WO2002065611A1 - Système de production d'énergie à générateur entraîné par moteur - Google Patents

Système de production d'énergie à générateur entraîné par moteur Download PDF

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WO2002065611A1
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power
output
circuit
external
control unit
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PCT/JP2002/001053
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Masayoshi Tokiwa
Shinji Hibi
Kotaro Nakamura
Masao Mabuchi
Nobuyuki Toyoura
Kenichi Inoue
Katsutaka Tanabe
Yasuyuki Okoba
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Yanmar Co., Ltd.
Omron Corporation
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    • H02P9/08—Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
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Definitions

  • the present invention has a generator driven by an engine and a power conditioner, and connects an output wire of the generator to an external power system such as a commercial power system via the power conditioner. Therefore, the present invention relates to a power system in which self-generated power by the generator and external power can be supplied to a load, and particularly relates to an operation control structure of the power conditioner and a power conditioner of each power conditioner. It relates to a connection structure between inverter circuits and a connection structure between a plurality of electric powers. Background art
  • This system uses electricity generated by using natural gas and other fuels as well as recovers waste heat and uses it for water heating.
  • This system uses a generator that converts fuel energy into electrical energy, Consists of a power converter (inverter circuit) that converts electric power into AC power synchronized with an external power supply such as a commercial power supply, a protection device that detects abnormalities in the external power supply, and an exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat.
  • a power conditioner that includes the above power conversion device and protection device is a power conditioner. If the power generated by the gas cogeneration system flows backward, the power generation efficiency will decrease.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to increase the capacity of a power system while maintaining compactness.
  • An electric power system having a generator driven by an engine, comprising: a plurality of armature windings provided in the generator;
  • a self-generating electric wire connected downstream of each inverter circuit, and the electric wire is connected to an external electric wire connecting an external power source and a demand side.
  • an inverter circuit is provided for each armature winding.
  • the circuit can be downsized. Therefore, a power system with a large capacity can be compactly configured.
  • each of the inverter circuits can prevent reverse power flow, control the power generation amount efficiently, and output the output of the inverter circuit.
  • An object of the present invention is to provide an operation control structure of an inverter circuit which can equalize the operation rate and the service life of the system. Therefore, the present invention relates to a power system provided with a plurality of inverter circuits for each armature winding as described above,
  • a control device for controlling each of the above-described inverter circuits based on an external wire voltage, a voltage of each inverter circuit, and a current of each inverter circuit.
  • the self-output is controlled based on the external wire voltage, so that power can be supplied at a voltage harmonized with the external wire voltage.
  • the self-output is controlled based on the voltage and current output by the self, excessive operation can be prevented.
  • control device controls the control device
  • a control device for calculating the output power of each of the inverter circuits based on the voltage of each of the inverter circuits and the current of each of the inverter circuits, and wherein the main control device communicates with each of the control devices. Based on the external power and the output power of each inverter circuit, each inverter circuit is controlled so that the self-output power of each inverter circuit becomes equal. Configure the power system.
  • each inverter circuit is always operated equally. Therefore, the circuit of each chamber deteriorates uniformly over time, and the maintenance time can be adjusted.
  • the main controller controls the respective circuit circuits so that current flows through the external wires to the demand side
  • the overnight circuit is controlled so that the current flows through the external wire to the demand side. That is, reverse power flow to the external power supply can be prevented.
  • the main controller communicates with the nuclear controller via a communication line by a multi-drop connection
  • the main member overnight control device and the other member night control devices are connected by simple communication wiring. Therefore, the labor required for maintenance can be reduced.
  • a system control device that controls start / stop of each power system
  • a main system circuit controller that calculates the power of the external cable based on the voltage and current of the external cable
  • the main system control device communicates with the system control device, and the main system control device controls each system based on the power of the external line so that the total operation status of each system becomes equal.
  • Fig. 1 is a diagram illustrating the configuration of a power conditioner in a grid-connected system.
  • Fig. 2 is a diagram illustrating the configuration of a grid-connected system in which a plurality of cogeneration systems are connected to an external power system.
  • Embodiment 1 of the Invention Fig. 4 is a configuration explanatory diagram of a system interconnection system provided with a power conditioner operation control device according to Embodiment 11;
  • Fig. 4 is a configuration explanatory diagram of a power conditioner;
  • Fig. 5 is a power conditioner;
  • FIG. Fig. 6 is an operation flowchart of the power conditioner,
  • Fig. 7 is an explanatory diagram of another power conditioner configuration,
  • Fig. 8 is a schematic configuration explanatory diagram of the power conditioner, and Fig.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration of the power conditioner.
  • Fig. 10 is an operation flowchart of the power conditioner, and
  • Fig. 10 is a configuration explanatory diagram of a system interconnection system including a power conditioner operation control device according to Embodiment 1-2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a cogeneration system with two armature windings on the generator.
  • Fig. 12 is a cogeneration system with multiple (n) armature windings on the generator.
  • FIG. 13 is a circuit diagram of a cogeneration system showing an embodiment for connecting an overnight output to a three-phase external power system.
  • Fig. 14 is a schematic diagram showing the entire configuration of the generator for distributed power supply
  • Fig. 15 is a diagram showing the configuration of the power generation device
  • Fig. 16 is the connection of the inverter circuit installed in multiple power generation devices.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a control configuration of the inverter circuit
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the inverter circuit.
  • An operation control device for a power conditioner is an operation control device for a power conditioner for linking power generated by a generator fl to an external power system such as commercial power, and includes a plurality of power conditioners. It is connected to an external power system such as external power, the power conditioners are connected to each other by means of information exchange, and at least one of the power conditioners monitors reverse power flow. The monitoring information is exchanged with the information of the other inverters, and the outputs of all the inverters are controlled to be equalized.
  • the information exchange means includes transmission / reception means provided in each of the power conditioners and these transmission / reception means are connected to each other via a communication medium.
  • the communication medium is a wired or wireless system parallel communication line. It is.
  • a plurality of power conditioners are connected by using information exchange means, and the output power amount and status information of each power conditioner are exchanged, and each power conditioner exchanges information based on the information.
  • the amount of power generation can be controlled to prevent reverse power flow.
  • the output of the inverter can be equalized, and the operating rate and life of the system can also be equalized.
  • a power conditioner can be added based on at least one power conditioner, and the capacity can be easily changed. Also, if the connecting part is a connector, the system can be changed more easily. Also, by using the communication line for system paralleling, even if a power conditioner is added, there is no need to add a power detector, which leads to a reduction in cost.
  • the communication medium is wireless, further easy system change is possible.
  • the power conditioner on the reverse power flow monitoring side converts the power generated by the power generation system into AC power synchronized with the external power supply.
  • Output current detection means for detecting the magnitude of the output current of each of the U, W and W phase voltage input means for inputting each of the U-phase and W-phase voltages of the external power system as detection signals, and its own output power Transmission / reception that outputs the size of the power supply, its own status information and the monitored reverse power flow power as output information, and inputs the power inverter status information on the non-reverse power monitoring side and its output power as input information And receiving the signals from the signal input means, the output current detection means, and the voltage input means, detects the reverse power flow, and controls the power conversion means to limit the output power of the inverter based on the input information. Control means.
  • the power conditioner on the non-reverse power flow monitoring side detects the power conversion means for converting the power generated by the power generation system into AC power synchronized with the external power supply, and detects the magnitude of the output current of the power conversion means Output current detection means, U-phase and W-phase voltage input means for inputting the U-phase and W-phase voltages of the external power system as detection signals, and output information and non-output of the power conditioner on the reverse power flow monitoring side Input the output information of the other power conditioner on the reverse power flow monitoring side, and use its own status information and its own output power as output information.
  • the power conditioner on the reverse power flow monitoring side detects the direction and magnitude of the current flowing in each of the U-phase and W-phase of the external power system. Since there is signal input means for each phase, no signal input means is required for the power conditioner that does not detect reverse power flow, that is, the non-reverse power flow monitoring side.
  • CT current detector
  • the power generation system is, for example, a gas engine and a generator driven by the gas engine.
  • the power conversion means is, for example, an inverter
  • the current detection means is, for example, a current detection means.
  • the signal input means is, for example, a CT input circuit (AD converter), etc.
  • the output current detecting means is, for example, an output current measuring instrument (current transformer CT).
  • the voltage input means is a voltage input circuit (AD converter)
  • the control means is, for example, an MPU.
  • the status information is a synchronization signal for detecting an isolated operation, an operation state, and the like.
  • an external input / output means is connected to at least one of the plurality of power conditioners. You may do so. With this configuration, if external input / output means is connected to the power conditioner, information on all power conditioners can be obtained using the system parallel communication line.
  • the setting command can be transmitted using the communication line for system parallelism, so that all the power conditioners can be set with any power conditioner.
  • the external input / output means is a personal computer or the like.
  • an operation control method for a power conditioner is an operation control method for a power conditioner for interconnecting power generated by a power generation system to an external power system, wherein the power control system is connected to an external power system.
  • Reverse power flow is monitored by at least one of the multiple inverters, and this monitoring information is exchanged with information from other inverters to control the output of all inverters to equalize. Therefore, it is possible to prevent reverse power flow by exchanging information with a plurality of connected power conditioners and providing information for controlling power generation based on them. it can.
  • the output of the power conditioner can be equalized, so that the operation rate and the service life of the system can be equalized.
  • the output power of the power conditioner 10 is controlled to be limited.
  • the power conditioner 10 converts the power generated by the power generation system 20 into AC power synchronized with the external power supply 13 and the U and W phases of the external power system 1.
  • U-phase and W-phase current detectors which detect the direction and magnitude of the flowing current, and the detection signal of CT1 and CT2, respectively.
  • U-phase and W-phase CT input circuits (AD converters) 15 A, 15 B, an output current measuring device (current transformer) CT 3 for detecting the magnitude of the output current of the inverter circuit 13, and a CT input circuit (a detecting signal of the output current measuring device CT 3).
  • MPU control unit
  • the capacity is increased by interconnecting the external power system 1 without connecting a plurality of power conditioners 10 configured as described above to each other. Can be considered.
  • the power conditioner 10 near the power supply side of the external power system 1 tends to detect a large reverse power flow power.
  • the number of times that the power conditioner 10 near the power supply side of the external power system 1 reduces the output increases, and the number of operation stops due to reverse power flow detection also increases.
  • the output becomes uneven between the power conditioners 10.
  • the system interconnection system shown in FIG. 3 and the system interconnection system shown in FIG. 10 can be provided.
  • FIGS. Figure 3 shows a system interconnection system that interconnects multiple cogeneration systems A and the external power system 1.
  • reference numeral 1 denotes a single-phase three-wire external power system of an external power supply, and a first (one) load 2 is connected between the U-phase and the neutral line ⁇ of the external power system 1 by a W A second (other) load 3 is connected between the phase and the neutral conductor ⁇ .
  • the multiple cogeneration systems A include a power conditioner 10, a power generation system 20 for supplying power to the power conditioner 10, and an exhaust heat recovery device 33, and an external power Let the power conditioner of the cogeneration system A closest to the grid 1 be 10-1 and the second power conditioner be 10-2 and the nth power conditioner be 10-n.
  • the power conditioner 101 closest to the power supply side of the external power system 1 is a reverse power flow monitoring side power conditioner for monitoring reverse power flow, and the other power conditioners 1 0—2 ⁇ ⁇ 10 0-n is the power conditioner on the non-reverse power monitoring side without monitoring the reverse power flow.
  • the power conditioner 10-1 on the reverse power flow monitoring side converts the power generated by the power generation system 20 into AC power synchronized with an external power supply (for example, commercial power supply).
  • the inverter circuit 13 as conversion means and the current detectors CT 1 and CT 2 as current detection means for detecting the direction and magnitude of the current flowing in each of the U phase and W phase of the external power system 1 Inspection CT input circuit (AD converter) 15 A and 15 B as signal input means for U-phase and W-phase for inputting output signals and output current detection for detecting the magnitude of the output current of inverter circuit 13
  • Output current measuring device (current transformer) CT 3 as means, CT input circuit (AD converter) 15 C to input detection signal of this output current measuring device CT 3, U phase of external power system 1, Voltage input circuits 31 and 32 as U-phase and W-phase voltage input means for inputting each voltage of W phase as detection signal, output power of own device, own status information and monitoring
  • the transmission / reception means outputs the reverse power flow power as output information and inputs the status information of the
  • control unit (MPU) 12 as control means for controlling 13.
  • the control unit 12 includes a measurement unit 23-1 and a calculation unit 2411 as shown in FIG. 5, and the transmission / reception unit 211-1 receives a transmission unit 25-1 and a reception unit 25-1. Shinbe 2 6 — 1 is provided.
  • the input side of the control unit 12 includes an output signal input unit 12a, signal input units 12b, 12c, voltage signal input units 12d, 12e, and a signal input / output unit 1. It consists of 2 g.
  • the output side of the control section 13 is connected to the control section (not shown) of the inverter circuit 13.
  • the output side of the power generation system 20 is connected to the input side of the inverter circuit 13.
  • the output side of the inverter circuit 13 is connected to the signal output section 16.
  • This signal output section 16 is connected to the U-phase It has a line 17, a neutral connection line 18 connected to the neutral line ⁇ of the external power system 1, and a W-phase connection line 19 connected to the W phase of the external power system 1.
  • the input side of the voltage input circuit 31 is connected to the signal output unit 16 to detect the U-phase voltage from the U-phase connection line 17 and the neutral connection line 18 of the signal output unit 16.
  • the input side of the voltage input circuit 32 is connected to the signal output unit 16 to detect the W-phase voltage from the W-phase connection line 19 and the neutral connection line 18 of the signal output unit 16. is there.
  • the signal output section 16 is provided with an output power detection section 14, and the output current detection section 14 is constituted by an output current measuring device CT3.
  • the signal output side of this output current measuring device CT3 is connected to the input side of the CT input circuit (AD converter) 15C.
  • An output signal input section 12a of the control section 12 is connected to a CT input circuit (AD converter) 15C output side.
  • the signal input section 12b is connected to the output side of a CT input circuit (AD converter) 15A, and the input section 12c is connected to the CT input circuit (AD converter-evening) 15B. Output side is connected.
  • AD converter CT input circuit
  • the output side of the voltage input circuit 31 is connected to the voltage signal input section 12 d, and the output side of the voltage input circuit 32 is connected to the voltage signal input section 12 e.
  • the transmission / reception unit 211 is connected to the signal input / output unit 12 g of the control unit 12.
  • the input side of the CT input circuit 15 A whose output side is connected to the signal input section 12 b of the control section 12 is a current detector (current transformer) provided in the U phase of the external power system 1 of the external power supply. Connected to the signal output side of CT1, the output side is connected to the signal input section 12c of the control section 12.
  • the input side of the CT input circuit 15B is connected to the W of the external power system 1 of the external power supply. It is connected to the signal output side of the current detector (current transformer) CT2 provided in the phase.
  • the power generation system 20 includes, for example, a gas engine and a generator driven by the gas engine.
  • the power conditioner 10--2 ⁇ 10-n on the non-reverse power flow monitoring side can synchronize the power generated by the power generation system 20 with the external power supply.
  • Inverter 13 serving as power conversion means for converting into AC power
  • an output current measuring instrument (current translator) serving as output current detection means for detecting the magnitude of the output current of the inverter circuit 13 ) CT 3 and CT input circuit (AD converter) 15 C to input the detection signal of this output current measuring device CT 3, and input each voltage of U phase and W phase of external power system 1 as a detection signal
  • Voltage input circuits 31 and 32 as voltage input means for U-phase and W-phase
  • the control unit 12 includes a measurement unit 23-2 ⁇ ⁇ ⁇ 2 3 1 n and an operation unit 24-2 ⁇ ⁇ ⁇ 24-n as shown in FIG. 1-2 ⁇ ⁇ ⁇ 2 1-n is provided with a transmission unit 25-2 ⁇ ⁇ ⁇ 25-n and a reception unit 26-2 ⁇ ⁇ 26-n.
  • the input side of the control unit 12 includes an output signal input unit 12a, voltage signal input units 12d and 12e, and a signal input / output unit 12g.
  • the output side of the control unit 13 is connected to the control unit (not shown) of the inverter circuit 13, and the output side of the power generation system 20 is connected to the input side of the inverter circuit 13. Yes, the output side of the inverter circuit 13 is connected to the signal output section 16.
  • the signal output section 16 includes a U-phase connection line 17 connected to the U-phase of the external power system 1, a neutral connection line 18 connected to the neutral line of the external power system 1, and an external power And a W-phase connection line 19 connected to the W-phase of the system 1.
  • the input side of the voltage input circuit 31 is connected to the signal output unit 16 to detect the U-phase voltage from the U-phase connection line 17 and the neutral connection line 18 of the signal output unit 16.
  • the input side of the voltage input circuit 32 is connected to the signal output unit 16 to detect the W-phase voltage from the W-phase connection line 19 and the neutral connection line 18 of the signal output unit 16. is there.
  • the signal output section 16 is provided with an output power detection section 14, and the output power detection section 14 is constituted by an output current measuring device CT3.
  • the output side of the output current measuring device CT3 is connected to the input side of the CT input circuit (AD converter) 15C.
  • the output side of the CT input circuit (AD converter overnight) 15 C is connected to the output signal input section 12 a of the control section 12.
  • the output side of the voltage input circuit 31 is connected to the voltage signal input section 12 d, and the output side of the voltage input circuit 32 is connected to the voltage signal input section 12 e.
  • the signal input / output section 12g of the control section 12 has a transmission / reception section 2 1 2 2
  • the power generation system 20 includes, for example, a gas engine, a generator driven by the gas engine, and the like.
  • the power conditioner 1 0— 1 and this power conditioner 1 0—2 is a conditioner other than 1 0—1.
  • 1 0—n means the information exchange means using the transmission / reception units 2 1—1, 2 1—2. They are connected to each other by a wired or wireless system parallel communication line 22 as a communication medium.
  • the direction (forward or reverse) and magnitude of the current flowing through the external power system 1 is detected by the current detector CT1 in the U-phase and by the current detector CT2 in the W-phase.
  • the magnitude of the output current output from the output side of the inverter circuit 13 is detected by the output current measuring device CT3.
  • the U-phase voltage is input to the voltage input circuit 31, and the W-phase voltage is input to the voltage input circuit 32.
  • the U-phase forward current value (detection signal) detected by the current detector CT 1 is input to the signal input unit 12 b of the control unit 12 via the CT input circuit 15 A, and the current detector CT 2
  • the detected W-phase forward current value (detection signal) is input to the signal input unit 12c of the control unit 12 via the CT input circuit 15B, and is detected by the output current measuring device CT3.
  • the current value of the output current (detection signal) is input to the output signal input section 12a of the control section 12 via the CT input circuit 15C, and the U-phase and W-phase voltages (detection signal) of the external power system 1 Are input to the voltage signal input sections 12 d and 12 e of the control section 12.
  • the control unit 12 compares the power value of the U-phase forward flow with the power value of the W-phase forward flow, and determines the smaller one as the CT power.
  • the power value of the U-phase forward flow is CT power.
  • the power value of the U-phase forward current and a predetermined level ⁇ ( Is zero or more than zero) .As a result, if the power value of the U-phase forward flow is larger than the specified level ⁇ , it is determined that the forward flow is forward, and the power of the U-phase forward flow is As a result of comparing the value with the predetermined level ⁇ , if the power value of the U-phase forward flow is smaller than the predetermined level, it is determined that the flow is reverse flow.
  • the above operation is performed by the power conditioner 10-1 itself, and the information measured (detected) by the power conditioner 10-1—that is, the output information composed of the output power and the reverse power flow power—is transmitted by the system parallel communication line.
  • the signal is transmitted to the transmission / reception section 21-2 ⁇ ⁇ ⁇ 2 1- ⁇ of the power conditioner 1 0-2 ⁇ ⁇ ⁇ 2 1- ⁇ .
  • step S2 the output of the power conditioner (PC) 10-1 itself is output.
  • the power and reverse power flow power are measured (step S1), and the calculated output power of the power conditioner (PC) 10-1 and the output power of each power conditioner (PC) are calculated.
  • Power conditioner (PC) 10-1-1 own status information and force Transmitter / receiver 2 1-1
  • the transmitter / receiver 21-1 of the power conditioner (PC) 10-1 and the receiver 26-1 of the power conditioner (PC) 10-1 have status information of the power conditioner (PC) 10-2 1.
  • the operating condition of the power conditioner and the output power are input through the system parallel communication line 22 (step S3).
  • the calculation unit 24-1 the measured values of the output power and the reverse power flow of the power conditioner (PC) 10-1 measured by the measurement unit 23-1, and the power conditioner ( (PC) 1 0-2 Based on the state information of 0-n and the output power, if the CT measured power is higher than a predetermined level ⁇ ( ⁇ is zero or a power value of zero or more), the circuit circuit increases the output power. And increase the output to the range where the output can be increased (Step S4, Step S5, Step S6).
  • step T On the power conditioner (? 0 1 0—2 '. '10 —n side, as shown in the flowchart of Fig. 9, the control of the power conditioner (PC) 10-2-10-n In the measurement sections 23-2 and 23-3-n of section 12, the measurement of the output power of the power conditioner (PC) 10-2-10 is performed (step T).
  • This power conditioner (PC) 10 0-2 ⁇ ⁇ ⁇ 10 0-n The output information consisting of its own measured output power and state information (for example, the operation state, the synchronization signal of independent operation, etc.) , Transmitter / receiver 2 1 _ 2, ⁇ ⁇ ⁇ 2 1-n Transmitter 25-2, ⁇ ⁇ ⁇ 25-n, the system conditioner communication line 22 from the power conditioner (PC) 10- It sent first to the receiving section 2 6 one first transmitting and receiving unit 2 1 one 1 (step T 2) t and state information from the respective power conditioners 1 0- 2 ⁇ ⁇ ⁇ 1 0- n actual Based on the output information, the power conditioners (PCs) 101 calculate the power to be output from each power conditioner (PC), and use this as the indicated value to calculate the power conditioner 1 0—2.
  • one power conditioner 10-1 monitors the reverse power flow power, and calculates the output value of each power conditioner based on this information and the output information of each power conditioner. Send.
  • Each power conditioner 1 0- 2 ⁇ 10-n can control the power generation based on the information.
  • each power conditioner can be controlled by the main system control device, with one power conditioner 10-1 as the main system control device.
  • the connecting portion is a connector
  • the system can be changed more easily. Also, by using the communication line 22 for system paralleling, even if a power conditioner is added, it is not necessary to add a current detector CT, which leads to a reduction in cost. If the system parallel communication line 22 is made wireless, further easy system change becomes possible.
  • the power conditioner 10-1 on the reverse power flow monitoring side uses the current detectors CT1 and CT2 that detect the direction and magnitude of the power flowing through the U-phase and W-phase of the external power system 1, respectively. It has CT input circuits 15 A and 15 B for each of the U-phase and W-phase to input the signals of Does not require 15 A and 15 B CT input circuits.
  • CT current detector
  • FIG. 10 shows Embodiments 1-2 of the present invention.
  • Embodiment 1-2 of the present invention relates to a personal computer (personal computer) 30 serving as an external input / output means for the control section 12 of the power conditioner 10-1 of Embodiment 1-1 of the present invention. Are connected.
  • the setting commands can be transmitted using the system parallel communication line 22. All power conditioners 1 0-1, 1 0-2, 1 0- n can be set with the conditioner. (Embodiment 2)
  • a plurality of power conditioners are connected to one power generation system.
  • the power generation system is configured by the prime mover 42 and the plurality of armature windings 60 and the like.
  • Fig. 11 shows an embodiment in a single-phase three-wire external power system (U-phase, V-phase, W-phase, and ⁇ -phase (neutral conductor)). Therefore, U-phase, W-phase, and ⁇ -phase (neutral) shall be indicated.
  • Cogeneration system A mainly consists of a prime mover 42, a generator 43, a waste heat recovery unit 33, a control unit 12, and an inverter circuit 13a'13.
  • a Laje night fan 47 is provided in the vicinity of the prime mover 42. Then, the circulating cooling water 8 of the prime mover 42 is exchanged with the return hot water (circulating hot water 9) from a heat consuming device (not shown) by the exhaust heat recovery device 33.
  • the prime mover 42 is equipped with a power switch 50, and the power supply to the power switch 50 is provided by a power transmission system U 3 Including) is performed through the transformer 11.
  • the generator 43 includes a rotor (not shown) having a field winding excited by a DC power supply on a rotating shaft 52 connected to a drive shaft of the prime mover 42, and a stator (not shown).
  • the three-phase output 70 a ⁇ 30 b is taken out from the armature winding 60 a ⁇ 60 b.
  • the configuration of the generator 43 may be a rotating field type in which the armature windings 60 a and 60 b are provided on the stator side.
  • a ⁇ 60b can be a rotating armature field type.
  • the three-phase output 70 a and 30 b from the generator 43 is rectified and smoothed by the diodes 61 a and 61 b and the capacitors 62 a and 62 b, and is a circuit for the inverter circuit 13 a Connected to 3b DC input. Then, the power generation systems 17 and 19 are output from the chamber overnight circuit 13 a and 13 b.
  • the prime mover 42, generator 43, exhaust heat recovery unit 33, and invar overnight circuit 13a and 13b, which are the main components of the cogeneration system A described above, are controlled by the control unit 12. Is being done. Further, the system of the cogeneration system A is configured to be managed by an operation display 28 and a remote operation display 29 for displaying and changing the operation state of the control device 12.
  • Fig. 11 shows an embodiment in which a single-phase three-wire external power system is connected to the grid.
  • the external power source 40 has a single-phase three-wire 200 V external power system U 1 (U-phase) ⁇ W 1 (W-phase) ⁇ ⁇ 1 (neutral).
  • the power generation systems 17 and 19 from the cogeneration system A are connected in parallel to the external power system U 1 -W 1 (U phase, W phase).
  • the power of the external power system U 1 ⁇ W 1 ⁇ ⁇ 1 and the generated power system 17 ⁇ 19 passes through the transmission system U 3 ⁇ W 3 ⁇ ⁇ 3 to the power consuming equipment (load) 24 ⁇ 24 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Power is being transmitted.
  • the external power systems Ul and W1 are provided with current transformers (current transformers) CT1 and CT2 for load current detection.
  • current transformers current transformers
  • the load current detection current transformers CT1 and CT2 are used to transfer the power values of the external power system U1 and W1 to one of the inverter circuits 13a and 13b provided with a plurality of inverter circuits.
  • the circuit 13a is calculated.
  • the inverter circuit 13a supplies the power to the power consuming devices 24 to 24 so that the power value of the external power system U 1 ⁇ W 1 is constant.
  • Calculate the total output of b and calculate the output by dividing the total output by the number of inverters (2 in the embodiment of Fig. 11 and n in the embodiment of Fig. 12).
  • the multiple inverter circuits 13a and 13b are communicated in a multi-gate configuration, and are used to calculate the power values of the external power systems U1 and W1.
  • the path 13a transmits the output set value to the other inverter circuit 13b.
  • the inverter circuit 13b performs output control so as to match the output set value from the inverter circuit 13a.
  • the power demand in the transmission system U 3 ⁇ W 3 increases, and the amount of power flowing in the external power system U 1 ⁇ W 1 increases accordingly.
  • the inverter circuit 13a calculates the increase value of the electric energy of the external power system U1 ⁇ W1 from the load current detection current transformers CT1 ⁇ CT2.
  • the inverter circuit 13a controls the output of the inverter circuit 13a ⁇ 13b to be increased.
  • the power demand in the transmission system U 3 ⁇ W3 decreases, and the amount of power flowing through the external power system U 1 ⁇ W 1 decreases accordingly.
  • the inverter circuit 13a calculates the decrease value of the electric energy of the external power system U1 ⁇ W1 from the load current detection current transformers CT1 ⁇ CT2.
  • the circuit 13a controls the circuit 13a.13b so as to reduce the total output of the circuit 13a and 13b.
  • the generator 43 has a configuration in which two armature windings 60a and 60b are provided for one rotor.
  • two armature windings 60a and 60b may be formed on one stator, and two armature windings 60a-6 One rotor may be configured for each of 0b.
  • FIGS. 11 and 12 The illustration of the armature windings 60a and 60b shown in FIGS. 11 and 12 is as follows.
  • the generator symbol is used to clearly indicate that it is a power generation unit.
  • three-phase outputs 70a and 70b are separately extracted from each armature winding 60a and 60b, and the three-phase outputs 70 and a ⁇ 70 b is rectified and smoothed by a diode 61 a ⁇ 61 b and a capacitor 62 a ⁇ 62 b, respectively, and connected to the DC input section of the circuit 1 3 a '13 b .
  • the outputs from the inverter circuits 13a and 13b are integrated to form one power generation system 17 and 19 as the entire cogeneration system A.
  • Fig. 12 shows an example in which the above configuration is further simplified and the number of windings of the armature is n (multiple).
  • the rotating shaft is provided with n (multiple) armature windings 60 a ⁇ 60 b ⁇ ⁇ ⁇ corresponding to each armature winding 60 a ⁇ 60 b ⁇ ⁇ ⁇
  • each armature winding 60 a ⁇ 60 b is a half (1 Z2) output as compared with the case where the generator 43 is constituted by one armature winding.
  • the electric energy (capacity) corresponding to the inverter circuit 13a ⁇ 13b may correspond to the output of each armature winding 60a ⁇ 60b. From this, it is sufficient that the capacity is half (1Z2) compared to the instantaneous capacity when one armature winding is used. In other words, the inverter circuit 13 a ⁇ 13 has a smaller size, lower cost, and a stable output with lower power than the inverter circuit provided when it is composed of one armature winding. Can be applied (equipped).
  • each armature winding 60a ⁇ 60b ⁇ b ′ is compared with the case where the generator 43 is constituted by one armature winding.
  • 1 / n output, and 1 / n capacity of inverter circuit 13a'1 3b- b ' can be applied compared to the case of one armature winding.
  • lZn a smaller amount of power
  • the inverter circuit 13 corresponding to each armature winding 60-60 is controlled. Power capacity can be reduced.
  • the complexity and cost due to multiple parts (multiple configurations) are taken into account.
  • the minimum output of the generator is determined by the number of armature windings Since it is possible to change the specifications of power and maximum output, if each component of the cogeneration system is unified, it is only necessary to select the number of each component according to the output specification Therefore, it is possible for manufacturers to significantly reduce costs in terms of manufacturing and stocking of each component, and to provide a cogeneration system with specifications that meet the needs of customers. It becomes possible.
  • Fig. 13 shows a three-phase external power system U1, V1, W1, connected to an overnight output 17--18-19, and supplying power to a three-phase load 50, 50, 50 1 shows an embodiment of the present invention.
  • the inverter circuits 13a and 13b output three-phase inverter outputs 17, 18 and 19, respectively, and the three-phase external power system U1 Connect to the U, V, and W phases of W1.
  • the calculation of the power consumption of the load 50, 50, ... is performed by using the load current detection current transformers CT1, CT2 provided in the three-phase external power system U1, V1-W1, respectively. From the inverter circuit 13a and 13b.
  • the cogeneration system of the present invention can be applied not only to the single-phase external power system described above but also to a three-phase external power system.
  • the power generation system includes a plurality of power generators 102, a communication line 103 connecting the power generators 102, and a communication line 103 connected to the power generator 102. It is composed of a management system 110 to be connected.
  • one generator system is composed of one power generation device, and the power generation system is composed of a plurality of generator systems.
  • the plurality of power generators 102, 102, 102, ... are connected by a communication line 103.
  • the communication line 103 connects the generators 102, 102, 102,... In a multi-drop manner.
  • the communication line 103 is connected to the adjacent power generator 102 via each power generator 102.
  • the adjacent power generators 102, 102 are connected by the communication line 103. is there.
  • multiple generator systems are connected in a multi-drop (one-stroke) manner by the communication line 103.
  • the power generator 102 at the terminal is connected to the management system 110 via the communication line 103.
  • the management system 110 recognizes the state of the generator system, and the management system 110 can transmit a control signal of the generator system.
  • the management system 110 can also be connected to the generator system via a communication network such as a telephone line, and is a remote management system.
  • the management system 110 can be connected to the generator system as needed.
  • the generator system is configured to be operable even when not connected to the management system 110.
  • the outputs of the power generators 102 are each connected to external power (commercial power, power supplied from another power generation system, etc.) 104.
  • the external power system 104 has loads 105, 105, 105, Are connected to each other.
  • the power output side of the power generator 102, the load 105, and the external power system 104 are connected to each other.
  • the power generator 102 can also be used as a co-generator.
  • the co-generator has an internal combustion engine to generate heat, and the internal combustion engine drives a generator to produce electric power simultaneously with the heat. Cooling water is introduced into the internal combustion engine, and the amount of heat generated from the internal combustion engine by the cooling water is taken out. The extracted heat is stored in hot water storage tanks as hot water.
  • the generator 102 is a co-generator, the power supply to the load 105 is mainly performed by the generator 102, 102, 102, and the load 105 When the required power exceeds the output power of the generator 102, 102, the power is supplied to the load 105, 105 from the external power system 104. Things.
  • hot water for hot water supply can be accumulated while generating heat stably, and stable power supply can be performed to the load 105 * 105.
  • the generator 102 includes a prime mover 106, a generator 107, and a circuit 13.
  • the prime mover 106 is connected to the generator 107 and is connected to the prime mover 106.
  • the generator 107 is driven.
  • a communication line 112 is connected to the prime mover 106 via a generator control system controller 114 including an engine controller.
  • a system controller 114 connected to a prime mover 106 is used as a generator system control unit.
  • the system controller 114 has the function of the control unit 12 in the first embodiment described above.
  • the communication line 112 is connected to the inverter circuits 13 and 13 and the system controller 111 arranged in the power generator 102, and is connected to the communication line 112 via the communication line 112.
  • the control signal of the inverter circuit 13 and the signal indicating the state of the inverter circuit 13 can be transmitted.
  • the circuit 13 and the circuit 13 can be controlled via the system controller 114.
  • a communication line 103 connecting the power generators 102.102,... Is connected to the system controller 114, and the prime mover 106 is connected via the communication line 103.
  • the control signal can be transmitted to the system controller 114.
  • An inverter circuit 13 is connected to the generator 107, and the AC output generated by the generator 107 is converted into DC power, and then input to the inverter circuit 13 to generate a frequency.
  • the AC power is output by controlling the power.
  • a controller is provided in the circuit 13 and the controller controls the frequency of the AC power by the controller.
  • inverter circuits 13 are connected to the generator 107, It is also possible to supply power by means of individual circuit overnight circuits 13.
  • the above-mentioned communication line 113 is connected to the inverter circuit 13, and the communication line 113 is connected to a controller provided in the inverter circuit 13.
  • an inverter circuit 13 disposed in all the power generators 102 is connected by a communication line 113.
  • the operating state of the generator 102 the presence or absence of an abnormality in the generator 102, the input voltage and input current from the generator 107, and the output of the inverter circuit 13
  • the voltage, output current, and integrated power of the inverter circuit 13 are recognized.
  • the recognized information is transmitted as communication data to the communication lines 113 and 103 via the system controller 114.
  • the communication data is transmitted to another power generation device 102 via the communication line 103.
  • the management system 110 When the management system 110 is connected to the power generation system, the information of the inverter circuit 13 can be transmitted to the management system 110.
  • Information indicating the state of the above-mentioned power generators 102 disposed in all the power generators 102 via the communication line 103 is transmitted to the management system 110 (including information on the invertors). Therefore, the management system 110 recognizes data of the input circuit, input current, output voltage, output current, and integrated power, which are information of the inverter circuit 13, and generates power by the control. It can be used for meter display indicating system status and energy management data such as daily power generation data.
  • the invar overnight circuits 1 3 ⁇ 1 3 ⁇ ⁇ are connected by communication lines 1 1 3 respectively.
  • the communication line 113 is connected to the inverter circuit 13 by a multi-drop method.
  • the communication line 1 1 3 connects the two inverter circuits 1 3 and 13, and the adjacent circuit 1 3 and 1 3 connects via the communication line 1 1 3. is there.
  • one of the inverter circuits 13 has a measuring device 1 1 1 * 1 1 which is a means for recognizing the amount of power supplied from the external power system 104. 1 is what is connected.
  • the measuring instrument 111 is on the path connecting the load 105 and the external power system 104 upstream of the connection point of the power supply path by the inverter circuit 13 (external power system 104 side). Connect.
  • the measuring device 111 recognizes the amount of power supplied from the external power system 104 to the load 105, 105, 105,.
  • the measurement device 111 can recognize whether or not power is supplied from the external power system 104. External power When the system 104 is connected to the load, power is supplied to the load from the external power system 104, and power is not supplied from the external power system 104. In this case, it can be recognized that the power supply from the external power system 104 has stopped. That is, the presence or absence of a power outage can be recognized by the measuring device 1 1 1.
  • the required operation amount of the generator 102 can be recognized by the measuring device 111.
  • the power supply from the generator 102 is smaller than the load, more power is supplied to the external power system 104, and the power supply from the generator 102 is supplied to the load.
  • the amount of power supplied from the external power system 104 is reduced. For this reason, the amount of power supplied from the external power system 104 is recognized using the measuring device 111, and the operation amount of the generator system is determined.
  • a current transformer or the like can be used as the measuring device 111 .
  • the circuit 13 s connected to the measuring circuit 11 1 1 adjusts the output of the other circuit 13, 13, 13... Constituting the generator system.
  • the communication line 113 is connected between the inverter circuits 13 and 13.
  • the number of the inverter circuits 13 connected to the communication line 113 is determined by a signal transmitted through the communication line 113. Can be recognized by
  • the output of the inverter circuit 13 is recognized through the communication line 113, and the output of the impeller circuit 13 connected to the communication line 113 can be controlled.
  • the power is supplied from the external power system 104.
  • the control is performed to keep the amount of electric power constant.
  • the electric energy used from the external electric power system 104 is set, and the other inverters are set so that the electric energy measured by the measuring instrument 111 becomes the set value. It controls the output of the overnight circuit 13 ⁇ 13 ⁇ ⁇ .
  • the output allocated to some inverter circuits 13 can be increased, and the output allocated to other inverter circuits 13 can be reduced.
  • the priority operation order is determined based on the operation time of the inverter circuit 13, and the output can be allocated. is there. Then, according to the required output, the number of operating inverter circuits 13 is calculated from the installed impellers, and the operating inverter circuits 13 are set.
  • the priorities of the inverter circuits 13, 13, and 13 are set, and the current flowing from the external power system 104 is determined based on the amount of current detected by the measuring instrument 111.
  • the incoming power is recognized.
  • the power required in the generator system is calculated from the incoming power. In this way, the number of invaders that operate with the required power is set.
  • the number of activated members is set to N 1, N 2, (max 1) and N max respectively.
  • the required power is compared with the output stage up to the set Wmax or more, and the set number of members are activated.
  • a timer for integrating the operating time of the inverter circuit 13 is provided in the inverter circuit 13, and the operating time of the inverter circuit 13 is recognized by the timer. Is what you do.
  • the inverter circuit 13 with a short operation time is operated preferentially, and the integrated value of the load applied to the inverter circuit 13 in the generator system is made uniform. Thereby, the durability of the inverter circuit 13 can be improved.
  • the priority order of the inverter circuit 13 for performing the above-mentioned operation is set based on the operation time, and the operation is performed preferentially from the short-time operation of the inverter circuit.
  • initial priorities are set, and at the time of initial operation, the output is allocated based on this.
  • the required output is sufficiently lower than the total output of the Invera, it is only necessary to operate several Invera in accordance with the priority order, and the other Invera It will stop. Then, in the invertor that started operation, the operation time is accumulated by the timer. The priority is lowered by the accumulated operation time, and the operation is not preferentially performed in the next operation control. Alternatively, when the required output decreases, stop control is performed with priority. In the output control of the overnight circuit, the control of the operation or the stop for a plurality of the night circuits is updated at a cycle set in the 13 s circuit circuit. Also, when updating the control, if one of the inverters is to be operated and the other is to be stopped, the member to be operated is operated first, and then the other member is operated. Can be stopped to reduce output fluctuations.
  • the other inverter can be operated to absorb power fluctuations at the time of switching by supplying power from an external power supply.
  • the inverter circuit 13 s it is possible to store a power output pattern for a time zone and calculate a power output plan in accordance with the power output pattern. As a pattern of power output over time, it is possible to integrate power output trends over a period of one day, one week, or one month.
  • the number of Invar nights to be operated is stored as data in response to a constant power demand, and the power output pattern is compared with the nighttime power pattern. It is also possible to pre-set the operating time of the room. As described above, the operating inverters are set based on the priority set for each of the inverter circuits 13 ⁇ 13 ⁇ ⁇ ⁇ .
  • a high-priority Inver Evening is activated, and before the peak power consumption period, an Inver Evening scheduled to operate at the peak time occurs.
  • the power that is required at that time can be equally divided by the activated inverter and the power supply can be performed. If the required power is expected to decrease, several members will be given priority over those with lower operation priority, and the remaining members will need to stop at that time. Power. As described above, it is possible to smoothly supply power by the generator system by controlling the installation of multiple units. In addition, there is no need to supply power for a large number of members for a small amount of power demand. For this reason, fluctuations in the power supply due to output adjustment during the evening can be suppressed, and power loss during the evening can be reduced.
  • the inverter circuit 13 s connected to the measuring instrument 1 1 1 can recognize the occurrence of a power outage and the required amount of operation of the power generation system. Since the inverter circuit 13 s is connected to the other inverter circuit 13 by the communication line 113, the operation state of the other inverter circuit 13 can be recognized.
  • the generator system can be easily managed by connecting the management system 110 or the system controller 114 to the inverter circuit 13 s.
  • connection configuration of the multi-door circuit circuit circuit 13 is described. And will be explained in more detail.
  • the first inverter circuit 13 and the second inverter circuit 13 are connected to the second inverter circuit 13. It connects the overnight circuit 13 and the third inverter circuit 13. Further, when connecting the four inverters, the third inverter circuit 13 and the fourth inverter circuit 13 are connected by the communication line 113.
  • the communication line 113 connects the adjacent inverter circuits 13 and 13, so that the wiring route can be omitted.
  • the second inverter circuit 13 is connected to the first inverter circuit 13 via the communication line 113 connecting the first and second inverter circuits 13. The information is transmitted to the circuit 13 of the nighttime circuit.
  • the third inverter circuit 13 includes a communication line 1 13 connecting the second and third inverter circuits 13 and a communication line 1 connecting the first and second inverter circuits 13. The information is transmitted to the first inverter circuit 13 via 13.
  • the wiring of the communication line 103 can be omitted, and wiring can be reduced. Things.
  • the room overnight circuit 13 includes a controller 123, a rectifier circuit 124, a frequency control unit 125, and a communication unit 121.
  • the AC power generated by the generator is converted to DC through the rectifier circuit 124, and the DC power is supplied to the frequency controller 125.
  • the frequency controller 125 converts DC power to AC power and outputs the converted power.
  • a controller 123 is connected to the frequency controller 125, and the controller 123 controls the power output from the frequency controller 125.
  • the communication unit 122 is connected to the controller 123.
  • the controller 123 can also transmit the status information of the inverter circuit 13 via the communication unit 121, and transmits the control signal of the inverter circuit 13 to the communication unit 121. It is also possible to control the output of the inverter circuit 13 by receiving the signal through the inverter.
  • the communication unit 122 has a connection port 122 for connecting two communication lines 113.
  • the communication line 113 is connected to the connection port 22. This makes it possible to connect the two adjacent inverter circuits 13 and the communication line 103.
  • connection port 1 2 2 of the receiver circuit 13 connects the communication line 113 to the receiver circuit 13, and also connects the communication line 113 to the other communication line 113. It also serves as a port to connect.
  • connection configuration of the communication line 113 between the circuit overnight circuit 13 and 13 can be simplified and the labor required for the connection can be reduced. Also, by reducing the distance between communication lines, the attenuation rate of the delivered signal is reduced. It is possible to suppress and enable higher-density communication.
  • a port for connecting the communication line 112 to the communication section 121 is provided, and the inverter circuit 13.1.13 and the system controller 1 in one power generation device 102 are provided via the communication section 121. 14 can be connected.
  • the connection configuration of the prime mover 106 installed in the power generator 102 will be described.
  • a plurality of prime movers 106 arranged in the generator system are connected to each other by a communication line 103 via a system controller 114.
  • connection method of the system controller 1 14 ⁇ 1 1 ⁇ ⁇ ⁇ via the communication line 103 is the same as the connection method of the above-mentioned circuit 1/3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ multi-drop method .
  • wiring reduction between the prime movers 106 ⁇ 106. the information can be taken out, and the individual motors 106 can be taken out. Is transmitted to one system controller 114 constituting the power generation system.
  • the generator 102 is connected to the generator 102 by a communication line 103.
  • the communication line 103 is connected via the system controller 114 to the communication line 111. Is to be branched. This makes it possible to easily connect the communication line 103 between the power generators 102, simplify the generator system, reduce the wiring labor, and improve the maintainability. is there.
  • the communication line 112 is connected to a system controller 114 including a controller of the prime mover 106.
  • the controller is prime mover 106 For controlling force, and a system controller including the controller
  • the engine 114 starts, stops, and controls the output according to 114. It is to be noted that power can be supplied from the battery provided in the power generator 102 or from an external power supply to the power supply for starting the motor 106 in the evening.
  • the start and stop of the power generator 102 can be controlled via the communication line 1 12. At the same time, it is possible to control the output of the prime mover 106.
  • the prime mover 106 provided in the generator 102 having the inverter circuit 13 s for controlling the above-mentioned inverter circuit 13 13 13 A controller that controls the motor 106 is connected, and the controller receives information about the motor 106 from the controller connected to the other motor 106, 106, The control signal is transmitted to the
  • the controllers of the prime movers 106 are connected by a multi-door system, and the controllers of the adjacent prime movers 106 are connected by communication lines 112. Therefore, the configuration of the communication wiring is simplified, the distance between the communication lines 112 connecting the controllers can be reduced, and the attenuation of signals transmitted and received between the controllers can be suppressed. .
  • the plurality of prime movers 106, 106, ... arranged in the generator system are interconnected with each other as in the above-mentioned inverter circuit 13, 13, 13, ... ⁇
  • the entire output of 106 ⁇ ' is configured to be controllable.
  • the distribution of control information to other prime movers 106 and the accumulation of engine operation information are based on the power generation installed in the generator connected to the inverter circuit 13 s. This is performed in the device 102 (the system controller 111 attached to the prime mover 106).
  • the priorities of the other power generating devices 102 are set, and the operating state of each engine is controlled based on the priorities.
  • the engine output can be adjusted by the system controller 114 connected to the prime mover 106 so that the load can be shared equally between the prime mover 106 and 106. It is possible. Alternatively, it is possible to select several prime movers 106 for the load, operate the prime mover 106, and operate the prime mover 106 with higher output efficiency.
  • This embodiment shows an example of a communication configuration between the power generation devices 102, and does not particularly limit the communication configuration. In the case of a plurality of connected engines, it suffices if information from each engine is transmitted to the system controller of the terminal generator.
  • a communication start signal is transmitted by a system controller 114 connected to a preset prime mover 106, and the signal is transmitted to the upstream side of the connected prime mover 106-106 ().
  • the management system 110 receives the information in order and transmits information to the received signal.
  • Such a communication By adopting the communication configuration, stable information transmission / reception is performed. It is also possible to use the communication configuration of the above configuration in the inverter circuit 13 * 13 *.
  • the generator 102 connected to the measuring device 111 is used as a master, and the prime mover 106 and the inverter circuit 13 arranged in the master serve as the other generators. It controls the prime mover 106 and the inverter circuit 13 arranged at 02. That is, it is only necessary that information from a plurality of connected inverter circuits is transmitted to the terminal inverter circuit in a plurality of connected inverter circuits.
  • a communication start signal is transmitted from the management system 110, and the signal is received in order from the upstream side (management system 110 side) of the connected inverter circuit 13 13 13.
  • Information is transmitted in response to a signal received from the system 110.
  • a plurality of power generators 102 can be arbitrarily connected to the downstream side, and the generators 102, 102 can be controlled by the master unit. It is possible.
  • the control of the inverter circuit 13 13 13 is performed, and the output control of the inverter circuit 13 13 ′ is performed as necessary. Also, in the prime mover 106 ⁇ 106 ⁇ ⁇ ⁇ , the output control or operation of the prime mover 106 ⁇ 106 ⁇ ⁇ is assigned according to the required output.
  • the outputs of the inverter circuits 13 and 13 disposed in the power generator 102 are also stopped.
  • the number of active or operable inverter circuits 13 is recognized, and based on the number of invertor circuit 13, the invertor circuit 1 is determined. The calculation of the output assignment of 3 * 1 3 ⁇ ⁇ is performed. Then, the assigned amount of each of the inverter circuits 13, 13, and so on is transmitted, and the impeller circuit 13 is controlled. In other words, in the inverter circuits 13, 13, and 13, the output allocation of each operable inverter circuit 13, 13, and is extended according to the number of operable inverters. Is what you do.
  • the system controller 111 which controls the prime mover 106 can also recognize the output state of the inverter circuit 13 13 13 via the communication line 112. For this reason, when the output power of the operating circuit circuit circuit 13, 13, 13 It is possible to have
  • the operation of the prime mover 106 makes it possible to operate the inverter circuit 13, 13 arranged in the power generator 102 in which the prime mover 106 is disposed.
  • the inverter circuit 13 When the inverter circuit 13 becomes operable, the number of operable inverter circuits 13 recognized by the inverter circuit 13 increases. As described above, the output of the inverter circuit 13, 13, 13... Is assigned in one inverter circuit 13.
  • the output of the inverter circuit 13 ⁇ 13 arranged in the power generator 1 ⁇ 2 in which the prime mover 106 is disposed stops.
  • the inverter circuit 13 stops the number of operable inverter circuits 13 recognized by the other inverter circuit 13 decreases. Then, based on the number of the inverter circuits 13 after the decrease, in one inverter circuit 13 s, as described above, the inverter circuits 13 3 1 3 Output assignment is performed.
  • the power generation system it is possible to operate the power generation system efficiently by controlling the operation of the generator units 2 and 2 and the operation state of the inverter circuit 13 and 13 It is.
  • the fuel efficiency of the power generator 102 can be improved, and the life of the inverter circuit 13 can be improved.

Description

エンジンにより駆動される発電機を有する電力 技術分野 ·
本発明は、 エンジンにより駆動される発電機とパワーコンディショナ とを有し、 該パワーコンデイシ明ョナを介して、 該発電機の出力電線を、 商用電力系統等の外部電力系統に連系することで、 該発電機による自己 発電電力と、 外部電力とを負荷に供給可書能とした電力システムに関する ものであって、 特に、 該パワーコンデイショナの運転制御構造、 各パヮ 一コンデイショナのインバー夕回路同士の接続構造、 また、 複数の電力 同士の接続構造に関する。 背景技術
近年、 自家発電システムの一つとして、 ガスコ一ジェネレーションシ ステムなどが注目されている。 これは、 天然ガス等を燃料として発電し た電力を利用すると共に、 その排熱を回収して湯沸かし等に利用するシ このシステムは、燃料エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機、 発電機からの電力を商用電源等の外部電源と同期のとれた交流電力に変 換する電力変換装置 （インバー夕回路） および外部電源の異常を検出す る保護装置、 排熱を回収する排熱回収装置で構成されている。 上記の電 力変換装置と保護装置を含めたものが、 パワーコンディショナである。 ガスコージエネレ一ションシステムで発電した電力が逆潮流すると、 発電効率が低下する。 そこで、 逆潮流を検知し、 それを防止するための 機能が必要となる。 このようなガスコ一ジェネレーションシステム等の電力システムにお いて、 容量の増加を図る場合、 インバー夕回路そのものの容量を大きく するのは、 コンパクト性の確保の点で問題となる。 そこで、 複数台のパ ヮーコンディショナ （即ち、 複数のインバー夕回路） を外部電力系統に 接続することが考えられる。
しかしながら、 複数台のパワーコンディショナ （複数のインバータ回 路） を商用電力系統などの外部電力に接続する場合、 全てのパワーコン ディショナで逆潮流を検知する必要があり、 また、 各パワーコンデイシ ョナ間で出力の不均等化が生じさせないことが大事である。 また、 パヮ —コンディショナのィンバータ回路間の接続をいかに簡単かつ低コスト でコンパクト性を確保できるようにするかということも問題である。 更に、 複数台の電力システムを設ける場合においても、 各システムの 稼動を平準化する必要がある。 発明の開示
本発明は、 上記の問題点に着目して成されたものであって、 その第一 の目的とするところは、 コンパクト性を保持しながら電力システムの容 量を増大することである。
そこで、 本発明は、
エンジンにより駆動される発電機を有する電力システムであって、 当該発電機に設けられる複数の電機子巻線、
当該電機子巻線毎に設けられるィンバ一夕回路、
当該各ィンバータ回路の下流側に接続される自己発電電線、 から成り、 当該電線が、 外部電源と需要側を結ぶ外部電線に接続される
電力システムを構成するものである。
これにより、 インバー夕回路が電機子巻線毎に設けられるので、 各ィ ンバ一夕回路が小型化できる。 よって、 容量の大きな電力システムをコ ンパクトに構成できる。
更に、 本発明は、 このように複数のインバー夕回路を設けつつ、 各ィ ンバ一夕回路が逆潮流を防止し、 効率的な発電量の制御ができ、 また、 ィンバ一夕回路の出力を均等化し、 システムの稼動率や寿命も均等化で きるようなィンバ一夕回路の運転制御構造を提供することである。 そこで、 本発明は、 前記の如く電機子巻線毎の複数のインバー夕回路 を設けた電力システムにおいて、
前記外部電線の電圧を検出する手段、
前記各ィンバ一夕回路から出力される電圧を検出する手段、
前記各ィンバ一夕回路から出力される電流を検出する手段、
外部電線電圧、 各インバー夕回路の電圧、 各インバー夕回路の電流に基 づいて前記各ィンバ一夕回路を制御する制御装置
を備えるものである。
これにより、 外部電線電圧に基づいて、 自己出力を制御するので、 外 部電線電圧と調和のとれた電圧で電力を供給できる。 また、 自己の出力 する電圧および電流に基づいて自己出力を制御するので、 過剰運転を防 止できる。
また、 特に、 前記制御装置を、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主制御 装置と、
各ィンバ一夕回路の電圧、 各ィンバ一夕回路の電流に基づいて各ィンバ 一夕回路の出力電力を算出する制御装置と、 から成るものとし、 主制御装置が、 当該各制御装置と通信し、 外部電線電力と各インバー夕 回路の出力電力に基づいて各ィンバ一夕回路の自己出力電力が均等にな るように各ィンバー夕回路を制御するよう、 電力システムを構成する。
これにより、 各インバー夕回路が、 常時均等に稼動される。 従って、 各ィンバ一夕回路が一様に経年劣化し、 メンテナンス時期をあわせるこ とができる。
さらに、
前記主制御装置が、 前記外部電線を需要側へ電流が流れるように前記各 ィンバ一夕回路を制御するよう、
電力システムを構成する。
これにより、 外部電線を電流が需要側へ流れるように、 インバ一夕回 路が制御される。 即ち、 外部電源への逆潮流を防止できる。
また、 マルチドロップ接続による通信線で前記主制御装置が前記核制 御装置と通信する、
電力システムを構成する。
これにより、 主ィンバ一夕制御装置と他のィンバ一夕制御装置とが簡 素な通信配線で接続される。 従って、 メンテナンスにかかる労力を軽減 することができるものである。
そして、前述の様々な構成の電力システムを複数設ける場合において、 当該各電力システムの発停を制御するシステム制御装置と、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置とを設け、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する。
このように構成することにより、 各電力システムの稼動を平準化する ことができ、 従って、 各通算稼動状況が均等になって、 一様に経年劣化 し、 メンテナンス時期を合わせることができる。 図面の簡単な説明
図 1は系統連系システムにおけるパワーコンディショナの構成説明図 であり、 図 2は外部電力系統に複数のコージエネレ一ションシステムを 連系した系統連系システムの構成説明図であり、 図 3は本発明の実施の 形態 1 一 1に係るパワーコンディショナの運転制御装置を備えた系統連 系システムの構成説明図であり、 図 4はパワーコンディショナの構成説 明図であり、図 5同パワーコンディショナの概略的な構成説明図である。 図 6は同パワーコンディショナの作動フローチヤ一トであり、 図 7他 のパワーコンディショナの構成説明図であり、 図 8は同パワーコンディ ショナの概略的な構成説明図であり、 図 9は同パワーコンディショナの 作動フローチヤ一トであり、 図 1 0は本発明の実施の形態 1― 2に係る パワーコンディショナの運転制御装置を備えた系統連系システムの構成 説明図である。
図 1 1は発電機に二つの電機子巻線を備えたコ一ジエネレーションシ ステムの回路図、 図 1 2は発電機に複数 （n個） の電機子卷線を備えた コ一ジェネレーションシステムの回路図、 図 1 3は三相外部電力系統に ィンバ一夕出力を接続させる実施例を示すコージエネレ一ションシステ ムの回路図である。
図 1 4は分散電源用発電機の全体構成を示す模式図、 図 1 5は発電装 置の構成を示す図、 図 1 6は複数の発電装置に配設されるインバ一夕回 路の接続構成を示す図、 図 1 7はインバ一夕回路の制御構成を示すフロ 一チャート図、 図 1 8はインバー夕回路の構成を示す図である。 本発明を実施するための最良の形態
(実施の形態 1 ) 本発明に係るパヮ一コンディショナの運転制御装置は、 発 fl が発電した電力を商用電力などの外部電力系統に連系するパワーコンデ ィショナの運転制御装置であって、 複数台のパワーコンディショナを外 部電力などの外部電力系統に連系し、 パワーコンディショナ間を情報交 換手段により互いに接続し、 複数台のパワーコンディショナのうちの少 なくとも 1台で逆潮流の監視を行い、 この監視情報と他のパワーコンデ ィショナの情報とを交換して、 全てのパワーコンディショナの出力を均 等化するように制御するものである。
そして、 情報交換手段が、 パヮ一コンデイショナのそれぞれに送受信 手段を設け、 これらの送受信手段を通信媒体で互いに接続して構成され ており、 通信媒体が、 有線方式もしくは無線方式のシステム並列用通信 線である。
かかる構成により、 複数台のパワーコンディショナを情報交換手段を 用いて接続し、 各パワーコンデイショナの出力電力量、 状態情報等を交 換し、 各パワーコンディショナは、 それらの情報を基に逆潮流を防止す るように発電量を制御することができる。
また、 この情報を通信媒体 （有線方式もしくは無線方式のシステム並 列用通信線） を用いて全てのパワーコンデイショナに送信するため、 逆 潮流電力に応じた発電量の制御を全て等しくできる。
これにより、 パワーコンディショナの出力を均等化できるため、 シス テムの稼動率や寿命も均等化できる。
さらに、 複数のパワーコンデイショナを接続することで、 大容量シス テムを構築することが容易になる。
すなわち、 少なくとも 1台のパヮ一コンデイショナを基本として、 パ ヮーコンディショナを追加することができ、 容量の変更が容易である。 また、 接続部をコネクタにすれば、 更に容易にシステムを変更できる。 また、 システム並列用通信線を使用することで、 パワーコンディショ ナを追加しても、 電力検出器を追加する必要はなく、 コス トの低下につ ながる。
なお、 通信媒体を無線にすれば、 さらなる容易なシステム変更が可能 になる。
また、 本発明に係るパワーコンデイショナの運転制御装置では、 逆潮 流監視側のパワーコンディショナが、 発電システムが発電した電力を外 部電源と同期のとれた交流電力に変換する電力変換手段と、 外部電力系 銃の U相、 W相のそれぞれを流れる電流の向きと大きさを検出する電流 検出手段からの検出信号を入力する U相、 W相それぞれの信号入力手段 と、 電力変換手段の出力電流の大きさを検出する出力電流検出手段と、 外部電力系統の U相、 W相のそれぞれの電圧を検出信号として入力する U相、 W相それぞれの電圧入力手段と、 自己の出力電力の大きさ、 自己 の状態情報及び監視した逆潮流電力を出力情報として出力し且つ非逆潮 流監視側のパワーコンディショナの状態情報及びその出力電力を入力情 報として入力する送受信手段と、 信号入力手段、 出力電流検出手段及び 電圧入力手段からの信号を受けて逆潮流を検知し且つ入力情報を基にパ ヮーコンディショナの出力電力を制限するように電力変換手段を制御す る制御手段とを有する構成である。
また、 非逆潮流監視側のパワーコンディショナが、 発電システムが発 電した電力を外部電源と同期のとれた交流電力に変換する電力変換手段 と、 電力変換手段の出力電流の大きさを検出する出力電流検出手段と、 外部電力系統の U相、 W相のそれぞれの電圧を検出信号として入力する U相、 W相それぞれの電圧入力手段と、 逆潮流監視側のパワーコンディ ショナの出力情報及び非逆潮流監視側の他のパワーコンデイショナの出 力情報を入力し且つ自己の状態情報及び自己の出力電力を出力情報とし て出力する送受信手段と、 出力電流検出手段及び電圧入力手段からの信 号を受けると共に、 逆潮流監視側のパワーコンディショナの出力情報、 非逆潮流監視側の他のパワーコンディショナの出力情報を受けて、 出力 電力を制限するように電力変換手段を制御する制御手段とを有する構成 である。
かかる構成により、 逆潮流監視側のパワーコンディショナが、 外部電 力系統の U相、 W相のそれぞれを流れる電流の向きと大きさを検出する 電流検出手段からの信号を入力する U相、 W相それぞれの信号入力手段 を有しており、 逆潮流を検知しない側、 すなわち、 非逆潮流監視側のパ ヮーコンディショナには信号入力手段が必要でない。
すなわち、 逆潮流を検知する側のパワーコンディショナのみが逆潮流 検知を行う電流検出手段である電流検出器 （C T ) を必要とし、 他のパ ヮーコンデイショナには電流検出器 （C T ) が必要ないために、 電流検 出器 （C T ) の数を減らすことができる。
なお、 発電システムとは、 例えば、 ガスエンジンと、 このガスェンジ ンにより駆動される発電機等であり、 電力変換手段とは、 例えば、 イン バー夕であり、 電流検出手段とは、 例えば、 電流検出器 （カレントトラ ンス C T ) 等であり、 信号入力手段とは、 例えば、 C T入力回路 （A D コンバータ） 等であり、 出力電流検出手段とは、 例えば、 出力電流計測 器 (カレン卜 卜ランス C T ) 等であり、 電圧入力手段とは電圧入力回路 ( A Dコンバータ） 等であり、 制御手段とは、 例えば、 M P U等である。 状態情報とは、 単独運転検出用の同期信号、 運転状態等である。
また、 本発明に係るパヮ一コンデイショナの運転制御装置は、 上記し た本発明に係るパワーコンディショナの運転制御装置において、 複数台 のパワーコンディショナのうち少なくとも 1台に外部入出力手段を接続 するようにしてもよい。 かかる構成により、 パワーコンディショナに外部入出力手段を接続す れば、 システム並列用通信線を用いて全てのパワーコンディショナの情 報を得ることができる。
また、 パワーコンデイショナの設定値を設定する際も、 システム並列 用通信線を用いて設定コマンドを送信できるため、 任意のパワーコンデ イショナで全てのパワーコンディショナの設定を行うことができる。 なお、 外部入出力手段はパーソナルコンピュータなどである。
また、 本発明に係るパワーコンデイショナの運転制御方法は、 発電シ ステムが発電した電力を外部電力系統に連系するパワーコンディショナ の運転制御方法であって、 外部電力系統に連系された複数台のパワーコ ンディショナのうちの少なくとも 1台で逆潮流の監視を行い、 この監視 情報と他のパヮ一コンディショナの情報とを交換して、 全てのパワーコ ンディショナの出力を均等化するように制御するようにしたものである したがって、 複数台接続されたパワーコンディショナで情報を交換し て、 それらを基に発電量を制御するための情報を提供することで、 逆潮 流を防止することができる。
また、 この情報を全てのパワーコンデイショナに送信するため、 逆潮 流電力に応じた発電量の制御を全て等しくできる。
これにより、 パヮ一コンデイショナの出力を均等化できるため、 システ ムの稼動率や寿命も均等化できる。
(実施例 1一 1 )
以下、 本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図 1に示すように発電システム 2 0が発電した電力を、 商用電力系統 等の外部電力系統 1に連系するパワーコンディショナ 1 0を有する系統 連系システムにおいて、 逆潮流を検出した場合に、 パワーコンディショ ナ 1 0の出力電力を制限するように制御するものがある。 そして、 パヮ一コンディショナ 1 0が、 発電システム 2 0が発電した 電力を外部電源と同期のとれた交流電力に変換するィンバータ回路 1 3 と、 外部電力系統 1の U相、 W相のそれぞれを流れる電流の向きと大き さを検出する U相、 W相それぞれの電流検出器 C T 1、 CT 2の検出信 号を入力する U相、 W相それぞれの C T入力回路 （ADコンバータ） 1 5 A、 1 5 Bと、 ィンバ一タ回路 1 3の出力電流の大きさを検出する出 力電流計測器 （カレントトランス） CT 3と、 この出力電流計測器 C T 3の検出信号を入力する C T入力回路 （ADコンバータ） 1 5 Cと、 外 部電力系統 1の U相、 W相のそれぞれの電圧を検出信号として入力する U相、 "W相それぞれの電圧入力回路 3 1、 3 2と、 CT入力回路 （AD コンバータ） 1 5 A、 1 5 B、 1 5 C及び電圧入力回路 3 1、 3 2から の信号を受けて、 逆潮流を検出した場合に、 出力電力を調整するように インバ一夕回路 1 3を制御する制御手段としての制御部 （MPU) 1 2 とを有する。
なお、 3 3は排熱回収機である。 '
そして、 図 2に示すように、 上記のように構成されたパワーコンディ ショナ 1 0を複数台、 互いに接続することなく、 外部電力系統 1に連系 することで容量の増加を図るようにすることが考えられる。
このように各パワーコンディショナ 1 0を接続しない系統連系システ ムでは、 全てのパワーコンディショナ 1 0で逆潮流を検知する必要があ る。
そのために、 外部電力系統 1の電源側に近いパヮ一コンディショナ 1 0が大きな逆潮流電力を検出する傾向にある。
したがって、 外部電力系統 1の電源側に近いパワーコンディショナ 1 0が出力を減少する回数が多くなり、 逆潮流検知による運転停止回数も 多くなる。 その結果、各パワーコンディショナ 1 0間で出力の不均等化が生じる。 この各パワーコンディショナ 1 0間で生じる出力の不均等化をなくす 系統連系システムとして、 図 3に示す系統連系システム及び図 1 0に示 す系統連系システムが提供できる。
(実施の形態 1 一 1 )本発明の実施の形態 1 一 1を図 3乃至図 9に示す。 図 3に、 複数のコ一ジエネレ一ションシステム Aと外部電力系統 1と を連系する系統連系システムを示す。
この図 3において、 1は外部電源の単相 3線式の外部電力系統であり、 この外部電力系統 1の U相と中性線〇とに間に第 1 (一方） の負荷 2が、 W相と中性線〇とに間に第 2 (他方） の負荷 3がそれぞれ接続してある。 複数のコージエネレーシヨンシステム Aは、 パヮ一コンディショナ 1 0と、 これらのパワーコンディショナ 1 0に電力を供給する発電システ ム 2 0と排熱回収機 3 3とを備えており、 外部電力系統 1に最も近いコ ージエネレーションシステム Aのパワーコンディショナを 1 0 — 1 、 2 番目のパヮ一コンデイショナを 1 0— 2、 以下 n番目のパワーコンディ ショナを 1 0— nとする。
そして、 外部電力系統 1の電源側に最も近いパワーコンディショナ 1 0 一 1が、 逆潮流を監視する逆潮流監視側のパヮ一コンディショナにし てあり、 他のパワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nが、 逆潮流 を監視することのない非逆潮流監視側のパワーコンディショナにしてあ る。
逆潮流監視側のパワーコンディショナ 1 0— 1は、図 4に示すように、 発電システム 2 0が発電した電力を、 外部電源 （例えば商用電源） と同 期のとれた交流電力に変換する電力変換手段としてのィンバ一夕回路 1 3と、 外部電力系統 1の U相、 W相のそれぞれを流れる電流の向きと大 きさを検出する電流検出手段である電流検出器 C T 1 、 C T 2からの検 出信号を入力する U相、 W相それぞれの信号入力手段としての C T入力 回路 （A Dコンバータ） 1 5 A、 1 5 Bと、 インバー夕回路 1 3の出力 電流の大きさを検出する出力電流検出手段としての出力電流計測器 （力 レントトランス） C T 3と、 この出力電流計測器 C T 3の検出信号を入 力する C T入力回路 （A Dコンバータ） 1 5 Cと、 外部電力系統 1の U 相、 W相のそれぞれの電圧を検出信号として入力する U相、 W相それぞ れの電圧入力手段としての電圧入力回路 3 1 、 3 2と、 自己の出力電力 の大きさ、 自己の状態情報及び監視した逆潮流電力を出力情報として出 力し且つ非逆潮流監視側のパヮ一コンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nの状態情報及びその出力電力を入力情報として入力する送受信手段と しての送受信部 2 1— 1と、 C T入力回路 （A Dコンバ一夕） 1 5 A、 1 5 B、 1 5 C及び電圧入力回路 3 1 、 3 2からの信号を受けて逆潮流 電力を検知し且つ入力情報を基に出力電力を制限するようにィンバ一夕 回路 1 3を制御する制御手段としての制御部 （M P U ) 1 2とを有して いる。
そして、 制御部 1 2は、 図 5に示すように計測部 2 3— 1と演算部 2 4 一 1 とを備えており、 また、 送受信部 2 1 一 1は送信部 2 5— 1 と受 信部 2 6 — 1とを備えている。
また、 制御部 1 2の入力側は、 出力信号入力部 1 2 aと、 信号入力部 1 2 b、 1 2 cと、 電圧信号入力部 1 2 d、 1 2 eと、 信号入出力部 1 2 gとで構成してある。
制御部 1 2の出力側はインバー夕回路 1 3の制御部 （図示せず） に接 続してあり、 このィンバ一夕回路 1 3の入力側には発電システム 2 0の 出力側が接続してあり、 インバ一タ回路 1 3の出力側は信号出力部 1 6 に接続してある。
この信号出力部 1 6は、 外部電力系統 1の U相に接続される U相接続 線 1 7と、 外部電力系統 1の中性線〇に接続される中性接続線 1 8と、 外部電力系統 1の W相に接続される W相接続線 1 9とを有している。 そして、 信号出力部 1 6の U相接続線 1 7と中性接続線 1 8とから U 相の電圧を検出すべく信号出力部 1 6に電圧入力回路 3 1の入力側が接 続してあり、 また、 信号出力部 1 6の W相接続線 1 9と中性接続線 1 8 とから W相の電圧を検出すべく信号出力部 1 6に電圧入力回路 3 2の入 力側が接続してある。
そして、 この信号出力部 1 6には出力電力検出部 1 4が設けてあり、 この出力電流検出部 1 4は出力電流計測器 C T 3で構成してある。
そして、 この出力電流計測器 C T 3の信号出力側は C T入力回路 （A D コンバータ） 1 5 Cの入力側に接続してある。
制御部 1 2の出力信号入力部 1 2 aには C T入力回路 （A Dコンパ一 夕） 1 5 Cの出力側が接続してある。
また、 信号入力部 1 2 bには C T入力回路 （A Dコンバ一タ） 1 5 A の出力側が接続してあり、 入力部 1 2 cには C T入力回路 （A Dコンパ —夕） 1 5 Bの出力側が接続してある。
また、 電圧信号入力部 1 2 dには電圧入力回路 3 1の出力側が接続し てあり、 電圧信号入力部 1 2 eには電圧入力回路 3 2の出力側が接続し てある。
そして、 制御部 1 2の信号入出力部 1 2 gには送受信部 2 1 一 1が接 続してある。 出力側が制御部 1 2の信号入力部 1 2 bに接続された C T 入力回路 1 5 Aの入力側は、 外部電源の外部電力系統 1の U相に設けら れた電流検出器 （カレントトランス） C T 1の信号出力側に接続してあ り、 出力側が制御部 1 2の信号入力部 1 2 cに接続された C T入力回路 1 5 Bの入力側は、 外部電源の外部電力系統 1の W相に設けられた電流 検出器 (カレン卜卜ランス) C T 2の信号出力側に接続してある。 発電システム 2 0は、 例えば、 ガスエンジンと、 このガスエンジンに より駆動される発電機等により構成してある。
また、上記した非逆潮流監視側のパワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nは、 図 7に示すように、 発電システム 2 0が発電した電力を外 部電源と同期のとれた交流電力に変換する電力変換手段としてのィンバ —夕回路 1 3と、 このインバ一タ回路 1 3の出力電流の大きさを検出す る出力電流検出手段としての出力電流計測器 (カレン卜 卜ランス) CT 3と、この出力電流計測器 CT 3の検出信号を入力する C T入力回路（A Dコンバータ） 1 5 Cと、 外部電力系統 1の U相、 W相のそれぞれの電 圧を検出信号として入力する U相、 W相それぞれの電圧入力手段として の電圧入力回路 3 1、 3 2と、 逆潮流監視側のパワーコンディショナ 1 0一 1の出力情報及び非逆潮流監視側の他のパワーコンディショナ 1 0 一 2 · · · 1 0— nの出力情報を入力し且つ自己の状態情報及び自己の 出力電力を出力情報として出力する送受信手段としての送受信部 2 1一 2 · · · 2 1— nと、 出力電流計測器 （カレントトランス） CT 3及び 電圧入力回路 3 1、 3 2からの信号を受けると共に、 逆潮流監視側のパ ヮ一コンディショナ 1 0— 1の出力情報、 非逆潮流監視側の他のパワー コンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nの出力情報を受けて、 出力電力 を制限するように電力変換手段を制御する制御手段としての制御部 （ M PU) 1 2とを有している。
そして、 制御部 1 2は、 図 8に示すように計測部 2 3— 2 · · · 2 3 一 nと演算部 24 - 2 · · · 24— nとを備えており、 また、 送受信部 2 1— 2 · · · 2 1 - nは送信部 2 5— 2 · · · 2 5 - nと受信部 2 6 — 2 · · · 2 6— nとを備えている。
また、 制御部 1 2の入力側は、 出力信号入力部 1 2 aと、 電圧信号入 力部 1 2 d、 1 2 eと、 信号入出力部 1 2 gとで構成してあり、 また、 制御部 1 2の出力側はインバー夕回路 1 3の制御部 （図示せず） に接続 してあり、 このィンバ一夕回路 1 3の入力側には発電システム 2 0の出 力側が接続してあり、 インバー夕回路 1 3の出力側は信号出力部 1 6に 接続してある。
この信号出力部 1 6は、 外部電力系統 1の U相に接続される U相接続 線 1 7と、 外部電力系統 1の中性線に接続される中性接続線 1 8と、 外 部電力系統 1の W相に接続される W相接続線 1 9とを有している。
そして、 信号出力部 1 6の U相接続線 1 7と中性接続線 1 8とから U 相の電圧を検出すべく信号出力部 1 6に電圧入力回路 3 1の入力側が接 続してあり、 また、 信号出力部 1 6の W相接続線 1 9と中性接続線 1 8 とから W相の電圧を検出すべく信号出力部 1 6に電圧入力回路 3 2の入 力側が接続してある。
そして、 この信号出力部 1 6には出力電力検出部 1 4が設けてあり、 この出力電力検出部 1 4は出力電流計測器 C T 3で構成してある。
そして、 出力電流計測器 C T 3の出力側は C T入力回路 （A Dコンパ一 夕） 1 5 Cの入力側に接続してある。
また、 制御部 1 2の出力信号入力部 1 2 aには C T入力回路 （A Dコ ンバ一夕） 1 5 Cの出力側が接続してある。
また、 電圧信号入力部 1 2 dには電圧入力回路 3 1の出力側が接続して あり、 また、 電圧信号入力部 1 2 eには電圧入力回路 3 2の出力側が接 続してあ 。
また、 制御部 1 2の信号入出力部 1 2 gには送受信部 2 1— 2 · · ·
2 1 - nが接続してある。
発電システム 2 0は、 例えば、 ガスエンジンと、 このガスエンジンに より駆動される発電機等により構成してある。
そして、 パワーコンディショナ 1 0— 1と、 このパワーコンディショ ナ 1 0— 1以外のパヮ一コンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nとは、 送受信部 2 1 — 1、 2 1 - 2 · · · 2 1 - nを用いて情報交換手段の通 信媒体である有線方式もしくは無線方式のシステム並列用通信線 2 2に より互いに接続してある。
次に、 上記のように構成された系統連系システムにおけるパワーコン ディショナの運転制御動作を、 図 6及び図 9に示すフローチヤ一トを参 照して説明する。
外部電力系統 1を流れる電流の向き （順方向もしくは逆方向） と大き さは、 その U相では電流検出器 C T 1により検出され、 また、 W相では 電流検出器 C T 2により検出される。
また、 パワーコンディショナ 1 0— 1内部では、 ィンバ一タ回路 1 3 の出力側から出力された出力電流の大きさは出力電流計測器 C T 3によ り検出され、 また、外部電力系統 1の U相の電圧は電圧入力回路 3 1に、 W相の電圧は電圧入力回路 3 2にそれぞれ入力される。
電流検出器 C T 1により検出された U相の順方向電流値 （検出信号） は C T入力回路 1 5 Aを経て制御部 1 2の信号入力部 1 2 bに入力され、 電流検出器 C T 2により検出された W相の順方向電流値 （検出信号） は C T入力回路 1 5 Bを経て制御部 1 2の信号入力部 1 2 cに入力され、 また、 出力電流計測器 C T 3により検出された出力電流の電流値 （検出 信号） は C T入力回路 1 5 Cを経て制御部 1 2の出力信号入力部 1 2 a に入力され、 外部電力系統 1の U相及び W相の電圧 （検出信号） は制御 部 1 2の電圧信号入力部 1 2 d、 1 2 eに入力される。
この制御部 1 2において、 U相の順潮流の電力値と W相の順潮流の電 力値とが比較されて、 小さい方を C T電力とする。
この場合、 U相の順潮流の電力値を C T電力とする。
制御部 1 2においては、 U相の順潮流の電力値と所定のレベル α ( は零か零以上の電力値） とを比較した結果、 U相の順潮流の電力値が所 定のレベル αより大きい場合には順潮流であると判断され、 U相の順潮 流の電力値と所定のレベル αとを比較した結果、 U相の順潮流の電力値 が所定のレベルひより小さい場合には逆潮流であると判断される。
上記の動作はパワーコンディショナ 1 0— 1自身のものであり、 パヮ ーコンディショナ 1 0— 1が計測 （検知） した情報、 すなわち出力電力 と逆潮流電力とからなる出力情報は、 システム並列用通信線 2 2により パワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— ηの送受信部 2 1— 2 · · · 2 1 - ηの受信部 2 6— 2 · · · 26 - ηに送信される。
すなわち、 図 6のフローチャートに示すように、 パヮ一コンディショ ナ （ P C ) 1 0 - 1の制御部 1 2の計測部 2 3— 1においては、 パワー コンディショナ （P C) 1 0— 1自身の出力電力と逆潮流電力の計測処 理が行われ （ステップ S 1 )、 このパワーコンディショナ （P C) 1 0 - 1自身の計測出力電力と各パワーコンディショナ （P C) の出力電力の 演算値と、 パワーコンディショナ （P C) 1 0 - 1自身の状態情報と力 送受信部 2 1一 1の送信部 2 5 - 1からシステム並列用通信線 2 2によ りパワーコンディショナ （P C) 1 0— 2 · · . 1 0— nの送受信部 2 1一 2 · · · 2 1 - nの受信部 2 6— 2 · · · 2 6— nに送信される （ス テツプ S 2 )。
また、 パワーコンディショナ （P C) 1 0— 1の送受信部 2 1— 1の 受信部 2 6 - 1にはパワーコンディショナ （P C) 1 0— 2 · · · 1 0 一 nの状態情報、 例えば、 パワーコンデイショナの運転状態等や、 出力 電力がシステム並列用通信線 2 2を介して入力される （ステツプ S 3 )。 次に、 演算部 24— 1においては、 計測部 2 3— 1で計測されたパヮ ーコンディショナ （P C) 1 0 - 1自身の計測出力電力と逆潮流電力の それぞれの計測値と、 パワーコンディショナ （P C) 1 0 - 2 · - · 1 0— nの状態情報、 出力電力とを基に、 CT計測電力が所定のレベル α (αは零か零以上の電力値） より大きければ、 出力電力を増加するよう にィンバ一夕回路 1 3に指令し、 出力増加可能範囲まで出力を増加する (ステップ S 4、 ステップ S 5、 ステップ S 6)。
また、 CT計測電力が所定のレベル a (ひは零か零以上の電力値） よ り小さければ、出力電力を減少するようにィンバー夕 ο回路 1 3に指令し、 出力減少可能範囲まで出力を抑制する （ステップ S 4、 スチップ S 7、 ステップ S 8 )。
また、 パワーコンディショナ （？ 0 1 0— 2 ' . ' 1 0— n側では、 図 9のフローチャートに示すように、 パワーコンディショナ （P C) 1 0 - 2 · · · 1 0 - nの制御部 1 2の計測部 2 3— 2、 2 3— nにおい ては、 パワーコンディショナ （P C) 1 0 - 2 · · · 1 0— n自身の出 力電力の計測処理が行われ（ステツプ T 1 )、 このパワーコンディショナ (P C) 1 0— 2 · · · 1 0— nそれぞれ自身の計測出力電力と状態情 報 （例えば、 運転状態、 単独運転の同期信号等） とからなる出力情報が、 送受信部 2 1 _ 2、 · · · 2 1— nの送信部 2 5— 2、 · · · 2 5— nか らシステム並列用通信線 2 2によりパヮ一コンディショナ （P C) 1 0 - 1の送受信部 2 1一 1の受信部 2 6一 1に送信される（ステップ T 2 )t これらの各パワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nからの状態 情報及び実際の出力情報をもとに、 パワーコンディショナ （P C) 1 0 一 1は各パワーコンディショナ （P C) の出力すべき電力を演算し、 こ れを指示値として、 各パワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nの 送受信部 2 1— 2 · · · 2 1 - nの受信部 2 6— 2 · · · 2 6— nに、 システム並列用通信線 2 2を介して送信する （ステップ T 3)。各パワー コンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nでは、 これを受信処理して、 出 力電力を調整する。 上記したように、 本発明の実施の形態 1— 1によれば、 パワーコンデ イショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nを有線方式もしくは無線方 式のシステム並列用通信線 2 2を用いて複数台接続し、 各パワーコンデ イショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nの出力電力量、 単独運転の 同期信号、 運転状態等を交換する。
また、 1台のパワーコンディショナ 1 0— 1は逆潮流電力を監視して おり、 この情報と各々のパワーコンデイショナの出力情報をもとに演算 して各々のパワーコンディショナの出力値を送信する。
各パワーコンディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nはそれらの情報を基 に発電量を制御することができる。
また、 システム並列用通信線 2 2を用いて全てのパワーコンディショ ナ 1 0— 1、 1 0 _ 2 . · · 1 0—ηにこの情報を送信するため、 逆潮 流電力に応じた発電量の制御を全て等しくできる。
これにより、 パワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— ηの出力を均等化できるため、システムの稼動率や寿命も均等化できる。 さらに、 複数のパワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0 ― ηを接続することで、 大容量システムを構築することが容易になる。 すなわち、 1台のパワーコンディショナ 1 0— 1を基本として、 パヮ一 コンディショナを追加することができ、 容量の変更が容易である。
こうして、 1台のパワーコンディショナ 1 0— 1を主システム制御装 置として、 主システム制御装置により、 各パワーコンデイショナを制御 できるものである。
また、接続部をコネクタにすれば、更に容易にシステムを変更できる。 また、 システム並列用通信線 2 2を使用することで、 パワーコンデイシ ョナを追加しても、 電流検出器 CTを追加する必要はなく、 コストの低 下につながる。 なお、 システム並列用通信線 2 2を無線にすれば、 さらなる容易なシ ステム変更が可能になる。
また、 逆潮流監視側のパワーコンディショナ 1 0— 1が、 外部電力系 統 1の U相、 W相のそれぞれを流れる電力の向きと大きさを検出する電 流検出器 CT 1、 CT 2からの信号を入力する U相、 W相それぞれの C T入力回路 1 5 A、 1 5 Bを有しており、 非逆潮流監視側のパヮ一コン ディショナ 1 0— 2 · · · 1 0— nには C T入力回路 1 5 A、 1 5 Bが 必要でない。
すなわち、 逆潮流を検知する側のパワーコンディショナ 1 0— 1のみ が逆潮流検知を行う電流検出器 （CT) を必要とし、 他のパヮ一コンデ イショナ 1 0— 2 · · · 1 0— ηには電流検出器 （CT) が必要ないた めに、 電流検出器 （CT) の数を減らすことができる。
また、 本発明のパワーコンデイショナの運転制御方法では、 外部電力 系統 1に連系された複数台のパヮ一コンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0—η間で情報を交換させて、 これらの情報を基に、 逆潮流 を防止するように制御している。
そして、 複数台のパワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— ηのうち、 1台、 すなわちパワーコンディショナ 1 0— 1で逆潮流 を監視することで、全てのパワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 ·· . 1 0一 ηの出力を均等化するように制御している。
したがって、 複数台接続されたパワーコンデイシ ナ 1 0— 1、 1 0 一 2 · · · 1 0— ηで情報を交換して、 それらを基に発電量を制御する ための情報を提供することで、 逆潮流を防止することができる。
また、この情報を全てのパワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 ·' · 1 0一 ηに送信するため、 逆潮流電力に応じた発電量の制御を全て等し くできる。 これにより、 パワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nの出力を均等化できるため、システムの稼動率や寿命も均等化できる。
(実施の形態 1— 2)
本発明の実施の形態 1一 2を図 1 0に示す。
本発明の実施の形態 1一 2は、 上記した本発明の実施の形態 1 _ 1の パワーコンディショナ 1 0— 1の制御部 1 2に外部入出力手段としてパ —ソナルコンピュータ （パソコン） 3 0を接続した構成である。
そして、 他の構成は、 上記した本発明の実施の形態 1一 1と同様であ るために、 この発明の.実施の形態 1一 1と同じ符号を付して説明を省略 する。
このように、 パワーコンディショナ 1 0— 1の制御部 1 2にパ—ソナ ルコンピュータ 3 0を接続すれば、 システム並列用通信線 2 2を用いて 全てのパワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nの情報 を得ることができる。
また、 パワーコンディショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nの設 定値を設定する際も、 システム並列用通信線 2 2を用いて設定コマンド を送信できるため、 任意のパワーコンディショナで全てのパワーコンデ イショナ 1 0— 1、 1 0— 2 · · · 1 0— nの設定を行うことができる。 (実施の形態 2)
(実施の形態 2— 1 )
次に、 本発明における、 発電システムの別実施形態について、 図 1 1 から図 1 3を用いて説明する。
本実施例においては、 1つの発電システムに対して複数のパワーコン ディショナを接続するものである。 そして、 図 1 1から図 1 3において は、 原動機 42および複数の電機子巻線 6 0などにより発電システムが 構成されるものである。 〔コージエネレ一ションシステムの構成〕
まず、 図 1 1を用いて本発明に係るコージェネレーションシステム A について説明する。 尚、 図 1 1は、 単相三線外部電力系統 （U相、 V相、 W相、 〇相 （中性線）） における実施例を示すものであり、 図中には、 説 明の便宜のため、 U相、 W相、 及び〇相 （中性線） を示すものとする。 コ一ジェネレーションシステム Aは、 主として原動機 4 2、 発電機 4 3、 排熱回収機 3 3、 制御装置 1 2、 ィンバ一タ回路 1 3 a ' 1 3 か らなる。
原動機 4 2付近には、 ラジェ一夕ファン 4 7が備えられている。 そし て、 原動機 4 2の循環冷却水 8を、排熱回収機 3 3にて、 熱消費装置（図 示せず） からの戻り温水 （循環湯 9 ) と熱交換させている。
また、 原動機 4 2には、 ス夕一夕 5 0を備え、 該ス夕一夕 5 0への電 力供給は、 後述する送電系統 U 3 · W 3 (発電電力系統 1 7 · 1 9を含 む） からトランス 1 1を介して行われている。
発電機 4 3は、 原動機 4 2の駆動シャフトにつながる回転軸 5 2に、 直流電源で励磁される界磁巻線を有する回転子 （図示しない） を備え、 固定子 （図示しない） に備えた電機子巻線 6 0 a · 6 0 bから三相出力 7 0 a · 3 0 bを取り出す構成としている。 このように、 発電機 4 3の 構成は、 電機子巻線 6 0 a · 6 0 bを固定子側に設けた回転界磁形とし ても良いし、 この他に、 電機子巻線 6 0 a · 6 0 bが回転する電機子界 磁形とすることが出来る。
発電機 4 3からの三相出力 7 0 a · 3 0 bは、 ダイオード 6 1 a · 6 1 b及びコンデンサ 6 2 a · 6 2 bにより整流 ·平滑され、 ィンバ一夕 回路 1 3 a · 1 3 bの直流入力部に接続される。 そして、 該ィンバ一夕 一回路 1 3 a · 1 3 bからは、 発電電力系統 1 7 · 1 9が出力されてい る。 以上に述べたコージエネレ一ションシステム Aの主構成要素である原 動機 4 2、 発電機 43、 排熱回収機 3 3、 インバ一夕回路 1 3 a · 1 3 bは制御装置 1 2により制御が行われている。 さらに、 該制御装置 1 2 の動作状態を表示 ·変更等を行う操作表示器 2 8及び遠隔操作表示器 2 9により、 コージエネレ一ションシステム Aのシステムの管理を行うよ うに構成している。
〔系統連系の構成〕
図 1 1は、 単相三線外部電力系統に系統連系させる実施例を示すもの である。
外部電源 4 0カゝらは、 単相三線 2 0 0 Vの外部電力系統 U 1 (U相） · W 1 (W相） · 〇 1 (中性線） が引かれている。 該外部電力系統 U 1 - W 1 (U相、 W相） に、 コージェネレーションシステム Aからの発電電力 系統 1 7 · 1 9が並列に接続される。 以上の外部電力系統 U 1 · W 1 · 〇 1及び発電電力系統 1 7 · 1 9の電力が、 送電系統 U 3 · W3 · 〇 3 を通り電力消費機器 （負荷） 24 · 24 · · · へ送電されている。
また、 外部電力系統 U l ， W 1には、 負荷電流検出用変流器 （カレン ト トランス） CT 1 · CT 2が設けられている。
該負荷電流検出用変流器 CT 1 · CT 2により、 外部電力系統 U 1 · W 1の電力値を、 複数台備えたィンバ一夕回路 1 3 a ， 1 3 bのうちの 一台のインバ一タ回路 1 3 aが算出する。 そして、 該インバーター回路 1 3 aが、 外部電力系統 U 1 · W 1の電力値が一定とするために、 電力 消費機器 24 - 24 · · · に供給するインバ一夕回路 1 3 a · 1 3 bの 合計出力を演算し、 合計出力をインバー夕の台数分 （図 1 1の実施例で は 2、 図 1 2の実施例では n) 割った出力を計算する。
複数台のィンバ一夕回路 1 3 a · 1 3 bはマルチド口ップ方式で通信 されており、 外部電力系統 U 1 · W 1の電力値を算出するインバー夕回 路 1 3 aが、 他のインバー夕回路 1 3 bへ出力設定値を送信する。 そし て、 インバー夕回路 1 3 bは、 インバー夕回路 1 3 aからの出力設定値 に合わせるように出力制御を行う。
以上の系統連系によって行われるコージエネレ一シヨンシステム Aの 動作の具体例を以下に説明する。
( 1 ) 電力消費機器の消費電力が増加した場合
送電系統 U 3 · W3における需要電力が増加し、 これに応じて外部電 力系統 U 1 · W 1に流れる電力量が増加する。
そして、 外部電力系統 U 1 · W 1の電力量の増加値は、 負荷電流検出 用変流器 CT 1 · CT 2からインバ一タ回路 1 3 aが算出する。
ィンバー夕回路 1 3 aは、 ィンバ一夕回路 1 3 a · 1 3 bの出力を増 加させるように制御する。
(2) 電力消費機器の消費電力が減少した場合
送電系統 U 3 · W3における需要電力が減少し、 これに応じて外部電 力系統 U 1 · W 1に流れる電力量が減少する。
そして、 外部電力系統 U 1 · W 1の電力量の減少値は、 負荷電流検出 用変流器 C T 1 · CT 2からインバー夕回路 1 3 aが算出する。
ィンバ一夕回路 1 3 aは、 ィンバ一夕回路 1 3 a · 1 3 b合計の出力 を減少させるようにィンバ一タ回路 1 3 a . 1 3 bを制御する。
〔発電機の電機子の複数卷線の構成〕
図 1 1に示すごとく、 発電機 43には、 一つの回転子に対して二つの 電機子巻線 6 0 a · 6 0 bが備えられた構成としている。
尚、 該実施例に限るものではなく、 一つの固定子に、 二つの電機子巻 線 6 0 a · 6 0 bを構成しても良く、 また、 二つの電機子巻線 6 0 a - 6 0 bに夫々一つずつの回転子を構成しても良い。
また、 図 1 1及び図 1 2に示す電機子巻線 6 0 a · 6 0 bの図示は、 発電部であることを明確にする表現するため、 発電機の記号を使用して いる。
以上の構成により、 図 1 1に示すごとく、 各電機子巻線 6 0 a · 6 0 bからは、 別個に三相出力 7 0 a · 7 0 bが取り出され、 さらに三相出 力 7 0 a · 7 0 bは、 夫々ダイォード 6 1 a · 6 1 b及びコンデンサ 6 2 a · 6 2 bにより整流 ·平滑され、 ィンバ一夕回路 1 3 a ' 1 3 bの 直流入力部に接続される。 そして、 該ィンバ一ター回路 1 3 a · 1 3 b からの出力を統合して、 コージエネレーションシステム A全体として一 つの発電電力系統 1 7 · 1 9が形成されている。
以上の構成をより単純化して、 電機子の卷線の数を n個 （複数） とし た例を図 1 2に示す。
この例においては、 回転軸に n個 （複数） の電機子巻線 6 0 a · 6 0 b · · ·が備えられ、 夫々の電機子巻線 6 0 a · 6 0 b · · · に対応す るように、三相出力 7 0 a · 7 0 b， · ·、 ダイォ一ド 6 1 a ' 6 1 b * - '、 コンデンサ 6 2 a · 6 2 b · · ·及びィンバ一夕回路 1 3 a · 1 3 b · · · が構成されている。
尚、 発電機 43内の構成の詳細については、 上記二つの電機子巻線を 構成した場合の例と同様とする。
〔発電機の電機子を複数巻線としたことによる効果〕
図 1 1に示した実施例においては、 電機子巻線 6 0 a · 6 0 bを二つ に構成したので、 両電機子巻線 6 0 a · 6 0 bにより発電される電力を 合計した値が発電電力系統 1 7 · 1 9の出力となる。 即ち、 各電機子卷 線 6 0 a ■ 6 0 bの出力は、 一つの電機子卷線で発電機 4 3を構成した 場合と比較して、 半分 （ 1 Z2) の出力となるのである。
このことに対応して、 ィンバ一夕回路 1 3 a · 1 3 bが対応する電力 量 （容量） は、 各電機子卷線 6 0 a · 6 0 bの出力に対応すればよいこ とから、 一つの電機子巻線で構成したときのィンバ一夕の容量と比較し て、 半分 （ 1 Z 2) であればよいことになる。 即ち、 インバー夕回路 1 3 a · 1 3 には、 一つの電機子巻線で構成したときに備えられるィン バー夕よりも、 小型でコストが安く、 小電力の安定した出力が可能なも のを適用 （装備） する事ができるのである。
さらに、 二つのうち一つのィンバ一夕回路 1 3 bを解列の状態とすれ ば、 インバ一タ回路 1 3 aの出力のみとなるため、 一つのインバ一夕で 構成する場合と比較して、 半分 （ 1 Z 2) の容量の電力 （小電力） の出 力が可能となる。 即ち、 負荷の消費電力が少量 （微量） となった場合に おいても、 余剰の電力の出力を行うことなく、 逆潮流の不具合は生じな いのである。
また、 図 1 2に示した実施例においては、 各電機子巻線 6 0 a · 6 0 b · ■ ' の出力は、 一つの電機子卷線で発電機 43を構成した場合と比 較して、 1 / nの出力となり、 インバー夕回路 1 3 a ' 1 3 b - · 'は、 一つの電機子巻線で構成した場合と比較して、 1 /nの容量のものが適 用可能となり、 より少量の電力 （ l Zn) の出力が可能となる。
〔コージエネレーションシステムの仕様の設計〕
電機子巻線 6 0 - 6 0 · · · の個数の選定により、 上述した効果を 奏する、 低出力から高出力の広い範囲での発電に対応したコージエネレ ーションシステム Aの設計が可能となる。
例えば、 電機子巻線 6 0 - 6 0 · · · の個数が多いほど、 夫々の電 機子卷線 6 0 · 6 0 · · ·に対応するィンバータ回路 1 3 · 1 3 · · · が管理する電力容量を小さくすることができることになる。 ただし、 個 数の選定においては、 多部品 （多構成） による複雑化とコストの面を考 慮することはいうまでもない。
また、 電機子巻線 6 0 · 6 0 · · · の個数により、 発電機の最小出 力と最大出力の仕様を変更することが可能となるので、 コ一ジエネレー ションシステムの各構成部品を単一化すれば、 出力の仕様に応じた各構 成部品の数を選択するだけでよいので、 製造者にとっては、 製作面や各 構成部品のストツクの面から、 コストを大幅に削減することが可能とな るとともに、 顧客の要望に応じた仕様のコージエネレーションシステム を提供することが可能となる。
〔三相外部電力系統にィンバ一夕出力を接続させる実施例〕
図 1 3は、 三相外部電力系統 U 1 · V 1 · W 1に、 ィンバ一夕出力 1 7 - 1 8 - 1 9を接続し、 三相負荷 5 0 · 5 0 · · · に電力供給を行う 実施例を示したものである。
本実施例においては、 ィンバ一タ回路 1 3 a · 1 3 bからは、 三相の ィンバ一夕出力 1 7 · 1 8 · 1 9を出力し、 三相外部電力系統 U 1 · V 1 · W 1の U相 · V相 · W相に接続させる。
また、 負荷 5 0 · 5 0 · · · の電力消費量の算出は、 三相外部電力系 統 U 1 · V 1 - W 1にそれぞれ備えられた負荷電流検出用変流器 C T 1 · C T 2から、 インバー夕回路 1 3 a · 1 3 bに取り込むことにより行わ れる。
このように、 本発明のコージエネレ一シヨンシステムは、 上述した単 相外部電力系統のみならず、三相外部電力系統にも適用可能なのである。
(実施の形態 3 )
次に、 本発明における、 発電システムの第三実施形態について、 図 1
4から図 1 3を用いて説明する。
次に、 本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
まず、図 1 4を用いて分散電源用発電機の全体構成について説明する。 発電システムは、 複数の発電装置 1 0 2および該発電装置 1 0 2間を 接続する通信線 1 0 3、 そして該通信線 1 0 3により発電装置 1 0 2に 接続する管理システム 1 1 0により構成されるものである。 ここにおい て、 1つの発電機システムは、' 1つの発電装置により構成されるもので あり、 発電システムは複数の発電機システムにより構成されるものであ る。
複数の発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · 1 0 2 · · は通信線 1 0 3により接 続されているものである。 該通信線 1 0 3は発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · 1 0 2 · · をマルチドロップ方式で接続するものである。 通信線 1 0 3 は、 それぞれの発電装置 1 0 2を介して、 隣の発電装置 1 0 2と接続さ れるものである。すなわち、複数個配設された発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · 1 0 2 · ·において、 それぞれ隣り合う発電装置 1 0 2 · 1 02同士が、 通信線 1 0 3により接続されるものである。 これにより、 複数の発電機 システムは通信線 1 0 3によりマルチドロップ （一筆書） 方式で接続さ れるものである。
そして、 末端の発電装置 1 0 2は、 通信線 1 0 3を介して管理システ ム 1 1 0に接続されているものである。
管理システム 1 1 0は発電機システムの状態を認識するものであり、 該管理システム 1 1 0より発電機システムの制御信号を送信することも 可能である。
管理システム 1 1 0は、 発電機システムに電話線などの通信網を介し て接続することも可能であり、 遠隔管理システムとなるものである。 ま た、 管理システム 1 1 0は、 発電機システムに必要に応じて接続する形 態を取ることも可能である。 発電機システムは管理システム 1 1 0に接 続されていない状態においても、稼動可能に構成されているものである。
図 1 4においては、 発電装置 1 0 2の出力は、 それぞれ外部電力 （商 用電力や他の発電システムよりの供給電力等） 1 0 4に接続されている ものである。該外部電力系統 1 04には、負荷 1 0 5 · 1 0 5 · 1 0 5 · · がそれぞれ接続されるものである。 発電装置 1 0 2の電力出力側と、 負 荷 1 0 5と、 外部電力系統 1 04がそれぞれ接続されるものである。
これにより、 発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · 1 0 2 · · を起動し、 該発電 装置 1 0 2により発電を行う際には、 電力が負荷 1 0 5 · 1 0 5 · · に 供給されるものである。 そして、 負荷 1 0 5 . 1 0 5 . · の負荷量が発 電装置 1 0 2 · 1 0 2 · · の出力を上回る場合には、 不足分の電力が外 部電力系統 1 0 4より供給されるものである。これにより、負荷 1 0 5 - 1 0 5 · · に対して、 安定的に電力を供給できるものである。
発電装置 1 0 2はコジェネレータとして利用することも可能である。 コジェネレータは熱量を発生させるベく、 内燃機関を有するものであ り、 該内燃機関により、 発電機を駆動し、 熱量と同時に電力も製造する ものである。 内燃機関に冷却水を導入し、 該冷却水により内燃機関より 発生する熱量を外部に取り出すものである。 そして、 取り出された熱量 は、 お湯などとして貯湯タンクなどに貯蔵されるものである。 発電装置 1 0 2をコジェネレータとした場合には、 負荷 1 0 5への電力供給は、 主に発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · 1 02により行われるものであり、 負荷 1 0 5の要求する電力量が、 発電装置 1 0 2 · 1 0 2 ■ · の出力電力量 を上回る場合に、 外部電力系統 1 04より負荷 1 0 5 · 1 0 5 · · に電 力の供給が行われるものである。
これにより、 安定的に熱量を発生させながら、 給湯用のお湯をためる ことができ、 安定した電力供給を負荷 1 0 5 * 1 0 5 · · に行うことが できるものである。
次に、 図 1 5において、 発電装置 1 0 2の構成について説明する。 発電装置 1 0 2は原動機 1 0 6、 発電機 1 0 7、 そしてィンバ一夕回 路 1 3により構成されるものである。
原動機 1 0 6は発電機 1 0 7に接続されており、 該原動機 1 0 6によ り発電機 1 0 7が駆動されるものである。 なお、 原動機 1 0 6に、 冷却 水を導入し、 該冷却水により原動機 1 0 6に発生する熱量を外部に取り 出すことが可能である。
さらに、 原動機 1 0 6にはエンジンコントローラを含む発電機制御シ ステムコントローラ 1 1 4介して、 通信線 1 1 2が接続されるものであ る。 発電機システム制御ユニッ トとして、 原動機 1 0 6に接続されたシ ステムコントローラ 1 1 4が用いられるものである。 システムコント口 —ラ 1 1 4は、 前述の第一実施例における制御部 1 2の機能を有するも のである。
通信線 1 1 2は、 発電装置 1 0 2に配設されるインバ一タ回路 1 3 · 1 3およびシステムコントローラ 1 1 4に接続されるものであり、 該通 信線 1 1 2を介してインバー夕回路 1 3の制御信号およびインバ一夕回 路 1 3の状態を示す信号を伝達することができるものである。 これによ り、 システムコントローラ 1 1 4を介してィンバ一夕回路 1 3 · 1 3の 制御を行えるものである。
さらに、システムコントローラ 1 1 4には、発電装置 1 0 2 . 1 0 2 · · 間を接続する通信線 1 0 3が接続されており、 該通信線 1 0 3を介して 原動機 1 0 6の制御を行う信号をシステムコントロ一ラ 1 1 4に伝達す ることができるものである。
発電機 1 0 7にはインバー夕回路 1 3が接続されており、 発電機 1 0 7により発生した交流出力が、 直流電力に変換されたのちに、 インバ一 タ回路 1 3に入力され、 周波数を制御した交流電力を出力するものであ る。
ィンバ一夕回路 1 3にはコントローラが配設されており、 該コント口 —ラにより、 交流電力の周波数の制御等を行うものである。
なお、 発電機 1 0 7に対して、 複数個のィンバ一夕回路 1 3を接続し、 個々のィンバ一夕回路 1 3により電力供給を行うことも可能である。 インバー夕回路 1 3には、 前述の通信線 1 1 3が接続されるものであ り、 該通信線 1 1 3はィンバータ回路 1 3内に配設されるコントローラ に接続されるものである。
また、 通信線 1 1 3によりすべての発電装置 1 0 2に配設されるィン バータ回路 1 3が接続されているものである。
インバー夕回路 1 3においては、 発電装置 1 0 2の運転状態、 発電装 '置 1 0 2における異常の有無、 発電機 1 0 7よりの入力電圧および入力 電流、 そしてインバー夕回路 1 3の出力電圧、 出力電流そして、 インバ —夕回路 1 3の積算電力量が認識されるものである。
ィンバー夕回路 1 3において、 認識された情報は、 通信データとして、 システムコン小ローラ 1 1 4を介して、 通信線 1 1 3および通信線 1 0 3に送信されるものである。 そして、 通信データは通信線 1 0 3を介し て、 他の発電装置 1 0 2に伝達されるものである。 そして、 管理システ ム 1 1 0が発電システムに接続されている場合には、 該管理システム 1 1 0にィンバータ回路 1 3の情報を送信することもできるものである。 管理システム 1 1 0には、 通信線 1 0 3によりすベての発電装置 1 0 2に配設される前述した発電装置 1 0 2の状態を示す情報 （インバー夕 の情報を含む） が伝達されるため、 該管理システム 1 1 0において、 ィ ンバ一夕回路 1 3の情報である入力電圧、 入力電流、 出力電圧、 出力電 流および積算電力のデータを認識し、 該デ一夕により発電システムの状 態を示すメータ表示および、 発電日報データ等のエネルギー管理データ に利用することができるものである。
すなわち、発電装置 1 0 2に配設されるインバ一タ回路 1 3において、 発電装置 1 0 2の状態を示す情報を認識し、 該情報を通信信号として、 通信線 1 0 3を介して発電機システム制御ュニッ トであるシステムコン トローラ 1 1 4に伝達するものである。 そして、 システムコントローラ 1 1 4より、 管理システム 1 1 0に送信するものであり、 該管理システ ム 1 1 0においては、 発電装置 1 0 2の情報を管理用の情報として利用 するものである。 ここにおいて、 管理システム 1 1 0における、 発電装 置 1 0 2の情報を、 管理情報として利用する方法を特定するものではな い。 管理システム 1 1 0において、 発電装置 1 0 2の情報を認識し、 こ れらの情報を記憶装置に保持し、 該保持された情報を利用して、 発電装 置 1 0 2の管理を行うことが可能であれば良いものである。
次に、 複数配設されるインバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の接続構成につ いて、 図 1 6を用いて説明する。
インバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · はそれぞれ通信線 1 1 3により接続さ れるものである。
本発明において、 通信線 1 1 3はマルチドロップ方式でインバ一タ回 路 1 3に接続されるものである。 通信線 1 1 3は 2つのィンバ一夕回路 1 3 - 1 3間を接続するものであり、 隣り合うインバ一夕回路 1 3 - 1 3は通信線 1 1 3を介して接続されるものである。
マルチドロップ方式で接続される複数台の内、 一台のィンバ一夕回路 1 3には、 外部電力系統 1 04よりの電力供給量を認識するための手段 である測定器 1 1 1 * 1 1 1が接続されているものである。
測定器 1 1 1は負荷 1 0 5と外部電力系統 1 04を接続する経路にお いて、 インバー夕回路 1 3により電力を供給する経路の接続点より上流 側 （外部電力系統 1 04側） に接続するものである。
測定器 1 1 1は負荷 1 0 5 · 1 0 5 · 1 0 5 · · に供給される外部電 力系統 1 04よりの電力供給量を認識するものである。
発電機システムが停止している場合には、 測定器 1 1 1により外部電 力系統 1 04よりの電力供給の有無を認識できるものである。 外部電力 系統 1 0 4が負荷に対して接続されている場合には、 該外部電力系統 1 0 4より負荷に対して電力供給があるものであり、 外部電力系統 1 〇 4 より電力の供給が成されない場合には、 外部電力系統 1 0 4よりの電力 供給が停止したものと認識することができる。 すなわち、 測定器 1 1 1 により停電の有無を認識できるものである。
発電機システムが作動している場合には、 測定器 1 1 1により、 発電 装置 1 0 2の必要稼動量を認識することができるものである。 発電装置 1 0 2よりの電力供給が負荷に対して少ない場合には、 外部電力系統 1 0 4より多くの電力供給が成されるものであり、 発電装置 1 0 2よりの 電力供給が負荷に対して十分である場合には、 外部電力系統 1 0 4より 供給される電力量が少なくなるものである。 このため、 測定器 1 1 1を 用いて、 外部電力系統 1 0 4より供給される電力量を認識し、 発電機シ ステムの稼動量を決定するものである。
測定器 1 1 1としては、 カレントトランスなどを用いることができる ものである。
測定器 1 1 1の接続されたィンバ一夕回路 1 3 sは、 発電機システム を構成する他のィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力調整を行うもので ある。 前述のごとく、 インバ一夕回路 1 3 · 1 3間には通信線 1 1 3が 接続されている。 前記測定器 1 1 1の接続されたインバータ回路 1 3 s においては、該通信線 1 1 3に接続されたインバ一タ回路 1 3の個数を、 通信線 1 1 3を介して伝達される信号により認識することができるもの である。
そして、 通信線 1 1 3を介して、 ィンバー夕回路 1 3の出力を認識す るとともに、 通信線 1 1 3に接続されたインパー夕回路 1 3の出力制御 を可能とするものである。
ィンバ一夕回路 1 3 sにおいては、 外部電力系統 1 0 4より供給され る電力量を一定にする制御が行われるものである。 インバー夕回路 1 3 sにおいては、 外部電力系統 1 0 4より利用する電力量が設定されてお り、 測定器 1 1 1により計測される電力量が、 設定値になるように、 他 のィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力を制御するものである。
すなわち、 インバー夕回路 1 3 sにおいて、 外部電力系統 1 0 4より 供給される電力量を一定にするために必要な出力が、 演算されるもので ある。そして、演算された出力が、起動されているインバ一タ回路 1 3 · 1 3 · · に対して割り当てられるものである。
ィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · ·に対する出力の割り当て方法としては、 起動しているインバ一タ回路 1 3 · 1 3 · · に対して均等に、 出力を割 り当てる構成をとることが可能である。 この場合には、 インバー夕回路 1 3 - 1 3 · · について均等に負荷を分配するものであり、 一部に大き な負荷をかけることなく、 システム全体の寿命を向上することが可能で ¾る。
もしくは、 一部のインバー夕回路 1 3に対しては、 割り当てる出力を 大きし、 他のィンバー夕に対して割り当てる出力を小さくすることがで きるものである。
ィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · ·への出力割り当ての手法としては、 ィ ンバ一タ回路 1 3の稼動時間により優先稼動順位を決定し、これにより、 出力の割り当てを行うことが可能である。 そして、 要求される出力に応 じて、 配設されたインパー夕のうちから、 稼動するインバータ回路 1 3 の個数を算出し、 稼動するインバー夕回路 1 3を設定するものである。 インバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の稼動割り当ての具体的構成の一例に ついて、 図 1 7を用いて説明する。
まず、 インバー夕回路 1 3 · 1 3 · · における優先順位が設定され、 測定器 1 1 1により検出される電流量より、 外部電力系統 1 0 4から流 入する電力を認識される。
そして、 流入する電力より、 発電機システムにおいて必要とされる電 力が算出される。 これにより、 必要とされる電力により稼動するインバ —夕の台数を設定するものである。
例えば、発電機システム全体の最高出力までを、 W 1 - W 2 · - Wmax · (Wmax以上）の段階に分割する。 そして、 それぞれの分割された出力に 応じて、 作動するィンバ一夕の台数をそれぞれ N 1 · N 2 · · ( max 一 1 ) · N max設定しておくものである。
そして、 必要とされる電力と設定された Wmax以上までの出力段階と を比較して、 設定された台数のィンバ一夕を作動させるものである。 さらに、 本実施例において、 インバー夕回路 1 3内には、 インバー夕 回路 1 3の稼動時間を積算するタイマ一が設けられており、 該夕イマ一 によりィンバー夕回路 1 3の稼動時間を認識するものである。
これにより、 稼動時間の少ないィンバ一夕回路 1 3を優先的に稼動さ せ、 発電機システムにおけるインバー夕回路 1 3にかかる負荷の積算値 を均一にするものである。 これにより、 インバ一タ回路 1 3の耐久性を 向上できるものである。
すなわち、 前記の稼動を行うインバー夕回路 1 3の優先順位を稼動時 間に基づき設定し、 稼動時間の短いィンバ一夕から優先的に稼動させる ものである。
発電機システムの設置時においては、 初期の優先順位が設定されてお り、 初期の稼動時においては、 これに基づき出力の割り振りが行われる ものである。
例えば、 必要とされる出力が、 配設されたインバ一夕の通常出力の合 計より、 十分に少ない場合は、 優先順位に従って、 数台のインバー夕の みが稼動し、 他のインバー夕は停止するものである。 そして、 稼動したインバー夕においては、 タイマーにより稼動時間が 積算される。 この積算された稼動時間により、 優先順位が下がり、 次回 の稼動制御の際には優先的に稼動されることがない。 もしくは、 必要と される出力が減少した際には、優先的に停止制御が行われるものである。 ィンバ一夕の出力制御において、 複数台のィンバ一夕に対する稼動も しくは停止の制御は、 ィンバー夕回路 1 3 sにおいて設定された周期に より更新されるものである。 また、 制御の更新時において、 一方のイン バー夕を稼動させ、 他方のインパ一タを停止させる場合には、 稼動させ る方のィンバ一夕を先に稼動させた後に、他方のィンバ一夕を停止させ、 出力変動を軽減することが可能である。
もしくは、 一方のィンバ一夕を停止させた後に、 他方のインバ一タを 稼動され、 切り換え時における電力変動を、 外部電源よりの電力供給に より吸収することも可能である。
さらには、 インバ一タ回路 1 3 sにおいて、 時間帯に対する電力出力 のパターンを記憶させ、 該電力出力のパターンに沿って、 電力出力の計 画を演算させておくことも可能である。 時間帯に対する電力出力のバタ —ンとしては、 一日、 一週間もしくは一ヶ月の期間で、 電力の出力動向 を積算することが可能である。
インバ一夕回路 1 3 sにおいては、 一定値の電力要求に対して、 稼動 させるインバ一夕の台数がデータとして記憶されており、 該デ一夕と時 間帯に対する電力出力のパターンを比較し、 稼動するィンバ一夕を予め 設定することも可能である。 稼動するインバータは前述のごとく、 イン バータ回路 1 3 · 1 3 · · のそれぞれに設定された優先順位を基にして 設定されるものである。
まず、 優先順位の高いインバー夕が稼動させられ、 電力消費のピーク を迎える時間帯の前には、 該ピーク時に稼動が予定されるインバー夕が 起動され、 起動されているインバー夕により、 その時点で必要とされる 電力量を均等に分割し、 電力の供給を行うことができるものである。 そして、 必要電力量が減少することが予想される場合には、 数台のィ ンバ一夕を稼動優先順位の低いィンバ一夕を優先的に停止させ、 残った ィンバ一夕によりその時点で必要とされる電力を負担するものである。 上記のごとく、複数台設置されたィンバー夕の制御を行うことにより、 円滑な発電機システムによる電力供給を行うことが可能である。さらに、 少量の電力要求に対して、 多数のィンバー夕で電力の供給を行う必要が ない。 このため、 インバー夕の出力調整による電力供給の変動を抑制し、 ィンバ一夕における電力損失を低減できるものである。
測定器 1 1 1の接続したインバー夕回路 1 3 sにおいては、 停電の発 生や、 発電システムの必要稼動量を認識できるものである。 そして、 該 ィンバ一夕回路 1 3 sは、 他のィンバータ回路 1 3に通信線 1 1 3によ り接続されるため、 他のインバ一タ回路 1 3の運転状況を認識できるも のである。
これにより、通信線 1 1 3が接続されたィンバ一夕回路 1 3を介して、 発電システムの稼動状況などを認識することができるものである。 そし て、 管理システム 1 1 0もしくはシステムコントローラ 1 1 4を、 イン バー夕回路 1 3 sに接続することにより、 発電機システムを容易に管理 することができるものである。
管理システム 1 1 0もしくはシステムコントローラ 1 1 4により、 個々のィンバータ回路 1 3に通信線 1 0 3を接続する必要がないため、 配線にかかる労力を軽減できるとともに、 接続を簡便に構成することが でき、 メンテナンス性を向上するとともに、 管理作業の労力を低減でき るものである。
次に、 マルチド口ップ方式によるィンバ一夕回路 1 3の接続構成につ いて、 より詳しく説明する。
マルチドロップ方式により、 三台のインバー夕回路 1 3 · 1 3 · 1 3 を接続する際には、 一番目のィンバ一夕回路 1 3と二番目のィンバー夕 回路 1 3を、 二番目のィンバ一夕回路 1 3と三番目のィンバータ回路 1 3を接続するものである。 さらに、 4台のィンバ一夕を接続する際には、 三番目のィンバ一夕回路 1 3と四番目のィンバータ回路 1 3を通信線 1 1 3により接続するものである。
通信線 1 1 3は、 隣接したインバ一タ回路 1 3 · 1 3間を接続するた め、 配線経路を省略できるものである。 上述の三台のインバー夕を接続 した構成において、 二番目のインバ一タ回路 1 3は、 一番目と二番目の ィンバ一夕回路 1 3を接続する通信線 1 1 3を介して、 一番目のィンバ 一夕回路 1 3に情報の伝達を行うものである。
そして、 三番目のインバータ回路 1 3は、 二番目と三番目のインバ一 夕回路 1 3を接続する通信線 1 1 3および、 一番目と二番目のインバー 夕回路 1 3を接続する通信線 1 1 3を介して、 一番目のインバ一タ回路 1 3に情報の伝達を行うものである。
ここにおいて、 一番目と二番目のインバー夕回路 1 3を接続する通信 線 1 1 3を共用することにより、 通信線 1 0 3の配線を省略することが でき、 省配線化を行うことができるものである。
すなわち、 マルチドロップ方式によりインバ一タ回路 1 3同士を接続 することにより、 発電機システム制御ュニットと系統連系ィンバ一夕間 の省配線化が実現できるものである。 そして、 発電機システムを構成す る個々のインバー夕回路 1 3の情報を、 該発電システムを構成する一つ のィンバ一夕回路 1 3に接続することにより、取り出すことができ、個々 のィンバ一夕回路 1 3の制御を、 発電システムを構成する一つのィンバ 一夕回路 1 3に伝達することにより、 行うことができるものである。 次に、 ィンバ一夕回路 1 3の構成について、 図 1 8を用いて説明する。 ィンバ一夕回路 1 3には、 コントロ一ラ 1 2 3、 整流回路 1 2 4、 周 波数制御部 1 2 5および通信部 1 2 1が設けられている。
発電機により発電された交流電力は、 整流回路 1 2 4を介して直流に 変換され、 該直流電力は周波数制御部 1 2 5に供給される。 周波数制御 部 1 2 5においては、 直流電力を交流電力に変換して、 出力するもので める。
周波数制御部 1 2 5にはコントロ一ラ 1 2 3が接続されており、 該コ ントロ一ラ 1 2 3により、 周波数制御部 1 2 5より出力する電力制御を 行うものである。
そして、 コント口一ラ 1 2 3には、 通信部 1 2 1が接続されているも のである。 コントローラ 1 2 3はィンバ一夕回路 1 3の状況情報を、 通 信部 1 2 1を介して送信することも可能であり、 インバ一夕回路 1 3の 制御信号を、 通信部 1 2 1を介して、 受信し、 インバータ回路 1 3の出 力制御を行うことも可能である。
通信部 1 2 1には、 2つの通信線 1 1 3を接続するための接続ポート 1 2 2が設けられている。 インバ一夕回路 1 3を複数個、 通信線 1 1 3 を用いて接続する際には、 該接続ポート 2 2に通信線 1 1 3を接続する ものである。 これにより、 隣接する 2つのインバー夕回路 1 3と通信線 1 0 3により接続を行うことが可能となるものである。
すなわち、 ィンバ一夕回路 1 3の接続ポート 1 2 2は、 通信線 1 1 3 をィンバ一夕回路 1 3に接続するものであるとともに、 通信線 1 1 3と 他の通信線 1 1 3を接続するポートを兼ねるものである。
これにより、 ィンバ一夕回路 1 3 · 1 3間の通信線 1 1 3の接続構成 を簡便にし、 接続にかかる労力を軽減することができるものである。 ま た、 通信線間の距離を短くすることにより、 配信される信号の減衰率を 抑制でき、 より高密度の通信を行うことも可能である。
また、 通信部 1 2 1に通信線 1 1 2を接続するポートを設け、 該通信 部 1 2 1を介して 1つの発電装置 1 0 2内のィンバー夕回路 1 3 . 1 3 とシステムコントローラ 1 14を接続することができるものである。 次に、 発電装置 1 0 2内に設置される原動機 1 0 6の接続構成につい て説明する。
発電機システムにおいて配設される複数台の原動機 1 0 6は、 システ 厶コントローラ 1 1 4を介して通信線 1 0 3によりそれぞれ接続される ものである。
システムコントローラ 1 14 · 1 1 4 · · の通信線 1 0 3による接続 方法としては、 前述のィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の接続方法と同様 に、 マルチドロップ方式により行うものである。 これにより、 発電機シ ステムにおいて、 系統連系される原動機 1 0 6 · 1 0 6 . · 間の省配線 化が実現できるものである。 そして、 発電機システムを構成する個々の 原動機 1 0 6の情報を、 該発電システムを構成する一つのシステムコン トローラ 1 1 4に接続することにより、 取り出すことができ、 個々の原 動機 1 0 6の制御を、 発電システムを構成する一つのシステムコント口 ーラ 1 1 4に伝達することにより、 行うことができるものである。
発電装置 1 0 2 * 1 0 2間を通信線 1 0 3により接続し、 該発電装置 1 0 2内において、 通信線 1 0 3より、 システムコントローラ 1 1 4を 介して、 通信線 1 1 2を分岐させるものである。 これにより、 発電装置 1 0 2間の通信線 1 0 3の接続を簡便に行うことができるとともに、 発 電機システムをシンプルに構成でき、 配線の労力を低減でき、 メンテナ ンス性を向上できるものである。
通信線 1 1 2は原動機 1 0 6のコントロ一ラを含むシステムコントロ —ラ 1 1 4に接続されるものである。 コントローラは原動機 1 0 6の出 力制御を行うものであり、 該コントローラを含むシステムコントローラ
1 1 4により、 原動機 1 0 6の始動、 停止および出力制御を行うもので ある。 なお、 原動機 1 0 6の始動を行うス夕一夕への電力供給は、 発電 装置 1 0 2内に配設されるバッテリもしくは外部電源よりの電力を利用 することが可能である。
通信線 1 1 2を原動機 1 0 6のコントローラを含むシステムコント口 ーラ 1 '1 4に接続するため、 該通信線 1 1 2を介して、 発電装置 1 0 2 の始動停止を制御可能であるとともに、 原動機 1 0 6の出力の制御を行 うことが可能である。
発電機システムにおいて、 前述のィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の制 御を行うインバータ回路 1 3 sを有する発電装置 1 0 2に配設される原 動機 1 0 6には該原動機 1 0 6の制御を行うコントローラが接続されて おり、 該コントロ一ラにより他の原動機 1 0 6 · 1 0 6 · · に接続する コントローラより原動機 1 0 6の情報を受信するとともに、 コント口一 ラに制御信号を送信するものである。
原動機 1 0 6のコントロ一ラは前述のごとく、 マルチド口ップ方式に より接続されており、 隣接する原動機 1 0 6のコントローラ同士が、 通 信線 1 1 2により接続されるものである。 このため、 通信配線の構成が シンプルになるとともに、 コントローラ間を接続する通信線 1 1 2の距 離を短く構成でき、 該コントローラ間において送受信される信号の減衰 を抑制することができるものである。
発電機システムに配設される複数の原動機 1 0 6 · 1 0 6 · · は、 前 述のインバー夕回路 1 3 · 1 3 · · のごとく、 系統連系されており、 原 動機 1 0 6 · 1 0 6 · 'の全体の出力を制御可能に構成するものである。 他の原動機 1 0 6への制御情報の配信および、 エンジンの運転情報の 集積は、 インバ一タ回路 1 3 sが接続された発電装置に配設される発電 装置 1 0 2 (原動機 1 0 6に装着されるシステムコントロ一ラ 1 1 4 ) において行われるものである。 情報の発信および集計を行う発電装置 1 0 2においては、 他の発電装置 1 0 2の優先順位が設定され、 この優先 順位に基づき、 各エンジンの稼動状態が制御されるものである。 即ち、 負荷に対して原動機 1 0 6 · 1 0 6 · ·全体で負荷を均等に分担するべ く、 原動機 1 0 6に接続されたシステムコントローラ 1 1 4により、 ェ ンジン出力を調節することが可能である。 もしくは、 負荷に対して数台 の原動機 1 0 6を選択し、 該原動機 1 0 6を稼動させ、 原動機 1 0 6出 力効率のより状態で運転することが可能である。
次に、 原動機 1 0 6に装着されるシステムコントロ一ラ 1 1 4間の通 信構成について、 例示する。
本実施例は、 発電装置 1 0 2間の通信構成の一例を示すものであり、 特に通信構成を限定するものではない。 複数個接続されたエンジンにお いて、 個々のエンジンよりの情報が末端の発電装置のシステムコントロ ーラに伝達されるものであれば良いものである。
原動機 1 0 6に接続したシステムコントロ一ラ 1 1 4より情報を発信 する際に、 通信線 1 0 3に、 他の原動機 1 0 6に接続したシステムコン トローラ 1 1 4よりの信号が送信されているか否かを、 まず調べるもの である。 そして、 他のシステムコント口一ラ 1 1 4よりの信号が送信さ れていない場合には、 システムコントロ一ラ 1 1 4が通信線 1 0 3に送 信を行うものである。 このように構成することにより、 簡便な構成で、 原動機 1 0 6間において、 情報の送信を行うことが可能である。
また、 予め設定された原動機 1 0 6に接続したシステムコントロ一ラ 1 1 4により通信開始の信号を発信し、 該信号を、 接続された原動機 1 0 6 - 1 0 6 - · の上流側 （管理システム 1 1 0側） より順番に受けと り、 この受けた信号に対して情報を送信するものである。 このような通 信構成をとることにより、安定した情報の送受信が行われるものである。 上記構成の通信構成をインバー夕回路 1 3 * 1 3 · · において、 利用 することも可能である。
すなわち、 測定器 1 1 1 · 1 1 1が接続された発電装置 1 0 2を親機 として、 該親機に配設される原動機 1 0 6およびィンバーダ回路 1 3に より、 他の発電装置 1 0 2に配設される原動機 1 0 6およびィンバ一夕 回路 1 3の制御を行うものである。 すなわち、 複数個接続されたインバ 一夕回路において、 個々のィンバー夕回路よりの情報が末端のィンバー 夕回路に伝達されるものであれば良いものである。
インバー夕 1 3より情報を発信する際に、 通信線 1 1 3に、 他のイン バー夕 1 3よりの信号が送信されているか否かを、 まず調べるものであ る。 そして、 他の信号が送信されていない場合には、 通信線 1 1 3に送 信を行うものである。 他の信号が送信されている場合には、 しばらく送 信を待ち、 この後に再度、 他のインパ一夕 1 3よりの信号が送信されて いるか否かを、 まず調べるものである。
このように構成することにより、 簡便な構成で、 インバー夕回路 1 3 間において、 情報の送信を行うことが可能である。
また、 管理システム 1 1 0より通信開始の信号を発信し、 該信号を、 接続されたィンバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の上流側 （管理システム 1 1 0側） より順番に受けとり、 管理システム 1 1 0より受けた信号に対し て情報を送信するものである。
そして、 親機を上流側とすることにより、 下流側に複数台の発電装置 1 0 2を任意に接続し、 該発電装置 1 0 2 · 1 0 2 · · を親機により制 御することが可能となるものである。
管理システム 1 1 0に複数個のィンバ一夕回路 1 3が接続されている 場合に、 該管理システム 1 1 0側に接続されているインバ一夕 1 3を一 番目、 その次を二番目 · · とする。 そして、 管理システム 1 1 0より通 信開始の信号が発信されると、 まず一番目のインバ一夕回路 1 3の情報 が管理システム 1 1 0に返される。 再び管理システム 1 1 0より通信開 始の信号が発信されると、 二番目のィンバータ回路の情報が管理システ ム 1 1 0に返される。
このように構成することにより、 親機より管理に必要な信号のみを管 理システム 1 1 0に送信することができ、通信効率が向上するとともに、 安定した情報の送受信が行え、安定した制御を行おうことが可能である。 次に、 原動機 1 0 6 · 1 0 6 · ·およびィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · を含めた制御構成について説明する。
本実施例においては、 前述のごとく、 インバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の制御が行われ、 必要に応じてインバータ回路 1 3 · 1 3 · ' の出力制 御を行うものである。 そして、 原動機 1 0 6 · 1 0 6 · · においても、 必要となる出力に応じて、 原動機 1 0 6 · 1 0 6 · · の出力制御若しく は稼動の割り当てを行うものである。
発電装置 1 0 2の原動機 1 0 6が停止している状態においては、 該発 電装置 1 0 2に配設されるィンバ一夕回路 1 3 · 1 3の出力も停止する ものである。 そして、 発電システムにおいて、 一部の発電装置 1 0 2が 停止している場合には、 ィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力の割り当 ては、 稼動状態のインバー夕回路 1 3 · 1 3 · · を対象として行われる ものである。
1つのインバ一夕回路 1 3において、 稼動状態の、 もしくは稼動可能 な状態のィンバー夕回路 1 3の数が認識され、 該ィンバ一夕回路 1 3の 数を基にして、 ィンバ一夕回路 1 3 * 1 3 · · の出力割り当ての演算が— 行われる。 そして、 各ィンバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の割り当量が送信 され、 インパー夕回路 1 3が制御されるものである。 すなわち、 インバータ回路 1 3 · 1 3 · · においては、 稼動可能な状 態のィンバ一夕の数により、各稼動可能なィンバータ回路 1 3 · 1 3 · · の出力の割り当てを延出し、 出力制御を行うものである。
原動機 1 0 6の制御を行うシステムコントローラ 1 1 4においても、 通信線 1 1 2を介してインバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力状態を認識 することが可能である。 このため、 システムコント口一ラ 1 1 4におい て、 稼動状態のィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力電力が一定値以上 となった場合に、 停止状態の原動機 1 0 6を稼動させることが可能であ る。
原動機 1 0 6の稼動により、 該原動機 1 0 6を配設する発電装置 1 0 2に配置されたィンバ一夕回路 1 3 · 1 3を稼動させることが可能とな る。
該インバー夕回路 1 3 · 1 3が稼動可能状態となることにより、 イン バー夕回路 1 3において認識される稼動可能状態のィンバータ回路 1 3 の数が増加する。 そして、 1つのインバ一夕回路 1 3において、 前述の ごとくィンバ一夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力の割り当てが行われるもの である。
さらに、 システムコントローラ 1 1 4において、 稼動状態のインバー 夕回路 1 3 · 1 3 · · の出力電力が一定値以下となった場合には、 稼動 状態の原動機 1 0 6を停止させることが可能である。
原動機 1 0 6の停止により、 該原動機 1 0 6を配設する発電装置 1 ◦ 2に配置されたインバー夕回路 1 3 · 1 3の出力が停止する。 該インバ —夕回路 1 3 · 1 3が停止することにより、 他のィンバ一夕回路 1 3に おいて認識される稼動可能状態のィンバータ回路 1 3の数が減少する。 そして、 減少後のインバータ回路 1 3の数に基づいて、 1つのインバー 夕回路 1 3 sにおいて、 前述のごとくィンバ一タ回路 1 3 · 1 3 · · の 出力の割り当てが行われるものである。
上記のごとく、 発電システムにおいて、 発電機装置 2 · 2 · · の稼動 と、 インバー夕回路 1 3 · 1 3 · · の稼動状態を制御することにより、 発電システムを効率的に作動させることが可能である。 そして、 発電装 置 1 0 2の燃費を向上でき、 インバ一タ回路 1 3の寿命も向上すること ができるものである。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかるエンジンにより駆動される発電機を有 する電力システムは、 工場もしくは商業施設、 あるいは家庭などに電力 を供給する電力システムとして、 また、 原動機より発生する熱を回収す ることにより、 コージェネレーションシステムにおける電力システムと して有用である。 また、 複数の電力系統を利用して、 電力供給を受ける 施設に利用される電力システムにも適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . エンジンにより駆動される発電機を有する電力システムであって、 当該発電機に設けられる複数の電機子巻線、
当該電機子巻線毎に設けられるインバー夕回路、
当該各ィンバ一夕回路の下流側に接続される自己発電電線、 から成り 当該電線が、 外部電源と需要側を結ぶ外部電線に接続される
電力
2 . 請求項 1記載の電力システムであって、
前記外部電線の電圧を検出する手段
前記各ィンバ一夕回路から出力される電圧を検出する手段、
前記各ィンバー夕回路から出力される電流を検出する手段、
外部電線電圧、 各インバー夕回路の電圧、 各インバー夕回路の電流に基 づいて前記各ィンバ一夕回路を制御する制御装置。
3 . 請求項 1記載の電力システムであって、
前記外部電線の電圧を検出する手段、
前記外部電線の電流を検出する手段、
前記各ィンバー夕回路から出力される電圧を検出する手段、
前記各ィンバ一夕回路から出力される電流を検出する手段、
外部電線電圧、 各インバー夕回路の電圧、 各インバータ回路の電流に基 づいて前記各ィンバー夕回路を制御する制御装置、
各ィンバ一夕回路の電圧、 各ィンパー夕回路の電流に基づいて各ィンバ
—夕回路の出力電力を算出する制御装置、 から成り、
主制御装置が、 当該各制御装置と通信し、 外部電線電力と各インバ一夕 回路の出力主制御装置が、 当該各制御装置と通信し、 外部電線電力を各 ィンバ一夕回路の出力電力に基づいて各ィンバ一夕回路の自己出力電力 が均等になるように各ィンパ一夕回路を制御する
4 . 請求項 3記載の電力システムであって、
前記主制御装置が、 前記外部電線を需要側へ電流が流れるように前記各 ィンバ一夕回路を制御する
電力システム。
5 . 請求項 3記載の電力システムであって、
マルチドロップ接続による通信線で前記主制御装置が前記各制御装置と 通信する、
電力
6 . 請求項 4記載の電力システムであって、
マルチド口ップ接続による通信線で前記主制御装置が前記各制御装置と 通信する、
電力
7 . 請求項 1記載の電力システムであって、
複数の電力システム、
当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置、 からなり、
制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する
8 . 請求項 2記載の電力システムであって、
複数の電力システム、
当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置、 からなり、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する
9 . 請求項 3記載の電力システムであって、
複数の電力システム、
当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置、 からなり、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する
1 0 . 請求項 4記載の電力システムであって.
複数の電力 当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、 外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置、 からなり、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する
発電シ
1 1 . 請求項 5記載の電力システムであって、
複数の電力システム、
当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出する主シス テム回路制御装置、 からなり、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状况が均等になる ように各システムを制御する
1 2 . 請求項 6記載の電力システムであって、
複数の電力システム、
当該電力システムの発停を制御するシステム制御装置、
外部電線電圧、 外部電線電流に基づいて外部電線電力を算出' テム回路制御装置、 からなり、
主システム制御装置が、 システム制御装置と通信し、 主システム制御装 置が、 外部電線電力に基づいて各システムの通算稼動状況が均等になる ように各システムを制御する
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