(57)【要約】【課題】  安定した発電運転が継続でき、稼働率の高い発電設備を得ることができる内燃機関駆動発電設備の制御装置を提供する。【解決手段】  エンジン１の駆動力に同期して回転して発電する発電機２と、エンジン１を冷媒にて冷却するための冷却系統３および冷却手段４とを有する内燃機関駆動発電設備の発電出力を制御する制御装置において、冷却手段４の冷媒温度を測定するための第１の測定手段５と、第１の測定手段５の測定値とあらかじめ設定された基準温度とを比較し、内燃機関の発電目標値を補正しエンジン１のエンジン制御手段１ａを制御する制御手段８とを備えたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動力に同期して回転して発電する発電機と、上記内燃機関を冷媒にて冷却するための冷却手段とを有する内燃機関駆動発電設備の発電出力を制御する制御装置において、上記冷却手段の冷媒温度を測定するための第１の測定手段と、上記第１の測定手段の測定値とあらかじめ設定された基準温度とを比較し、上記内燃機関の発電目標値を補正し上記内燃機関を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関駆動発電設備の制御装置。
【請求項２】
上記発電機の近傍の外気温度を測定する第２の測定手段を備え、上記制御手段は、上記第１の測定手段にて検出された冷媒温度が上記基準温度よりも低い場合の発電目標値としては上記第２の測定手段から入力した外気温度に対応した発電機最大出力値を適用し、上記第１の測定手段にて検出された冷媒温度が上記基準温度よりも高い場合の発電目標値としては上記冷媒温度にて対応した上記発電目標電力値より低い低減補正値を適用することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関駆動発電設備の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関駆動発電設備の制御装置に関し、特に、発電を持続させ発電効率を向上することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のデイーセルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関を用い、この内燃機関を冷却しながら発電機を用いて発電する内燃機関駆動発電設備における制御装置では、あらかじめ設定された発電目標値となるように制御され発電が行われている。また、ガスタービンを用い、発電機を冷却しながら発電を行うガスタービン発電設備における制御装置では発電機の過負荷防止と効率運転とを図るため、ガスタービンの吸気燃焼空気温度により発電出力量の制御を行っている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。また、他の従来のガスタービン発電機の保護制御装置においては外気により冷却される同期発電機の冷却温度に対応して発電機出力の目標電力を制御している（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８７７９８号公報
【特許文献２】特開平４−２８５５００号公報
【特許文献３】特開平８−２１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の内燃機関駆動発電設備の制御装置の出力制御では発電機最大出力電力は所定の使用条件に基づく発電機定格出力値（一定）であり、この制御での運転中に機関の冷却系統性能低下などが発生した場合、エンジンの保護を目的とした冷却水温度上昇警報発報等による内燃機関自動停止により発電停止となる。この警報温度は初期設定値（固定）であり、頻繁に内燃機関停止に繋がるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、内燃機関の冷却系統が劣化して十分な冷却能力を発揮できなくなった場合や、周囲温度条件が厳しい場合などでも、できる限り発電を継続させることができる内燃機関駆動発電設備の制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の駆動力に同期して回転して発電する発電機と、内燃機関を冷媒にて冷却するための冷却手段とを有する内燃機関駆動発電設備の発電出力を制御する制御装置において、冷却手段の冷媒温度を測定するための第１の測定手段と、第１の測定手段の測定値とあらかじめ設定された基準温度とを比較し、内燃機関の発電目標値を補正し内燃機関を制御する制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の内燃機関駆動発電設備の制御装置は、内燃機関の駆動力に同期して回転して発電する発電機と、内燃機関を冷媒にて冷却するための冷却手段とを有する内燃機関駆動発電設備の発電出力を制御する制御装置において、冷却手段の冷媒温度を測定するための第１の測定手段と、第１の測定手段の測定値とあらかじめ設定された基準温度とを比較し、内燃機関の発電目標値を補正し内燃機関を制御する制御手段とを備えたので、安定した発電運転を継続でき、精度、稼働率の高い発電設備を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態において説明する。図１はこの発明の実施の形態１における内燃機関駆動発電設備および制御装置の構成を示す図、図２は図１に示した制御装置の制御方法を示すフローチャート、図３は図１に示した制御装置の機能を示したブロック図、図４はこの発明の実施の形態１の内燃機関の冷媒温度対可能出力補正における可能出力と冷媒温度との関係を示す図である。図において、内燃機関駆動発電設備および制御装置は、ディーゼルエンジンもしくはガスエンジンにて成る内燃機関としてのエンジン１と、このエンジン１を制御するエンジン制御手段１ａと、エンジン１の駆動力で回転して電力を発生する発電機２と、発電機２の近傍の外気温度を測定するための第２の測定手段２ａと、エンジン１を冷却するための冷却系統３およびこの冷却系統３内の冷媒としての冷却水を生成する冷却手段４と、エンジン１の冷却水の温度を測定するための第１の測定手段５と、計器用の変流器６と、計器用の変圧器７と、エンジン１を制御するためエンジン制御手段１ａに制御信号を送信する制御手段８と、受電電力を検出するための検出器９とから構成される。
【０００９】
次に、制御手段８の構成の機能ブロックについて図３に基づいて詳細に説明する。変流器６と変圧器７との信号から現在の発電電力値を検出する発電電力検出部８ａと、検出器９からの信号を入力する受電電力入力部８ｂと、第２の測定手段２ａから外気温度（発電機の近傍の空気であり発電機の冷却空気としての役目を果たしているものである）の信号を入力する外気温度入力部８ｃと、第１の測定手段５からエンジン１を冷却している冷却水の温度信号を入力するエンジン冷却水温度入力部８ｄと、これら以外の信号を入力する他信号人力部８ｎと、発電機定格値、外気温度対可能出力値などを設定する発電機データ設定部８ｅと、目標とする受電量を設定する受電目標電力設定部８ｆと、エンジン１の冷却水の基準温度を設定するためのエンジン冷却水基準温度設定部８ｇ、冷却水温度対可能出力補正値を設定するエンジンデータ設定部８ｈとを備える。
【００１０】
さらに、入力部としての発電電力検出部８ａ、受電電力入力部８ｂ、外気温度入力部８ｃ、エンジン冷却水温度入力部８ｄ、その他の信号入力部８ｎからの各入力値と設定部としての発電機データ設定部８ｅ、受電目標電力設定部８ｆ、エンジン冷却水基準温度設定部８ｇ、エンジンデータ設定部８ｈからの各設定値とを比較し所定の演算を行う比較演算部８ｉと、この比較演算結果を受け発電目標値を算出する発電目標値演算部８ｊと、この発電目標値からエンジンの燃料投入量信号を出力する発電制御信号出力部８ｋとにて成る。そしてこの制御手段８からエンジン制御手段１ａに対してエンジンの燃料投入量の増減制御信号を出力し発電出力を増減することにより、目標の受電電力制御を行う。
【００１１】
次に上記のように構成された実施の形態１の内燃機関駆動発電設備の制御装置の動作について図１ないし図４に基づいて説明する。まず、制御手段８は図３に示すような機能を有し、受電電力値が発電目標値となるように、エンジン制御手段１ａを経由してエンジン１への燃料投入量の増減制御を行うものである。その発電目標値の設定方法について図２に基づいて説明する。まず、発電設備が受電系統と連系中か否かを判断する（図２のステップＳ２００）。連系中でない場合（ＮＯ）には最初に戻る。そして、連系中の場合（ＹＥＳ）には、受電電力入力部８ｂからの受電電力値を入力する（図２のステップＳ３０３）。次に、発電電気検出部８ａにて発電機の出力電力を検出して入力する（図２のステップＳ３０１）。次に、検出された受電電力値があらかじめ設定されている発電目標値以下か否かを判断する（図２のステップＳ２０１）。
【００１２】
そして、発電目標値以下の場合（ＹＥＳ）には、発電目標値電力と現状発電機出力とが等しく成っているため（図２のステップＳ２０９Ａ）、ステップＳ２１０に移る。また、受電電力が発電目標値を超過している場合（ＮＯ）には、その受電電力をその発電目標値以下に抑えるために、発電機２の発電目標値を発電機定格出力値に設定する。そのために、第１の測定手段５からエンジン１の冷却水の測定温度（Ｔｘ）を入力する（図２のステップＳ３０２）。そして、エンジン冷却水基準温度設定部８ｇにてあらかじめ設定されている基準温度（Ｔｏ）より低いか否かを判断する（図２のステップＳ２０３）。そして低いと判断された場合（ＹＥＳ）には、発電電力検出部８ａで検出される発電機出力電力が発電機データ設定部８ｅにおいて設定される発電機定格出力値か否かを判断する（図２のステップＳ２０４）。
【００１３】
そして、発電機定格出力値に満たない場合には（ＮＯ）、発電機定格出力値を発電目標値として設定する（図２のステップＳ２０９）。次に、エンジン制御手段１ａに対し発電目標値に応じた燃料投入量を設定するように制御信号を出力する（図２のステップＳ２１０）。また、エンジン冷却水温度（Ｔｘ）が冷却水基準温度（Ｔｏ）以上になった場合（図２のステップＳ２０３のＮＯ）には、発電目標値を減少させる（図２のステップＳ２０５）。具体的には、内燃機関（エンジン）の出力は図４に示す如く、内燃機関の冷却水の温度がある基準温度以上においては、所定の発電機定格出力から冷却水温度に所定の係数で概ね反比例して可能出力は低下する。このことから、ある基準温度以上ではこの発電目標値は発電機定格出力からこの冷却水温度に反比例して低減させる必要がある。尚、このエンジンの冷却水温度対可能出力補正表は図３のエンジンデータ設定部８ｈにてあらかじめ設定しておくものとする。この低減した発電目標値に従い、エンジン１への燃料投入量を減少させて行う（図２のステップＳ２０６）。
【００１４】
次に、一定の確認時間を置き（図２のステップＳ２０７）、入力したエンジンの冷却水温度が基準温度よりも低くなるまで発電目標値を補正し、その発電目標値での出力制御を継続する（図２のステップＳ２０５〜ステップＳ２０８までを繰り返し行う）。一方、発電電力補正（目標値減少）制御中に、エンジン１の冷却水温度が基準温度より低くなった場合（図２のステップＳ２０８）は、一定の確認時間（図示せず）経過後、発電機定格出力運転制御を行う（図２のステップＳ２０９）。そして、図２のステップＳ２１０からステップＳ２００へ戻り（リターンからスタートヘ）、上記の制御フローを繰り返す。受電電力入力で入力される受電電力値が発電目標値より小さい状態（図２のステップＳ２０１でＹＥＳの状態）では、発電目標値は現状発電出力を維持して運転が継続される（図２のＳ２０９Ａ）。
【００１５】
上記のように構成された実施の形態１の内燃機関駆動発電設備の制御装置によればエンジン冷却水温度が低い場合は発電電力を発電機定格出力の範囲で高出力発電運転し、冷却水温度が高い場合は冷却水温度に応じた発電電力補正値に抑えた発電運転を行うことができるので、従来頻繁に起こった冷却水温度が高い場合の発電停止の可能性が減少し、低出力での運転を継続することができるため安定した発電運転と稼働率を向上させることができる。
【００１６】
実施の形態２．
上記記実施の形態１では、エンジンの冷媒温度が基準温度よりも低い場合の発電目標値を発電機定格出力とした。しかしながら本実施の形態２では冷媒温度に余裕のある場合には更に発電効率を向上させるための方法を追求するためのものである。
【００１７】
図５はこの発明の実施の形態２の内燃機関駆動発電設備の制御装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。尚、燃機関駆動発電設備および制御装置の構成は上記実施の形態１と同様であるためその説明を適宜省略する。
【００１８】
次に、上記のように構成された実施の形態２の内燃機関駆動発電設備の制御装置の制御方法について説明する。まず、上記実施の形態１と同様に動作を行い、受電電力入力部８ｂへ入力される受電電力値が受電電力目標値より超過する場合（図５のステップＳ２０１でＮＯの場合）には、受電電力をその発電目標値以下に抑えるために、発電機の発電目標値を、第２の測定手段２ａにて測定された外気温度（発電機冷却空気）を入力し（図５のステップＳ３００）、この外気温度に応じた発電機最大出力値に設定する（図５のステップＳ２０２Ｂ）。尚、この外気温度に対応した発電機最大出力値は図３の発電機データ設定部８ｅにてあらかじめ設定されているものとする。
【００１９】
以下、発電機最大出力値に基づいて上記実施の形態１と同様に制御を行う。但し、エンジン冷却水温度が基準温度より高い時の発電目標値の補正（目標値減少）においては、冷却水温度が基準温度より低くなった後（図５のステップＳ２０８のＹＥＳの場合）の発電目標値は、上記実施の形態１での発電機定格出力ではなく、上記に示した外気温度に対応する発電機最大出力値に増加する（図５のステップＳ２０９Ｂ）。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態２の内燃機関駆動発電設備の制御装置によれば、エンジン冷却水温度が基準温度より低い時の発電機の発電目標値を外気温度（発電機冷却空気温度）に対応した発電機最入出力値に設定するため、周囲条件に相応した発電運転とすることから、発電機自体の過負荷運転防止や安定した効率の高い発電運転とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１の内燃機関駆動発電設備および制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した制御装置の機能を示したブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１の内燃機関の冷媒温度対可能出力補正である。
【図５】この発明の実施の形態２の内燃機関駆動発電設備の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１  エンジン、１ａ  エンジン制御手段、２  発電機、２ａ  第２の測定手段、
３  冷却系統、４  冷却手段、５  第１の測定手段、８  制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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