JPS6315634A - 多数発電機の最適運転台数決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気推進船等に好適な多数の同容量発電機の
最適な運転台数を決定する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の電気推進船は、発電機台数が１〜３台程度と少な
く１通常全台運転もしくは１台をスタンバイ機として残
シを全台運転していることが多い。

ととるで、発電機エンジンは、その負荷率によって第４
図線図に示すように、エンジン効率は異なっておシ、あ
る負荷率（通常８５％程度）で最大の効率を有している
。従って特て電気推進船の減速航行時には、発電機エン
ジンの負荷率が低く、エンジン効率がかなシ低下し経済
性がきわめて悪くなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
最適な発電機運転台数となるように多数の発電機を制御
して、発電機エンジン効率が最大となる負荷率の近傍で
発電機エンジンを運転することができ、経済的な稼動が
可能となシ、かつ最適な発電機運転台数を総台数に制限
し、又は最適な発電機運転台数の算出が不可能となった
旨を警報して稼動の安全性も確保することができる多数
発電機の最適運転台数決定方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明は、定常稼動時の推定総負荷と発電機
総台数の定格出力とを比較し、上記推定総負荷が総定格
出力と発電機エンジン最大効率時の負荷率との積板下の
ときは総負荷を一台定格出力と発電機エンジン負荷率と
の積で除した台数か又は−白シない台数かを発電機エン
ジン効率て応じて選び、上記推定総負荷が上記総定格出
力と発電機エンジン負荷率との積と上記総定格出力との
間のときは総台数とし、上記総負荷が上記総定格出力以
上のときは稼動不可とすることを特徴とする。

〔作　用〕

上述の構成てよシ、最適な発電機運転台数となるように
多数の発電機を制御して、発電機エンジン効率が最大と
なる負荷率の近傍で発電機エンジンを運転することがで
き、経済的な稼動が可能となシ、かつ最適な発電機運転
台数を総合数に制限し、又は最適な発電機運転台数の算
出が不可能となった旨を警報して稼動の安全性も確保す
ることができる多数発電機の最適運転台数決定方法を得
ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図は
そのプロセスを示す系統図、第２図、第３図はそれぞれ
第１図の発電機ニンジン負荷率とエンジン効率の関係式
η＝＝　ｆ　（ｄ）を示す線図である。

まず第１図において、１は船舶の定常直進航行時におけ
る推定総負荷電力又は電流を算出する装置、２は推定総
負荷電力又は電流ＰＹＧの信号の流れ、６は多数の発電
機の最適運転台数を決定する装置、４は発電機の最適運
転台数ＮＩｚｌｏの信号の流れ、５は上記台数決定装置
乙の中に設定されているあらかじめ実験や理論等によシ
求められている発電機エンジンの負荷率ｄとエンジン効
率ηとの間の関係式η＝　ｆ　（ｄ）を示し、このよう
に船舶の定常直進航行時における推定総負荷を算出する
装置によシ、推定総負荷電力又は電流ＰＹＧを基に、下
記（１］　、　（２）　、　（３）の場合罠分けて、経
済性及び安全性の観点から、最適な発電機運転台数Ｎφ
。

を決定する。

ここでＮ。は発電機の総台数。

ＰｏＮは発電機の定格出力又は電流。

ＤＭＡＸは発電機エンジン効率を最大 にする時の発電機ニンジンの負荷率 （％）で、通常り、ゎ＝８５和度であ る。

すなわち、最適な発電機運転台数Ｎｚｏは次の通シであ
る。

（１）０≦ＰＹｏ＜Ｐ。Ｎ・（ＤＭＡＸ／１ｏＯ）・Ｎ
ｏの場合切上げた征）整数値を、仮シ発電機運転台数Ｎ
ＫＧとする。

１１）次に（ＮＸ、−１）台の発電機を運転したとした
場合の発電機エンジンの負荷率 ｄＸ−１を下記の如く求める。

１１１）上記ｄｘ−ｉに関して ａ）ｄＸ−４≦１００　なら まずＮＸＧ台の発電機を運転したとした場合の発電機エ
ンジンの負荷率ｄＸを 下記の如く求める 次にあらかじめ実験や理論などてより 求められている発電機エンジンの負荷 率ｄと、エンジン効率η間の関係式 η：　ｆ　（ｄ）に６及びｄｘ−１を代入し、Ｎｘａ台
の発電機を運転したとした場合のエンジン効率η工及び
αゆ。−１）台の発電機を運転したとした場合のエンジ ン効率ηニー、を下記の如く求める。

η工：　ｆ（ｄＸ） η　　；ｆ（ｄＸ−４） そしてη工≧ηニー、ならば、Ｎり。”Ｎｘｏ　ｓη工
くη！−１ならばＮｐ。＝ＮＸｏ−１としてＮｐ。を決
定する。

ｂ）　　ｄｘ−４＞　Ｉ　ＤＯなら Ｎｐ。＝Ｎ工。、つまシＮｘｏをＮ、３Ｇとする。

尚１１）においてＮｘ、　＝＝＋　１の時は、　Ｎ、３
゜＝　１とする。

（２３Ｐｏ、−（ＤＭＡＸ／１００）・Ｎｏ≦ＰＹＧ≦
”Ｇ！Ｊ・ＮＧの場合 Ｎｐ。＝＝　Ｎ、、つまシＮ。をＮｌ２５Ｇとする。

（３１ＰｏＮ＠Ｎ、　＜　ＰＹ、の場合Ｎ、２５ｏの設
定が不可能とする。そして要すればその旨の警報を出力
する。

以上の（１）〜（３）によ＋１　Ｎ、、を決定すれば、
安全性を保持しながら、発電機エンジン効率を最大限に
確保した、経済的な運航が可能となる。

しかして各場合の事情を説明すると、 （１）の場合は、 （１）の１）での算出方法によシ、 ・争・・−・（Ａ） であるから、ｄｘの範囲は下記の如くになる。

またｄＸ−４／ｄｘ＝ＮｘＧ／（Ｎｘｏ−１）であるか
ら、ｄニー、の範囲は下記の如くになる。

ＣＢ）及び（Ｃ）式よシ、第２図に示すように、ｄＸ　
ｌ　ｄＸ−１はＤＭＡＸを挾んで存在しているので、η
工、ηアー、のどちらが大きくなるか計算し、大きくな
る方の運転台数でもって最適運転台数〜。とじている（
（１）の１１１）のａ）での処理）。

ここで、ＮＸ０台、　（Ｎｘ、−１）台の運転台数につ
いて調べるだけで、エンジン効率が最大になる運転台数
を決定するのに十分であるのは、下記の理由によってい
る。

（Ｎｘ、−２）台、　（ＮＸ、−３）台・・・・ト減う
して運転したとした場合の負荷率をｄｘ−２゜ｄ　　・
・・・とすると、 ｄＸ−１＜　ｄＸ−、＜　ｄｘ−３＜　、、、。

となシ、それらに対応するエンジン効率がηに−１よシ
更に小さくなってゆくからである。

また逆に（ＮＸＧ＋１）台、　（ＮＸ、＋２）台・・・
・と増やして運転したとした場合の負荷率を、ｄｄ　　
　・・・・　とすると、 Ｘ＋１１　　Ｘ＋２ ｄＸ＞匂＋１　〉ｄＸ＋２〉　１１ となシ、上記同様、それらに対応するエンジン効率がη
工よシ更に小さくなってゆくからである。

尚、（Ｃ）式より、ｄＸ−１は１００％を超えることも
あるので、その場合は、ＮｘａをＮり。とすると負荷率
が１００％以下で、エンジン効率が最大てなる運転台数
とすることができる（（１）の１１１）のｂ）の処理）
。

以上から（１）の処理によシ、エンジン効率′を最大と
する最適な発電機運転台数Ｎ、Ｂ。を決定でき、経済性
が良いと左がわかる。

また負荷率が１００％を超えることがないようにされる
ので安全性が高い。

（２）の場合 （１）の処理と同じ様にしてＮｙ３ｏを求めると。

発電機の総合数Ｎ。よシ運転台数が多くなシ、不具合な
ので、Ｎｐ。をＮ。に制限する処理である。

ここで、この時の発電機エンジンの負荷率ｄＡは、 であるから、ｄＡの範囲はＤＭＡＸ≦ｄＡ≦１００であ
る。従ってＮり。が発電機の総合数Ｎ。

を超えることなく、また負荷率も１００％を超えること
なく安全性が高い。

尚、Ｎ釦を（Ｎｏ−１）　、　（Ｎｏ−２）　、　−−
−−としていった場合の負荷率をｄｄ Ａ−１ｅＡ−２１ ・・・・　とすると、 ＤＭＡＸ≦ｄＡ　＜ｄＡ−１＜ｄＡ−２’・・・・とな
シ、第３図に示すように１それらに対応するエンジン効
率は、負荷率がｄＡの時の効率より更に小さくなってく
る。

そればかシでなく、ｄＡ−１１ｄＡ−２１・・・・は、
条件によっては１００％以下になる場合もあるが、通常
すぐに１００％を超えるととＫなってゆく。

従って、Ｎり。をＮ。にする位）の処理をしておけば、
安全性からも経済性からも十分裏付けられた最適発電機
運転台数になっていることがわかる。

（３）の場合 ＰＹｏが大きすぎて、発電機の運転台数をＮｏにしても
給電できないことばなるので、Ｎ、；１３Ｇの設定が不
可能であることを示し、要すればその旨の警報を出力し
ている。従って安全性が高い。

かくして求めたＮｌｏを常時又は必要な時に、発電機群
の運転台数を制御する装置や、自動同期投入・自動停止
装置等が参照し、各装置の特有の制御を行う。またこの
制御は繰返し行われ、リアルタイムでＮφ。が算出され
ておシ、常に最新のＮり。が利用されることになる。あ
らかじめ実験や理論などにより求められている発電機エ
ンジンの負荷率ｄとエンジン効率４間の関係式ｆは、一
般的に η＝、ΣＡｉ（ｄ−ＤＭＡＸ）ｎ＋ηＭＡＸ１＝１ であシ、通常ｄ＝ＤＭＡＸにて極大かつ最大値であるη
ＭＡＸを有する、第２図及び第３図に示す上部に凸形の
特性曲線で表示される性質を有している。

ここでＤＭＡＸは、エンジン効率を最大（かつ極大）Ｋ
する時のエンジンの負荷率、ηＭＡＩは、エンジン効率
の最大値かつ極大値である。

〔発明の効果〕 要するに本発明によれば、定常稼動時の推定総負荷と発
電機総台数の定格出力とを比較　４゜し、上記推定総負
荷が総定格出力と発電機エンジン最大効率時の負荷率と
の積以下のときは総負荷を一台定格出力と発電機エンジ
ン負荷率との積で除した台数か又は一台少ない台数かを
発電機エンジン効率に応じて選び、上記推定総負荷が上
記総定格出力と発電機エンジン負荷率との積と上記総定
格出力との間のときは総台数とし、上記総負荷が上記総
定格出力以上のときは稼動不可とすることてよシ、最適
な発電機運転台数となるよう知多数の発電機を制御して
、発電機エンジン効率が最大となる負荷率の近傍で発電
機エンジンを運転することができ、経済的な稼動が可能
となシ、かつ最適な発電機運転台数を総台数に制限し、
又は最適な発電機運転台数の算出が不可能となった旨を
警報して稼動の安全性も確保することができる多数発電
悸の最適運転台数決定方法を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明多数発電機の最適運転台数決定方法の一
実施例を示す系統図、第２図。 第３図はそれぞれ第１図の発電機エンジン負荷率とエン
ジン効率の関係式η＝ｆ（ｄ）を示す線図である。 第４図は従来の発電機エンジンの負荷率と効率との関係
を示す線図である。 １・・・推定総負荷電力算出装置、２・・・推定総負荷
電力信号、３・・・最適運転台数決定装置、４・・・最
適運転台数信号、５・・・発電機エンジン負荷率・効率
関係式。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 定常稼動時の推定総負荷と発電機総台数の 定格出力とを比較し、上記推定総負荷が総定格出力と発
   電機エンジン最大効率時の負荷率との積以下のときは総
   負荷を一台定格出力と発電機エンジン負荷率との積で除
   した台数か又は一台少ない台数かを発電機エンジン効率
   に応じて選び、上記推定総負荷が上記総定格出力と発電
   機エンジン負荷率との積と上記総定格出力との間のとき
   は総台数とし、上記総負荷が上記総定格出力以上のとき
   は稼動不可とすることを特徴とする多数発電機の最適運
   転台数決定方法。