AC power directed from the outside to the power generator 5b, occurs. At this time, the control device 5a acquires the power flow of the external distribution line and controls the AC/DC converter 6a so that the reverse power flow toward the generator 5b becomes zero. As a result, the battery 6b is charged with the reverse power flow toward the generator 5b and does not flow into the generator 5b, so that the operation of the generator 5b can be prevented from becoming unstable or being stopped. .

また、発電機車システムＳは、発電機車２００と充電車３００とを別個に備えている。このため、発電機車２００に接続された充電車３００のバッテリ６ｂが満充電状態になった場合には、発電機車２００に接続される充電車３００を新たな充電車３００に繋ぎ替えれば良い。このように、本実施形態の発電機車システムＳでは、蓄電池装置６の換装を容易に行うことができる。尚、従来型の発電機車に対しても、充電車３００を接続することで、発電機車システムＳとして機能させて、同様の効果を得ることが可能である。 The generator car system S also includes a generator car 200 and a charging car 300 separately. Therefore, when the battery 6b of the charging car 300 connected to the generator car 200 is fully charged, the charging car 300 connected to the generator car 200 can be switched to a new charging car 300. Thus, in the generator car system S of the present embodiment, the storage battery device 6 can be easily replaced. By connecting the charging car 300 to the conventional generator car, it is possible to function as the generator car system S and obtain the same effect.

〔第４実施形態〕
図６は、本発明の第４実施形態による発電機車システムが備える発電装置及び蓄電池装置の要部構成を示すブロック図である。図６に示す通り、発電装置５は、制御装置５ａ、発電機５ｂ、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃ（第１電力変換器）、及びＤＣ／ＡＣ変換器５ｄ（第２電力変換器）を備える。尚、発電機車１００が備える発電装置５及び充電車３００が備える蓄電装置６以外の構成は、第３実施形態と同様である。 [Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing the main configuration of a power generation device and a storage battery device provided in a generator car system according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the power generation device 5 includes a control device 5a, a power generator 5b, an AC/DC converter 5c (first power converter), and a DC/AC converter 5d (second power converter). Configurations other than the power generation device 5 provided in the generator car 100 and the power storage device 6 provided in the charging car 300 are the same as those of the third embodiment.

制御装置５ａは、所定の電圧又は電流を取得し、取得した電圧又は電流に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃ、蓄電池装置６が備えるＤＣ／ＤＣ変換器６ｃ（詳細は後述する）、ＤＣ／ＡＣ変換器５ｄを制御する。ここで、制御装置５ａが行う制御としては、図３に示す制御装置２ａと同様に、第１制御及び第２制御がある。 The control device 5a acquires a predetermined voltage or current, and based on the acquired voltage or current, the AC/DC converter 5c, the DC/DC converter 6c provided in the storage battery device 6 (details will be described later), the DC/ It controls the AC converter 5d. Here, the control performed by the control device 5a includes the first control and the second control, like the control device 2a shown in FIG.

上記の第１制御において、制御装置５ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃの出力電圧（直流電圧）が一定になるようＡＣ／ＤＣ変換器５ｃを制御し、ＤＣ／ＡＣ変換器５ｄの出力電圧（交流電圧）が一定になるようＤＣ／ＡＣ変換器５ｄを制御する。そして、制御装置５ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃとＤＣ／ＡＣ変換器５ｄとの接続点Ｐの電圧（直流電圧）を取得し、取得した電圧が一定となるようＤＣ／ＤＣ変換器６ｃを制御する。 In the above-described first control, the control device 5a controls the AC/DC converter 5c so that the output voltage (DC voltage) of the AC/DC converter 5c is constant, and the output voltage of the DC/AC converter 5d ( The DC/AC converter 5d is controlled so that the AC voltage) is constant. Then, the control device 5a obtains the voltage (direct current voltage) at the connection point P between the AC/DC converter 5c and the DC/AC converter 5d, and adjusts the DC/DC converter 6c so that the obtained voltage is constant. Control.

上記の第２制御において、制御装置５ａは、ＤＣ／ＡＣ変換器５ｄの出力電圧（交流電圧）が一定になるようＤＣ／ＡＣ変換器５ｄを制御する。制御装置５ａは、例えばＤＣ／ＡＣ変換器５ｄから接続点Ｐに向かって流れる電流（直流電流）と、接続点ＰからＤＣ／ＤＣ変換器６ｃに向かって流れる電流（直流電流）とを取得する。そして、取得した電流から電力潮流を計測しながら、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃとＤＣ／ＤＣ変換器６ｃとを協調制御する。 In the second control described above, the controller 5a controls the DC/AC converter 5d so that the output voltage (AC voltage) of the DC/AC converter 5d is constant. The control device 5a acquires, for example, a current (direct current) flowing from the DC/AC converter 5d toward the connection point P and a current (direct current) flowing from the connection point P toward the DC/DC converter 6c. . Then, the AC/DC converter 5c and the DC/DC converter 6c are cooperatively controlled while measuring the power flow from the acquired current.

尚、発電機５ｂは、図３に示す発電機２ｂと同様のものである。また、ＡＣ／ＤＣ変換器５ｃは、図３に示すＡＣ／ＤＣ変換器２ｃと同様のものであり、ＤＣ／ＡＣ変換器５ｄは、図３に示すＤＣ／ＡＣ変換器２ｆと同様のものである。 The generator 5b is similar to the generator 2b shown in FIG. The AC/DC converter 5c is similar to the AC/DC converter 2c shown in FIG. 3, and the DC/AC converter 5d is similar to the DC/AC converter 2f shown in FIG. be.

蓄電池装置６は、バッテリ６ｂ（蓄電池）及びＤＣ／ＤＣ変換器６ｃ（第３電力変換器）を備える。バッテリ６ｂは、図３に示すバッテリ２ｄと同様のものであり、ＤＣ／ＤＣ変換器６ｃは、図３に示すＤＣ／ＤＣ変換器２ｅと同様のものである。 The storage battery device 6 includes a battery 6b (storage battery) and a DC/DC converter 6c (third power converter). The battery 6b is similar to the battery 2d shown in FIG. 3, and the DC/DC converter 6c is similar to the DC/DC converter 2e shown in FIG.

発電機車２００に設けられた発電装置５は、発電機５ｂにより発電された三相交流電力を、外部配電線を介して需要家等に供給する。発電装置５と再生可能エネルギーによる発電装置との供給電力量が、需要電力量を上回った場合には、外部から発電機２ｂに向かう三相交流電力である逆潮流が発生する。このとき、制御装置５ａは、前述した第１制御又は第２制御を行う。これにより、発電機５ｂへと向かう逆潮流がバッテリ６ｂに充電され、発電機５ｂに流れ込むことがないため、発電機５ｂの動作が不安定になったり、停止してしまったりすることを防止できる。 The power generator 5 provided in the generator car 200 supplies the three-phase AC power generated by the generator 5b to consumers and the like via external distribution lines. When the amount of electric power supplied by the power generation device 5 and the power generation device using renewable energy exceeds the amount of power demand, a reverse power flow, which is three-phase AC power directed from the outside to the power generator 2b, occurs. At this time, the control device 5a performs the above-described first control or second control. As a result, the battery 6b is charged with the reverse power flow toward the generator 5b and does not flow into the generator 5b, so that the operation of the generator 5b can be prevented from becoming unstable or being stopped. .

また、本実施形態における発電機車システムＳは、第３実施形態における発電機車システムＳと同様に、発電機車２００と充電車３００とを別個に備えている。このため、第３実施形態と同様に、蓄電池装置６の換装を容易に行うことができる。尚、従来型の発電機車に対しても、充電車３００を接続することで、発電機車システムＳとして機能させて、同様の効果を得ることが可能である。 Further, the generator car system S in this embodiment includes the generator car 200 and the charging car 300 separately, like the generator car system S in the third embodiment. Therefore, similarly to the third embodiment, the storage battery device 6 can be easily replaced. By connecting the charging car 300 to the conventional generator car, it is possible to function as the generator car system S and obtain the same effect.

〔他の実施形態〕
図７は、本発明の他の実施形態で設けられる付加機能部の構成を示すブロック図である。図７に示す付加機能部７は、例えば、図３に示す第２実施形態による発電機車が備える発電装置２、又は図６に示す第４実施形態による発電機車システムの発電機車が備える発電装置５に対して付加される。尚、図７では、発電装置５に対して付加された付加機能部７を例示している。 [Other embodiments]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of additional function units provided in another embodiment of the present invention. The additional function unit 7 shown in FIG. 7 is, for example, the generator 2 provided in the generator car according to the second embodiment shown in FIG. 3 or the generator 5 provided in the generator car of the generator car system according to the fourth embodiment shown in FIG. is added to 7 exemplifies the additional function unit 7 added to the power generation device 5. As shown in FIG.

図７に示す通り、付加機能部７は、配電線電圧管理機能７ａ、フリッカ抑制機能７ｂ、及び地絡検出機能７ｃを備える。配電線電圧管理機能７ａは、外部配電線の電圧を取得し、外部配電線の電圧上昇又は電圧低下時に、発電機５ｂの出力における有効電力及び無効電力を制御することで、電圧を設定範囲内とする。 As shown in FIG. 7, the additional function unit 7 has a distribution line voltage management function 7a, a flicker suppression function 7b, and a ground fault detection function 7c. The distribution line voltage management function 7a obtains the voltage of the external distribution line, and controls the active power and reactive power in the output of the generator 5b when the voltage of the external distribution line rises or drops, thereby keeping the voltage within the set range. and

フリッカ抑制機能７ｂは、外部配電線の電圧を取得し、電圧の周期的な変動（フリッカ）の発生を検出する。また、フリッカ抑制機能７ｂは、電圧の周期的な変動の発生を検出すると、発電機５ｂの無効電力出力により、外部配電線の電圧変動を相殺する。 The flicker suppression function 7b acquires the voltage of the external distribution line and detects the occurrence of periodic voltage fluctuations (flicker). Further, when the flicker suppressing function 7b detects the occurrence of periodic voltage fluctuations, the voltage fluctuations of the external distribution line are offset by the reactive power output of the generator 5b.

地絡検出機能７ｃは、外部配電線の電圧を取得し、外部配電線が地絡しているか否かを判定する。また、地絡検出機能７ｃは、外部配電線の地絡を検出した場合には、発電機５ｂからの給電を停止させる。 The ground fault detection function 7c acquires the voltage of the external distribution line and determines whether or not the external distribution line is grounded. Further, the ground fault detection function 7c stops the power supply from the generator 5b when the ground fault of the external distribution line is detected.

以上、本発明の実施形態による発電機車及び発電機車システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、発電機２ｂ，５ｂは、ディーゼルエンジンを有するものとしたが、例えば、ガスタービンエンジンを有するものであっても良い。 Although the generator car and the generator car system according to the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be freely modified within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the generators 2b and 5b have diesel engines, but they may have gas turbine engines, for example.

また、上記実施形態においては、発電機車システムＳは、発電機車２００と充電車３００とを備えるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、発電機車システムＳは、発電機車２００と、据え置き型の蓄電池装置６とを有するものであっても良い。また、上記実施形態における発電機車システムＳは、制御装置５ａが発電機車２００の発電装置５に設けられているものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置５ａは、充電車３００の蓄電池装置６に設けられていても良く、或いは、制御装置５ａ及び蓄電池装置６とは別体で設けられていても良い。 In addition, in the above embodiment, the generator car system S includes the generator car 200 and the charging car 300, but the present invention is not limited to this. For example, the generator car system S may have a generator car 200 and a stationary storage battery device 6 . Further, in the generator car system S in the above embodiment, the control device 5a is provided in the power generator 5 of the generator car 200, but the present invention is not limited to this. For example, the control device 5 a may be provided in the storage battery device 6 of the charging vehicle 300 , or may be provided separately from the control device 5 a and the storage battery device 6 .

２ａ 制御装置
２ｂ 発電機
２ｃ ＡＣ／ＤＣ変換器
２ｄ バッテリ
２ｅ ＤＣ／ＤＣ変換器
２ｆ ＤＣ／ＡＣ変換器
５ａ 制御装置
５ｂ 発電機
５ｃ ＡＣ／ＤＣ変換器
５ｄ ＤＣ／ＡＣ変換器
６ 蓄電池装置
６ａ ＡＣ／ＤＣ変換器
６ｂ バッテリ
６ｃ ＤＣ／ＤＣ変換器
１００ 発電機車
２００ 発電機車
３００ 充電車
Ｐ 接続点
Ｓ 発電機車システム 2a control device 2b generator 2c AC/DC converter 2d battery 2e DC/DC converter 2f DC/AC converter 5a control device 5b generator 5c AC/DC converter 5d DC/AC converter 6 storage battery device 6a AC/ DC converter 6b battery 6c DC/DC converter 100 generator car 200 generator car 300 charging car P connection point S generator car system

Claims (8)

交流電力を発電する発電機を備え、前記発電機で発電された交流電力を外部に供給可能な発電機車であって、
直流電力の充放電が可能な蓄電池と、
前記発電機に対して前記蓄電池を並列に接続する電力変換装置と、
外部から前記発電機に向かう交流電力である逆潮流を前記蓄電池に充電させる制御を行う制御装置と、
を備える発電機車。 A generator vehicle equipped with a generator for generating AC power and capable of supplying the AC power generated by the generator to the outside,
a storage battery capable of charging and discharging DC power;
a power conversion device that connects the storage battery in parallel with the generator;
A control device that controls charging of the storage battery with a reverse power flow, which is AC power directed from the outside to the generator;
a generator car. 前記電力変換装置は、前記蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換し、前記蓄電池へ供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器を備える、請求項１記載の発電機車。 2. The generator car according to claim 1, wherein said power conversion device includes a power converter that converts DC power supplied from said storage battery into AC power and converts AC power supplied to said storage battery into DC power. 前記電力変換装置は、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器と、
前記第１電力変換器に接続され、直流電力を外部に向かう交流電力に変換し、外部から前記発電機に向かう交流電力を直流電力に変換する第２電力変換器と、
前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の接続点と前記蓄電池とに接続され、直流電力の変換を行う第３電力変換器と、
を備える請求項１記載の発電機車。 The power conversion device includes a first power converter that converts AC power generated by the generator into DC power,
a second power converter that is connected to the first power converter and converts DC power to AC power directed to the outside, and converts AC power directed to the generator from the outside to DC power;
a third power converter connected to a connection point between the first power converter and the second power converter and the storage battery for converting DC power;
The generator car of claim 1, comprising: 交流電力を発電する発電機を有し、前記発電機で発電された交流電力を外部に供給可能な発電機車と、
直流電力の充放電が可能な蓄電池を有し、前記発電機に対して前記蓄電池が並列に接続される蓄電池装置と、
外部から前記発電機に向かう交流電力である逆潮流を前記蓄電池に充電させる制御を行う制御装置と、
を備える発電機車システム。 a generator car having a generator for generating AC power and capable of supplying the AC power generated by the generator to the outside;
a storage battery device having a storage battery capable of charging and discharging DC power, the storage battery being connected in parallel to the generator;
A control device that controls charging of the storage battery with a reverse power flow, which is AC power directed from the outside to the generator;
generator car system. 前記蓄電池装置は、前記蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換し、前記蓄電池へ供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器を備える、請求項４記載の発電機車システム。 5. The generator car system according to claim 4, wherein said storage battery device includes a power converter that converts DC power supplied from said storage battery into AC power, and converts AC power supplied to said storage battery into DC power. 前記発電機車は、前記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器と、
前記第１電力変換器に接続され、直流電力を外部に向かう交流電力に変換し、外部から前記発電機に向かう交流電力を直流電力に変換する第２電力変換器と、を備え、
前記蓄電池装置は、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の接続点と前記蓄電池とに接続され、直流電力の変換を行う第３電力変換器を備える、
請求項４記載の発電機車システム。 The generator car includes a first power converter that converts AC power generated by the generator into DC power,
a second power converter that is connected to the first power converter, converts DC power to AC power directed to the outside, and converts AC power directed to the generator from the outside to DC power,
The storage battery device includes a third power converter that is connected to a connection point between the first power converter and the second power converter and the storage battery and that converts DC power.
The generator car system according to claim 4. 前記制御装置は、前記発電機車に設けられる請求項４から請求項６の何れか一項に記載の発電機車システム。 The generator car system according to any one of claims 4 to 6, wherein the control device is provided in the generator car. 前記蓄電池装置は、移動可能な車両に積載される請求項４から請求項７の何れか一項に記載の発電機車システム。 The generator car system according to any one of claims 4 to 7, wherein the storage battery device is mounted on a movable vehicle.
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