WO2018151233A1 - 発電システムの制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2018151233A1
WO2018151233A1 PCT/JP2018/005344 JP2018005344W WO2018151233A1 WO 2018151233 A1 WO2018151233 A1 WO 2018151233A1 JP 2018005344 W JP2018005344 W JP 2018005344W WO 2018151233 A1 WO2018151233 A1 WO 2018151233A1
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WO
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voltage
generator
target voltage
power generation
rotational speed
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PCT/JP2018/005344
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English (en)
French (fr)
Inventor
谷口　順一
宏 山脇
伊藤　好晴
正夫 高塚
拓也 唐津
弾 阿部
真 郷原
Original Assignee
三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the present invention relates to a control device and control method for a power generation system.
  • a power generation system that generates power from a generator by combustion of an engine is used in a cogeneration system that makes it possible to recover engine cooling heat and engine waste heat.
  • the power generation system may be configured to be connected to a commercial power source and supply power to various loads operated by the commercial power source, or to supply power to an important load at the time of a power failure of the commercial power source. .
  • the engine rotation speed may temporarily decrease due to a sudden load on the generator.
  • the automatic voltage regulator connected to the generator reduces the target voltage of the generator in accordance with the amount of decrease in the rotational speed of the engine, thereby preventing an excessive burden on the engine.
  • an automatic voltage regulator there exists what is used for the control method and apparatus of the diesel power generation installation of patent document 1, for example.
  • the present invention has been made in view of such problems, and by appropriately setting the target voltage of the generator, it is possible to minimize the decrease in the rotation speed of the engine and protect the engine from overload,
  • the present invention has been obtained in an attempt to provide a control device and a control method for a power generation system capable of shortening the recovery time of the engine rotation speed and supplying the power necessary for normal operation of the load from the generator. .
  • One aspect of the present invention is a control device used in a power generation system that generates power from a generator by combustion of an engine and supplies power from the generator to a load via a circuit breaker.
  • the control device includes an automatic voltage adjustment unit that controls an output voltage of the generator to be a target voltage of the generator, and a target voltage adjustment unit that adjusts the target voltage of the generator.
  • the target voltage adjustment unit is When a load is connected to the generator via the circuit breaker and the detected value of either the engine speed or the generator frequency falls below an allowable variation value, the amount of decrease in the detected value is set.
  • a voltage lowering function for lowering the target voltage of the generator in response When the target voltage of the generator that decreases according to the amount of decrease in the detected value falls below an allowable lower limit voltage that is determined based on an output voltage that is allowed to perform normal operation of the load, the power generation A voltage drop limiting function for maintaining the target voltage of the machine at the allowable lower limit voltage or a value determined based on the allowable lower limit voltage; A voltage increasing function for increasing the target voltage of the generator until the rated voltage during steady operation is reached when the detected value rises again after the detected value has fallen below the allowable variation value; It is in the control device of the power generation system.
  • Another aspect of the present invention is a method for controlling a power generation system that generates power from a generator by combustion of an engine and supplies power from the generator to a load via a circuit breaker.
  • the output voltage of the generator When controlling the output voltage of the generator to be the target voltage of the generator, When a load is connected to the generator via the circuit breaker and the detected value of either the engine speed or the generator frequency falls below an allowable variation value, the amount of decrease in the detected value is set.
  • the control device and control method of the power generation system when a load is connected to the generator via a circuit breaker and the detected value of either the engine speed or the generator frequency falls below the allowable fluctuation value, it is detected.
  • the target voltage of the generator is decreased according to the amount of decrease in value. As a result, it is possible to prevent the engine from being overburdened so that the output voltage of the generator becomes the target voltage, and to protect the engine from overload. Further, it is possible to minimize a decrease in the rotational speed of the engine and shorten the recovery time of the rotational speed of the engine.
  • the amount by which the target voltage of the generator is reduced is limited so that normal operation of the load is not impossible. Specifically, if the target voltage of the generator falls below the allowable lower limit voltage determined based on the output voltage allowed for normal operation of the load, the target voltage of the generator is set to the allowable lower limit. The voltage or a value determined based on the allowable lower limit voltage is maintained. As a result, the generator target voltage and the output voltage following the target voltage can be maintained at values necessary for normal operation of the load.
  • the control device and control method of the power generation system when the detected value rises again after the detected value of either the engine speed or the generator frequency falls below the allowable fluctuation value, Increase the target voltage until it reaches the rated voltage for steady operation. As a result, the power generation state of the generator is restored from the unstable transient state after the load is connected to the generator via the circuit breaker to the steady state, and power is stably supplied from the generator to the load. Can do.
  • control device and the control method of the power generation system by appropriately setting the target voltage of the generator, it is possible to minimize the decrease in the rotation speed of the engine and protect the engine from overload, The power required for normal operation of the load can be supplied from the generator while shortening the recovery time of the rotational speed of the engine.
  • the control device 4 of the power generation system 1 of this embodiment is used in a power generation system 1 including a gas engine 2 and a generator 3.
  • the power generation system 1 is configured to generate power from the power generator 3 by combustion of the gas engine 2 and supply power from the power generator 3 to the load 7 via the circuit breaker 5.
  • the control device 4 includes an automatic voltage adjustment unit 42 that controls the output voltage V of the generator 3 to be the target voltage Vr of the generator 3, and a target that adjusts the target voltage Vr of the generator 3. And a voltage adjusting unit 43.
  • the target voltage adjustment unit 43 has a voltage reduction function, a voltage reduction restriction function, and a voltage increase function. That is, the target voltage adjusting unit 43 has a relationship map between the rotation speed and the target voltage as shown in FIG. 3 and FIG. 4 described later, and based on this relationship map, the rotation speed of the gas engine 2 By adjusting the target voltage of the generator 3 according to the above, the voltage drop function, the voltage drop restriction function, and the voltage rise function described above are exhibited. As shown in FIG. 3, the voltage reduction function is such that the load 7 is connected to the generator 3 via the circuit breaker 5, and the detected value Sm of the rotational speed (number of revolutions) S of the gas engine 2 is greater than the allowable fluctuation value S1. When it decreases, the target voltage Vr of the generator 3 is decreased according to the amount of decrease in the detected value Sm of the rotational speed S.
  • the target voltage Vr of the generator 3 that decreases according to the amount of decrease in the detected value Sm of the rotational speed S is determined based on the output voltage V that is allowed for normal operation of the load 7.
  • the target voltage Vr of the generator 3 is maintained at the allowable lower limit voltage V1.
  • the voltage increasing function determines the target voltage Vr of the generator 3 according to the increase amount of the detected value Sm. Is increased until the rated voltage V0 during steady operation is reached.
  • the detected value Sm of the rotational speed S may be referred to as the rotational speed Sm
  • the detected value Vm of the output voltage V may be referred to as the output voltage Vm.
  • the power generation system 1 of the present embodiment is connected to a stationary gas engine 2 that burns with a mixture of fuel gas and air, and an output shaft of the gas engine 2.
  • a generator 3 that generates power by receiving rotation, and a control device 4 that controls operations of the gas engine 2 and the generator 3 are provided.
  • the gas engine 2 is provided with a throttle valve 21 that adjusts the flow rate of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders of the gas engine 2, a tachometer (rotation speed detector) 22 that detects the rotation speed S of the gas engine 2, and the like.
  • the generator 3 is provided with a voltmeter (voltage detector) 31 for detecting the output voltage V of the generator 3 and the like.
  • the tachometer 22 may be provided on the generator 3 side. Further, the control device 4 may detect the frequency of the generator 3 instead of detecting the rotational speed S of the gas engine 2.
  • the frequency of the generator 3 is proportional to the rotational speed S of the gas engine 2. Therefore, the power generation system 1 may perform control using a frequency instead of the rotation speed S. That is, in the relationship map shown in FIG. 3 or FIG. 4 to be described later, the X axis may be used as the frequency of the generator 3 instead of the detected value Sm of the rotational speed S.
  • the voltage reduction function of the target voltage adjustment unit 43 detects that the detected value Sm of the rotational speed S of the gas engine 2 is lower than the allowable fluctuation value S1, and instead of detecting that the frequency of the generator 3 is higher than the allowable fluctuation value. May also be detected.
  • the decrease in the rotational speed S of the gas engine 2 is to decrease the frequency of the generator 3.
  • the allowable fluctuation value S1 of the rotational speed S used in the voltage lowering function of the target voltage adjusting unit 43 is, for example, a value within a range of 99.9 to 90% of the rated rotational speed S0 that is the rated value of the rotational speed S. It can be. The same applies when the frequency is detected instead of the rotation speed S.
  • the rated rotational speed S0 of the gas engine 2 is determined as a value that allows proper use of the gas engine 2 based on the design specifications of the gas engine 2.
  • the rated voltage V 0 of the generator 3 is determined as a value that allows proper use of the generator 3 based on the design specifications of the generator 3.
  • the allowable lower limit voltage V1 used in the voltage drop limiting function of the target voltage adjusting unit 43 can be appropriately set according to the type of the load 7.
  • the allowable lower limit voltage V1 is set as a value when the voltage used in the load 7 falls within a range of 60 to 95% of the rated voltage of the load 7 when normal operation of the load 7 becomes difficult. be able to.
  • a load 7 that is a target to which power is supplied by the generator 3 of the power generation system 1 is operated by a commercial power source 6 in normal times.
  • the power generation system 1 functions as a backup power source instead of the commercial power source 6 when the commercial power source 6 is interrupted.
  • the wiring between the commercial power source 6 and the input terminal of the load 7 and the wiring between the output terminal of the generator 3 and the input terminal of the load 7 may be either the commercial power source 6 or the generator 3.
  • a circuit breaker 5 capable of switching whether one or both are connected is arranged.
  • the control device 4 of the power generation system 1 can operate the circuit breaker 5.
  • the power generation system 1 can constitute a cogeneration system that generates power using the gas engine 2 and the generator 3 and collects cooling heat of the gas engine 2 and waste heat of exhaust gas exhausted from the gas engine 2. .
  • the power generation system 1 is installed in a factory, facility, or the like.
  • the power generation system 1 can also be configured to connect the commercial power source 6 and supply power to the load 7.
  • Examples of the load 7 that receives power supply from the power generation system 1 include power devices such as pumps and fans, various large and small computers, various control facilities, various electrical appliances, lighting, and air conditioners.
  • the allowable lower limit voltage V1 allowed for normal operation of the load 7 is a voltage necessary for the operation of a control relay, sequencer, etc. used in a control device for the load 7 for operating various loads 7 in particular. Can be set as
  • the control device 4 includes a target voltage setting unit 41 that sets the target voltage Vr of the generator 3, and the rotational speed of the gas engine 2.
  • a rotation speed adjustment unit 44 that adjusts the opening degree of the throttle valve 21 is provided so that S becomes the rated rotation speed S0.
  • the target voltage setting unit 41 a target voltage Vr of the generator 3 when power is supplied from the generator 3 to the load 7 is set.
  • the automatic voltage adjustment unit 42 generates the generator so that there is no deviation Ev between the target voltage Vr set by the target voltage setting unit 41 and the output voltage (detected value of the output voltage) Vm detected by the voltmeter 31. 3 field current is adjusted.
  • the rotation speed S of the gas engine 2 is set to be the rated rotation speed S0, and the rotation speed adjustment unit 44 is configured to output the rated rotation speed S0 and the rotation speed detected by the tachometer 22 (detection value of the rotation speed).
  • the opening of the throttle valve 21 is adjusted so that the deviation Es from Sm is eliminated.
  • the output voltage V of the generator 3 changes with the rotational speed S of the gas engine 2, and the field current of the generator 3 is adjusted according to the deviation Ev between the target voltage Vr and the output voltage Vm.
  • the rotational speed Sm detected by the tachometer 22 is also read by the target voltage adjustment unit 43.
  • the target voltage adjusting unit 43 when the rotation speed Sm by the tachometer 22 is lower than the allowable fluctuation value S1, the target voltage Vr is decreased according to the decrease amount of the rotation speed Sm.
  • the adjustment of the target voltage Vr of the generator 3 in the target voltage adjusting unit 43 is based on the relationship between the rotational speed Sm of the gas engine 2 and the target voltage Vr of the generator 3 that is adjusted according to the change in the rotational speed Sm. This is performed using the relationship maps M1 and M2 shown. Moreover, in the target voltage setting part 41, the target voltage Vr of the generator 3 adjusted by the target voltage adjustment part 43 based on the relationship maps M1 and M2 is set. Then, the automatic voltage adjustment unit 42 controls the output voltage V according to the newly set target voltage Vr.
  • FIG. 3 shows the relationship maps M1, M2 stored in the target voltage adjustment unit 43.
  • the speed at which the target voltage Vr is changed differs between when the rotational speed Sm decreases and when the rotational speed Sm increases.
  • the increase gradient of the target voltage Vr of the generator 3 with respect to the increase amount of the rotation speed Sm in the voltage increase function is a decrease in the target voltage Vr of the generator 3 with respect to the decrease amount of the rotation speed Sm in the voltage decrease function. It is gentler than the slope.
  • the target voltage Vr is rapidly reduced to suppress the reduction of the rotational speed S of the gas engine 2.
  • the rotational speed S of the gas engine 2 is increased after the load 7 is connected to the generator 3, if the target voltage Vr is to be increased rapidly, the burden of combustion of the gas engine 2 becomes large. Therefore, the rotational speed S of the gas engine 2 may be warped and lowered. Therefore, by gradually increasing the rotational speed S of the gas engine 2, the burden on the gas engine 2 is reduced and the gas engine 2 is protected from overload.
  • the relationship maps M1 and M2 of this embodiment include a decrease relationship map M1 when the rotation speed Sm decreases and an increase relationship map M2 when the rotation speed Sm increases.
  • the decrease relationship map M1 has a relational expression between the rotation speed Sm and the target voltage Vr when the rotation speed Sm is in each of the three ranges R1, R2, and R3.
  • the increase relationship map M2 is shown as a relational expression when the rotation speed Sm increases again after the rotation speed Sm decreases below the allowable fluctuation value S1.
  • the first range R1 of the rotational speed Sm is within the range where the rotational speed Sm is equal to or greater than the allowable fluctuation value S1, in other words, within the allowable fluctuation rate range of the rated rotational speed S0 during steady operation. Is set. In the first range R1, the target voltage Vr is maintained at the rated voltage V0 during steady operation regardless of the change in the rotational speed Sm.
  • the second range R2 of the rotation speed Sm is set so that the rotation speed Sm is lower than the allowable variation value S1 and is equal to or higher than the allowable lower limit rotation speed S2 corresponding to the allowable lower limit voltage V1.
  • a proportional relationship between the rotational speed Sm and the target voltage Vr is formed in which the target voltage Vr decreases as the rotational speed Sm decreases.
  • the second range R2 is a range in which the voltage reduction function is executed.
  • the target voltage Vr is rapidly reduced according to the amount of decrease in the rotational speed Sm.
  • the relationship between the rotational speed Sm and the target voltage Vr in the second range R2 is not necessarily a proportional relationship. For example, if the target voltage Vr decreases as the rotational speed Sm decreases, for example, a curved line May be a good relationship.
  • the third range R3 of the rotational speed Sm is set so that the rotational speed Sm is lower than the allowable lower limit rotational speed S2. In the third range R3, even if the rotational speed Sm is lowered to a speed lower than the allowable lower limit rotational speed S2, the target voltage Vr is maintained at the allowable lower limit voltage V1.
  • the third range R3 is a range in which the voltage drop restriction function is executed.
  • the increase relationship map M2 of the present embodiment is set as a proportional relationship in which the target voltage Vr increases as the rotational speed Sm increases.
  • the increase rate (increase gradient) of the target voltage Vr in the increase relationship map M2 is set to be smaller than the decrease rate (decrease gradient) of the target voltage Vr in the second range R2 in the decrease relationship map M1.
  • the voltage increase function of this embodiment is executed by the increase relationship map M2.
  • the target voltage Vr can be recovered (increased) starting from the maximum decrease value at which the rotational speed Sm has decreased.
  • a relationship line when the end point at which the target voltage Vr is returned to the rated voltage V0 is made to coincide with the allowable variation value S1 of the rotational speed Sm is shown as a relationship line a.
  • the rotational speed Sm that is the starting point for increasing the target voltage Vr is shown as the starting rotational speed S3.
  • the target voltage Vr is increased after the rotational speed Sm increases to the starting point rotational speed S3. , And can be raised based on the rise relationship map M2. In this case, the target voltage Vr can also be increased based on the ascending relationship map M2 with the maximum decrease value of the rotational speed Sm of the gas engine 2 as the starting point.
  • the rotational speed Sm of the gas engine 2 is not lower than the starting rotational speed S3 when the load 7 is connected to the generator 3, the rotation is performed.
  • the target voltage Vr can be returned to the rated voltage V0 before the speed Sm returns to the rated rotational speed S0.
  • the ascending relationship map M2 in this case is shown as relationship lines b, c, and d.
  • the relationship line d indicates a case where the maximum decrease value of the rotational speed Sm has not reached the allowable lower limit rotational speed S2.
  • the target voltage Vr may not be returned to the rated voltage V0 until the speed Sm returns to the rated rotational speed S0. In this case, as shown in FIG. 4, it occurs when the allowable fluctuation value S1 is set as a value close to the rated rotational speed S0, or when the rising speed of the target voltage Vr in the rising relation map M2 is more gradual.
  • the target based on the ascending relationship map M2 The voltage Vr is determined based only on the ascending relationship map M2, as indicated by the relationship line e.
  • the target voltage Vr based on the increase relationship map M2 is as shown by the relationship lines f, g, h.
  • the target voltage Vr cannot be returned to the rated voltage V0 until the rotational speed Sm returns to the rated rotational speed S0.
  • the voltage increase function uses the timer function N in addition to the increase relationship map M2. That is, the target voltage adjustment unit 43 has a timer (not shown), and is configured to exhibit the above-described voltage increase function by adjusting (raising) the target voltage according to the elapsed time of this timer. Has been.
  • the target voltage Vr of the generator 3 is increased according to the amount of increase in the rotational speed Sm in the voltage increasing function, the rotational speed Sm exceeds the rated rotational speed (rated value) S0 during steady operation.
  • the timer function N is used to set the target voltage Vr as time passes. Increase gradually.
  • the rising speed of the target voltage Vr by the timer function N can be made equal to the rising speed of the target voltage Vr in the rising relation map M2, for example.
  • the increasing speed of the target voltage Vr by the timer function N can be determined in consideration of various conditions.
  • the timer function N determines the amount of change of the target voltage Vr over time, and is not sufficiently expressed by FIG.
  • the timer function N can be configured to increase the target voltage Vr at a predetermined voltage increase rate.
  • the timer function N obtains the difference between the rated voltage V0 and the target voltage Vr when the rotational speed Sm reaches the rated rotational speed S0, and the target voltage Vr becomes equal to the rated voltage V0 after a predetermined time with respect to this difference. It is also possible to configure so that the voltage rise speed is determined so as to reach
  • the timer function may be used instead of the ascending relationship map M2 before the rotational speed Sm reaches the rated rotational speed S0 while the target voltage Vr is being increased based on the ascending relationship map M2. Further, when the rotation speed Sm having the maximum decrease value is not so small (when the decrease amount of the rotation speed Sm is small), the rotation speed Sm is increased while the target voltage Vr is being increased based on the ascent relationship map M2. It is possible to predict that the rated rotational speed S0 will be exceeded. In this case, the timer function can be used instead of the ascending relationship map M2 at an appropriate timing.
  • the voltage increasing function is configured to gradually increase the target voltage Vr of the generator 3 as time elapses.
  • the target voltage Vr can be raised by various methods. For example, when the rotational speed Sm rises again after having fallen below the allowable fluctuation value S1, the target voltage Vr is maintained in a lowered state, and after the rotational speed Sm returns to the rated rotational speed S0, the timer function N The target voltage Vr can be gradually increased until the rated voltage V0 is reached.
  • the process waits until the rotational speed Sm returns to the rated rotational speed S0 while maintaining the allowable lower limit voltage V1.
  • the target function Vr can be gradually increased by the timer function N until the target voltage Vr reaches the rated voltage V0. In this case, the supply of power from the generator 3 to the load 7 can be stabilized by gradually recovering the target voltage Vr.
  • the gas engine 2 is started and power generation by the generator 3 is started.
  • the rated rotational speed S0 of the gas engine 2 and the target voltage Vr of the generator 3 are set (step St1 in FIG. 5).
  • the target voltage Vr is set to the rated voltage V0.
  • the rotation speed adjustment unit 44 of the control device 4 controls the rotation speed S of the gas engine 2 so that it always becomes the rated rotation speed S0. The speed S varies.
  • the rotation speed Sm is detected by the tachometer 22, and in the generator 3, the output voltage Vm is detected by the voltmeter 31 (St2). Then, the rotation speed adjustment unit 44 of the control device 4 controls the rotation speed Sm to be the rated rotation speed S0, and the automatic voltage adjustment unit 42 of the control device 4 causes the output voltage Vm to become the target voltage Vr. Control (St3).
  • control device 4 determines whether or not the rotation speed Sm has reached the rated rotation speed S0 and the output voltage Vm has reached the target voltage Vr (St4). If this determination is satisfied, the control device 4 operates the circuit breaker 5 to connect (load) the load 7 to the generator 3 (St5 in FIG. 6).
  • the circuit breaker 5 can be operated by an operator. Note that the symbol a in FIG. 5 indicates movement to the symbol a in FIG.
  • the rotation speed adjustment unit 44 tries to set the rotation speed Sm to the rated rotation speed S0, and the automatic voltage adjustment unit 42 tries to set the output voltage Vm to the target voltage Vr. Then, the opening degree of the throttle valve 21 is increased, and the flow rate of the fuel gas to the gas engine 2 is rapidly increased. At this time, the control device 4 appropriately sets the target voltage Vr of the generator 3 by the function of the target voltage adjustment unit 43 shown below.
  • the control device 4 detects the rotational speed Sm by the tachometer 22 and detects the output voltage Vm by the voltmeter 31 (St 6), and then the rotational speed Sm of the gas engine 2. Is determined to be lower than the allowable fluctuation value S1 (St7). Note that the control device 4 may determine whether or not the detected value of the frequency of the generator 3 is lower than the allowable variation value instead of determining the rotational speed Sm. When the rotational speed Sm of the gas engine 2 is not lower than the allowable fluctuation value S1, the control device 4 maintains the target voltage Vr of the generator 3 at the rated voltage V0 (St8).
  • the rotation speed adjustment unit 44 of the control device 4 controls the rotation speed Sm to be the rated rotation speed S0, and the automatic voltage adjustment unit 42 of the control device 4 causes the output voltage Vm to become the target voltage Vr. Control (St12). At this time, the output voltage V of the generator 3 is maintained at the rated voltage V0 by feedback control by the automatic voltage adjustment unit 42.
  • the control device 4 is allowed to allow the target voltage Vr of the generator 3 to perform normal operation of the load 7. It is determined whether or not the allowable lower limit voltage V1 determined based on the output voltage V has dropped (St9). In this case, when the target voltage Vr is not lower than the allowable lower limit voltage V1, the control device 4 lowers the target voltage Vr of the generator 3 according to the amount of decrease in the rotational speed Sm as the voltage lowering operation ( St10). At this time, specifically, as shown in FIG. 3 or FIG.
  • the rotational speed Sm read into the target voltage adjustment unit 43 of the control device 4 falls within the second range R2, and in the target voltage adjustment unit 43,
  • the rotation speed Sm is collated with the decrease relationship map M1, and the target voltage Vr is calculated to be lower than the rated voltage V0 and higher than the allowable lower limit voltage V1.
  • the target voltage Vr by the target voltage adjusting unit 43 is set in the target voltage setting unit 41.
  • the automatic voltage adjustment unit 42 of the control device 4 performs control so that the output voltage Vm becomes the target voltage Vr (St12).
  • the output voltage V of the generator 3 is adjusted to an appropriate voltage according to the value at which the rotational speed Sm is reduced by feedback control by the automatic voltage adjustment unit 42.
  • the rotation speed adjustment unit 44 of the control device 4 controls the rotation speed Sm so that it always becomes the rated rotation speed S0.
  • the output voltage V of the generator 3 is set to the gas engine 2 by rapidly reducing the target voltage Vr of the generator 3 based on the reduction relationship map M1. It is possible to prevent an excessive burden for causing the voltage Vr to occur. Thereby, the gas engine 2 can be protected from overload, and the engine can be prevented from stalling. Furthermore, it is possible to minimize a decrease in the rotational speed Sm of the gas engine 2 and shorten the recovery time of the rotational speed Sm of the gas engine 2.
  • the control device 4 allows the target voltage Vr of the generator 3 to be allowed as the voltage drop limiting operation in order to avoid adverse effects on the load 7.
  • the lower limit voltage V1 is maintained (St11).
  • the rotational speed Sm read into the target voltage adjusting unit 43 of the control device 4 is within the third range R3.
  • the rotational speed Sm Is collated with the decrease relation map M1, and the target voltage Vr is obtained as the allowable lower limit voltage V1.
  • the target voltage Vr by the target voltage adjusting unit 43 is set in the target voltage setting unit 41.
  • the automatic voltage adjustment unit 42 of the control device 4 performs control so that the output voltage Vm becomes the target voltage Vr (St12).
  • the output voltage V of the generator 3 is adjusted to the allowable lower limit voltage V ⁇ b> 1 by feedback control by the automatic voltage adjustment unit 42.
  • the rotational speed Sm is reduced to a value smaller than the allowable lower limit rotational speed S2
  • the rotational speed adjustment unit 44 of the control device 4 controls the rotational speed Sm so that it always becomes the rated rotational speed S0.
  • the target voltage Vr of the generator 3 is not excessively decreased, and the value that decreases the target voltage Vr is limited to the allowable lower limit voltage V1.
  • the target voltage Vr of the generator 3 can be maintained at a value necessary for normal operation of the load 7.
  • the rotational speed Sm of the gas engine 2 starts increasing again after reaching the maximum decrease value.
  • the control device 4 repeats steps St6 to St12. Whether or not the rotational speed Sm has changed in the increasing direction is determined by comparing the rotational speed Sm detected last time with the rotational speed Sm detected this time.
  • the control device 4 increases the target voltage Vr of the generator 3 according to the increase amount of the rotation speed Sm as a voltage increase operation (St14 in FIG. 7). .
  • the rotational speed Sm is collated with the increase relation map M2, and the target voltage Vr is calculated.
  • the symbol b of FIG. 6 shows moving to the symbol b of FIG.
  • the rotational speed Sm and the output voltage Vm are detected (St15), and it is determined whether or not the target voltage Vr has reached the rated voltage V0 (St16). If the target voltage Vr is not the rated voltage V0, it is determined whether or not the rotational speed Sm has reached the rated rotational speed S0 (St17). If the rotational speed Sm is not the rated rotational speed S0, steps St14 to St17 are repeated until the target voltage Vr returns to the rated voltage V0 based on the ascent relationship map M2.
  • the target voltage adjustment unit 43 of the control device 4 replaces the ascending relationship map M2 with the timer function N. Is used (St17). Then, the target voltage adjusting unit 43 uses the timer function N to gradually increase the target voltage Vr as time passes until the target voltage Vr reaches the rated voltage V0. Thereafter, when the stop signal of the power generation system 1 is input, the control device 4 performs a process for terminating the control.
  • FIGS. 5 to 7 show an example of a control method of the power generation system 1.
  • the allowable fluctuation value S1 is set as a value that is relatively far from the rated rotational speed S0, the timer function N is not required, for example, when the rising speed of the target voltage Vr in the rising relation map M2 is relatively steep. There is.
  • the decrease in the rotational speed Sm of the gas engine 2 is minimized by setting the target voltage Vr of the generator 3 appropriately.
  • the gas engine 2 can be protected from overload, the recovery time of the rotational speed Sm of the gas engine 2 can be shortened, and electric power necessary for normal operation of the load 7 can be supplied from the generator 3.
  • FIG. 9 shows temporal changes for a conventional power generation system in which the target voltage adjustment unit does not have a function of limiting the target voltage Vr of the generator 3 to the allowable lower limit voltage V1.
  • FIG. 10 is a graph showing a temporal change of the power generation system 1 of the present embodiment having a function in which the target voltage adjustment unit 43 limits the target voltage Vr of the generator 3 to the allowable lower limit voltage V1.
  • the target voltage Vr is set low according to the amount of decrease in the rotation speed S by the function of the target voltage adjustment unit.
  • the output voltage V of the generator is greatly reduced, and the power generation system may not be able to supply the voltage required for operating the load 7 when the load 7 is connected. There is.
  • the target voltage adjusting unit 43 can prevent the target voltage Vr from being set lower than the allowable lower limit voltage V1 when the target voltage Vr is set low according to the amount of decrease in the rotational speed S. . Thereby, it is possible to prevent the generator output voltage V from being excessively lowered, and the power generation system 1 can stably supply the voltage required for the operation of the load 7 when the load 7 is connected.

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Abstract

発電システム１の制御装置４は、発電機３の目標電圧Ｖｒを調整する目標電圧調整部４３を備える。目標電圧調整部４３は、遮断器を介して発電機３に負荷が接続され、ガスエンジン２の回転速度Ｓの検出値Ｓｍが許容変動値よりも低下したときに、この回転速度Ｓの検出値Ｓｍの低下量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを低下させる電圧低下機能と、発電機３の目標電圧Ｖｒが、負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧Ｖに基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合には、発電機３の目標電圧Ｖｒを、許容下限電圧に維持する電圧維持機能とを有する。

Description

発電システムの制御装置及び制御方法
　本発明は、発電システムの制御装置及び制御方法に関する。
　エンジンの燃焼によって発電機の発電を行う発電システムは、エンジンの冷却熱やエンジンの排ガスの廃熱を回収可能にしたコージェネレーションシステム等に用いられる。また、発電システムは、商用電源と連系し、商用電源によって動作する種々の負荷に電力を供給したり、商用電源の停電時に重要な負荷に電力を供給したりするよう構成されることもある。
　商用電源の停電時に、発電システムの発電機による電力を負荷へ供給する際には、発電機への急激な負荷の投入により、エンジンの回転速度が一時的に低下することがある。この場合、発電機に接続された自動電圧調整器によって、発電機の目標電圧を、エンジンの回転速度の低下量に応じて低下させることにより、エンジンに過大な負担が生じないようにしている。これにより、エンジンの回転速度の低下の抑制、また、エンジンの回転速度の復帰時間の短縮化を図っている。このような自動電圧調整器としては、例えば、特許文献１のディーゼル発電設備の制御方法及び装置に用いられるものがある。
特開昭５９－５９０９８号公報
　しかしながら、自動電圧調整器を用いた発電機の目標電圧の調整においては、発電機への負荷の投入量が大きいと、発電機の目標電圧及び目標電圧に追従する出力電圧が必要以上に低下し過ぎるおそれがある。この場合、エンジンに過大な負担が生じないようにできる一方で、本来の目的である、発電機から負荷への電力の供給が正常に行われなくなり、負荷の正常運転が不可能になることが懸念される。
　本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、発電機の目標電圧が適切に設定されることにより、エンジンの回転速度の低下を最小限に抑えて、エンジンを過負荷から保護するとともに、エンジンの回転速度の復帰時間を短縮し、かつ、負荷の正常運転のために必要な電力を発電機から供給することができる発電システムの制御装置及び制御方法を提供しようとして得られたものである。
　本発明の一態様は、エンジンの燃焼によって発電機の発電を行い、前記発電機から遮断器を介して負荷へ電力を供給する発電システムに用いられる制御装置であって、
　前記制御装置は、前記発電機の出力電圧が前記発電機の目標電圧になるよう制御する自動電圧調整部と、前記発電機の目標電圧を調整する目標電圧調整部とを備えており、
　前記目標電圧調整部は、
　前記遮断器を介して前記発電機に負荷が接続され、前記エンジンの回転速度又は前記発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下したときに、前記検出値の低下量に応じて前記発電機の目標電圧を低下させる電圧低下機能と、
　前記検出値の低下量に応じて低下する前記発電機の目標電圧が、前記負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧に基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合に、前記発電機の目標電圧を、前記許容下限電圧、又は前記許容下限電圧に基づいて定められる値に維持する電圧低下制限機能と、
　前記検出値が前記許容変動値よりも低下した後において前記検出値が再び上昇するときに、前記発電機の目標電圧を定常運転時の定格電圧になるまで上昇させる電圧上昇機能と、を有する、発電システムの制御装置にある。
　本発明の他の態様は、エンジンの燃焼によって発電機の発電を行い、前記発電機から遮断器を介して負荷へ電力を供給する発電システムの制御方法であって、
　前記発電機の出力電圧が前記発電機の目標電圧になるよう制御するに際し、
　前記遮断器を介して前記発電機に負荷が接続され、前記エンジンの回転速度又は前記発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下したときに、前記検出値の低下量に応じて前記発電機の目標電圧を低下させる電圧低下動作と、
　前記検出値の低下量に応じて低下する前記発電機の目標電圧が、前記負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧に基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合に、前記発電機の目標電圧を、前記許容下限電圧、又は前記許容下限電圧に基づいて定められる値に維持する電圧低下制限動作と、
　前記検出値が前記許容変動値よりも低下した後において前記検出値が再び上昇するときに、前記発電機の目標電圧を定常運転時の定格電圧になるまで上昇させる電圧上昇動作と、を含む、発電システムの制御方法にある。
　発電システムの制御装置及び制御方法においては、遮断器を介して発電機に負荷が接続され、エンジンの回転速度又は発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下したときには、検出値の低下量に応じて発電機の目標電圧を低下させる。これにより、エンジンに、発電機の出力電圧が目標電圧になるようにするための過大な負担が生じることを防止し、エンジンを過負荷から保護することができる。さらに、エンジンの回転速度の低下を最小限に抑え、エンジンの回転速度の復帰時間を短縮することができる。
　また、発電システムの制御装置及び制御方法においては、発電機の目標電圧を低下させる量を、負荷の正常運転が不可能にならないように制限する。具体的には、発電機の目標電圧が、負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧に基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合には、発電機の目標電圧を、許容下限電圧、又は許容下限電圧に基づいて定められる値に維持する。これにより、発電機の目標電圧及び目標電圧に追従する出力電圧を、負荷の正常運転を行うために必要な値に維持することができる。
　また、発電システムの制御装置及び制御方法においては、エンジンの回転速度又は発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下した後において、検出値が再び上昇するときには、発電機の目標電圧を定常運転時の定格電圧になるまで上昇させる。これにより、発電機の発電状態を、遮断器を介して発電機に負荷が接続された後の不安定な過渡状態から定常状態に復帰させ、発電機から負荷へ安定して電力を供給することができる。
　以上、発電システムの制御装置及び制御方法によれば、発電機の目標電圧が適切に設定されることにより、エンジンの回転速度の低下を最小限に抑えて、エンジンを過負荷から保護するとともに、エンジンの回転速度の復帰時間を短縮し、かつ、負荷の正常運転のために必要な電力を発電機から供給することができる。
実施形態にかかる、発電システムの構成を示す説明図。 実施形態にかかる、発電システムの制御構成を示す制御ブロック図。 実施形態にかかる、回転速度と目標電圧との関係マップを示すグラフ。 実施形態にかかる、回転速度と目標電圧との他の関係マップを示すグラフ。 実施形態にかかる、発電システムの制御方法を示すフローチャート。 実施形態にかかる、発電システムの制御方法の続きを示すフローチャート。 実施形態にかかる、発電システムの制御方法の続きを示すフローチャート。 実施形態にかかる、発電システムの制御方法の他の続きを示すフローチャート。 実施形態にかかる、従来の発電システムの回転速度、目標電圧、出力電圧、燃料ガスの流量の時間的変化を示すグラフ。 実施形態にかかる、発電システムの回転速度、目標電圧、出力電圧、燃料ガスの流量の時間的変化を示すグラフ。
　前述した発電システムの制御装置にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
　本形態の発電システム１の制御装置４は、図１に示すように、ガスエンジン２及び発電機３を備える発電システム１に用いられる。発電システム１は、ガスエンジン２の燃焼によって発電機３の発電を行い、発電機３から遮断器５を介して負荷７へ電力を供給するよう構成されている。制御装置４は、図２に示すように、発電機３の出力電圧Ｖが発電機３の目標電圧Ｖｒになるよう制御する自動電圧調整部４２と、発電機３の目標電圧Ｖｒを調整する目標電圧調整部４３とを備えている。
　目標電圧調整部４３は、電圧低下機能、電圧低下制限機能及び電圧上昇機能を有している。すなわち、目標電圧調整部４３は、図３や後述する図４に示されるような、回転速度と目標電圧との関係マップを有しており、この関係マップに基づいて、ガスエンジン２の回転速度に応じた発電機３の目標電圧を調整することで、上述した電圧低下機能、電圧低下制限機能及び電圧上昇機能を発揮するように構成されている。
　図３に示すように、電圧低下機能は、遮断器５を介して発電機３に負荷７が接続され、ガスエンジン２の回転速度（回転数）Ｓの検出値Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したときに、この回転速度Ｓの検出値Ｓｍの低下量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを低下させるものである。
　電圧低下制限機能は、回転速度Ｓの検出値Ｓｍの低下量に応じて低下する発電機３の目標電圧Ｖｒが、負荷７の正常運転を行うために許容される出力電圧Ｖに基づいて定められる許容下限電圧Ｖ１よりも低下する場合には、発電機３の目標電圧Ｖｒを、許容下限電圧Ｖ１に維持するものである。電圧上昇機能は、回転速度Ｓの検出値Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下した後において、検出値Ｓｍが再び上昇するときに、検出値Ｓｍの上昇量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを、定常運転時の定格電圧Ｖ０になるまで上昇させるものである。
　なお、回転速度Ｓの検出値Ｓｍのことを回転速度Ｓｍということがあり、出力電圧Ｖの検出値Ｖｍのことを出力電圧Ｖｍということがある。
　以下、本形態の発電システム１の制御装置４及び制御方法について詳説する。
　図１に示すように、本形態の発電システム１は、燃料ガスと空気との混合気によって燃焼を行う、定置式のガスエンジン２と、ガスエンジン２の出力軸に連結され、この出力軸の回転を受けて発電する発電機３と、ガスエンジン２及び発電機３の動作を制御する制御装置４とを備える。ガスエンジン２には、ガスエンジン２の複数の気筒に供給する混合気の流量を調整するスロットルバルブ２１、ガスエンジン２の回転速度Ｓを検出する回転計（回転速度検出器）２２等が設けられている。発電機３には、発電機３の出力電圧Ｖを検出する電圧計（電圧検出器）３１等が設けられている。
　なお、回転計２２は、発電機３側に設けられることもある。
　また、制御装置４は、ガスエンジン２の回転速度Ｓを検出する代わりに、発電機３の周波数を検出してもよい。発電機３の周波数は、ガスエンジン２の回転速度Ｓに比例する。そのため、発電システム１は、回転速度Ｓの代わりに周波数を用いて制御を行ってもよい。すなわち、図３や後述する図４に示した関係マップにおいて、そのＸ軸を回転速度Ｓの検出値Ｓｍに代えて発電機３の周波数としてもよい。
　また、目標電圧調整部４３の電圧低下機能は、ガスエンジン２の回転速度Ｓの検出値Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したことを検出する代わりに、発電機３の周波数が許容変動値よりも低下したことを検出してもよい。ガスエンジン２の回転速度Ｓの低下は、発電機３の周波数を低下させるためである。
　目標電圧調整部４３の電圧低下機能において使用される、回転速度Ｓの許容変動値Ｓ１は、例えば、回転速度Ｓの定格値である定格回転速度Ｓ０の９９．９～９０％の範囲内の値とすることができる。回転速度Ｓの代わりに周波数を検出する場合も同様である。
　ガスエンジン２の定格回転速度Ｓ０は、ガスエンジン２の設計仕様に基づき、ガスエンジン２の適正な使用が可能な値として定められる。発電機３の定格電圧Ｖ０は、発電機３の設計仕様に基づき、発電機３の適正な使用が可能な値として定められる。
　目標電圧調整部４３の電圧低下制限機能において使用される許容下限電圧Ｖ１は、負荷７の種類に応じて適宜設定することができる。例えば、許容下限電圧Ｖ１は、負荷７の正常運転が困難になる場合として、負荷７において使用される電圧が負荷７の定格電圧の６０～９５％の範囲内で低下するときの値として設定することができる。
　図１に示すように、発電システム１の発電機３によって電力を供給する対象である負荷７は、通常時は、商用電源６によって動作するものである。発電システム１は、商用電源６の停電時において、商用電源６の代わりのバックアップ電源として機能する。商用電源６と負荷７の入力端子との間の配線、及び発電機３の出力端子と負荷７の入力端子との間の配線には、負荷７に、商用電源６及び発電機３のいずれか一方又は両方を接続するかの切換えが可能な遮断器５が配置されている。発電システム１の制御装置４は、遮断器５を操作可能である。
　発電システム１は、ガスエンジン２及び発電機３を用いて発電を行うとともに、ガスエンジン２の冷却熱やガスエンジン２から排気される排ガスの廃熱を回収するコージェネレーションシステムを構成することができる。発電システム１は、工場、施設等に設置される。発電システム１は、商用電源６との連系を行って、負荷７へ電力を供給するよう構成することもできる。
　発電システム１から電力の供給を受ける負荷７としては、ポンプ、ファンなどの動力機器、大型・小型の種々のコンピュータ、種々の制御設備、種々の電化製品、照明、空調装置等がある。そして、負荷７の正常運転を行うために許容される許容下限電圧Ｖ１は、特に、種々の負荷７を稼動させるための負荷７の制御装置に用いられる制御リレー、シーケンサ等の動作に必要な電圧として設定することができる。
　図２に示すように、制御装置４は、自動電圧調整部４２及び目標電圧調整部４３の他に、発電機３の目標電圧Ｖｒを設定する目標電圧設定部４１と、ガスエンジン２の回転速度Ｓが定格回転速度Ｓ０になるよう、スロットルバルブ２１の開度を調整する回転速度調整部４４とを備えている。
　目標電圧設定部４１においては、発電機３から負荷７へ電力を供給するときの発電機３の目標電圧Ｖｒが設定される。そして、自動電圧調整部４２は、目標電圧設定部４１によって設定された目標電圧Ｖｒと、電圧計３１によって検出される出力電圧（出力電圧の検出値）Ｖｍとの偏差Ｅｖがなくなるよう、発電機３の界磁電流を調整する。
　ガスエンジン２の回転速度Ｓは、定格回転速度Ｓ０になるよう設定されており、回転速度調整部４４は、定格回転速度Ｓ０と、回転計２２によって検出される回転速度（回転速度の検出値）Ｓｍとの偏差Ｅｓがなくなるよう、スロットルバルブ２１の開度を調整する。
　また、発電機３の出力電圧Ｖは、ガスエンジン２の回転速度Ｓによって変化し、発電機３の界磁電流は、目標電圧Ｖｒと出力電圧Ｖｍとの偏差Ｅｖに応じて調整される。
　図２に示すように、回転計２２によって検出される回転速度Ｓｍは、目標電圧調整部４３にも読み込まれる。目標電圧調整部４３においては、回転計２２による回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下した場合には、回転速度Ｓｍの低下量に応じて目標電圧Ｖｒを低下させる。
　目標電圧調整部４３における、発電機３の目標電圧Ｖｒの調整は、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍと、回転速度Ｓｍの変化に対応して調整される発電機３の目標電圧Ｖｒとの関係を示す関係マップＭ１，Ｍ２を用いて行われる。また、目標電圧設定部４１においては、関係マップＭ１，Ｍ２に基づいて目標電圧調整部４３によって調整された、発電機３の目標電圧Ｖｒが設定される。そして、自動電圧調整部４２は、新たに設定される目標電圧Ｖｒに応じて、出力電圧Ｖの制御を行う。
　図３は、目標電圧調整部４３において記憶された関係マップＭ１，Ｍ２を示す。本形態においては、回転速度Ｓｍが低下する場合と、回転速度Ｓｍが上昇する場合とにおいて、目標電圧Ｖｒを変更する速さを異ならせている。具体的には、電圧上昇機能における、回転速度Ｓｍの上昇量に対する発電機３の目標電圧Ｖｒの上昇勾配は、電圧低下機能における、回転速度Ｓｍの低下量に対する発電機３の目標電圧Ｖｒの低下勾配よりも緩やかにしている。
　発電機３に負荷７が接続されたときに、回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したときには、目標電圧Ｖｒを迅速に低下させることにより、ガスエンジン２の回転速度Ｓの低下を抑制する。一方、発電機３に負荷７が接続された後であって、ガスエンジン２の回転速度Ｓを上昇させるときには、目標電圧Ｖｒを急激に上昇させようとすると、ガスエンジン２の燃焼の負担が大きくなり、ガスエンジン２の回転速度Ｓが反って低下するおそれがある。そのため、ガスエンジン２の回転速度Ｓを緩やかに上昇させることにより、ガスエンジン２の負担を減らして、ガスエンジン２を過負荷から保護する。
　同図に示すように、本形態の関係マップＭ１，Ｍ２は、回転速度Ｓｍが低下する場合の低下関係マップＭ１と、回転速度Ｓｍが上昇する場合の上昇関係マップＭ２とからなる。低下関係マップＭ１は、回転速度Ｓｍが３つの範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のそれぞれにある場合の、回転速度Ｓｍと目標電圧Ｖｒとの関係式を有する。上昇関係マップＭ２は、回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下した後において、回転速度Ｓｍが再び上昇するときの関係式として示される。
　低下関係マップＭ１において、回転速度Ｓｍの第１範囲Ｒ１は、回転速度Ｓｍが、許容変動値Ｓ１以上である範囲内、言い換えれば、定常運転時の定格回転速度Ｓ０の許容変動率の範囲内として設定されている。第１範囲Ｒ１においては、回転速度Ｓｍの変化に拘わらず、目標電圧Ｖｒが定常運転時の定格電圧Ｖ０に維持される。
　また、回転速度Ｓｍの第２範囲Ｒ２は、回転速度Ｓｍが、許容変動値Ｓ１よりも低く、かつ許容下限電圧Ｖ１に対応する許容下限回転速度Ｓ２以上の範囲内として設定されている。第２範囲Ｒ２においては、回転速度Ｓｍが低下するほど目標電圧Ｖｒが低下する、回転速度Ｓｍと目標電圧Ｖｒとの比例関係が形成される。第２範囲Ｒ２は、電圧低下機能を実行する範囲であり、第２範囲Ｒ２においては、回転速度Ｓｍの低下量に応じて目標電圧Ｖｒを急激に低下させる。
　なお、第２範囲Ｒ２における回転速度Ｓｍと目標電圧Ｖｒとの関係は、必ずしも比例関係とする必要はなく、回転速度Ｓｍが低下するほど目標電圧Ｖｒが低下する関係であれば、例えば、曲線的な関係であってもよい。
　また、回転速度Ｓｍの第３範囲Ｒ３は、回転速度Ｓｍが、許容下限回転速度Ｓ２よりも低い範囲内として設定されている。第３範囲Ｒ３においては、回転速度Ｓｍが許容下限回転速度Ｓ２よりも低い速度に低下しても、目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１に維持される。第３範囲Ｒ３は、電圧低下制限機能を実行する範囲である。
　発電機３に負荷７が接続されたときに、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍは、負荷７の負荷状況に応じてどこまで低下するかが変化する。そして、本形態の上昇関係マップＭ２は、回転速度Ｓｍが上昇するほど目標電圧Ｖｒが上昇する比例関係として設定されている。上昇関係マップＭ２における目標電圧Ｖｒの上昇速度（上昇勾配）は、低下関係マップＭ１における第２範囲Ｒ２の目標電圧Ｖｒの低下速度（低下勾配）よりも小さくなるよう設定される。本形態の電圧上昇機能は、上昇関係マップＭ２によって実行される。
　電圧上昇機能においては、回転速度Ｓｍが低下した低下最大値を始点にして、目標電圧Ｖｒを回復（上昇）させることができる。図３の上昇関係マップＭ２において、目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０に戻す終点を、回転速度Ｓｍの許容変動値Ｓ１と一致させるときの関係ラインを、関係ラインａとして示す。関係ラインａにおいて、目標電圧Ｖｒを上昇させる始点となる回転速度Ｓｍを始点回転速度Ｓ３として示す。
　発電機３に負荷７が接続されたときに、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが始点回転速度Ｓ３よりも低下した場合には、目標電圧Ｖｒは、回転速度Ｓｍが始点回転速度Ｓ３まで上昇した後に、上昇関係マップＭ２に基づいて上昇させることができる。また、この場合には、目標電圧Ｖｒは、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの低下最大値を始点として、上昇関係マップＭ２に基づいて上昇させることもできる。
　また、本形態の上昇関係マップＭ２においては、発電機３に負荷７が接続されたときに、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが始点回転速度Ｓ３よりも低下しなかった場合であっても、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰するまでに、目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０に復帰させることができる。図３において、この場合の上昇関係マップＭ２は、関係ラインｂ，ｃ，ｄとして示される。特に、関係ラインｄは、回転速度Ｓｍの低下最大値が許容下限回転速度Ｓ２まで到達しなかった場合を示す。
　許容変動値Ｓ１の値（定格回転速度Ｓ０と回転速度Ｓｍの許容変動値Ｓ１との差）と、上昇関係マップＭ２における目標電圧Ｖｒの上昇速度との関係によっては、上昇関係マップＭ２において、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰するまでに、目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０に復帰させることができない場合がある。この場合は、図４に示すように、許容変動値Ｓ１が定格回転速度Ｓ０に近い値として設定される場合、上昇関係マップＭ２における目標電圧Ｖｒの上昇速度がより緩やかな場合等に生じる。
　同図において、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが低下したときの、低下最大値の回転速度Ｓｍがより小さくなった場合（回転速度Ｓｍの低下量が多い場合）には、上昇関係マップＭ２による目標電圧Ｖｒは、関係ラインｅに示すように、上昇関係マップＭ２のみに基づいて定まる。しかし、低下最大値の回転速度Ｓｍがそれほど小さくならなかった場合（回転速度Ｓｍの低下量が少ない場合）には、上昇関係マップＭ２による目標電圧Ｖｒは、関係ラインｆ，ｇ，ｈに示すように、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰するまでに、目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０に復帰させることができない。
　関係ラインｆ，ｇ，ｈの上昇関係マップＭ２が利用される場合には、電圧上昇機能は、上昇関係マップＭ２に加えて、タイマー機能Ｎを利用する。すなわち、目標電圧調整部４３は、不図示のタイマーを有しており、このタイマーの経過時間に応じて目標電圧を調整する（上昇させる）ことで、上述した電圧上昇機能を発揮するように構成されている。
　この場合は、電圧上昇機能において、回転速度Ｓｍの上昇量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを上昇させる際に、回転速度Ｓｍが定常運転時の定格回転速度（定格値）Ｓ０を超える場合として生じる。
　この場合において、上昇関係マップＭ２に基づいて目標電圧Ｖｒを上昇させる途中に、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に到達した後には、タイマー機能Ｎを利用して、目標電圧Ｖｒを時間の経過に従って徐々に上昇させる。このタイマー機能Ｎによる目標電圧Ｖｒの上昇速度は、例えば、上昇関係マップＭ２における目標電圧Ｖｒの上昇速度と同等にすることができる。タイマー機能Ｎによる目標電圧Ｖｒの上昇速度は、種々の条件を考慮して決定することができる。
　図４においては、各関係マップＭ１，Ｍ２を示すため、タイマー機能Ｎについては、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になったときに目標電圧Ｖｒが直ちに上昇するかのように示される。実際には、タイマー機能Ｎは、時間の経過に対する目標電圧Ｖｒの変化量を定めるものであり、図４によっては十分に表現されない。タイマー機能Ｎは、所定の電圧上昇速度で目標電圧Ｖｒを上昇させるように構成することができる。また、タイマー機能Ｎは、定格電圧Ｖ０と、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に到達したときの目標電圧Ｖｒとの差を求め、この差に対して所定時間経過後に目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０に到達するように電圧上昇速度を決めるように構成することもできる。
　タイマー機能Ｎを利用することにより、上昇関係マップＭ２に基づいて目標電圧Ｖｒを上昇させる途中において回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰したときに、目標電圧Ｖｒを急激に上昇させる事態を回避することができる。これにより、発電機３から負荷７への電力の供給が不安定になることを防止することができる。
　なお、タイマー機能は、上昇関係マップＭ２に基づいて目標電圧Ｖｒを上昇させる途中に、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に到達する前において、上昇関係マップＭ２に代えて利用してもよい。また、低下最大値の回転速度Ｓｍがそれほど小さくならなかった場合（回転速度Ｓｍの低下量が少ない場合）には、上昇関係マップＭ２に基づいて目標電圧Ｖｒを上昇させる途中に、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０を超えることの予測が可能である。この場合、適宜タイミングで、上昇関係マップＭ２に代えてタイマー機能を利用することができる。
　さらに、上昇関係マップＭ２を利用する代わりに、タイマー機能Ｎのみを利用することもできる。この場合、電圧上昇機能は、発電機３の目標電圧Ｖｒを時間の経過に従って徐々に上昇させるよう構成される。この場合、目標電圧Ｖｒは、種々の方法によって上昇させることができる。例えば、回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下した後に再び上昇するときには、目標電圧Ｖｒが低下したままの状態を維持し、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰した後、タイマー機能Ｎによって目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０になるまで徐々に上昇させることができる。特に、回転速度Ｓｍの低下によって目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１に制限された後には、許容下限電圧Ｖ１を維持したままの状態で回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０に復帰するまで待ち、その後、タイマー機能Ｎによって目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０になるまで徐々に上昇させることができる。
　この場合には、目標電圧Ｖｒを緩やかに回復させることにより、発電機３から負荷７への電力の供給を安定させることができる。
　次に、制御装置４を用いた発電システム１の制御方法について、図５～図７のフローチャートを参照して説明する。
　まず、発電機３に負荷７が接続されていない状態において、ガスエンジン２を起動し、発電機３による発電を開始する。また、制御装置４においては、ガスエンジン２の定格回転速度Ｓ０及び発電機３の目標電圧Ｖｒが設定される（図５のステップＳｔ１）。このとき、目標電圧Ｖｒは定格電圧Ｖ０に設定される。本形態においては、制御装置４の回転速度調整部４４によって、ガスエンジン２の回転速度Ｓが常に定格回転速度Ｓ０になるように制御される一方、発電機３への負荷７の投入によって、回転速度Ｓが変動する。
　また、ガスエンジン２においては、回転計２２によって回転速度Ｓｍが検出され、発電機３においては、電圧計３１によって出力電圧Ｖｍが検出される（Ｓｔ２）。そして、制御装置４の回転速度調整部４４は、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になるよう制御し、また、制御装置４の自動電圧調整部４２は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｒになるよう制御する（Ｓｔ３）。
　次いで、制御装置４は、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になり、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｒになったかを判定する（Ｓｔ４）。そして、この判定が満たされた場合には、制御装置４は、遮断器５を操作して、発電機３に負荷７を接続（投入）する（図６のＳｔ５）。なお、この遮断器５の操作は、作業者によって行うこともできる。なお、図５の記号ａは、図６の記号ａに移動することを示す。
　発電機３に負荷７が接続されたときには、ガスエンジン２の回転速度Ｓ及び発電機３の出力電圧Ｖが急激に低下する。そのため、回転速度調整部４４は、回転速度Ｓｍを定格回転速度Ｓ０にしようとし、また、自動電圧調整部４２は、出力電圧Ｖｍを目標電圧Ｖｒにしようとする。そして、スロットルバルブ２１の開度が大きくなり、ガスエンジン２への燃料ガスの流量が急激に増加する。このとき、制御装置４は、次に示す目標電圧調整部４３の働きによって、発電機３の目標電圧Ｖｒを適切に設定する。
　発電機３に負荷７が接続されたとき、制御装置４は、回転計２２によって回転速度Ｓｍを検出し、電圧計３１によって出力電圧Ｖｍを検出した後（Ｓｔ６）、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したか否かを判定する（Ｓｔ７）。なお、制御装置４は、回転速度Ｓｍの判定をする代わりに、発電機３の周波数の検出値が許容変動値よりも低下したか否かを判定してもよい。ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下していないときには、制御装置４は、発電機３の目標電圧Ｖｒを定格電圧Ｖ０に維持する（Ｓｔ８）。そして、制御装置４の回転速度調整部４４は、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になるよう制御し、また、制御装置４の自動電圧調整部４２は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｒになるよう制御する（Ｓｔ１２）。このとき、自動電圧調整部４２によるフィードバック制御により、発電機３の出力電圧Ｖが定格電圧Ｖ０に維持される。
　一方、ステップＳｔ７において、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したときには、制御装置４は、発電機３の目標電圧Ｖｒが、負荷７の正常運転を行うために許容される出力電圧Ｖに基づいて定められる許容下限電圧Ｖ１よりも低下したか否かを判定する（Ｓｔ９）。この場合に、目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１よりも低下していないときには、制御装置４は、電圧低下動作として、回転速度Ｓｍの低下量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを低下させる（Ｓｔ１０）。このとき、具体的には、図３又は図４に示すように、制御装置４の目標電圧調整部４３に読み込まれる回転速度Ｓｍは、第２範囲Ｒ２内になり、目標電圧調整部４３においては、この回転速度Ｓｍが低下関係マップＭ１に照合されて、目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０よりも低くかつ許容下限電圧Ｖ１以上の値に算出される。
　そして、目標電圧調整部４３による目標電圧Ｖｒが目標電圧設定部４１に設定される。制御装置４の自動電圧調整部４２は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｒになるよう制御する（Ｓｔ１２）。このとき、自動電圧調整部４２によるフィードバック制御により、発電機３の出力電圧Ｖが、回転速度Ｓｍが低下した値に応じた適切な電圧に調整される。なお、回転速度Ｓｍは所定の値に低下しているが、制御装置４の回転速度調整部４４は、回転速度Ｓｍが常に定格回転速度Ｓ０になるよう制御する。
　回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下したときには、低下関係マップＭ１に基づいて発電機３の目標電圧Ｖｒを急激に低下させることにより、ガスエンジン２に、発電機３の出力電圧Ｖが目標電圧Ｖｒになるようにするための過大な負担が生じることを防止することができる。これにより、ガスエンジン２を過負荷から保護し、エンジンのストールを防止することができる。さらに、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの低下を最小限に抑え、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの復帰時間を短縮することができる。
　一方、ステップＳｔ９において、目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１よりも低下したときには、負荷７への悪影響を避けるため、制御装置４は、電圧低下制限動作として、発電機３の目標電圧Ｖｒを、許容下限電圧Ｖ１に維持する（Ｓｔ１１）。このとき、図３又は図４に示すように、制御装置４の目標電圧調整部４３に読み込まれる回転速度Ｓｍは、第３範囲Ｒ３内になり、目標電圧調整部４３においては、この回転速度Ｓｍが低下関係マップＭ１に照合されて目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１として求められる。
　そして、目標電圧調整部４３による目標電圧Ｖｒが目標電圧設定部４１に設定される。制御装置４の自動電圧調整部４２は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｒになるよう制御する（Ｓｔ１２）。このとき、自動電圧調整部４２によるフィードバック制御により、発電機３の出力電圧Ｖが許容下限電圧Ｖ１になるよう調整される。なお、回転速度Ｓｍは許容下限回転速度Ｓ２よりも小さな値に低下しているが、制御装置４の回転速度調整部４４は、回転速度Ｓｍが常に定格回転速度Ｓ０になるよう制御する。
　このように、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの低下が著しい場合には、発電機３の目標電圧Ｖｒを低下させ過ぎず、目標電圧Ｖｒを低下させる値を許容下限電圧Ｖ１に制限することにより、発電機３の目標電圧Ｖｒを、負荷７の正常運転を行うために必要な値に維持することができる。
　次いで、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍは、低下最大値となった後、再び上昇を始める。回転速度Ｓｍが上昇する方向に変化するまで（Ｓｔ１３）、制御装置４は、ステップＳｔ６～Ｓｔ１２を繰り返す。回転速度Ｓｍが上昇する方向に変化したか否かは、前回検出した回転速度Ｓｍと今回検出した回転速度Ｓｍとを比較して判断する。
　回転速度Ｓｍが上昇する方向に変化したときには（Ｓｔ１３）、制御装置４は、電圧上昇動作として、回転速度Ｓｍの上昇量に応じて発電機３の目標電圧Ｖｒを上昇させる（図７のＳｔ１４）。このとき、具体的には、図３又は図４に示すように、目標電圧調整部４３においては、この回転速度Ｓｍが上昇関係マップＭ２に照合されて、目標電圧Ｖｒが算出される。なお、図６の記号ｂは、図７の記号ｂに移動することを示す。
　回転速度Ｓｍが許容変動値Ｓ１よりも低下した後、回転速度Ｓｍが再び上昇するときには、上昇関係マップＭ２に基づいて発電機３の目標電圧Ｖｒを緩やかに上昇させる。これにより、ガスエンジン２における燃焼の負担を減らすことができる。
　また、回転速度Ｓｍ及び出力電圧Ｖｍが検出され（Ｓｔ１５）、目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０になったか否かが判定される（Ｓｔ１６）。目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０になっていない場合には、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になったか否かが判定される（Ｓｔ１７）。回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になっていない場合には、上昇関係マップＭ２に基づいて目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０に復帰するまで、ステップＳｔ１４～Ｓｔ１７が繰り返される。
　目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０になっていない場合に、回転速度Ｓｍが定格回転速度Ｓ０になった場合には、制御装置４の目標電圧調整部４３は、上昇関係マップＭ２に代えてタイマー機能Ｎを利用する（Ｓｔ１７）。そして、目標電圧調整部４３は、タイマー機能Ｎを利用して、目標電圧Ｖｒが定格電圧Ｖ０になるまで、目標電圧Ｖｒを時間の経過に従って徐々に上昇させる。その後、発電システム１の停止信号の入力があったときには、制御装置４は、制御を終了させるための処理を行う。
　こうして、目標電圧Ｖｒが絞られた後、回転速度Ｓｍの回復によって出力電圧Ｖが定格電圧Ｖ０に回復したとき、言い換えれば、発電機３の発電状態が、発電機３に負荷７が接続された後の不安定な過渡状態から定常状態に復帰したときには、発電機３から負荷７へ安定して電力を供給することができる。
　なお、前述した図５～図７のフローチャートは、発電システム１の制御方法の一例を示すものである。許容変動値Ｓ１が定格回転速度Ｓ０から比較的離れた値として設定される場合、上昇関係マップＭ２における目標電圧Ｖｒの上昇速度が比較的急な場合等には、タイマー機能Ｎが不要になる場合がある。
　一方、電圧上昇機能（電圧上昇動作）として、タイマー機能Ｎのみを利用する場合のフローチャートは、図７に代えて図８によって示される。タイマー機能Ｎが示す意味は前述したとおりである。
　以上、本形態の発電システム１の制御装置４及び制御方法によれば、発電機３の目標電圧Ｖｒが適切に設定されることにより、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの低下を最小限に抑えて、ガスエンジン２を過負荷から保護するとともに、ガスエンジン２の回転速度Ｓｍの復帰時間を短縮し、かつ、負荷７の正常運転のために必要な電力を発電機３から供給することができる。
　次に、発電機３に負荷７が投入されるときの、回転速度Ｓ、目標電圧Ｖｒ、出力電圧Ｖ、燃料ガスの流量Ｑの時間的変化をグラフによって示す。図９は、目標電圧調整部が発電機３の目標電圧Ｖｒを許容下限電圧Ｖ１に制限する機能を有しない従来の発電システムについての時間的変化を示す。図１０は、目標電圧調整部４３が発電機３の目標電圧Ｖｒを許容下限電圧Ｖ１に制限する機能を有する本形態の発電システム１についての時間的変化を示すグラフである。
　図９に示すように、従来の発電システムにおいて、ガスエンジン２の燃焼によって、ガスエンジン２の回転速度Ｓ及び発電機３の出力電圧Ｖが一定の値に安定した後には、制御装置４による遮断器５の操作によって、発電機３に負荷７が投入される。このとき、ガスエンジン２の回転速度Ｓ及び発電機３の出力電圧Ｖが急激に低下し、回転速度Ｓ及び出力電圧Ｖを定格回転速度Ｓ０及び目標電圧Ｖｒにしようとして燃料ガスの流量Ｑが増加する。
　そして、目標電圧調整部の働きによって、回転速度Ｓの低下量に応じて目標電圧Ｖｒが低く設定される。こうして、目標電圧Ｖｒが低く設定されることに伴って、発電機の出力電圧Ｖが大きく低下し、発電システムによって、負荷７の接続時に、負荷７の稼動に必要とされる電圧を供給できないおそれがある。
　一方、図１０に示すように、本形態の発電システム１において、ガスエンジン２の燃焼によって、ガスエンジン２の回転速度Ｓ及び発電機３の出力電圧Ｖが一定の値に安定した後には、制御装置４による遮断器５の操作によって、発電機３に負荷７が投入される。このとき、ガスエンジン２の回転速度Ｓ及び発電機３の出力電圧Ｖが急激に低下し、回転速度Ｓ及び出力電圧Ｖを定格回転速度Ｓ０及び目標電圧Ｖｒにしようとして燃料ガスの流量Ｑが増加する。
　そして、目標電圧調整部４３の働きによって、回転速度Ｓの低下量に応じて目標電圧Ｖｒが低く設定される際に、目標電圧Ｖｒが許容下限電圧Ｖ１よりも低く設定されないようにすることができる。これにより、発電機の出力電圧Ｖが大きく低下し過ぎることを防止し、発電システム１によって、負荷７の接続時に、負荷７の稼動に必要とされる電圧を安定して供給することができる。
　なお、本発明は、実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。
　１　発電システム
　２　ガスエンジン
　３　発電機
　４　制御装置
　４２　自動電圧調整部
　４３　目標電圧調整部
　５　遮断器
　６　商用電源
　７　負荷

Claims (8)

  1. 　エンジンの燃焼によって発電機の発電を行い、前記発電機から遮断器を介して負荷へ電力を供給する発電システムに用いられる制御装置であって、
    　前記制御装置は、前記発電機の出力電圧が前記発電機の目標電圧になるよう制御する自動電圧調整部と、前記発電機の目標電圧を調整する目標電圧調整部とを備えており、
    　前記目標電圧調整部は、
    　前記遮断器を介して前記発電機に負荷が接続され、前記エンジンの回転速度又は前記発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下したときに、前記検出値の低下量に応じて前記発電機の目標電圧を低下させる電圧低下機能と、
    　前記検出値の低下量に応じて低下する前記発電機の目標電圧が、前記負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧に基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合に、前記発電機の目標電圧を、前記許容下限電圧、又は前記許容下限電圧に基づいて定められる値に維持する電圧低下制限機能と、
    　前記検出値が前記許容変動値よりも低下した後において前記検出値が再び上昇するときに、前記発電機の目標電圧を定常運転時の定格電圧になるまで上昇させる電圧上昇機能と、を有する、発電システムの制御装置。
  2. 　前記電圧上昇機能は、前記検出値の上昇量に応じて前記発電機の目標電圧を上昇させるよう構成されており、
    　前記電圧上昇機能における、前記検出値の上昇量に対する前記発電機の目標電圧の上昇勾配は、前記電圧低下機能における、前記検出値の低下量に対する前記発電機の目標電圧の低下勾配よりも緩やかである、請求項１に記載の発電システムの制御装置。
  3. 　前記電圧上昇機能において、前記検出値の上昇量に応じて前記発電機の目標電圧を上昇させる際に、前記検出値が定常運転時の定格値を超える場合又は前記定格値を超えると予測される場合には、前記発電機の目標電圧を時間の経過に従って徐々に上昇させるよう構成されている、請求項２に記載の発電システムの制御装置。
  4. 　前記電圧上昇機能は、前記発電機の目標電圧を時間の経過に従って徐々に上昇させるよう構成されている、請求項１に記載の発電システムの制御装置。
  5. 　エンジンの燃焼によって発電機の発電を行い、前記発電機から遮断器を介して負荷へ電力を供給する発電システムの制御方法であって、
    　前記発電機の出力電圧が前記発電機の目標電圧になるよう制御するに際し、
    　前記遮断器を介して前記発電機に負荷が接続され、前記エンジンの回転速度又は前記発電機の周波数のいずれかの検出値が許容変動値よりも低下したときに、前記検出値の低下量に応じて前記発電機の目標電圧を低下させる電圧低下動作と、
    　前記検出値の低下量に応じて低下する前記発電機の目標電圧が、前記負荷の正常運転を行うために許容される出力電圧に基づいて定められる許容下限電圧よりも低下する場合に、前記発電機の目標電圧を、前記許容下限電圧、又は前記許容下限電圧に基づいて定められる値に維持する電圧低下制限動作と、
    　前記検出値が前記許容変動値よりも低下した後において前記検出値が再び上昇するときに、前記発電機の目標電圧を定常運転時の定格電圧になるまで上昇させる電圧上昇動作と、を含む、発電システムの制御方法。
  6. 　前記電圧上昇動作においては、前記検出値の上昇量に応じて前記発電機の目標電圧を上昇させ、
    　前記電圧上昇動作における、前記検出値の上昇量に対する前記発電機の目標電圧の上昇勾配は、前記電圧低下動作における、前記検出値の低下量に対する前記発電機の目標電圧の低下勾配よりも緩やかである、請求項５に記載の発電システムの制御方法。
  7. 　前記電圧上昇動作において、前記検出値の上昇量に応じて前記発電機の目標電圧を上昇させる際に、前記検出値が定常運転時の定格値を超える場合又は前記定格値を超えると予測される場合には、前記発電機の目標電圧を時間の経過に従って徐々に上昇させる、請求項６に記載の発電システムの制御方法。
  8. 　前記電圧上昇動作においては、前記発電機の目標電圧を時間の経過に従って徐々に上昇させる、請求項５に記載の発電システムの制御方法。
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