WO2013150620A1 - 船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法 - Google Patents

船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法 Download PDF

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heat recovery
exhaust heat
turbine
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太田　裕二
隆之 金星
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a ship power generation control device, a ship, and a ship power generation control method.
  • Patent Document 1 energy required by the community is supplied in a timely manner by obtaining the amount of fluctuation from the planned value of the energy demand when the human flow reaches the community, resulting in a shortage of supply. A technique for avoiding this is described.
  • a power management device is provided for each generator such as a generator, diesel generator, shaft generator, etc. included in the exhaust heat recovery system. Controls the share of power load on the ship.
  • the above share rate is based on the amount of power generated by the exhaust heat recovery device in consideration of energy saving, and the power that the exhaust heat recovery device cannot provide depends on the rated power generation amount of other generators and the power load on the ship. Determined.
  • the power generation amount of the exhaust heat recovery device varies depending on the engine load of the main engine, the engine load is measured, and the sharing rate is determined according to the measurement result.
  • the amount of power that can be supplied by the exhaust heat recovery device for the engine load is calculated in advance based on the design value of the main engine.
  • the calculated amount of power and the amount of power that can actually be supplied differ from each other due to calculation errors and aging of the main engine. If the amount of power that can actually be supplied is greater than the calculated amount of power, the amount of power generated by the exhaust heat recovery device is estimated to be smaller than the actual amount, so other generators can be driven wastefully. It becomes. On the other hand, if the amount of power that can be actually supplied is smaller than the calculated amount of power, the power supply by the exhaust heat recovery device will be insufficient than planned when the power load on the ship increases, and the power from other generators The supply is not in time and a power outage occurs on the ship. In addition, when the exhaust heat recovery device is supplying power near the maximum planned value, it is necessary to put other generators in the standby state at an early stage in preparation for an increase in the power load in the ship, and the energy required for standby is reduced. It becomes useless.
  • This invention is made
  • An object of the present invention is to provide a power generation control method.
  • the power generation control device for a ship, the ship, and the power generation control method for a ship according to the present invention employ the following means.
  • the power generation control device is a waste heat recovery device that recovers engine exhaust energy and generates electric power using a turbine, and a power generation control device for a ship equipped with a generator.
  • Derivation means for deriving the amount of electric power generated by the exhaust heat recovery device based on a physical quantity of gas at the inlet of the turbine, a physical quantity of gas at the exit of the turbine, and a parameter relating to the exhaust heat recovery device; and the derivation means Calculating means for calculating a difference between the amount of electric power derived by the electric power required by the ship and a first control means for controlling the exhaust heat recovery device based on the amount of electric power derived by the deriving means; And second control means for controlling the generator based on the difference calculated by the calculation means.
  • the power generation control apparatus of a ship controls the exhaust-heat recovery apparatus which collect
  • the deriving means derives the amount of power generated by the exhaust heat recovery device based on the physical quantity of gas at the turbine inlet, the physical quantity of gas at the exit of the turbine, and the parameters related to the exhaust heat recovery device.
  • the exhaust heat recovery device is controlled based on the amount of power derived by the deriving means.
  • the physical quantity of gas at the turbine inlet and the physical quantity of gas at the turbine outlet are, for example, the temperature and pressure of the gas at the turbine inlet, the temperature and pressure of the gas at the turbine outlet, and are supplied to the turbine.
  • the difference between the amount of power derived by the derivation unit and the amount of power required on the ship is calculated by the calculation unit, and the generator is controlled by the second control unit based on the difference calculated by the calculation unit. Is done.
  • this structure derives
  • generated with the exhaust heat recovery apparatus with which a ship is equipped Can be obtained more accurately.
  • this structure controls a generator based on the electric energy of the exhaust heat recovery device derived more accurately, efficient power sharing between the exhaust heat recovery device and the generator is possible.
  • the value of the parameter is adjusted so that the difference between the derived power amount derived by the deriving unit and the actual power amount actually generated by the exhaust heat recovery device is reduced. It is preferable to provide an adjusting means. According to this configuration, the derived power amount is reduced by the adjusting unit so that the difference between the derived power amount derived by the deriving unit and the actual power amount actually generated by the exhaust heat recovery device is reduced.
  • the parameter value relating to the exhaust heat recovery apparatus used for deriving is adjusted. Therefore, this structure can improve the accuracy of the electric energy of the exhaust heat recovery device to be derived.
  • the derivation means may determine the difference between the enthalpy of gas at the inlet of the exhaust heat recovery apparatus and the enthalpy of gas at the outlet of the exhaust heat recovery apparatus. It is preferable to derive the amount of power generated by the exhaust heat recovery device by a model obtained by multiplying the flow rate and the power generation efficiency. According to this structure, the electric energy produced
  • the gas is an exhaust gas discharged from the engine, and the turbine is a gas turbine. According to this structure, even if it is a case where an exhaust heat recovery apparatus produces
  • the gas is steam generated by exhaust heat of the engine
  • the turbine is a steam turbine. According to this structure, even if it is a case where an exhaust heat recovery apparatus produces
  • a ship includes a generator, an exhaust heat recovery device that generates electric power by recovering exhaust heat of an engine and supplying it to a turbine, and the power generation control device described above. Prepare. According to this configuration, since the generator is controlled based on a more accurate amount of electric power of the exhaust heat recovery apparatus, efficient power sharing between the exhaust heat recovery apparatus and the generator becomes possible.
  • the power generation control method is a waste heat recovery device that recovers engine exhaust energy and generates power using a turbine, and a power generation control method for a ship equipped with a generator. Based on the physical quantity of the gas at the inlet of the turbine, the physical quantity of the gas at the outlet of the turbine, and the parameters related to the exhaust heat recovery device, the amount of power generated by the exhaust heat recovery device is derived, Based on the first step of controlling the exhaust heat recovery device, a difference between the derived amount of electric power and the amount of electric power required on the ship is calculated, and the second of controlling the generator based on the calculated difference And a process.
  • the amount of power generated by the exhaust heat recovery device is derived based on the actual measurement value of the physical quantity of the gas supplied to the turbine, the amount of power generated by the exhaust heat recovery device included in the ship is It can be obtained more accurately. Furthermore, since the generator is controlled based on the power amount of the exhaust heat recovery apparatus that is more accurately derived, efficient power sharing between the exhaust heat recovery apparatus and the generator is possible.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a ship according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the electric power management apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the power management apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • a carrier 1 includes a power management device 10 that adjusts the demand and supply of electric power in the carrier 1, a main engine 20 that propels the carrier 1, and a power turbine (gas turbine) 23. And the steam turbine 26, the turbine generator (exhaust heat recovery generator) 31 that is connected to the power turbine 23 and the steam turbine 26 and recovers the exhaust heat of the main engine 20 to generate electric power, and the main engine 20 is independent. And a diesel generator (internal combustion engine generator) 32 using the power generation engine 22 configured as described above.
  • the ship 1 which concerns on this 1st Embodiment is provided with the 2nd generation diesel generator 32 as an example.
  • the electric power generated by the turbine generator 31 or the diesel generator 32 is transmitted through the power line 51, for example, an aerator that ventilates the carrier 1, an illumination lamp installed in the carrier 1, an outlet, and a carrier. It is sent to each device 41 such as a seawater pump arranged in the engine room of the ship 1, the shaft generator motor 42, the thruster 43, etc. and consumed.
  • the operation of the main engine 20 is controlled by an engine control system (not shown).
  • the operations of the power turbine 23, the steam turbine 26, and the turbine generator 31 are controlled by the power management apparatus 10.
  • the main engine 20 is, for example, a low-speed two-cycle diesel engine.
  • a shaft generator motor 42 is connected to the output shaft of the main engine 20, and a screw propeller 45 is attached to the shaft generator motor 42 via a propeller shaft 44.
  • the shaft generator motor 42 performs motor operation for obtaining surplus electric power in the carrier 1 and energizing the main engine 20. Further, the shaft generator motor 42 can be driven by the main engine 20 to generate electric power.
  • each cylinder of the main engine 20 is connected to the exhaust gas economizer 30 through the exhaust manifold supercharger, the inlet of the power turbine 23, and the valve 21 through the exhaust manifold.
  • exhaust gas from the power turbine 23 is also introduced into the exhaust gas economizer 30.
  • the water supplied from the water supply pipe is heated and evaporated by the heat of the introduced exhaust gas, and superheated steam is generated.
  • the superheated steam generated in the heat exchange section is introduced into the steam turbine 26 as main steam, and the steam that has finished work in the steam turbine 26 is led to a condenser and returned to water (not shown).
  • the water condensed in the condenser is cooled and warmed by the air cooler and the wall of the main engine 20 and then supplied again to the exhaust gas economizer 30.
  • the power turbine 23 is rotationally driven by exhaust gas extracted from the exhaust manifold of the main engine 20. Further, the steam turbine 26 is rotated by being supplied with steam generated by the exhaust gas economizer 30. The power turbine 23 and the steam turbine 26 are coupled in series to drive the turbine generator 31.
  • the output shaft of the steam turbine 26 is connected to a turbine generator 31 via a speed reducer 27 and a coupling. Further, the output shaft of the power turbine 23 is connected to the input shaft of the steam turbine 26 via the speed reducer 24 and the clutch 25.
  • a power turbine control valve (exhaust gas amount adjusting valve) 28 for controlling the amount of gas introduced into the power turbine 23 is provided on the upstream side of the steam flow of the steam turbine 23.
  • a steam turbine control valve (steam amount adjusting valve) 29 for controlling the amount of steam introduced into the steam turbine 26 is provided on the upstream side of the steam flow of the steam turbine 26 .
  • the opening degree of each of the power turbine control valve 28 and the steam turbine control valve 29 is controlled by the power management apparatus 10.
  • the turbine generator 31 is driven as power by collecting exhaust energy of the exhaust gas (combustion gas) of the main engine 20. That is, in the ship 1 according to the first embodiment, the exhaust heat recovery device that recovers the exhaust energy of the main engine 20 to generate electric power is configured by the power turbine 23, the steam turbine 26, and the turbine generator 31. Yes.
  • the power management device 10 is disposed in the engine control room of the carrier 1, and the turbine generator 31 (exhaust heat recovery device), the diesel generator 32, the devices 41 in the carrier 1, the shaft are connected by the power line 52.
  • the generator motor 42 and the thruster 43 are electrically connected.
  • the power management apparatus 10 is based on the demand electric power by each apparatus 41 in the carrier 1, the shaft generator motor 42, the thruster 43, etc., and the electric power generation amount generated by the exhaust heat recovery apparatus, and the diesel generator 32.
  • the power generation amount of the shaft generator motor 42 is controlled.
  • the inlet gas pressure sensor 60 that measures the inlet gas pressure of the power turbine 23, the inlet gas temperature sensor 61 that measures the inlet gas temperature of the power turbine 23, and the outlet gas pressure of the power turbine 23 are measured.
  • an outlet gas temperature sensor 63 for measuring the outlet gas temperature of the power turbine 23.
  • an inlet steam pressure sensor 64 that measures the inlet steam pressure of the steam turbine 26
  • an inlet steam temperature sensor 65 that measures the inlet steam temperature of the steam turbine 26
  • an outlet steam pressure sensor 66 that measures the outlet steam pressure of the steam turbine 26
  • An outlet steam temperature sensor 67 that measures the outlet steam temperature of the steam turbine 26 is provided.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the power management apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the power management apparatus 10 includes a storage unit 70, an electric energy derivation unit 71, an exhaust heat recovery device controller 72, a subtractor 73, and a generator controller 74.
  • the storage unit 70 is composed of a magnetic storage device or a semiconductor storage device, and stores various data.
  • the storage unit 70 stores various parameters related to the exhaust heat recovery apparatus.
  • the various parameters are design values of the exhaust heat recovery device, and specifically, the composition of the exhaust gas exhausted from the main engine 20, the characteristics of the power turbine control valve 28, the characteristics of the steam turbine control valve 29, It is a design value such as power generation efficiency of the exhaust heat recovery device.
  • the power amount deriving unit 71 is based on the physical quantity of gas (exhaust gas and steam in the first embodiment) at the inlet of the exhaust heat recovery apparatus, the physical quantity of gas at the outlet of the exhaust heat recovery apparatus, and parameters related to the exhaust heat recovery apparatus.
  • the amount of power generated by the exhaust heat recovery device is sequentially derived.
  • the physical quantity of gas at the inlet of the exhaust heat recovery apparatus is the inlet gas pressure of the power turbine 23 measured by the inlet gas pressure sensor 60 and the power turbine measured by the inlet gas temperature sensor 61. 23, the inlet steam pressure of the steam turbine 26 measured by the inlet steam pressure sensor 64, and the inlet steam temperature of the steam turbine 26 measured by the inlet steam temperature sensor 65.
  • the physical quantity of gas at the outlet of the exhaust heat recovery apparatus is the outlet gas pressure of the power turbine 23 measured by the outlet gas pressure sensor 62 and the power turbine measured by the outlet gas temperature sensor 63. 23, the outlet steam pressure of the steam turbine 26 measured by the outlet steam pressure sensor 66, and the outlet steam temperature of the steam turbine 26 measured by the outlet steam temperature sensor 67.
  • the measured value of the physical quantity of the gas supplied to the power turbine 23 and the steam turbine 26 constituting the exhaust heat recovery apparatus is input to the power amount deriving unit 71.
  • valve opening degree output from the exhaust heat recovery device controller 72 is input to the power amount deriving unit 71.
  • the valve opening is the opening of the power turbine control valve 28 and the steam turbine control valve 29.
  • the power amount deriving unit 71 can read out various parameters stored in the storage unit 70.
  • the electric energy derived by the electric energy deriving unit 71 (hereinafter referred to as “derived electric energy”) is output to the exhaust heat recovery device controller 72 as a power generation command value for the exhaust heat recovery device.
  • the exhaust heat recovery device controller 72 controls the control amounts for the power turbine 23 and the steam turbine 26 constituting the exhaust heat recovery device (for example, the control valve 28 for the power turbine and the control for the steam turbine).
  • the exhaust heat recovery device control amount that is the opening degree of the valve 29 is calculated, and the exhaust heat recovery device control amount is output to the exhaust heat recovery device (the power turbine 23 and the steam turbine 26) to control the exhaust heat recovery device.
  • the subtractor 73 is a difference between the derived power amount derived by the power amount deriving unit 71 and the power amount required in the ship 1 (the above-described demand power, hereinafter referred to as “inboard power load”). The difference is output to the generator controller 74 as a power generation command value for the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42.
  • the generator controller 74 calculates a generator control amount, which is a control amount for the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42, based on the input power generation command value, and sets the generator control amount to the diesel generator 32 or By outputting to the shaft generator motor 42, the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 are controlled.
  • the power generation command value output from the subtractor 73 is 0 (zero)
  • the power generation amount generated by the exhaust heat recovery device and the inboard power load are the same. Therefore, the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 are not controlled.
  • the power generation command value output from the subtractor 73 is less than 0 (zero)
  • the amount of power generated by the exhaust heat recovery device cannot cover the onboard power load. Electric power needs to be generated, and at least one of the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 is controlled to generate electric power. Note that which of the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 is driven is determined in advance according to the rated power generation amount of the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 and the magnitude of the power generation control amount. Also good.
  • the power generation command value output from the subtractor 73 exceeds 0 (zero)
  • the power amount generated by the exhaust heat recovery device includes surplus power that exceeds the inboard power load
  • the generator controller 74 is The surplus power may be supplied to the shaft generator motor 42 and controlled so as to perform the motor operation for energizing the main engine 20, or the surplus power is charged in the power storage device provided in the ship 1. May be.
  • the power amount deriving unit 71 calculates the derived power amount using the exhaust heat recovery apparatus mathematical model.
  • the exhaust heat recovery device mathematical model is supplied to the exhaust heat recovery device, where P is the derived electric energy, He is the enthalpy of gas at the inlet of the exhaust heat recovery device, and Ho is the enthalpy of gas at the outlet of the exhaust heat recovery device.
  • the gas flow rate is Q
  • the power generation efficiency is ⁇
  • the turbine no-load loss is P LOSS , it is expressed by the following equation (1).
  • the amount of power generated using the power turbine 23 (derived power amount Pp) and the amount of power generated using the steam turbine 26 (derived power amount Ps) are added.
  • the derived power amount P is obtained.
  • the enthalpy Hep of the exhaust gas at the inlet of the power turbine 23 is obtained using values such as the composition of the exhaust gas stored as parameters in the storage unit 70, the inlet gas pressure and the inlet gas temperature input to the power amount derivation unit 71. It is done.
  • the enthalpy Hop of the exhaust gas at the outlet of the power turbine 23 is obtained using values such as the composition of the exhaust gas stored as parameters in the storage unit 70, the outlet gas pressure and the outlet gas temperature input to the power amount derivation unit 71. It is done.
  • the enthalpies Hep and Heo may be obtained by substituting various values into predetermined mathematical formulas, or a table showing the relationship between the enthalpy according to the composition of exhaust gas and the pressure or temperature is stored in the storage unit.
  • the enthalpy Hes of steam at the inlet of the steam turbine 26 and the Hos of steam at the outlet of the steam turbine 26 are also input steam pressure, inlet steam temperature, outlet steam pressure, outlet steam temperature, etc. input to the electric energy derivation unit 71. Using the value, it is obtained in the same manner as enthalpy Hep, Heo.
  • the flow rate Qp of the exhaust gas is obtained from the characteristics of the power turbine control valve 28 stored in the storage unit 70, the inlet gas pressure, and the valve opening of the power turbine control valve 28.
  • the steam flow rate Qs is obtained from the characteristics of the steam turbine control valve 29 stored in the storage unit 70, the inlet steam pressure, and the valve opening of the steam turbine control valve 29.
  • the no-load loss Pp LOSS of the power turbine 23 and the no-load loss Ps LOSS of the steam turbine 26 are derived as design values and stored as parameters in the storage unit 70. Furthermore, the power generation efficiency ⁇ p of the power turbine 23 and the power generation efficiency ⁇ s of the steam turbine 26 are stored in the storage unit 70 as parameters.
  • the power amount deriving unit 71 derives the power amount of the exhaust heat recovery device by adding the power amount Pp and the power amount Ps, and as a power generation command value of the exhaust heat recovery device. Output.
  • the power management apparatus 10 includes the physical quantity of gas at the inlet of the power turbine 23 and the steam turbine 26, the physical quantity of gas at the outlet of the power turbine 23 and the steam turbine 26, and exhaust heat recovery.
  • the amount of electric power generated by the exhaust heat recovery device is derived based on the parameters relating to the device, and the exhaust heat recovery device is controlled based on the derived amount of power.
  • the power management apparatus 10 calculates a difference between the derived amount of derived power and the inboard power load, and controls the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 based on the calculated difference.
  • the power management apparatus 10 can more accurately determine the amount of power generated by the exhaust heat recovery apparatus included in the ship 1. Moreover, since the power management apparatus 10 controls the diesel generator 32 and the shaft generator motor 42 based on the electric energy of the exhaust heat recovery apparatus derived more accurately, the exhaust heat recovery apparatus, the diesel generator 32, and Efficient power sharing by the shaft generator motor 42 can be performed.
  • FIG. 3 shows the configuration of the power management apparatus 10 according to the second embodiment. 3 that are the same as in FIG. 2 are assigned the same reference numerals as in FIG. 2, and descriptions thereof are omitted.
  • the power management apparatus 10 includes a subtractor 80 and a parameter identification unit 81.
  • the power management apparatus 10 receives a value of the amount of power actually generated by the exhaust heat recovery apparatus (hereinafter referred to as “actual power generation amount”).
  • the subtractor 80 calculates a difference between the actual power generation amount and the derived power amount (power generation command value) output from the power amount deriving unit 71, and outputs the difference to the parameter identification unit 81.
  • the parameter identification unit 81 adjusts the value of the parameter related to the exhaust heat recovery device used to derive the derived power amount so that the difference between the derived power amount and the actual power amount is small. Identify the value of the parameter that matches the quantity. Then, the adjusted parameter is output to the power amount deriving unit 71. When the adjusted parameter value is input, the power amount deriving unit 71 uses the adjusted parameter value for derivation of the power generation amount of the exhaust heat recovery device thereafter.
  • the case where the parameter identification unit 81 adjusts the value of the parameter is a case where the difference between the derived power amount and the actual power amount is equal to or larger than a predetermined magnitude (for example, the difference is 5% or more).
  • the values of the power generation efficiency ⁇ p of the power turbine 23 and the power generation efficiency ⁇ s of the steam turbine 26 are adjusted as examples of parameters to be adjusted. This is because it is assumed that the power generation efficiency ⁇ p, ⁇ s decreases due to the time-dependent change of the exhaust heat recovery device, and as a result, a difference occurs between the derived power amount and the actual power amount. Then, the parameter identification unit 81 adjusts the power generation efficiency ⁇ p, ⁇ s to be small when the difference between the derived power amount and the actual power amount is greater than or equal to a predetermined magnitude, and the adjusted power generation efficiency ⁇ p, The value of ⁇ s is output to the power amount deriving unit 71.
  • the parameter adjustment amount is determined in advance, for example, experimentally, empirically, or by simulation, depending on the difference between the derived power amount and the actual power amount.
  • the power management apparatus 10 is used to derive the derived power amount so that the difference between the derived power amount of the exhaust heat recovery apparatus and the actual power amount becomes small.
  • the parameter value relating to the exhaust heat recovery apparatus is adjusted, and the electric energy of the exhaust heat recovery apparatus is derived using the adjusted parameters. Therefore, the power management device 10 can improve the accuracy of the amount of power of the exhaust heat recovery device to be derived.
  • the power turbine 23 and the steam turbine 26 are used as the exhaust heat recovery device.
  • the present invention is not limited to this, and the power turbine 23 and the steam turbine 26 are not limited thereto. It is good also as a form using only any one of these.
  • a hybrid supercharger that generates power using the turbine power of the exhaust turbine supercharger mounted on the main engine 20 may be used.
  • power is generated based on the physical quantity of exhaust gas at the inlet of the exhaust turbine supercharger, the physical quantity of exhaust gas at the outlet of the exhaust turbine supercharger, and the parameters related to the hybrid turbocharger. Deriving electric energy.
  • the above-described exhaust heat recovery apparatus mathematical model is an example, and the turbine no-load loss may be a model that does not take P LOSS into consideration.
  • the exhaust heat recovery apparatus mathematical model described above is the parameter described above as a parameter used for deriving the electric energy of the exhaust heat recovery apparatus in order to improve the accuracy of the electric energy of the exhaust heat recovery apparatus to be derived.
  • a mathematical model using other parameters such as turbine moment (inertial force of the turbine) may be used.
  • the turbine rotation speed ⁇ may be measured, and the amount of power generation may be obtained from the equation of motion represented by the following equations (4) and (5).

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Abstract

船舶の電力マネジメント装置（１０）は、主機エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を制御する。そして、電力量導出部（７１）が、ガスタービン及び蒸気タービンの入口におけるガスの物理量、ガスタービン及び蒸気タービンの出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を導出し、排熱回収装置制御器（７２）が、導出した電力量に基づいて、排熱回収装置を制御する。また、減算器（７３）が、電力量導出部（７１）で導出された導出電力量と船内電力負荷との差分を算出され、発電機制御器（７４）が、減算器（７３）で算出された差分に基づいて、他の発電機を制御する。従って、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求める。

Description

船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法
　本発明は、船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法に関するものである。
　従来から、エネルギーの供給不足を防止するための種々の技術開発が行われている。
　例えば、特許文献１には、人流がコミュニティに到達する時点でのエネルギー需要量の計画値からの変動量を求める事により、コミュニティが真に必要とするエネルギーをタイミングよく供給し、供給不足が生じるのを回避する技術が記載されている。
　一方、主機エンジンの排ガスを回収して発電する排熱回収装置を備えた船舶では、排熱回収システムが有する発電機、ディーゼル発電機、軸発電機等の各発電機に対して、電力マネジメント装置が船内の電力負荷の分担率を制御している。
　上記分担率は、省エネルギーを考慮し、排熱回収装置で生成される電力量に基づいて、排熱回収装置が賄えない電力を、他の発電機の定格発電量と船内の電力負荷に応じて決定される。この際、排熱回収装置の発電量は、主機エンジンのエンジン負荷によって異なるため、エンジン負荷を測定し、測定結果に応じて分担率が決定される。
　そして、エンジン負荷に対する排熱回収装置によって供給可能な電力量は、予め主機エンジンの設計値に基づいて算出される。
特開平４－１３１６００号公報
　しかしながら、計算誤差や、主機エンジンの経年変化によって、算出された電力量と実際に供給可能な電力量が異なる可能性がある。
　算出された電力量よりも実際に供給可能な電力量が大きいと、排熱回収装置による発電量が実際よりも小さく見積もられていることとなるため、他の発電機を無駄に駆動させることとなる。
　一方、算出された電力量よりも実際に供給可能な電力量が小さいと、船内の電力負荷の増加時に排熱回収装置による電力の供給が計画よりも不足することとなり、他の発電機による電力供給が間に合わず、船内に停電が生じる。また、排熱回収装置が最大計画値近傍で電力供給を行っている場合、船内の電力負荷の増加に備えて、早期に他の発電機をスタンバイ状態とする必要があり、スタンバイに要するエネルギーが無駄となる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法は以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第一態様に係る発電制御装置は、エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を備えた船舶の発電制御装置であって、前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、前記排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する導出手段と、前記導出手段によって導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出する算出手段と、前記導出手段によって導出された電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１制御手段と、前記算出手段によって算出された差分に基づいて、前記発電機を制御する第２制御手段と、を備える。
　上記構成によれば、船舶の発電制御装置は、エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を制御する。
　そして、導出手段によって、タービンの入口におけるガスの物理量、タービンの出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置が発電する電力量が導出され、第１制御装置によって、導出手段で導出された電力量に基づいて、排熱回収装置が制御される。
　タービンの入口におけるガスの物理量、及びタービンの出口におけるガスの物理量とは、例えば、タービンの入口におけるガスの温度及び圧力であり、タービンの出口におけるガスの温度及び圧力であり、タービンに供給されるガスの物理量の実測値である。
　さらに、算出手段によって、導出手段で導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分が算出され、第２制御手段によって、算出手段で算出された差分に基づいて、発電機が制御される。
　このように、本構成は、タービンに供給されるガスの物理量の実測値に基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を導出するので、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
　さらに、本構成は、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいて発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。
　上記第一態様では、前記導出手段によって導出された電力量である導出電力量と前記排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、前記パラメータの値を調整する調整手段を備えることが好ましい。
　本構成によれば、調整手段によって、導出手段で導出された電力量である導出電力量と排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置に関するパラメータの値が調整される。
　従って、本構成は、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させることができる。
　上記第一態様では、前記導出手段が、前記排熱回収装置の入口におけるガスのエンタルピーと前記排熱回収装置の出口におけるガスのエンタルピーとの差に、前記排熱回収装置へ供給されるガスの流量及び発電効率を乗算したモデルによって、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出することが好ましい。
　本構成によれば、タービンに供給されるガスの物理量の実測値を用いて、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、簡易に求めることができる。
　上記第一態様では、前記ガスを、前記エンジンから排出される排ガスとし、前記タービンを、ガスタービンとすることが好ましい。
　本構成によれば、排熱回収装置がガスタービンを用いて電力を生成する場合であっても、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
　上記第一態様では、前記ガスを、前記エンジンの排熱によって生成された蒸気とし、前記タービンを、蒸気タービンとすることが好ましい。
　本構成によれば、排熱回収装置が蒸気タービンを用いて電力を生成する場合であっても、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
　また、本発明の第二態様に係る船舶は、発電機と、エンジンの排熱を回収してタービンに供給することによって電力を生成する排熱回収装置と、上記記載の発電制御装置と、を備える。
　本構成によれば、排熱回収装置のより正確な電力量に基づいて発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。
　また、本発明の第三態様に係る発電制御方法は、エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を備えた船舶の発電制御方法であって、前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、前記排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出し、導出した該電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１工程と、導出した電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記発電機を制御する第２工程と、を含む。
　本構成によれば、タービンに供給されるガスの物理量の実測値に基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を導出するので、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。
　さらに、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいて発電機を制御するので、排熱回収装置と発電機とによる、効率のよい電力分担が可能となる。
　本発明によれば、船舶が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる、という優れた効果を有する。
本発明の第１実施形態に係る船舶の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電力マネジメント装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る電力マネジメント装置の構成を示すブロック図である。
　以下に、本発明に係る船舶の発電制御装置、船舶、及び船舶の発電制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態について説明する。
　図１に示すように、搬船１は、搬船１内の電力の需要と供給とを調整する電力マネジメント装置１０と、搬船１を推進させる主機エンジン２０と、パワータービン（ガスタービン）２３と、蒸気タービン２６と、これらパワータービン２３及び蒸気タービン２６に接続され、主機エンジン２０の排熱を回収して発電するタービン発電機（排熱回収発電機）３１と、主機エンジン２０とは独立して構成された発電用エンジン２２を用いたディーゼル発電機（内燃機関発電機）３２とを備えている。なお、本第１実施形態に係る船舶１は、一例として、２代のディーゼル発電機３２を備えている。
　タービン発電機３１やディーゼル発電機３２によって発電された電力は、電力線５１を介して、例えば、搬船１内の換気を行う通風器、搬船１内に設置された照明灯、コンセント、及び搬船１の機関室内に配置された海水ポンプ等の各機器４１、軸発電機モータ４２、並びにスラスター４３等に送られて消費される。
　主機エンジン２０は、エンジンコントロールシステム（不図示）によって動作が制御される。また、パワータービン２３、蒸気タービン２６、及びタービン発電機３１は、電力マネジメント装置１０によって動作が制御される。
　主機エンジン２０は、例えば低速２サイクルディーゼル機関とされている。
　主機エンジン２０の出力軸には軸発電機モータ４２が接続されており、この軸発電機モータ４２にはプロペラ軸４４を介してスクリュープロペラ４５が取り付けられている。
　軸発電機モータ４２は、搬船１内の余剰電力を得て主機エンジン２０を加勢するモータ運転を行う。また、軸発電機モータ４２は、主機エンジン２０によって駆動されて発電することも可能となっている。
　主機エンジン２０の各シリンダの排気ポートは、排気マニホールドを介して、排気タービン過給機、パワータービン２３の入口、及びバルブ２１を介して排ガスエコノマイザ３０に接続されている。
　なお、排ガスエコノマイザ３０には、パワータービン２３からの排ガスも導入されるようになっている。
　そして、排ガスエコノマイザ３０の熱交換部では、導入された排ガスの熱によって給水管から供給された水が加熱・蒸発されて過熱蒸気が発生する。熱交換部で生成された過熱蒸気は主蒸気として蒸気タービン２６に導入され、また、この蒸気タービン２６で仕事を終えた蒸気は復水器に導かれて水に戻される（図示省略）。復水器にて復水された水は、空気冷却器や主機エンジン２０の壁部を冷却して温められた後、排ガスエコノマイザ３０へ再び供給される。
　パワータービン２３は、主機エンジン２０の排気マニホールドから抽気された排ガスによって回転駆動されるようになっている。また、蒸気タービン２６は、排ガスエコノマイザ３０によって生成された蒸気が供給されて回転駆動されるようになっている。
　パワータービン２３と蒸気タービン２６とは直列に結合されてタービン発電機３１を駆動する。蒸気タービン２６の出力軸は、減速機２７及びカップリングを介してタービン発電機３１に接続されている。また、パワータービン２３の出力軸は、減速機２４及びクラッチ２５を介して蒸気タービン２６の入力軸と連結されている。
　パワータービン２３の排ガス流れ上流側には、パワータービン２３に導入するガス量を制御するパワータービン用制御弁（排ガス量調整弁）２８が設けられている。また、蒸気タービン２６の蒸気流れ上流側には、蒸気タービン２６に導入する蒸気量を制御する蒸気タービン用制御弁（蒸気量調整弁）２９が設けられている。
　パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９は、それぞれの開度が電力マネジメント装置１０によって制御される。
　このようにタービン発電機３１は、主機エンジン２０の排ガス（燃焼ガス）の排気エネルギーを回収して動力として駆動される。
　すなわち、本第１実施形態に係る船舶１は、パワータービン２３、蒸気タービン２６、及びタービン発電機３１によって、主機エンジン２０の排気エネルギーを回収して電力を生成する排熱回収装置が構成されている。
　上記電力マネジメント装置１０は、搬船１の機関制御室内に配置されており、電力線５２によって、タービン発電機３１（排熱回収装置）、ディーゼル発電機３２、搬船１内の各機器４１、軸発電機モータ４２、スラスター４３と電気的に接続されている。
　これにより、電力マネジメント装置１０は、搬船１内の各機器４１、軸発電機モータ４２、スラスター４３等による需要電力と、排熱回収装置によって発電される発電量に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２の発電量を制御する。
　なお、本第１実施形態では、パワータービン２３の入口ガス圧力を測定する入口ガス圧力センサ６０、パワータービン２３の入口ガス温度を測定する入口ガス温度センサ６１、パワータービン２３の出口ガス圧力を測定する出口ガス圧力センサ６２、パワータービン２３の出口ガス温度を測定する出口ガス温度センサ６３を備える。また、蒸気タービン２６の入口蒸気圧力を測定する入口蒸気圧力センサ６４、蒸気タービン２６の入口蒸気温度を測定する入口蒸気温度センサ６５、蒸気タービン２６の出口蒸気圧力を測定する出口蒸気圧力センサ６６、蒸気タービン２６の出口蒸気温度を測定する出口蒸気温度センサ６７を備える。
　図２は、第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０の構成を示すブロック図である。
　電力マネジメント装置１０は、記憶部７０、電力量導出部７１、排熱回収装置制御器７２、減算器７３、及び発電機制御器７４を備えている。
　記憶部７０は、磁気記憶装置又は半導体記憶装置で構成され、各種データを記憶する。なお、記憶部７０は、排熱回収装置に関する各種パラメータを記憶している。各種パラメータとは、排熱回収装置の設計値等であり、具体的には、主機エンジン２０から排気される排ガスの組成、パワータービン用制御弁２８の特性、蒸気タービン用制御弁２９の特性、排熱回収装置の発電効率等の設計値である。
　電力量導出部７１は、排熱回収装置の入口におけるガス（本第１実施形態では、排ガス及び蒸気）の物理量、排熱回収装置の出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置が発電する電力量を逐次導出する。
　なお、本第１実施形態において、排熱回収装置の入口におけるガスの物理量とは、入口ガス圧力センサ６０によって測定されたパワータービン２３の入口ガス圧力、入口ガス温度センサ６１によって測定されたパワータービン２３の入口ガス温度、入口蒸気圧力センサ６４によって測定された蒸気タービン２６の入口蒸気圧力、及び入口蒸気温度センサ６５によって測定された蒸気タービン２６の入口蒸気温度である。
　また、本第１実施形態において、排熱回収装置の出口におけるガスの物理量とは、出口ガス圧力センサ６２によって測定されたパワータービン２３の出口ガス圧力、出口ガス温度センサ６３によって測定されたパワータービン２３の出口ガス温度、出口蒸気圧力センサ６６によって測定された蒸気タービン２６の出口蒸気圧力、及び出口蒸気温度センサ６７によって測定された蒸気タービン２６の出口蒸気温度である。
　このように、電力量導出部７１には、排熱回収装置を構成するパワータービン２３及び蒸気タービン２６に供給されるガスの物理量の実測値が入力される。
　また、電力量導出部７１には、排熱回収装置制御器７２から出力された弁開度が入力される。なお、弁開度とは、パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９の開度である。
　さらに、電力量導出部７１は、記憶部７０に記憶されている各種パラメータを読み出すことが可能とされている。
　そして、電力量導出部７１で導出された電力量（以下、「導出電力量」という。）は、排熱回収装置に対する発電指令値として排熱回収装置制御器７２へ出力される。
　排熱回収装置制御器７２は、入力された発電指令値に基づいて、排熱回収装置を構成するパワータービン２３及び蒸気タービン２６に対する制御量（例えば、パワータービン用制御弁２８及び蒸気タービン用制御弁２９の開度）である排熱回収装置制御量を演算し、排熱回収装置制御量を排熱回収装置（パワータービン２３及び蒸気タービン２６）へ出力することによって、排熱回収装置を制御する。
　また、減算器７３は、電力量導出部７１によって導出された導出電力量と船舶１内で必要とする電力量（上述した需要電力であり、以下、「船内電力負荷」という。）との差分を算出し、該差分をディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２に対する発電指令値として発電機制御器７４へ出力する。
　発電機制御器７４は、入力された発電指令値に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２に対する制御量である発電機制御量を演算し、発電機制御量をディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２へ出力することによって、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御する。
　具体的には、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）の場合、排熱回収装置が生成する電力量と船内電力負荷が同じであるため、発電機制御器７４は、新たに電力を生成する必要がなく、ディーゼル発電機３２、軸発電機モータ４２に対する制御は行わない。
　一方、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）未満の場合、排熱回収装置が生成する電力量では、船内電力負荷を賄えないため、発電機制御器７４は、新たに電力を生成させる必要があり、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の少なくとも一方に対して、電力を生成させるように制御する。なお、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の何れを駆動させるかは、ディーゼル発電機３２及び軸発電機モータ４２の定格発電量と、発電制御量の大きさに応じて予め定められていてもよい。
　さらに、減算器７３から出力された発電指令値が０（零）を超える場合、排熱回収装置が生成する電力量に船内電力負荷を超えた余剰電力が含まれるため、発電機制御器７４は、軸発電機モータ４２に対して余剰電力を供給し、主機エンジン２０を加勢するモータ運転を行わせるように制御してもよいし、余剰電力を船舶１に設けられている蓄電装置に充電してもよい。
　次に、電力量導出部７１で実行される電力量の導出について、詳細に説明する。
　本第１実施形態に係る電力量導出部７１は、排熱回収装置数式モデルを用いて、導出電力量を算出する。
　排熱回収装置数式モデルは、導出電力量をＰとし、排熱回収装置の入口におけるガスのエンタルピーをＨｅとし、排熱回収装置の出口におけるガスのエンタルピーをＨｏとし、排熱回収装置へ供給されるガスの流量をＱとし、発電効率をηとし、タービン無負荷損失をＰＬＯＳＳとすると、下記（１）式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、本第１実施形態では、パワータービン２３を用いて生成される電力量（導出電力量Ｐｐ）と蒸気タービン２６を用いて生成される電力量（導出電力量Ｐｓ）とを加算することによって、導出電力量Ｐが求められる。
　パワータービン２３の入口における排ガスのエンタルピーＨｅｐは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている排ガスの組成、電力量導出部７１に入力される入口ガス圧力及び入口ガス温度等の値を用いて、求められる。
　パワータービン２３の出口における排ガスのエンタルピーＨｏｐは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている排ガスの組成、電力量導出部７１に入力される出口ガス圧力及び出口ガス温度等の値を用いて、求められる。
　なお、エンタルピーＨｅｐ，Ｈｅｏは、予め定められた数式に各種値を代入することによって求められてもよいし、排ガスの組成に応じたエンタルピーと、圧力又は温度との関係を示したテーブルを記憶部７０が記憶し、該テーブルから求められてもよい。
　蒸気タービン２６の入口における蒸気のエンタルピーＨｅｓ、及び蒸気タービン２６の出口における蒸気のＨｏｓも、電力量導出部７１に入力される入口蒸気圧力、入口蒸気温度、出口蒸気圧力、及び出口蒸気温度等の値を用いて、エンタルピーＨｅｐ，Ｈｅｏと同様に求められる。
　また、排ガスの流量Ｑｐは、記憶部７０に記憶されているパワータービン用制御弁２８の特性、入口ガス圧力、及びパワータービン用制御弁２８の弁開度から求められる。一方、蒸気の流量Ｑｓは、記憶部７０に記憶されている蒸気タービン用制御弁２９の特性、入口蒸気圧力、及び蒸気タービン用制御弁２９の弁開度から求められる。
　また、パワータービン２３の無負荷損失ＰｐＬＯＳＳと蒸気タービン２６の無負荷損失ＰｓＬＯＳＳは、設計値として導出され、記憶部７０にパラメータとして記憶されている。
　さらに、パワータービン２３の発電効率ηｐと蒸気タービン２６の発電効率ηｓは、記憶部７０にパラメータとして記憶されている。
　以上から、パワータービン２３の導出電力量Ｐｐは、下記（２）式で表わされ、蒸気タービン２６の導出電力量Ｐｓは、下記（３）式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　そして、本第１実施形態に係る電力量導出部７１は、電力量Ｐｐと電力量Ｐｓとを加算することによって、排熱回収装置の電力量を導出し、排熱回収装置の発電指令値として出力する。
　以上説明したように、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の入口におけるガスの物理量、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の出口におけるガスの物理量、排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、排熱回収装置によって発電される電力量を導出し、導出した電力量に基づいて、排熱回収装置を制御する。そして、電力マネジメント装置１０は、導出した導出電力量と船内電力負荷との差分を算出し、算出した差分に基づいて、ディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御する。
　従って、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、船舶１が備える排熱回収装置で生成される電力量を、より正確に求めることができる。また、電力マネジメント装置１０は、より正確に導出された排熱回収装置の電力量に基づいてディーゼル発電機３２や軸発電機モータ４２を制御するので、排熱回収装置、ディーゼル発電機３２、及び軸発電機モータ４２による、効率のよい電力分担ができる。
〔第２実施形態〕
　以下、本発明の第２実施形態について説明する。
　なお、本第２実施形態に係る船舶１の構成は、図１に示される第１実施形態に係る船舶１の構成と同様であるので説明を省略する。
　図３に、本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０の構成を示す。なお、図３における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、減算器８０、パラメータ同定部８１を備える。
　本第２実施形態に係る電力マネジメント装置１０には、排熱回収装置で実際に発電された電力量の値（以下、「実発電量」という。）が入力される。
　減算器８０は、実発電量と電力量導出部７１から出力された導出電力量（発電指令値）との差分を算出し、パラメータ同定部８１へ該差分を出力する。
　パラメータ同定部８１は、導出電力量と実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置に関するパラメータの値を調整し、導出電力量と実電力量とが一致するパラメータの値を同定する。そして、調整後のパラメータを、電力量導出部７１へ出力する。
　電力量導出部７１は、調整後のパラメータの値が入力されると、その後の排熱回収装置の発電量の導出に、調整後のパラメータの値を用いる。
　なお、パラメータ同定部８１が、パラメータの値を調整する場合とは、導出電力量と実電力量との差が所定の大きさ以上（例えば、差が５％以上）となった場合とする。
　本第２実施形態では、調整するパラメータの一例として、パワータービン２３の発電効率ηｐと蒸気タービン２６の発電効率ηｓの値を調整する。排熱回収装置の経時変化によって、発電効率ηｐ，ηｓが低下し、その結果、導出電力量と実電力量とに差が生じることが想定されるためである。
　そして、パラメータ同定部８１が、導出電力量と実電力量との差が所定の大きさ以上となった場合に、発電効率ηｐ，ηｓが小さくなるように調整し、調整後の発電効率ηｐ，ηｓの値を電力量導出部７１へ出力する。
　なお、パラメータの調整量は、導出電力量と実電力量との差に応じて、例えば、実験的、経験的、又はシミュレーションにより予め決定されている。
　以上説明したように、本第１実施形態に係る電力マネジメント装置１０は、排熱回収装置の導出電力量と実電力量との差が小さくなるように、導出電力量を導出するために用いた排熱回収装置に関するパラメータの値を調整し、調整後のパラメータを用いて排熱回収装置の電力量を導出する。
　従って、電力マネジメント装置１０は、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させることができる。
　以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　例えば、上記各実施形態では、排熱回収装置として、パワータービン２３と蒸気タービン２６とを用いる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、パワータービン２３及び蒸気タービン２６の何れか一方のみを用いる形態としてもよい。
　また、排熱回収装置として、主機エンジン２０に搭載されている排気タービン過給機のタービン動力を利用して発電するハイブリッド過給機を用いる形態としてもよい。排熱回収装置としてハイブリッド過給機を用いる形態では、排気タービン過給機の入口における排ガスの物理量、排気タービン過給機の出口における排ガスの物理量、ハイブリッド過給機に関するパラメータに基づいて、発電する電力量を導出する。
　また、上記記載の排熱回収装置数式モデルは、一例であり、タービン無負荷損失をＰＬＯＳＳを加味しないモデルとしてもよい。
　さらに、上記記載の排熱回収装置数式モデルは、導出する排熱回収装置の電力量の精度を向上させるために、排熱回収装置の電力量を導出するために用いるパラメータとして、上記記載のパラメータ以外にタービンモーメント（タービンの慣性力）等、他のパラメータも用いた数式モデルとしてもよい。例えば、タービン回転数ωを計測し、下記（４），（５）式に示される運動方程式から、発電量を求めてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　　PST　：蒸気タービン動力［kgf・m/s］
　　η　：発電効率［－］
　　Ｉ　：慣性モーメント［kg・m2］
　　ｇ　：重力加速度＝9.8［m/s2］
　　TST　：蒸気タービントルク［kgf・m］
　　ω　：蒸気タービン角速度［rad/s］
　　TLOSS：負荷トルク［N・m］
　　P　：タービン発電量［kcal/h］
　　PLOSS：タービン無負荷トルク［kcal/h］
　　1［kgf・m/s］＝8.4324142［kcal/h］
　１　　　船舶
　１０　　電力マネジメント装置
　２０　　主機エンジン
　２３　　パワータービン
　２６　　蒸気タービン
　７１　　電力量導出部
　７２　　排熱回収装置制御器
　７３　　減算器
　７４　　発電機制御器
　８１　　パラメータ同定部

Claims (7)

  1. 　エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を備えた船舶の発電制御装置であって、
    　前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、前記排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する導出手段と、
    　前記導出手段によって導出された電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出する算出手段と、
    　前記導出手段によって導出された電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１制御手段と、
    　前記算出手段によって算出された差分に基づいて、前記発電機を制御する第２制御手段と、
    を備えた船舶の発電制御装置。
  2. 　前記導出手段によって導出された電力量である導出電力量と前記排熱回収装置で実際に発電された実電力量との差が小さくなるように、前記パラメータの値を調整する調整手段を備える請求項１記載の船舶の発電制御装置。
  3. 　前記導出手段は、前記排熱回収装置の入口におけるガスのエンタルピーと前記排熱回収装置の出口におけるガスのエンタルピーとの差に、前記排熱回収装置へ供給されるガスの流量及び発電効率を乗算したモデルによって、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出する請求項１又は請求項２記載の船舶の発電制御装置。
  4. 　前記ガスは、前記エンジンから排出される排ガスであり、
    　前記タービンは、ガスタービンである請求項１から請求項３の何れか１項記載の船舶の発電制御装置。
  5. 　前記ガスは、前記エンジンの排熱によって生成された蒸気であり、
    　前記タービンは、蒸気タービンである請求項１から請求項３の何れか１項記載の船舶の発電制御装置。
  6. 　発電機と、
    　エンジンの排熱を回収してタービンに供給することによって電力を生成する排熱回収装置と、
    　請求項１から請求項５の何れか１項記載の発電制御装置と、
    を備えた船舶。
  7. 　エンジンの排気エネルギーを回収してタービンを用いて電力を生成する排熱回収装置、及び発電機を備えた船舶の発電制御方法であって、
    　前記タービンの入口におけるガスの物理量、前記タービンの出口におけるガスの物理量、前記排熱回収装置に関するパラメータに基づいて、前記排熱回収装置が発電する電力量を導出し、導出した該電力量に基づいて、前記排熱回収装置を制御する第１工程と、
    　導出した電力量と船内で必要とする電力量との差分を算出し、算出した差分に基づいて、前記発電機を制御する第２工程と、
    を含む船舶の発電制御方法。
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