JPH11308775A - 自家発電装置の制御装置 - Google Patents

自家発電装置の制御装置

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JPH11308775A
JPH11308775A JP10114738A JP11473898A JPH11308775A JP H11308775 A JPH11308775 A JP H11308775A JP 10114738 A JP10114738 A JP 10114738A JP 11473898 A JP11473898 A JP 11473898A JP H11308775 A JPH11308775 A JP H11308775A
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啓章 森本
Sotosuke Matsumoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発電電力の制御を高速化し、商用電力系統から
の受電電力を低減できる自家発電装置の制御装置を提供
すること。 【解決手段】発電機を駆動する原動機の回転数を制御す
るガバナと、原動機の回転数基準値を設定する基準設定
器と、発電機を商用電力系統と連系して構内負荷に電力
を供給する自家発電装置の制御装置において、商用電力
系統からの受電電力と受電電力の目標値から発電電力の
目標値を演算する加減算器と、加減算器の出力信号の上
下限をリミットする上下限リミットと、発電電力の目標
値と発電電力の検出値の誤差を増幅するPI制御器と、
PI制御器の出力をガバナへの回転数指令信号に換算す
る回転数指令換算器とから構成されているので、高速に
電力を制御し、すみやかに受電電力を設定値まで回復さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構内負荷に給電し
ながら商用電力系統と連系して運転される自家発電装置
の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】構内負荷に給電しながら商用電力系統と
連系して運転される自家発電装置の制御装置として図1
4に示す自家発電装置がある。図14において、1は商
用電源、2は発電機、3はエンジン、4はエンジン3の
回転数を制御するガバナ、6は構内負荷、7は発電電力
検出器、8は受電電力検出器、9,10は電流検出器、
11,12は電圧検出用トランス、13は受電遮断器、
14は発電機遮断器、15は負荷遮断器、16はガバナ
制御回路、17は回転数設定器、18は周波数検出器で
ある。
【0003】発電機2は原動機3により駆動され電力を
発生しており、その発電電力は発電機遮断器14,負荷
遮断器15を介して構内負荷6で消費される。この消費
電力が発電機2の発電電力で不足する分は連系している
商用電力系統の商用電源1から受電遮断器13を介して
供給される。
【0004】ところで、自家発電装置は特殊な保護継電
器を設置する場合を除いて、一般的には商用電源に電力
を逆潮流させることはできない。必ず商用電源からの受
電電力が零以上の値でなければならない。そのため、受
電電力が必ず零以上になるように受電電力目標値を設定
し、構内負荷6の消費が少ない場合は発電機2の電力を
絞り、逆潮流が発生しないようにしている。
【0005】図15は上記ガバナ制御回路の構成図であ
る。図において、受電電力設定器30は受電電力の目標
値を出力する。加算器31は受電電力検出値と発電電力
検出値を加算し、負荷電力の値を出力する。減算器32
は前記負荷電力から発電電力目標値を減算し、発電機2
の発電電力の目標値を出力する。上下限リミッタ47は
前記発電電力の目標値が、発電機が出力可能な範囲に収
まるようにリミットする。減算器33は前記発電電力目
標値から発電電力検出値を減算し、発電電力制御偏差△
Pを出力する。パルス制御器34は、△Pを入力し、△
P>0なら回転数増スイッチ35に操作パルスを与える
ことで、発電電力を増加させる。△P<0なら回転数減
スイッチ36に操作パルスを与えることで、発電電力を
減少させる。
【0006】また、発電機2の電力を制御しているのは
ガバナ4である。ガバナ4は原動機3の回転数を制御す
るが,原動機3の出力、すなわち発電電力に応じて原動
機3の回転数を垂下させるドループ特性を有する。その
ためガバナ4への回転数基準値が発電電力の指令値とな
る。ガバナ4の回転数基準値は回転数設定器17で決め
られる。回転数基準値を変化させるには、回転数設定器
17へ回転数増スイッチ35または回転数減スイッチ3
6によりスイッチON期間に応じた幅の操作パルスを与
えて行う。回転数基準値は操作パルスの時間的長さに応
じた量だけ変化する。
【0007】周波数検出器18は、電圧検出用トランス
11を介して発電機2の周波数を検出する。これは、自
家発電装置を商用電源から切り離して発電機のみで負荷
に電力を供給する場合に、図示しない周波数制御により
発電機の周波数を一定に制御するために備えているもの
である。
【0008】発電電力は回転数基準値の変化に比例して
変化する。通常は操作パルスを間欠的に与える。その様
子を図16の実線で示す。発電電力を早く変化させよう
とする場合は図16の破線のように連続したパルスとす
る。このように発電電力を操作し、負荷電力が減少した
場合は発電電力も減少させて逆潮流が発生させないよう
に受電電力を零以上に保っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自家
発電装置において、構内負荷の一部が運転を停止し、急
激に負荷電力が減少した場合、逆潮流が発生しやすいと
いう問題があった。それは負荷電力が急激に減少した場
合でも、発電機2の発電電力は急に変化できないので、
負荷電力が発電電力より小さくなれば、その瞬間に逆潮
流が生じる。負荷電力の変化が穏やかな場合は図16に
示すような操作で発電電力を絞ることで対応できるが、
急な変化には対応できない。図16の破線のように連続
パルスで発電電力を絞っても、発電電力が負荷電力に追
従するまでの時間だけは逆潮流が継続する。
【0010】需要家の受電点では、逆潮流が所定の時間
以上継続すると、受電遮断器13をトリップして受電を
停止させる逆電力継電器が設置されている。この受電遮
断器13のトリップは構内全停電事故にまで波及する可
能性があり許されない。従来はその防止法として予測さ
れる負荷変化量を算出し、負荷が急変しても逆電力継電
器の動作時限以内に受電電力が零以上に回復するよう、
あらかじめ所定の値の受電電力を確保して運転が行われ
ていた。
【0011】自家発電装置を設置する目的は、商用電源
からの電力を安価な発電電力で代替して電力コストを削
減することであり、運転中の受電電力はできるだけ零に
近い方が電力コストは安くなる。しかしながら、前記の
ように常に所定の受電電力を確保して運転するので、自
家発電装置の経済性を悪化させる問題があった。
【0012】本発明(請求項1乃至請求項6対応)は、
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は発電電力
の制御を高速化し、商用電力系統からの受電電力を低減
できる自家発電装置の制御装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1は、発電機と、前記発電機を駆動す
る原動機と、前記原動機の回転数を制御するガバナと、
前記原動機の回転数基準値を設定する基準設定器とを備
え、前記発電機を商用電力系統と連系して構内負荷に電
力を供給する自家発電装置の制御装置において、前記商
用電力系統から受電する受電電力を検出する受電電力検
出器と、前記発電機の発電電力を検出する発電電力検出
器と、前記受電電力と前記受電電力の目標値から発電電
力の目標値を演算する加減算器と、前記加減算器の出力
信号の上下限をリミットする上下限リミットと、前記発
電電力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅す
るPI制御器と、前記PI制御器の出力を前記ガバナへ
の回転数指令信号に換算する回転数指令換算器とから構
成されていることを特徴とする。
【0014】本発明の請求項2は、請求項1記載の自家
発電装置の制御装置において、前記回転数指令換算器の
代わりにガバナのドルーブ特性の非線形性を補正するガ
バナ補正器を有し、このガバナ補正器の出力をガバナへ
の回転数指令信号とすることによって、PI制御器出力
信号と発電電力の特性を線形にしたことを特徴とする。
【0015】本発明の請求項3は、請求項1乃至請求項
2記載の自家発電装置の制御装置において、前記回転数
指令信号の変化レートを制限するレート制限器を有する
ことを特徴とする。
【0016】本発明の請求項4は、請求項1乃至請求項
3記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力を増やすときは発電電力を減らすときより前記積分増
幅器のゲインを小さくすることを特徴とする。
【0017】本発明の請求項5は、請求項1乃至請求項
3記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力が定格電力より大きいときは、定格電力より小さいと
きより前記比例増幅器のゲインを大きくすることを特徴
とする。
【0018】本発明の請求項6は、請求項1乃至請求項
5記載の自家発電装置の制御装置において、前記制御装
置構成要素の少なくとも一部を、マイクロコンピュータ
のソフトウェアにより実現することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1実施例(請求項
1及び請求項6対応)である自家発電装置の制御装置の
構成図である。
【0020】本実施例が図14の従来の自家発電装置の
制御装置と異なる構成は、ガバナに回転数指令を出力す
るガバナ制御回路5を付加した点であり、その他の構成
は同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して
その説明は省略する。
【0021】図2は上記ガバナ制御回路5の構成図であ
る。発電電力制御偏差△Pの演算は従来と同一であるの
で、その説明は省略する。PI制御器37は、図3に示
すように比例増幅器60,61、積分器62、加算器6
3からなる。PI制御器37の出力信号は下記(1)式
の様になる。 Kp ×△P+Ki ×∫△Pdt……(1)
【0022】次に、本実施例の動作について説明する。
受電電力が受電電力目標値(受電電力設定器30の出
力)に一致しているときに、構内負荷6の負荷電力が急
に減少する場合を考える。受電電力目標値は一定値であ
り、発電電力は急には変化しないため、受電電力が減っ
て△Pが負となる。増幅器37は受電電力が目標値に一
致するまで△Pを増幅し続け、回復後その値を維持する
ので、受電電力は目標値に制御・維持される。
【0023】この様子を示したのが図4である。すなわ
ち、図中破線は従来の制御装置で操作パルスを連続パル
スとして発電電力を絞った例であり、実線が本実施例の
制御装置により行った例である。ガバナ4の回転数指令
値をアナログ信号で与えることによりPI制御を適用で
きるので、高速な制御を実現できる。
【0024】図5は本発明の第2実施例(請求項2及び
請求項6対応)の自家発電装置の制御装置の構成図であ
る。本実施例が第1実施例と異なる構成は、回転数指令
換算器の代わりにガバナ補正器41を設けた点であり、
その他の構成は同一であるので、同一構成要素には同一
符号を付してその説明は省略する。図に示すように、本
実施例では、ガバナ補正器41によって非線形なドルー
プ特性を補正し、回転数指令値と出力有効電力が比例す
るように構成している。
【0025】ところで、一般的なガバナでは、ドループ
特性は図6の破線のように、発電機の出力有効電力に対
してほぼ比例した特性をもっている。しかし、非線形性
が強いガバナでは回転数指令値と発電機の出力有効電力
は比例しない。
【0026】例えば、図6のようなドループ特性の場
合、発電電力が小さいときは回転数指令値の変化に対す
る発電機出力有効電力の変化が比較的小さく、発電電力
が大きいときは回転数指令値の変化に対する発電機出力
有効電力の変化が大きくなる。従って、電力制御系の応
答が設計通りにならないという問題がある。
【0027】次に、本実施例のガバナ補正器41を図7
を参照して説明する。図に示すように、ガバナ補正器4
1は関数回路50,51及び加減算器52とから構成さ
れている。関数回路FDR(x)はガバナのドループ特性
を表す関数である。自立運転時の場合、x%負荷時の周
波数は無負荷時の周波数よりFDR(0)−FDR(x)だ
け下がる。逆に、商用連系時に発電電力がx%になるた
めの回転数指令を求めると、f+FDR(0)−F
DR(x)となる。従って、このガバナ補正器41によっ
てガバナのドループ特性の非線形を補正することがで
き、電力制御の性能を高めることができる。
【0028】図8は本発明の第3実施例(請求項3及び
請求項6対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図2の第1実施例と異
なる構成は、回転数指令換算器39からガバナ4へ出力
する回転数指令信号をレート制限器40を介して入力す
るようにした点であり、その他の構成は同一であるの
で、同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略
する。
【0029】一般的に、エンジンの特性によれば、エン
ジンへの回転数指令値を急激に変化させることは、燃料
量の急激な変化となり、吸入空気量とのバランスが崩
れ、不完全燃焼や着火ミスなどが発生する場合がある。
このため、本実施例のようにレート制限器40を設けて
ガバナ4への回転数指令値の変化レートを制限するよう
にしている。なお、本実施例では特に説明しないが、上
記第1実施例と同様な効果が得られる。
【0030】図9は本発明の第4実施例(請求項4及び
請求項6対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図8の第3実施例と異
なる構成は、PI制御器45が積分定数の値として第1
の値と第2の値を設定できるようになっており、比較器
43を備えていることである。その他の構成は同一であ
るので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は
省略する。
【0031】図に示すように、本実施例のレート制限器
40において、許容する信号の変化レートを小さく設定
している場合、PI制御器37の積分定数Kiが大きい
と、図11のように発電電力が目標値に対してオーバシ
ユートする場合がある。この理由はレート制限器40に
おいて、許容する信号の変化レートを小さく設定すれ
ば、発電機電力が変化するのに時間がかかるので、積分
器の出力値が大きくなり、ガバナへの回転数指令が大き
くなるためである。発電電力の目標値が定格値の場合、
オーバシユートすると発電機が過負荷になる可能性があ
るので問題である。
【0032】本実施例では、発電電力を増加させるとき
はPI制御器の積分定数を小さくするようになってい
る。積分値の増加が少なくなるので、発電電力のオーバ
シユートを抑制できる。発電電力を減少させるときはP
I制御器の積分定数を大きくして高速な制御を行わせる
ことができる。また、発電電力を増加させるとき、すな
わち△P>0のときは比較器43はゲイン切り替え指令
を出力する。
【0033】PI制御器45は図10に示すように構成
されている。このPI制御器45は、ゲイン切り替え指
令がオフの時は、下記(2)式を出力する。また、ゲイ
ン切り替え指令がオンの時は、下記(3)式を出力す
る。
【0034】Kp ×△P+Ki1×∫△Pdt……(2) Kp ×△P+Ki2×∫△Pdt……(3) ここで、Ki1>Ki2となっており、発電電力を増加させ
るときは小さい方の定数を使用するので、発電電力のオ
ーバシユートを抑制するようになっている。
【0035】図12は本発明の第5実施例(請求項5及
び請求項6対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制
御装置の構成図であり、本実施例が図8の第3実施例と
異なる構成は、PI制御器46が比例定数の値として第
1の値と第2の値を設定できるようになっており、比較
器44を備えていることである。その他の構成は同一で
あるので、同一構成要素には同一符号を付してその説明
は省略する。
【0036】図に示すように、本実施例も第4実施例と
同様に発電機の過負荷を防止することを目的とするもの
であるが、本実施例は発電電力と発電機定格電力を比較
し、発電電力の方が大きい場合にPI制御器46が比例
定数Kp を大きくすることによって発電機の過負荷を防
止する。本実施例において、発電電力が発電機定格電力
より大きいとき、比較器44はゲイン切り替え指令を出
力する。
【0037】PI制御器46は図13に示すように、ゲ
イン切り替え指令がオフの時は、下記(4)式を出力す
る。またゲイン切り替え指令がオンの時は、下記(5)
式を出力する。
【0038】Kp1×△P+Ki ×∫△Pdt……(4) Kp2×△P+Ki ×∫△Pdt……(5) ここで、Kp1<Kp2となっており、発電電力が発電機定
格電力より大きくなると、大きい方の定数を使用するの
で、発電電力が速やかに目標値に追従する。従って、発
電機の過負荷を防止するようになっている。
【0039】以上説明した各実施例では構成要素中の各
々のブロックを独立したハードウェアとして説明した
が、本発明はこれに限るものではなく制御装置の一部ま
たは全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより
実現することも可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
乃至請求項6対応)によると、構内負荷に給電しながら
商用電力系統と連系して運転される自家発電装置におい
て、構内負荷の急激な変動により受電電力が減少した場
合でも、ガバナへの回転数指令を高速に変化させること
により、高速に電力を制御し、すみやかに受電電力を設
定値まで回復させることができる。さらにガバナのドル
ープ特性の非線形性を補正したり、PI制御のゲインを
切り替えることによって、制御性能を向上させることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の自家発電装置の制御装置
の構成図。
【図2】図1のガバナ制御装置の構成図。
【図3】一般的なPI制御器の構成図。
【図4】図1の効果を示す波形図。
【図5】本発明の第2実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図6】ガバナのドループ特性を示す特性図。
【図7】図5のガバナ補正器の構成図。
【図8】本発明の第3実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図9】本発明の第4実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図10】図9のPI制御器の構成図。
【図11】図9の効果を示す波形図。
【図12】本発明の第5実施例に係るガバナ制御装置の
構成図。
【図13】図12のPI制御器の構成図。
【図14】従来の自家発電装置の制御装置の構成図。
【図15】図14のガバナ制御装置の構成図。
【図16】従来の自家発電装置の発電電力の特性図。
【符号の説明】
1…商用電源、2…発電機、3…原動機、4…ガバナ、
5,16…ガバナ制御装置、6…構内負荷、7…発電電
力検出器、8…受電電力検出器、9,10…電流検出C
T、11,12…電圧検出トランス、13…受電遮断
器、14…発電機遮断器、15…負荷遮断器、17…回
転数設定器、18…周波数検出器、30…受電電力設定
器、31…加算器、32,33…減算器、34…パルス
制御器、35…回転数増スイッチ、36…回転数減スイ
ッチ、37,45,46…PI制御器、38,47…上
下限スイッチ、39…回転数指令換算器、40…レート
制限器、41…ガバナ補正器、42…スイッチ、43,
44…比較器、50,51…関数回路、52…加減算
器、60,60A,60B,61,61A,61B…比
例増幅器、62…積分器、63…加算器、64A,64
B…ゲイン切替スイッチ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 自家発電装置の制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構内負荷に給電し
ながら商用電力系統と連系して運転される自家発電装置
の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】構内負荷に給電しながら商用電力系統と
連系して運転される自家発電装置の制御装置として図
に示す自家発電装置がある。図11において、1は商
用電源、2は発電機、3はエンジン、4はエンジン3の
回転数を制御するガバナ、6は構内負荷、7は発電電力
検出器、8は受電電力検出器、9,10は電流検出器、
11,12は電圧検出用トランス、13は受電遮断器、
14は発電機遮断器、15は負荷遮断器、16はガバナ
制御回路、17は回転数設定器、18は周波数検出器で
ある。
【0003】発電機2は原動機3により駆動され電力を
発生しており、その発電電力は発電機遮断器14,負荷
遮断器15を介して構内負荷6で消費される。この消費
電力が発電機2の発電電力で不足する分は連系している
商用電力系統の商用電源1から受電遮断器13を介して
供給される。
【0004】ところで、自家発電装置は特殊な保護継電
器を設置する場合を除いて、一般的には商用電源に電力
を逆潮流させることはできない。必ず商用電源からの受
電電力が零以上の値でなければならない。そのため、受
電電力が必ず零以上になるように受電電力目標値を設定
し、構内負荷6の消費が少ない場合は発電機2の電力を
絞り、逆潮流が発生しないようにしている。
【0005】図12は上記ガバナ制御回路の構成図であ
る。図において、受電電力設定器30は受電電力の目標
値を出力する。加算器31は受電電力検出値と発電電力
検出値を加算し、負荷電力の値を出力する。減算器32
は前記負荷電力から発電電力目標値を減算し、発電機2
の発電電力の目標値を出力する。上下限リミッタ47は
前記発電電力の目標値が、発電機が出力可能な範囲に収
まるようにリミットする。減算器33は前記発電電力目
標値から発電電力検出値を減算し、発電電力制御偏差△
Pを出力する。パルス制御器34は、△Pを入力し、△
P>0なら回転数増スイッチ35に操作パルスを与える
ことで、発電電力を増加させる。△P<0なら回転数減
スイッチ36に操作パルスを与えることで、発電電力を
減少させる。
【0006】また、発電機2の電力を制御しているのは
ガバナ4である。ガバナ4は原動機3の回転数を制御す
るが,原動機3の出力、すなわち発電電力に応じて原動
機3の回転数を垂下させるドループ特性を有する。その
ためガバナ4への回転数基準値が発電電力の指令値とな
る。ガバナ4の回転数基準値は回転数設定器17で決め
られる。回転数基準値を変化させるには、回転数設定器
17へ回転数増スイッチ35または回転数減スイッチ3
6によりスイッチON期間に応じた幅の操作パルスを与
えて行う。回転数基準値は操作パルスの時間的長さに応
じた量だけ変化する。
【0007】周波数検出器18は、電圧検出用トランス
11を介して発電機2の周波数を検出する。これは、自
家発電装置を商用電源から切り離して発電機のみで負荷
に電力を供給する場合に、図示しない周波数制御により
発電機の周波数を一定に制御するために備えているもの
である。
【0008】発電電力は回転数基準値の変化に比例して
変化する。通常は操作パルスを間欠的に与える。その様
子を図13の実線で示す。発電電力を早く変化させよう
とする場合は図13の破線のように連続したパルスとす
る。このように発電電力を操作し、負荷電力が減少した
場合は発電電力も減少させて逆潮流が発生させないよう
に受電電力を零以上に保っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自家
発電装置において、構内負荷の一部が運転を停止し、急
激に負荷電力が減少した場合、逆潮流が発生しやすいと
いう問題があった。それは負荷電力が急激に減少した場
合でも、発電機2の発電電力は急に変化できないので、
負荷電力が発電電力より小さくなれば、その瞬間に逆潮
流が生じる。負荷電力の変化が穏やかな場合は図13
示すような操作で発電電力を絞ることで対応できるが、
急な変化には対応できない。図13の破線のように連続
パルスで発電電力を絞っても、発電電力が負荷電力に追
従するまでの時間だけは逆潮流が継続する。
【0010】需要家の受電点では、逆潮流が所定の時間
以上継続すると、受電遮断器13をトリップして受電を
停止させる逆電力継電器が設置されている。この受電遮
断器13のトリップは構内全停電事故にまで波及する可
能性があり許されない。従来はその防止法として予測さ
れる負荷変化量を算出し、負荷が急変しても逆電力継電
器の動作時限以内に受電電力が零以上に回復するよう、
あらかじめ所定の値の受電電力を確保して運転が行われ
ていた。
【0011】自家発電装置を設置する目的は、商用電源
からの電力を安価な発電電力で代替して電力コストを削
減することであり、運転中の受電電力はできるだけ零に
近い方が電力コストは安くなる。しかしながら、前記の
ように常に所定の受電電力を確保して運転するので、自
家発電装置の経済性を悪化させる問題があった。
【0012】本発明(請求項1乃至請求項対応)は、
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は発電電力
の制御を高速化し、商用電力系統からの受電電力を低減
できる自家発電装置の制御装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1は、発電機と、前記発電機を駆動す
る原動機と、前記原動機の回転数を制御するガバナと、
前記原動機の回転数基準値を設定する基準設定器とを備
え、前記発電機を商用電力系統と連系して構内負荷に電
力を供給する自家発電装置の制御装置において、前記商
用電力系統から受電する受電電力を検出する受電電力検
出器と、前記発電機の発電電力を検出する発電電力検出
器と、前記受電電力と前記受電電力の目標値から発電電
力の目標値を演算する加減算器と、前記加減算器の出力
信号の上下限をリミットして発電電力目標値を出力可能
な値に制限する上下限リミットと、前記発電電力の目標
値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するPI制御器
と、前記PI制御器の出力を前記ガバナへの回転数指令
信号に換算する回転数指令換算器とを有することを特徴
とする。
【0014】本発明の請求項2は、請求項1記載の自家
発電装置の制御装置において、前記回転数指令信号の変
化レートを制限するレート制限器を有することを特徴と
する。
【0015】本発明の請求項3は、請求項1乃至請求項
2記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力を増やすときは発電電力を減らすときより前記積分増
幅器のゲインを小さくすることを特徴とする。
【0016】本発明の請求項4は、請求項1乃至請求項
2記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力が定格電力より大きいときは、定格電力より小さいと
きよりも前記比例増幅器のゲインを大きくすることを特
徴とする。
【0017】本発明の請求項5は、請求項1乃至請求項
4記載の自家発電装置の制御装置において、前記制御装
置構成要素の少なくとも一部を、マイクロコンピュータ
のソフトウェアにより実現することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1実施例(請求項
1及び請求項対応)である自家発電装置の制御装置の
構成図である。
【0019】本実施例が図11の従来の自家発電装置の
制御装置と異なる構成は、ガバナに回転数指令を出力す
るガバナ制御回路5を付加した点であり、その他の構成
は同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して
その説明は省略する。
【0020】図2は上記ガバナ制御回路5の構成図であ
る。発電電力制御偏差△Pの演算は従来と同一であるの
で、その説明は省略する。PI制御器37は、図3に示
すように比例増幅器60,61、積分器62、加算器6
3からなる。PI制御器37の出力信号は下記(1)式
の様になる。 Kp ×△P+Ki ×∫△Pdt……(1)
【0021】次に、本実施例の動作について説明する。
受電電力が受電電力目標値(受電電力設定器30の出
力)に一致しているときに、構内負荷6の負荷電力が急
に減少する場合を考える。受電電力目標値は一定値であ
り、発電電力は急には変化しないため、受電電力が減っ
て△Pが負となる。増幅器37は受電電力が目標値に一
致するまで△Pを増幅し続け、回復後その値を維持する
ので、受電電力は目標値に制御・維持される。
【0022】この様子を示したのが図4である。すなわ
ち、図中破線は従来の制御装置で操作パルスを連続パル
スとして発電電力を絞った例であり、実線が本実施例の
制御装置により行った例である。ガバナ4の回転数指令
値をアナログ信号で与えることによりPI制御を適用で
きるので、高速な制御を実現できる。
【0023】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図2の第1実施例と異
なる構成は、回転数指令換算器39からガバナ4へ出力
する回転数指令信号をレート制限器40を介して入力す
るようにした点であり、その他の構成は同一であるの
で、同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略
する。
【0024】一般的に、エンジンの特性によれば、エン
ジンへの回転数指令値を急激に変化させることは、燃料
量の急激な変化となり、吸入空気量とのバランスが崩
れ、不完全燃焼や着火ミスなどが発生する場合がある。
このため、本実施例のようにレート制限器40を設けて
ガバナ4への回転数指令値の変化レートを制限するよう
にしている。なお、本実施例では特に説明しないが、上
記第1実施例と同様な効果が得られる。
【0025】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図の第実施例と異
なる構成は、PI制御器45が積分定数の値として第1
の値と第2の値を設定できるようになっており、比較器
43を備えていることである。その他の構成は同一であ
るので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は
省略する。
【0026】図に示すように、本実施例のレート制限器
40において、許容する信号の変化レートを小さく設定
している場合、PI制御器37の積分定数Kiが大きい
と、図11のように発電電力が目標値に対してオーバシ
ユートする場合がある。この理由はレート制限器40に
おいて、許容する信号の変化レートを小さく設定すれ
ば、発電機電力が変化するのに時間がかかるので、積分
器の出力値が大きくなり、ガバナへの回転数指令が大き
くなるためである。発電電力の目標値が定格値の場合、
オーバシユートすると発電機が過負荷になる可能性があ
るので問題である。
【0027】本実施例では、発電電力を増加させるとき
はPI制御器の積分定数を小さくするようになってい
る。積分値の増加が少なくなるので、発電電力のオーバ
シユートを抑制できる。発電電力を減少させるときはP
I制御器の積分定数を大きくして高速な制御を行わせる
ことができる。また、発電電力を増加させるとき、すな
わち△P>0のときは比較器43はゲイン切り替え指令
を出力する。
【0028】PI制御器45は図に示すように構成さ
れている。このPI制御器45は、ゲイン切り替え指令
がオフの時は、下記(2)式を出力する。また、ゲイン
切り替え指令がオンの時は、下記(3)式を出力する。
【0029】Kp ×△P+Ki1×∫△Pdt……(2) Kp ×△P+Ki2×∫△Pdt……(3) ここで、Ki1>Ki2となっており、発電電力を増加させ
るときは小さい方の定数を使用するので、発電電力のオ
ーバシユートを抑制するようになっている。
【0030】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図の第3実施例と異
なる構成は、PI制御器46が比例定数の値として第1
の値と第2の値を設定できるようになっており、比較器
44を備えていることである。その他の構成は同一であ
るので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は
省略する。
【0031】図に示すように、本実施例も第実施例と
同様に発電機の過負荷を防止することを目的とするもの
であるが、本実施例は発電電力と発電機定格電力を比較
し、発電電力の方が大きい場合にPI制御器46が比例
定数Kp を大きくすることによって発電機の過負荷を防
止する。本実施例において、発電電力が発電機定格電力
より大きいとき、比較器44はゲイン切り替え指令を出
力する。
【0032】PI制御器46は図10に示すように、ゲ
イン切り替え指令がオフの時は、下記(4)式を出力す
る。またゲイン切り替え指令がオンの時は、下記(5)
式を出力する。
【0033】Kp1×△P+Ki ×∫△Pdt……(4) Kp2×△P+Ki ×∫△Pdt……(5) ここで、Kp1<Kp2となっており、発電電力が発電機定
格電力より大きくなると、大きい方の定数を使用するの
で、発電電力が速やかに目標値に追従する。従って、発
電機の過負荷を防止するようになっている。
【0034】以上説明した各実施例では構成要素中の各
々のブロックを独立したハードウェアとして説明した
が、本発明はこれに限るものではなく制御装置の一部ま
たは全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより
実現することも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
乃至請求項対応)によると、構内負荷に給電しながら
商用電力系統と連系して運転される自家発電装置におい
て、構内負荷の急激な変動により受電電力が減少した場
合でも、ガバナへの回転数指令を高速に変化させること
により、高速に電力を制御し、すみやかに受電電力を設
定値まで回復させることができる。さらにガバナのドル
ープ特性の非線形性を補正したり、PI制御のゲインを
切り替えることによって、制御性能を向上させることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の自家発電装置の制御装置
の構成図。
【図2】図1のガバナ制御装置の構成図。
【図3】一般的なPI制御器の構成図。
【図4】図1の効果を示す波形図。
【図5】本発明の第2実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図6】本発明の第3実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図7】図6のPI制御器の構成図
【図8】図6の効果を示す波形図
【図9】本発明の第実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図10】図のPI制御器の構成図。
【図11】従来の自家発電装置の制御装置の構成図
【図12】図11のガバナ制御装置の構成図
【図13】従来の自家発電装置の発電電力の特性図
【符号の説明】 1…商用電源、2…発電機、3…原動機、4…ガバナ、
5,16…ガバナ制御装置、6…構内負荷、7…発電電
力検出器、8…受電電力検出器、9,10…電流検出C
T、11,12…電圧検出トランス、13…受電遮断
器、14…発電機遮断器、15…負荷遮断器、17…回
転数設定器、18…周波数検出器、30…受電電力設定
器、31…加算器、32,33…減算器、34…パルス
制御器、35…回転数増スイッチ、36…回転数減スイ
ッチ、37,45,46…PI制御器、38,47…上
下限スイッチ、39…回転数指令換算器、40…レート
制限器、42…スイッチ、43,44…比較器、60,
60A,60B,61,61A,61B…比例増幅器、
62…積分器、63…加算器、64A,64B…ゲイン
切替スイッチ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】変更
【補正内容】
【図11】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】変更
【補正内容】
【図13】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年6月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 自家発電装置の制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構内負荷に給電し
ながら商用電力系統と連系して運転される自家発電装置
の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】構内負荷に給電しながら商用電力系統と
連系して運転される自家発電装置の制御装置として図
に示す自家発電装置がある。図11において、1は商
用電源、2は発電機、3はエンジン、4はエンジン3の
回転数を制御するガバナ、6は構内負荷、7は発電電力
検出器、8は受電電力検出器、9,10は電流検出器、
11,12は電圧検出用トランス、13は受電遮断器、
14は発電機遮断器、15は負荷遮断器、16はガバナ
制御回路、17は回転数設定器、18は周波数検出器で
ある。
【0003】発電機2は原動機3により駆動され電力を
発生しており、その発電電力は発電機遮断器14,負荷
遮断器15を介して構内負荷6で消費される。この消費
電力が発電機2の発電電力で不足する分は連系している
商用電力系統の商用電源1から受電遮断器13を介して
供給される。
【0004】ところで、自家発電装置は特殊な保護継電
器を設置する場合を除いて、一般的には商用電源に電力
を逆潮流させることはできない。必ず商用電源からの受
電電力が零以上の値でなければならない。そのため、受
電電力が必ず零以上になるように受電電力目標値を設定
し、構内負荷6の消費が少ない場合は発電機2の電力を
絞り、逆潮流が発生しないようにしている。
【0005】図12は上記ガバナ制御回路の構成図であ
る。図において、受電電力設定器30は受電電力の目標
値を出力する。加算器31は受電電力検出値と発電電力
検出値を加算し、負荷電力の値を出力する。減算器32
は前記負荷電力から発電電力目標値を減算し、発電機2
の発電電力の目標値を出力する。上下限リミッタ47は
前記発電電力の目標値が、発電機が出力可能な範囲に収
まるようにリミットする。減算器33は前記発電電力目
標値から発電電力検出値を減算し、発電電力制御偏差△
Pを出力する。パルス制御器34は、△Pを入力し、△
P>0なら回転数増スイッチ35に操作パルスを与える
ことで、発電電力を増加させる。△P<0なら回転数減
スイッチ36に操作パルスを与えることで、発電電力を
減少させる。
【0006】また、発電機2の電力を制御しているのは
ガバナ4である。ガバナ4は原動機3の回転数を制御す
るが,原動機3の出力、すなわち発電電力に応じて原動
機3の回転数を垂下させるドループ特性を有する。その
ためガバナ4への回転数基準値が発電電力の指令値とな
る。ガバナ4の回転数基準値は回転数設定器17で決め
られる。回転数基準値を変化させるには、回転数設定器
17へ回転数増スイッチ35または回転数減スイッチ3
6によりスイッチON期間に応じた幅の操作パルスを与
えて行う。回転数基準値は操作パルスの時間的長さに応
じた量だけ変化する。
【0007】周波数検出器18は、電圧検出用トランス
11を介して発電機2の周波数を検出する。これは、自
家発電装置を商用電源から切り離して発電機のみで負荷
に電力を供給する場合に、図示しない周波数制御により
発電機の周波数を一定に制御するために備えているもの
である。
【0008】発電電力は回転数基準値の変化に比例して
変化する。通常は操作パルスを間欠的に与える。その様
子を図13の実線で示す。発電電力を早く変化させよう
とする場合は図13の破線のように連続したパルスとす
る。このように発電電力を操作し、負荷電力が減少した
場合は発電電力も減少させて逆潮流が発生させないよう
に受電電力を零以上に保っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自家
発電装置において、構内負荷の一部が運転を停止し、急
激に負荷電力が減少した場合、逆潮流が発生しやすいと
いう問題があった。それは負荷電力が急激に減少した場
合でも、発電機2の発電電力は急に変化できないので、
負荷電力が発電電力より小さくなれば、その瞬間に逆潮
流が生じる。負荷電力の変化が穏やかな場合は図13
示すような操作で発電電力を絞ることで対応できるが、
急な変化には対応できない。図13の破線のように連続
パルスで発電電力を絞っても、発電電力が負荷電力に追
従するまでの時間だけは逆潮流が継続する。
【0010】需要家の受電点では、逆潮流が所定の時間
以上継続すると、受電遮断器13をトリップして受電を
停止させる逆電力継電器が設置されている。この受電遮
断器13のトリップは構内全停電事故にまで波及する可
能性があり許されない。従来はその防止法として予測さ
れる負荷変化量を算出し、負荷が急変しても逆電力継電
器の動作時限以内に受電電力が零以上に回復するよう、
あらかじめ所定の値の受電電力を確保して運転が行われ
ていた。
【0011】自家発電装置を設置する目的は、商用電源
からの電力を安価な発電電力で代替して電力コストを削
減することであり、運転中の受電電力はできるだけ零に
近い方が電力コストは安くなる。しかしながら、前記の
ように常に所定の受電電力を確保して運転するので、自
家発電装置の経済性を悪化させる問題があった。
【0012】本発明(請求項1乃至請求項対応)は、
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は発電電力
の制御を高速化し、商用電力系統からの受電電力を低減
できる自家発電装置の制御装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1は、発電機と、前記発電機を駆動す
る原動機と、前記原動機の回転数を制御するガバナと、
前記原動機の回転数基準値を設定する基準設定器とを備
え、前記発電機を商用電力系統と連系して構内負荷に電
力を供給する自家発電装置の制御装置において、前記商
用電力系統から受電する受電電力を検出する受電電力検
出器と、前記発電機の発電電力を検出する発電電力検出
器と、前記受電電力と前記受電電力の目標値から発電電
力の目標値を演算する加減算器と、前記加減算器の出力
信号の上下限をリミットして発電電力目標値を出力可能
な値に制限する上下限リミットと、前記発電電力の目標
値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するPI制御器
と、前記PI制御器の出力を前記ガバナへの回転数指令
信号に換算する回転数指令換算器とを有することを特徴
とする。
【0014】本発明の請求項2は、請求項1記載の自家
発電装置の制御装置において、前記回転数指令信号の変
化レートを制限するレート制限器を有することを特徴と
する。
【0015】本発明の請求項3は、請求項1乃至請求項
2記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力を増やすときは発電電力を減らすときより前記積分増
幅器のゲインを小さくすることを特徴とする。
【0016】本発明の請求項4は、請求項1乃至請求項
2記載の自家発電装置の制御装置において、前記発電電
力の目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するP
I制御器は、積分増幅器と比例増幅器よりなり、発電電
力が定格電力より大きいときは、定格電力より小さいと
きよりも前記比例増幅器のゲインを大きくすることを特
徴とする。
【0017】本発明の請求項5は、請求項1乃至請求項
4記載の自家発電装置の制御装置において、前記制御装
置構成要素の少なくとも一部を、マイクロコンピュータ
のソフトウェアにより実現することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1実施例(請求項
1及び請求項対応)である自家発電装置の制御装置の
構成図である。
【0019】本実施例が図11の従来の自家発電装置の
制御装置と異なる構成は、ガバナに回転数指令を出力す
るガバナ制御回路5を付加した点であり、その他の構成
は同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して
その説明は省略する。
【0020】図2は上記ガバナ制御回路5の構成図であ
る。発電電力制御偏差△Pの演算は従来と同一であるの
で、その説明は省略する。PI制御器37は、図3に示
すように比例増幅器60,61、積分器62、加算器6
3からなる。PI制御器37の出力信号は下記(1)式
の様になる。 Kp ×△P+Ki ×∫△Pdt……(1)
【0021】次に、本実施例の動作について説明する。
受電電力が受電電力目標値(受電電力設定器30の出
力)に一致しているときに、構内負荷6の負荷電力が急
に減少する場合を考える。受電電力目標値は一定値であ
り、発電電力は急には変化しないため、受電電力が減っ
て△Pが負となる。増幅器37は受電電力が目標値に一
致するまで△Pを増幅し続け、回復後その値を維持する
ので、受電電力は目標値に制御・維持される。
【0022】この様子を示したのが図4である。すなわ
ち、図中破線は従来の制御装置で操作パルスを連続パル
スとして発電電力を絞った例であり、実線が本実施例の
制御装置により行った例である。ガバナ4の回転数指令
値をアナログ信号で与えることによりPI制御を適用で
きるので、高速な制御を実現できる。
【0023】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図2の第1実施例と異
なる構成は、回転数指令換算器39からガバナ4へ出力
する回転数指令信号をレート制限器40を介して入力す
るようにした点であり、その他の構成は同一であるの
で、同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略
する。
【0024】一般的に、エンジンの特性によれば、エン
ジンへの回転数指令値を急激に変化させることは、燃料
量の急激な変化となり、吸入空気量とのバランスが崩
れ、不完全燃焼や着火ミスなどが発生する場合がある。
このため、本実施例のようにレート制限器40を設けて
ガバナ4への回転数指令値の変化レートを制限するよう
にしている。なお、本実施例では特に説明しないが、上
記第1実施例と同様な効果が得られる。
【0025】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図の第実施例と異
なる構成は、PI制御器45が積分定数の値として第1
の値と第2の値を設定できるようになっており、比較器
43を備えていることである。その他の構成は同一であ
るので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は
省略する。
【0026】図に示すように、本実施例のレート制限器
40において、許容する信号の変化レートを小さく設定
している場合、PI制御器37の積分定数Kiが大きい
と、図11のように発電電力が目標値に対してオーバシ
ユートする場合がある。この理由はレート制限器40に
おいて、許容する信号の変化レートを小さく設定すれ
ば、発電機電力が変化するのに時間がかかるので、積分
器の出力値が大きくなり、ガバナへの回転数指令が大き
くなるためである。発電電力の目標値が定格値の場合、
オーバシユートすると発電機が過負荷になる可能性があ
るので問題である。
【0027】本実施例では、発電電力を増加させるとき
はPI制御器の積分定数を小さくするようになってい
る。積分値の増加が少なくなるので、発電電力のオーバ
シユートを抑制できる。発電電力を減少させるときはP
I制御器の積分定数を大きくして高速な制御を行わせる
ことができる。また、発電電力を増加させるとき、すな
わち△P>0のときは比較器43はゲイン切り替え指令
を出力する。
【0028】PI制御器45は図に示すように構成さ
れている。このPI制御器45は、ゲイン切り替え指令
がオフの時は、下記(2)式を出力する。また、ゲイン
切り替え指令がオンの時は、下記(3)式を出力する。
【0029】Kp ×△P+Ki1×∫△Pdt……(2) Kp ×△P+Ki2×∫△Pdt……(3) ここで、Ki1>Ki2となっており、発電電力を増加させ
るときは小さい方の定数を使用するので、発電電力のオ
ーバシユートを抑制するようになっている。
【0030】図は本発明の第実施例(請求項及び
請求項対応)の自家発電装置の制御装置のガバナ制御
装置の構成図であり、本実施例が図の第3実施例と異
なる構成は、PI制御器46が比例定数の値として第1
の値と第2の値を設定できるようになっており、比較器
44を備えていることである。その他の構成は同一であ
るので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は
省略する。
【0031】図に示すように、本実施例も第実施例と
同様に発電機の過負荷を防止することを目的とするもの
であるが、本実施例は発電電力と発電機定格電力を比較
し、発電電力の方が大きい場合にPI制御器46が比例
定数Kp を大きくすることによって発電機の過負荷を防
止する。本実施例において、発電電力が発電機定格電力
より大きいとき、比較器44はゲイン切り替え指令を出
力する。
【0032】PI制御器46は図10に示すように、ゲ
イン切り替え指令がオフの時は、下記(4)式を出力す
る。またゲイン切り替え指令がオンの時は、下記(5)
式を出力する。
【0033】Kp1×△P+Ki ×∫△Pdt……(4) Kp2×△P+Ki ×∫△Pdt……(5) ここで、Kp1<Kp2となっており、発電電力が発電機定
格電力より大きくなると、大きい方の定数を使用するの
で、発電電力が速やかに目標値に追従する。従って、発
電機の過負荷を防止するようになっている。
【0034】以上説明した各実施例では構成要素中の各
々のブロックを独立したハードウェアとして説明した
が、本発明はこれに限るものではなく制御装置の一部ま
たは全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより
実現することも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
乃至請求項対応)によると、構内負荷に給電しながら
商用電力系統と連系して運転される自家発電装置におい
て、構内負荷の急激な変動により受電電力が減少した場
合でも、ガバナへの回転数指令を高速に変化させること
により、高速に電力を制御し、すみやかに受電電力を設
定値まで回復させることができる。さらにガバナのドル
ープ特性の非線形性を補正したり、PI制御のゲインを
切り替えることによって、制御性能を向上させることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の自家発電装置の制御装置
の構成図。
【図2】図1のガバナ制御装置の構成図。
【図3】一般的なPI制御器の構成図。
【図4】図1の効果を示す波形図。
【図5】本発明の第2実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図6】本発明の第3実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図7】図6のPI制御器の構成図
【図8】図6の効果を示す波形図
【図9】本発明の第実施例に係るガバナ制御装置の構
成図。
【図10】図のPI制御器の構成図。
【図11】従来の自家発電装置の制御装置の構成図
【図12】図11のガバナ制御装置の構成図
【図13】従来の自家発電装置の発電電力の特性図
【図14】従来の自家発電装置の制御装置の構成図。
【図15】図14のガバナ制御装置の構成図。
【図16】従来の自家発電装置の発電電力の特性図。
【符号の説明】 1…商用電源、2…発電機、3…原動機、4…ガバナ、
5,16…ガバナ制御装置、6…構内負荷、7…発電電
力検出器、8…受電電力検出器、9,10…電流検出C
T、11,12…電圧検出トランス、13…受電遮断
器、14…発電機遮断器、15…負荷遮断器、17…回
転数設定器、18…周波数検出器、30…受電電力設定
器、31…加算器、32,33…減算器、34…パルス
制御器、35…回転数増スイッチ、36…回転数減スイ
ッチ、37,45,46…PI制御器、38,47…上
下限スイッチ、39…回転数指令換算器、40…レート
制限器、42…スイッチ、43,44…比較器、60,
60A,60B,61,61A,61B…比例増幅器、
62…積分器、63…加算器、64A,64B…ゲイン
切替スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 外左 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 緒方 隆雄 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電機と、前記発電機を駆動する原動機
    と、前記原動機の回転数を制御するガバナと、前記原動
    機の回転数基準値を設定する基準設定器とを備え、前記
    発電機を商用電力系統と連系して構内負荷に電力を供給
    する自家発電装置の制御装置において、前記商用電力系
    統から受電する受電電力を検出する受電電力検出器と、
    前記発電機の発電電力を検出する発電電力検出器と、前
    記受電電力と前記受電電力の目標値から発電電力の目標
    値を演算する加減算器と、前記加減算器の出力信号の上
    下限をリミットする上下限リミットと、前記発電電力の
    目標値と前記発電電力の検出値の誤差を増幅するPI制
    御器と、前記PI制御器の出力を前記ガバナへの回転数
    指令信号に換算する回転数指令換算器とから構成されて
    いることを特徴とする自家発電装置の制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自家発電装置の制御装置
    において、前記回転数指令換算器の代わりにガバナのド
    ルーブ特性の非線形性を補正するガバナ補正器を有し、
    このガバナ補正器の出力をガバナへの回転数指令信号と
    することによって、PI制御器出力信号と発電電力の特
    性を線形にしたことを特徴とする自家発電装置の制御装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1乃至請求項2記載の自家発電装
    置の制御装置において、前記回転数指令信号の変化レー
    トを制限するレート制限器を有することを特徴とする自
    家発電装置の制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3記載の自家発電装
    置の制御装置において、前記発電電力の目標値と前記発
    電電力の検出値の誤差を増幅するPI制御器は、積分増
    幅器と比例増幅器よりなり、発電電力を増やすときは発
    電電力を減らすときより前記積分増幅器のゲインを小さ
    くすることを特徴とする自家発電装置の制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項3記載の自家発電装
    置の制御装置において、前記発電電力の目標値と前記発
    電電力の検出値の誤差を増幅するPI制御器は、積分増
    幅器と比例増幅器よりなり、発電電力が定格電力より大
    きいときは、定格電力より小さいときよりも前記比例増
    幅器のゲインを大きくすることを特徴とする自家発電装
    置の制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5記載の自家発電装
    置の制御装置において、前記制御装置構成要素の少なく
    とも一部を、マイクロコンピュータのソフトウェアによ
    り実現することを特徴とする自家発電装置の制御装置。
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