JP2003244997A

JP2003244997A - 発電装置及び発電システム

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Publication number: JP2003244997A
Application number: JP2002036756A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hibi; 真二日比; Masayoshi Tokiwa; 昌良常盤; Toshinobu Fujisawa; 俊暢藤澤; Tadanobu Kanemoto; 忠達金元
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷電力に応じて、発電装置の運転状態／待
機状態の切替を実行する。【解決手段】商用電力系統の電流値を検出する検出器
ＣＴ１・ＣＴ２と、発電機３を駆動する原動機４と、発
電電力系統と商用電力系統とを系統連系させるインバー
タ６ａ・６ｂと、原動機とインバータを連携制御するシ
ステムコントローラ５とを備えた発電装置１であって、
インバータは、発電装置の停止中及び運転中において、
前記電流値に基づき需要負荷電力を算出するとともに、
該需要負荷電力をシステムコントローラに出力し、該シ
ステムコントローラは、発電装置の停止中において、前
記需要負荷電力が、発電装置を運転させる第一閾値より
も高い場合は、発電装置の運転を開始させ、発電装置の
運転中において、前記需要負荷電力が、発電装置を停止
させる第二閾値よりも低い場合は、発電装置を停止させ
る制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一組の原動機及び
発電機等を具備する発電装置、及び該発電装置を複数並
設して構成する発電システムにより、商用電力系統と系
統連系を行なうものに関する。より詳しくは、需要負荷
を認識するとともに、発電効率のよい状態で運転を行な
うための装置構成、及び、制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、原動機の運転による発電機により
発電を行なう分散電源用発電システムを、商用電力系統
と系統連系させ、発電電力と商用電力により電力供給を
行なう、所謂系統連系システムが公知となっている。こ
の分散電源用発電システムの目的とするところは、原動
機を最も燃料効率のよい状態、言い換えれば、発電効率
のよい状態で運転することで、商用電力系統より購入す
る電力よりも、低コストで電力を賄うことである。

【０００３】そして、商用電力との系統連系において
は、商用電力の電流値を、検出器により検出し、該検出
結果をインバータに入力し、商用電力と同期させるとと
もに、システムコントローラによるインバータ制御によ
って、発電電力の出力制御を行っている。また、以上の
装置、即ち、原動機・発電機・インバータ・システムコ
ントローラを一つの発電装置として、該発電装置を複数
並設し、各発電装置からのインバータ出力を商用電力に
並列入力するパッケージ型の発電システム（分散電源用
発電システム）とするものがある。このような発電シス
テムにおいては、各発電装置のシステムコントローラ
が、互いに連携して、各発電装置における出力制御、及
び、発電装置の運転台数制御を行い、システムとしての
出力制御が行なわれる。

【０００４】この出力制御は、前記検出器の検出値に基
づくことで、インバータ、及び、システムコントローラ
により、需要負荷の要求する電力（以下、「需要負荷電
力」とする）の変動に応じるようになっている。このこ
とから、需要負荷電力が減少した際には、インバータに
よって、強制的に出力を抑えたり、原動機に低出力運転
をさせていた。あるいは、少量の需要負荷電力の要求に
対しても、その都度、停止中の発電装置を立上げ、燃料
効率の悪い状態で原動機を運転し、微少の電力を発電さ
せていた。

【０００５】また、需要負荷電力に対応して発電装置の
運転／停止状態の切替を行うべく、運転／停止状態のい
ずれの場合にも、商用電力によりインバータ等の制御電
力が賄われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、原動機を低出
力運転させるのは、燃費効率や、発電効率から考えて、
望ましくないことは明らかであり、分散電源用発電シス
テムの目的とするところ、即ち、低コスト運転に反する
ものである。さらに、原動機に対し、低出力運転や度重
なる発停を強いることは、発停に伴う燃料消費ロスにつ
ながるとともに、原動機に負担がかかり、早期故障の原
因ともなってしまう。また、運転状態においても、商用
電力によりインバータ等の制御電力が賄われているの
で、このための買電料金が生じていた。

【０００７】本発明は、以上の問題点に鑑み、発電装置
の発停の基準となる複数の閾値を設定することにより、
発停にともなう燃料消費ロスを加味した上で、発電装置
を発電効率の良い状態で運転させるとともに、発停回数
を減少させることを課題とする。また、発電装置が運転
状態では、インバータ等の制御電力を発電電力で賄う構
成を提案する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は次のような手段を用いる。即ち、請求項１
に記載のごとく、商用電力系統の電流値を検出する検出
器と、発電機を駆動する原動機と、発電電力系統と商用
電力系統とを系統連系させるインバータと、原動機とイ
ンバータを連携制御するシステムコントローラとを備え
た発電装置であって、インバータは、発電装置の停止中
及び運転中において、前記電流値に基づき需要負荷電力
を算出するとともに、該需要負荷電力をシステムコント
ローラに出力し、該システムコントローラは、発電装置
の停止中において、前記需要負荷電力が、発電装置を運
転させる第一閾値よりも高い場合は、発電装置の運転を
開始させ、発電装置の運転中において、前記需要負荷電
力が、発電装置を停止させる第二閾値よりも低い場合
は、発電装置を停止させる制御を行なうことである。

【０００９】また、請求項２に記載のごとく、請求項１
に記載の発電装置を複数並設して構成する発電システム
であって、各発電装置に備えるインバータの内、任意の
一のインバータが、統括的に他のインバータを制御し
て、発電装置の発電出力を制御し、各発電装置に備える
システムコントローラの内、任意の一のシステムコント
ローラが、統括的に他のシステムコントローラを制御し
て、自己又は他の発電装置の運転／停止状態の切替を制
御するとともに、各発電装置の累積運転時間又は運転／
停止状態の切替回数を均等にする制御を行なうことであ
る。

【００１０】また、請求項３に記載のごとく、前記発電
電力系統において、発電電力系統と商用電力系統との接
続点の上流に、前記システムコントローラへの電流引込
線を接続する構成とし、発電装置の停止状態において、
システムコントローラは、インバータへ商用電力の供給
を行うことである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は発電装置の回路図、図２
は第一閾値及び第二閾値に対する発電装置の状態を示す
図、図３は発電システムの構成を示す模式図、図４は発
電システムにおける制御フローを示すフローチャートで
ある。

【００１２】〔１：発電装置の構成〕以下では、本発明
の一実施例としての発電装置について説明する。尚、本
発明の適用は、発電機出力をコンバータおよびインバー
タにより電力変換する構成とした発電機システムであれ
ば可能であり、本実施例の発電装置に限定されるもので
はない。例えば、発電機の駆動源を熱源として利用した
コージェネレーションシステムに、適用してもよい。

【００１３】図１は発電装置１の回路図である。発電装
置１は、主として原動機４、商用電源４０に対する分散
型電源である発電機３とから構成され、発電機３の出力
側には、発電機３の発電電力を電力変換するコンバータ
２１ａ・２１ｂ、インバータ６ａ・６ｂが設けられてい
る。また、発電装置１に、制御ボックス２を設け、該制
御ボックス２内に、システムコントローラ５、及びリレ
ー２７が備えられている。該システムコントローラ５
は、前記原動機４、発電機３、インバータ６ａ・６ｂ、
リレー２７を制御するとともに、発電装置１（原動機
４）が運転された累積時間や、運転／停止状態の切替回
数（発停回数）の記憶を行なっている。また、操作表示
機２８が、システムコントローラ５に接続され、システ
ムコントローラ５の制御状況の表示や、各種設定が可能
となっている。加えて、システムコントローラ５に制御
される機器類としては、前記の原動機４、発電機３、イ
ンバータ６ａ・６ｂの他に、ラジエータ７に設けたラジ
エータファン７ａ、換気用ファン１５、冷却水ポンプ１
６等がある。

【００１４】原動機４は内燃機関であり、機械室（図示
せず）に配置される。原動機４のラジエータ７は熱交換
室（図示せず）に配置される。原動機４の燃料として
は、軽油、灯油、重油等の液体、あるいは天然ガス、都
市ガス、下水消化ガス等の気体があり、図示せぬ外部の
燃料タンク、あるいはインフラから燃料供給配管４９を
通して原動機４に燃料が供給される。また燃料供給配管
４９には燃料流量計５０が配設され、原動機４の燃料消
費量に関するデータを検知し、システムコントローラ５
で該データを認識できる。このデータは燃料の単価と合
わせて用いることで、発電電力の各時間帯における単
価、あるいは所定期間の平均単価を計算することが可能
である。尚、本実施例では燃料消費量を検知する方法と
して流量を検知する方法を用いたが、他にもタンク等に
燃料を補充する場合にタンク重量の変化を検知する方法
等が考えられ、限定されるものではない。そして、機械
室および熱交換室の室内空気の冷却は、換気用ファン１
５により外気を取り込んで、これらの室内へ通風するこ
とにより行われる。

【００１５】発電装置１内には、冷却水路８が形成され
ており、原動機４の冷却水がラジエータ７を循環するよ
うにしている。ラジエータ７にはラジエータファン７ａ
が設けられており、該ラジエータファン７ａの駆動によ
りラジエータ７を通過する冷却水を冷却するようにして
いる。

【００１６】原動機４にはスタータ１０が備えられてお
り、該スタータ１０への電力供給は、後述する負荷電力
系統Ｕ３・Ｖ３（発電電力系統Ｕ２・Ｖ２を含む）から
トランス１１を介して行われている。尚、スタータ１０
はバッテリから電力供給とする構成としてもよい。

【００１７】発電機３は、原動機４の駆動シャフトにつ
ながる回転軸１２に、直流電源で励磁される界磁巻線を
有する回転子（図示しない）を備え、固定子（図示しな
い）に備えた電機子から、三相出力を取り出す構成とし
ている。発電機３には、電機子として電機子巻線２０ａ
・２０ｂが備えられており、電機子は三相電力を出力す
る２巻線としている。電機子巻線２０ａ・２０ｂの配置
は、分巻型、タンデム型のいずれの配置でも良い。そし
て、前記界磁巻線（回転子）の回転により電磁誘導を発
生させ、電機子巻線２０ａ・２０ｂにそれぞれ電圧が生
じるようにしている。該電機子巻線２０ａ・２０ｂに
は、３つの出力端子が設けられており、該電機子巻線２
０ａ・２０ｂより三相電力が出力される。尚発電機３で
は、回転子に界磁巻線を備え、固定子に電機子を備える
構成（回転界磁型）としたが、回転子に電機子を備え、
固定子に界磁巻線を備える構成（回転電機子型）また
は、回転子に永久磁石を備え、固定子に電機子を備える
構成としてもよい。

【００１８】発電機３には自動電圧調整装置（以下、Ａ
ＶＲ）１４が備えられており、前記界磁巻線への供給電
力を制御するようにしている。該ＡＶＲ１４は、界磁巻
線によって励磁される磁場の大きさを調節して、電機子
巻線２０ａ・２０ｂから出力される電圧値を一定とす
る。

【００１９】発電機３からの三相出力３０ａ・３０ｂは
それぞれ、ＡＣ／ＤＣ変換を行なうコンバータ２１ａ・
２１ｂにより整流・平滑された後、インバータ６ａ・６
ｂの直流入力部に接続される。そして、該インバータ６
ａ・６ｂから発電電力系統Ｕ２・Ｖ２が出力され、該出
力と、後述する商用電力系統との系統連系が行われる。
また、コンバータ２１ａには、電流引込線３８が接続さ
れ、発電装置１の停止状態において、後述する商用電力
が通電されるようになっている。尚、本実施例の発電装
置１は、図１に示すように、単相三線の商用電力系統と
の系統連系を行った場合の実施例である。発電装置１と
系統連系する商用電力系統としては、単相三線に限定さ
れるものではなく、三相三線の商用電力系統との系統連
系を行なうようにしてもよい。

【００２０】商用電源４０からは、単相三線２００Ｖの
商用電力系統Ｕ１・Ｏ１・Ｖ１が引かれている。該商用
電力系統Ｕ１・Ｖ１間には２００Ｖの電位差があり、商
用電力系統Ｏ１は中性線とし、商用電力系統Ｕ１・Ｏ１
間および商用電力系統Ｏ１・Ｖ１間には１００Ｖの電位
差が生じるようにしている。商用電力系統Ｕ１・Ｖ１
に、発電装置１からの発電電力系統Ｕ２・Ｖ２が並列接
続される。発電電力系統Ｕ２・Ｖ２間の電位差もインバ
ータ６ａ・６ｂにより２００Ｖとしており、商用電力系
統Ｕ１・Ｖ１と電位差を合わせて電力が供給される。そ
して、商用電力系統Ｕ１・Ｖ１と発電電力系統Ｕ２・Ｖ
２との系統連系が行われている。以上のようにして系統
連系を行い、負荷電力系統Ｕ３・Ｏ３・Ｖ３へ、電力消
費機器（以下、単相負荷）２４・２４・・・が接続され
ている。

【００２１】また、商用電力系統Ｕ１・Ｖ１には、検出
器ＣＴ１・ＣＴ２が設けられており、該商用電力系統Ｕ
１・Ｖ１を通過して単相負荷２４・２４・・・へ供給さ
れる商用電力の電流値が、インバータ６ａで検出される
ようにしている。商用電力系統Ｕ１・Ｖ１の電流値は、
前記単相負荷２４・２４・・・での電力消費量に応じて
変化する。このため、単相負荷２４・２４・・・側へ電
力（需要負荷電力）を安定的に供給すべく、インバータ
６ａ・６ｂを介して発電電力を供給することで、単相負
荷２４・２４・・・からの需要負荷電力を一定としてい
る。こうして、前記検出器ＣＴ１・ＣＴ２で検出された
商用電力系統Ｕ１・Ｖ１の電流値に応じて、インバータ
６ａ・６ｂより適切な発電電力が発電電力系統Ｕ２・Ｖ
２に出力される。

【００２２】複数台（本実施例では２台）のインバータ
６ａ・６ｂは、マルチドロップ方式で通信可能に接続さ
れている。インバータ６ａは、検出された商用電力系統
Ｕ１・Ｖ１の電力値に基づき、必要とされる出力設定値
（電力値）を算出する。そしてインバータ６ａは、該出
力設定値を他のインバータ６ｂにも認識させる。インバ
ータ６ｂでは、認識した出力設定値となるように出力制
御が行われる。

【００２３】また、発電電力系統において、発電電力系
統との並列接続点よりも上流の位置Ｂにおいては、電流
引込線３５が接続され、発電電力、又は商用電力が遮断
器３６を介して、制御ボックス２に通電される。この制
御ボックス２内に入力された電力は、システムコントロ
ーラ５によるリレー２７の動作電源や、トランス３４・
整流器３７を介してのインバータ６ａの待機電力として
使用される。この構成により、リレー２７の動作によ
り、発電装置１が運転状態では、インバータ６ａに発電
出力を通電させ、発電装置１が停止状態では、インバー
タ６ａに商用電力を通電させることができる。

【００２４】〔２−１：発電装置の運転制御〕次に、発
電装置の運転制御について説明する。本制御は、商用電
力系統の電流値を検出する検出器と、発電機を駆動する
原動機と、発電電力系統と商用電力系統とを系統連系さ
せるインバータと、原動機とインバータを連携制御する
システムコントローラ５とを備えた発電装置１であっ
て、インバータは、発電装置１の停止中及び運転中にお
いて、前記電流値に基づき需要負荷電力〔Ｗ〕を算出す
るとともに、需要負荷電力〔Ｗ〕をシステムコントロー
ラ５に出力し、該システムコントローラ５は、発電装置
１の停止中において、前記需要負荷電力〔Ｗ〕が、発電
装置１を運転させる第一閾値〔Ｗ〕よりも高い場合は、
発電装置１の運転を開始させ、発電装置１の運転中にお
いて、前記需要負荷電力〔Ｗ〕が、発電装置１を停止さ
せる第二閾値〔Ｗ〕よりも低い場合は、発電装置１を停
止させる制御を行なうものである。〔２―２：発電装置の運転制御による効果〕この制御に
より、需要負荷電力の大小に応じて、発電装置１の運転
／停止を行なうにあたっては、図２に示すごとく、需要
負荷電力〔Ｗ〕が第一閾値〔Ｗ〕よりも低いときは、停
止状態が維持され発動せず、また、需要負荷電力〔Ｗ〕
が第二閾値〔Ｗ〕よりも高いときは、運転状態が維持さ
れ停止しない構成となる。また、第一閾値〔Ｗ〕よりも
需要負荷電力〔Ｗ〕が高い場合に運転を開始するので、
運転開始後は確実に発電効率の良い状態となる一方、第
二閾値〔Ｗ〕よりも需要負荷電力〔Ｗ〕が低い場合に運
転を停止するので、発電効率の悪い状態で運転されるこ
とがない。即ち、発停回数が減少するに伴い、発停に伴
う原動機による燃料の消費ロスや、原動機の負担を削減
されるとともに、発電効率の良い状態で発電装置を運転
することができる。

【００２５】〔３：複数発電装置により構成する発電シ
ステム〕上記構成の発電装置１を複数並設して発電シス
テムを構成し、発電システム全体として、需要負荷電力
の変動に応じて出力制御を行なう構成について、以下に
説明する。

【００２６】〔３−１：システム全体構成〕図３を用い
て該発電システムの構成の一実施例について説明する。
発電システム１００は、複数の発電装置１・１・・・
と、管理システム１１０により構成され、各装置に備え
るシステムコントローラ間やインバータ間は、通信線３
００・４００によりマルチドロップ方式の接続方式で接
続され、制御信号・各種データの通信を可能に構成して
いる。そして、複数台のシステムコントローラ５・５・
・・の内の任意の一台が、親機側装置として、他の発電
装置１に備えるシステムコントローラ５を統括的に制御
して、自己又は他の発電装置１の発停を制御する構成と
するとともに、全てのシステムコントローラ５が親機側
装置として働く機能を具備し、自己又は他の発電装置１
の発停に備え、いずれか一のシステムコントローラ５が
親機側装置として機能できるようになっている。また、
同様に、複数台のインバータの内の任意の一台が、親機
側装置として、他の発電装置１に備えるインバータを統
括的に制御して、自己又は他の発電装置１の出力を制御
する構成とするとともに、全てのインバータが親機側装
置として働く機能を具備し、自己又は他の発電装置１の
発停に備え、いずれか一のインバータが親機側装置とし
て機能できるようになっている。また、検出器ＣＴ１・
ＣＴ２の検出値は、マルチドロップ方式で通信を可能に
する通信線１１５により、各発電装置１・１・・・に備
えるインバータに入力され、いずれか一の発電装置１の
インバータにおいて、送電線９０の電流値を検出可能と
し、需要負荷電力〔Ｗ〕の算出を可能としている。

【００２７】以上のごとく発電システム１００を構成
し、各発電装置１・１・・・の出力をそれぞれ送電線９
０に接続して、商用電源４０と系統連系させている。そ
して、以下で述べる制御フローにより、複数の発電装置
１・１・・・を連携運転させることとしている。

【００２８】〔３−２：複数発電装置の運転制御〕本制
御は、発電装置１を複数並設して構成する発電システム
であって、各発電装置１に備えるインバータの内、任意
の一のインバータが、統括的に他のインバータを制御し
て、発電装置１の発電出力を制御し、各発電装置１に備
えるシステムコントローラ５・５・・・の内、任意の一
のシステムコントローラ５が、統括的に他のシステムコ
ントローラ５を制御して、自己又は他の発電装置１の運
転／停止状態の切替を制御するとともに、各発電装置１
の累積運転時間又は運転／停止状態の切替回数を均等に
する制御を行なうものである。また、この運転／停止状
態の切替においては、上述した第一閾値〔Ｗ〕及び第二
閾値〔Ｗ〕の設定による制御を各発電装置１・１・・・
で行うものである。

【００２９】図４は、本制御をフローチャート５００で
示したものである。以下、該フローチャート５００を参
照しながら説明する。まず、複数ある内の任意の一のイ
ンバータが、親機側装置として（以下、「親機インバー
タ」とする）、需要負荷電力〔Ｗ〕を算出する。該需要
負荷電力〔Ｗ〕のデータを親機側装置としてのシステム
コントローラ（以下、「親機システムコントローラ」と
する）に出力され、親機システムコントローラが需要負
荷電力〔Ｗ〕を認識するとともに、以下の値を認識・算
出する（５０１）。台数ｎ：発電システムの発電装置の台数台数ｍ：運転中の発電装置の台数需要負荷電力Ｔ〔Ｗ〕：負荷が要求する電力〔Ｗ〕閾値Ｈ１〔Ｗ〕：ｍ×定格出力〔Ｗ〕＋第一閾値〔Ｗ〕閾値Ｈ２〔Ｗ〕：（ｍ-１）×定格出力〔Ｗ〕＋第二閾
値〔Ｗ〕

【００３０】ここで、上記各値において、定格出力
〔Ｗ〕とは、発電装置１の定格出力である。また、第一
閾値〔Ｗ〕及び第二閾値〔Ｗ〕とは、上述した「発動／
停止に伴う燃料消費ロスの削減、及び、発電効率の向
上」のための基準値であるとともに、それぞれ、以下の
判断の基準値ともなる。第一閾値〔Ｗ〕：運転台数を一台増やす判断第二閾値〔Ｗ〕：運転台数を一台減らす判断尚、両値に関連する閾値Ｈ１〔Ｗ〕及び閾値Ｈ２〔Ｗ〕
についても、同様の判断の基準値となる。

【００３１】上記各値の認識のもと、親機システムコン
トローラは、閾値Ｈ１〔Ｗ〕と需要負荷電力〔Ｗ〕の高
低を比較する（５０２）。閾値Ｈ１〔Ｗ〕＞需要負荷電
力〔Ｗ〕である場合は、停止状態の発電装置１は第一閾
値〔Ｗ〕よりも高い状態で立ち上がらない（電力需要が
ない）ので、現状維持とする、又は、運転台数を一台減
らす側の制御フロー（５０３以下）へ進む。まず、閾値
Ｈ１〔Ｗ〕＞需要負荷電力〔Ｗ〕（５０２）である場合
において、閾値Ｈ２〔Ｗ〕と需要負荷電力〔Ｗ〕の高低
を比較する（５０３）。この関係式：閾値Ｈ２〔Ｗ〕＞需要負荷電力〔Ｗ〕（５
０３）が成立する場合は、切替対象の発電装置１の発電
出力を、他の発電装置１に負担させ、他の発電装置１を
定格出力〔Ｗ〕で運転させると、切替対象の発電装置１
の発電出力が第二閾値〔Ｗ〕よりも低くなる状況となっ
ている。このことは、上記関係式を変形した以下の関係
式Ｆからも明らかである（関係式Ｆの左辺が切替対象の
発電装置１の発電出力〔Ｗ〕である）。関係式Ｆ：需要負荷電力〔Ｗ〕―（ｍ−１）定格出力
〔Ｗ〕＜第二閾値〔Ｗ〕そして、親機システムコントロ
ーラは、運転状態にある発電装置１の中から、運転状態
の累積時間が最も長い装置、又は、運転／停止状態の累
積の切替回数（発停回数）が最も多い装置を切替対象と
して選択し（５０４）、停止状態とする（５０７）。こ
れにより、第二閾値〔Ｗ〕よりも出力の高い状態での停
止が行われず、また、運転状態が維持される発電装置１
は、発電効率のよい定格出力で運転される。また、この
運転状態から停止状態への切替において、切替対象とな
る発電装置１におけるインバータ又はシステムコントロ
ーラが、親機側装置として機能している場合（５０５）
には、運転状態が維持される発電装置１に備えるインバ
ータ及びシステムコントローラに、親機側装置としての
機能を割り当てる（５０６）。この機能の割り当てであ
るが、発電装置１のメンテナンスを考慮したものであ
る。即ち、図１に示す遮断器３６を開放して、発電装置
１への商用電力供給を遮断してメンテナンス等をする場
合においては、インバータ６ａ・６ｂ及びシステムコン
トローラ５に通電されなくなり、親機側装置として機能
することができなくなる。このことから、運転状態が維
持される発電装置１への上記機能の割り当てを行なうも
のである。そして、割り当て後は、切替対象を停止状態
とする（５０７）。

【００３２】一方、閾値Ｈ２〔Ｗ〕＞需要負荷電力
〔Ｗ〕（５０３）でない場合は、発電装置１の停止に伴
う燃料消費ロスが発生するので、運転／停止の切替が行
われず、現状が維持される（５０８）。

【００３３】次に、閾値Ｈ１〔Ｗ〕＞需要負荷電力
〔Ｗ〕（５０２）でない場合は、停止状態の発電装置１
の発電出力を第一閾値〔Ｗ〕よりも高い状態で運転させ
るための電力需要があるので、運転台数を一台増やす、
又は、現状維持とする側の制御フロー（５０９以下）へ
進む。まず、全ての発電装置１・１・・・が運転状態で
あるか否かを判断し（５０９）、全ての発電装置１・１
・・・が運転状態である場合には、運転台数を増やすこ
とができないので、運転の現状維持が行なわれる（５１
０）。一方、全ての発電装置１が運転状態でない場合、
即ち、停止状態の発電装置１が存在する状態では、親機
システムコントローラが、停止状態にある発電装置１の
中から、運転状態の累積時間（運転累積時間）が最も短
い装置、又は、運転／停止状態の累積の切替回数（発停
回数）が最も少ない装置を切替対象として選択し（５１
１）し、停止状態から運転状態へと切替える（５１
２）。これにより、第一閾値〔Ｗ〕よりも出力の低い場
合では発動せず、また、運転開始後は、発電効率の良い
状態で運転することになる。

【００３４】また、５０４・５１１における判断におい
て、運転状態の累積時間を均等にするのか、又は、運転
／停止状態の累積の切替回数（発停回数）を均等にする
のかは、ユーザーが任意に設定することも可能とするも
のである。尚、運転／停止状態の累積の切替回数（発停
回数）を均等にする方法の一つとして、停止状態から運
転状態に切替える装置を選択する際には、運転状態から
停止状態へ最後に切替わった発電装置１を選択し、運転
状態から停止状態に切替える装置を選択する際には、当
該発電装置１を最後に停止状態に切替えることによる方
法が考えられる。

【００３５】また、以上の制御は、発電装置１の台数ｎ
＝１とすることで、一台の発電装置１において実施する
ことも可能であり、この場合は、図４における５０４・
５０５・５０６・５１１は省略される。

【００３６】〔３−３：複数発電装置の運転制御による
効果〕以上の制御により、需要負荷電力〔Ｗ〕の変動に
対応した発電装置１の発停に関し、第二閾値〔Ｗ〕より
も出力の高い状態での停止が行われず、また、運転状態
が維持される発電装置１を発電効率のよい定格出力で運
転できる。さらに、第一閾値〔Ｗ〕よりも出力の低い場
合では発動せず、また、運転開始後は、発電効率の良い
状態で運転させることができる。また、運転／停止状態
の切替対象の発電装置１の選択により、各発電装置１・
１・・・のメンテナンス時期を統一させることもでき
る。これにより、同一時期に集中的なメンテナンスが可
能となり、メンテナンス作業員による作業効率の向上が
図られるとともに、メンテナンス費用の削減が図られ
る。さらに、各発電装置１・１・・の運転累積時間又は
発停回数を均等にすることで、特定の発電装置１に、過
度の負担がかかることもなく、発電システム１００全体
としての長寿命化が図られる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上のごとく構成したので、次
のような効果を奏するのである。すなわち、請求項１の
ごとく、商用電力系統の電流値を検出する検出器と、発
電機を駆動する原動機と、発電電力系統と商用電力系統
とを系統連系させるインバータと、原動機とインバータ
を連携制御するシステムコントローラとを備えた発電装
置であって、インバータは、発電装置の停止中及び運転
中において、前記電流値に基づき需要負荷電力を算出す
るとともに、該需要負荷電力をシステムコントローラに
出力し、該システムコントローラは、発電装置の停止中
において、前記需要負荷電力が、発電装置を運転させる
第一閾値よりも高い場合は、発電装置の運転を開始さ
せ、発電装置の運転中において、前記需要負荷電力が、
発電装置を停止させる第二閾値よりも低い場合は、発電
装置を停止させる制御を行なうので、発停回数が減少す
るに伴い、発停に伴う原動機による燃料の消費ロスや、
原動機の負担を削減されるとともに、発電効率の良い状
態で発電装置を運転することができる。

【００３８】また、請求項２に記載のごとく、請求項１
に記載の発電装置を複数並設して構成する発電システム
であって、各発電装置に備えるインバータの内、任意の
一のインバータが、統括的に他のインバータを制御し
て、発電装置の発電出力を制御し、各発電装置に備える
システムコントローラの内、任意の一のシステムコント
ローラが、統括的に他のシステムコントローラを制御し
て、自己又は他の発電装置の運転／停止状態の切替を制
御するとともに、各発電装置の累積運転時間又は運転／
停止状態の切替回数を均等にする制御を行なうので、各
発電装置の発停に関し、発停回数が減少するに伴い、発
停に伴う原動機による燃料の消費ロスや、原動機の負担
を削減されるとともに、発電効率の良い状態で発電装置
を運転することができる。また、運転／停止状態の切替
対象の発電装置の選択により、各発電装置のメンテナン
ス時期を統一させることにより、同一時期に集中的なメ
ンテナンスが可能となり、メンテナンス作業員による作
業効率の向上が図られるとともに、メンテナンス費用の
削減が図られる。さらに、各発電装置の運転累積時間又
は発停回数を均等にすることで、特定の発電装置に、過
度の負担がかかることもなく、発電システム全体として
の長寿命化が図られる。

【００３９】また、請求項３に記載のごとく、前記発電
電力系統において、発電電力系統と商用電力系統との接
続点の上流に、前記システムコントローラへの電流引込
線を接続する構成とし、発電装置の停止状態において、
システムコントローラは、インバータへ商用電力の供給
を行うので、発電装置が停止状態では、インバータ等の
制御電力（待機電力）が商用電力より賄われ、常に需要
負荷電力を算出・認識して、必要に応じて発電装置を立
上げ、発電効率のよい発電を行なうことができる。ま
た、発電装置が運転状態では、インバータ等の制御電力
が発電電力より賄われることになり、運転状態において
は、発電装置が商用電力を消費することが無く、商用電
力の通電による買電料金が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】発電装置の回路図である。

【図２】第一閾値及び第二閾値に対する発電装置の状態
を示す図である。

【図３】発電システムの構成を示す模式図である。

【図４】発電システムにおける制御フローを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１発電装置３発電機４原動機５システムコントローラ６ａインバータ６ｂインバータＣＴ１検出器ＣＴ２検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤澤俊暢大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者金元忠達大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内Ｆターム(参考） 5H590 AA02 AA08 CA07 CC01 CC02 CC18 CC19 CC24 CC34 CD01 CD03 CE01 DD23 DD64 EA07 EA14 EB02 EB14 FA01 FA06 FA08 FB01 FC12 FC17 FC25 GA02 GA06 HA04 HB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電力系統の電流値を検出する検出器
と、発電機を駆動する原動機と、発電電力系統と商用電
力系統とを系統連系させるインバータと、原動機とイン
バータを連携制御するシステムコントローラとを備えた
発電装置であって、インバータは、発電装置の停止中及
び運転中において、前記電流値に基づき需要負荷電力を
算出するとともに、該需要負荷電力をシステムコントロ
ーラに出力し、該システムコントローラは、発電装置の
停止中において、前記需要負荷電力が、発電装置を運転
させる第一閾値よりも高い場合は、発電装置の運転を開
始させ、発電装置の運転中において、前記需要負荷電力
が、発電装置を停止させる第二閾値よりも低い場合は、
発電装置を停止させる制御を行なう、ことを特徴とする
発電装置。
【請求項２】請求項１に記載の発電装置を複数並設し
て構成する発電システムであって、各発電装置に備える
インバータの内、任意の一のインバータが、統括的に他
のインバータを制御して、発電装置の発電出力を制御
し、各発電装置に備えるシステムコントローラの内、任
意の一のシステムコントローラが、統括的に他のシステ
ムコントローラを制御して、自己又は他の発電装置の運
転／停止状態の切替を制御するとともに、各発電装置の
累積運転時間又は運転／停止状態の切替回数を均等にす
る制御を行なう、ことを特徴とする発電システム。
【請求項３】前記発電電力系統において、発電電力系
統と商用電力系統との接続点の上流に、前記システムコ
ントローラへの電流引込線を接続する構成とし、発電装
置の停止状態において、システムコントローラは、イン
バータへ商用電力の供給を行う、ことを特徴とする請求
項１の発電装置、又は請求項２に記載の発電システム。