(57)【要約】【課題】停止中の発電装置を起動させる場合において、最良の負荷追従能力を発揮できる状態を早期に確立し、早期に電力負荷への電力供給を開始することを可能とする発電装置を提供する。【解決手段】発電機盤にて運転制御が行われる発電装置であって、前記発電機盤は、停止中の発電装置を起動させ、電力負荷へ電力供給を行う場合に、発電機の負荷率Ｆａの指令を、最小負荷率（０％）から最大負荷率（１００％）まで上昇させる過程において、負荷率Ｆａを所定負荷率Ｐ％に到達させた後、当該所定負荷率Ｐ％を所定時間Ｓ２だけ維持し、その後、負荷率を最大負荷率に上昇させることとするとともに、負荷率を最大負荷率に到達させた後、遮断器を投入し、電力負荷への電力供給を開始させることとする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機盤にて運転制御が行われる発電装置であって、
前記発電機盤は、
停止中の発電装置を起動させ、電力負荷へ電力供給を行う場合に、
発電機の負荷率の指令を、最小負荷率から最大負荷率まで上昇させる過程において、
負荷率を所定負荷率に到達させた後、当該所定負荷率を所定時間だけ維持し、
その後、負荷率を最大負荷率に上昇させることとするとともに、
負荷率を最大負荷率に到達させた後、遮断器を投入し、電力負荷への電力供給を開始させることとする、発電装置。
【請求項２】
前記発電機盤は、
前記所定時間の所定負荷率での発電装置の運転の間、
エンジンのインタークーラの冷却水ポンプの駆動モータを停止し、
前記インタークーラによる吸気冷却を停止することとする、
ことを特徴とする、請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記発電機盤は、
停止中の発電装置を起動させるに際し、
前記所定負荷率での所定時間の運転が不要と判断される場合には、
前記所定負荷率での所定時間の運転を省略するものとする、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置の技術に関する。より詳細には、停止中の発電装置を起動させる際の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パッケージと呼ばれる筐体内にエンジン等の駆動源と、発電機と、これらを制御するための制御装置（以下、「発電機盤」とする）を具備する発電装置は公知となっている。
また、前記発電機の負荷率を増減させる制御について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、負荷投入等により負荷が急激に増加した場合に、前記励磁電流の負荷率を減少させ、エンジンの負荷を軽減し、エンジンの回転数の低下率を許容範囲内に抑えることとする技術を提案している。
尚、ここにいう発電機の負荷率とは、発電機にかける負荷の割合、即ち、励磁電流の大きさを意味するものであり、負荷率０％とする指令がなされる場合には、発電機にて発電が行われないものとし、エンジンには発電に要するエネルギーが必要とされず、エンジンは低負荷状態となる一方、負荷率１００％とする指令がなされる場合には、発電機において最大電力が発電されるものであり、エンジンは高負荷状態となることになる。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、停止中の発電装置を起動させて電力負荷へ電力供給を行う場合には、当該発電装置の発電機の負荷率を最大（１００％；最大発電能力を発揮できる状態）としたうえで、電力負荷への電力供給が開始されることが望ましい。電力負荷の電力要求に広範囲に対応できる、つまり、大電力の要求に対応できる状態としておき、小電力の要求の場合にはエンジンの出力を下げることで対応させる、といった最良の負荷追従能力を発揮できるようになるからである。
このため、停止中の発電装置を起動させて電力負荷へ電力供給を行う場合には、発電機の負荷率を早期に１００％に到達させ、最大発電能力を発揮できるような状態とすることが望まれる。つまり、負荷追従能力が早期に確立されることが望まれているのである。
尚、ここにいう発電機の負荷率とは、発電機にかける負荷の割合を意味するものであり、負荷率０％とする指令がなされる場合には、発電機にて発電が行われないものとし、エンジンには発電に要するエネルギーが必要とされず、エンジンは低負荷状態となる一方、負荷率１００％とする指令がなされる場合には、発電機において最大電力が発電されるものであり、エンジンは高負荷状態となることになる。
【０００５】
以上の点に関し、図６に示すごとく、発電機盤での制御において、負荷率Ｆａ（縦軸に示され、発電能力に相当する）を１００％とするまでに要する時間として時間Ｔ１を想定し、発電機の負荷率Ｆａの指令を０％から１００％まで比例的に上昇させ、点Ａに到達させる負荷率Ｆａの制御を行った場合では、エンジンは、時間Ｔ１経過後においても発電機４の負荷率１００％に対応する出力を発揮できる状態に至らず、実際に発電される電力は、負荷率１００％に対応する電力に満たないものであった。そして、実際に負荷率１００％の発電能力が発揮されるまでには、時間Ｔ３を要するものであり、点Ｃの位置において、実際に負荷率１００％の発電能力が発揮されるものであった。
このように、発電装置が最大の発電能力を発揮し得る状態を早期に確立すべく、時間Ｔ１を想定し、比例的に負荷率の指令を上昇させた場合では、想定された時間Ｔ１においては、最大の発電能力を発揮することができず、それよりも長い時間Ｔ３経過後に、ようやく最大の発電能力が発揮されるものであり、このタイムラグの発生が電力供給の信頼性を損なうといった点で問題となっていた。
これは、停止中の発電装置を起動させる場合において、エンジンに対する負荷率Ｆａの範囲が０％から略５０％の間では、発電機からエンジンにかかる負荷が小さいため、エンジンや過給機等が十分に立ち上がっていない、つまりは、エンジンの系が定常状態になっていなくても、エンジンの回転数を前記負荷率Ｆａの上昇に追従させることが可能となるが、指令される負荷率Ｆａの範囲が略５０％から１００％の間では、発電機からエンジンにかかる負荷が大きく、エンジンの系が定常状態になっていない起動時では、前記エンジンの回転数を前記負荷率Ｆａの上昇に追従させることができず、時間遅れ（制御遅れ）が発生するといったことを原因とするものである。
【０００６】
また、上記特許文献１では、停止中の発電装置を起動させる場合における具体的な負荷率の制御方法については、検討がなされておらず、上記のタイムラグの発生の問題の解決策とはならないものである。
【０００７】
そこで、本発明では、停止中の発電装置を起動させる場合に、発電装置が最大の発電能力を発揮し得る状態を早期に確立すべく、新たな運転制御方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、発電機盤にて運転制御が行われる発電装置であって、前記発電機盤は、停止中の発電装置を起動させ、電力負荷へ電力供給を行う場合に、発電機の負荷率の指令を、最小負荷率から最大負荷率まで上昇させる過程において、負荷率を所定負荷率に到達させた後、当該所定負荷率を所定時間だけ維持し、その後、負荷率を最大負荷率に上昇させることとするとともに、負荷率を最大負荷率に到達させた後、遮断器を投入し、電力負荷への電力供給を開始させることとするものである。
【００１０】
請求項２においては、前記発電機盤は、前記所定時間の所定負荷率での発電装置の運転の間、エンジンのインタークーラの冷却水ポンプの駆動モータを停止し、前記インタークーラによる吸気冷却を停止することとするものである。
【００１１】
請求項３においては、前記発電機盤は、停止中の発電装置を起動させるに際し、前記所定負荷率での所定時間の運転が不要と判断される場合には、前記所定負荷率での所定時間の運転を省略するものとするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、停止中の発電装置を起動させる場合において、最良の負荷追従能力を発揮できる状態を早期に確立し、早期に電力負荷への電力供給を開始することができる。また、遮断器投入時には、最大発電能力を発揮できる状態となっており、電力供給開始時から最良の負荷追従能力を発揮することができる。
【００１４】
請求項２においては、インタークーラでの吸気冷却に伴う白煙排気の問題を回避できる。
【００１５】
請求項３においては、所定時間を省略し、発電機の負荷率に対応すべく、より短い時間にてエンジンの出力を最大とすることができ、より短時間で、電力負荷への電力供給を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、図１を用いて本発明に係る発電装置の実施の一形態である発電装置１の全体構成について説明する。
なお、本明細書における「発電装置」は、本実施例の発電装置１に限定されず、駆動源（エンジン）と発電機とを具備し、駆動源により発電機を駆動して電力（発電電力）を発生し、該電力を外部負荷に供給可能なものを広く指すものとする。また、駆動源から発生する排熱を利用して温水を供給可能としたコージェネレーション装置も発電装置に含まれるものとする。
【００１７】
発電装置１は主に、パッケージ２、エンジン３、発電機４、発電機盤５、エンジン盤６、補機盤７、端末盤８、直流電源盤９等で構成される。
【００１８】
パッケージ２は発電装置１を構成する他の部材を収容する略直方体形状の筐体である。また、パッケージ２は屋外設置時に風雨から発電装置１を構成する他の部材を保護する機能と、内部に設けられたエンジン３の作動音を遮断する機能（防音機能）とを兼ねるものである。
エンジン３は発電機４を駆動するための駆動源であり、具体的にはガスエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンからなる。エンジン３には燃料を供給するための配管および燃料の供給および停止を行うバルブ群が接続される。
【００１９】
発電機４は本実施例においては三相交流発電機である。発電装置１が商用電力と、発電電力とを必要に応じて切り替えて負荷の需要電力を賄う形式の系統連系システムに用いられている場合、発電機４が発生する電力（発電電力）は連系盤、受電盤を経て外部負荷に供給される。
【００２０】
発電機盤５は発電機４の制御を行うだけでなく、自家発電装置１を構成するエンジン３や他の構成部材に係る盤（本実施例の場合、エンジン盤６、補機盤７、端末盤８）と連係して発電装置１全体の運転制御を行うものである。
発電機盤５は主に箱体１１、発電機コントローラ（ＧＣＵ）１２、集合形保護継電器１３、電気通信ユニット１４、タッチパネル１５等で構成される。
【００２１】
箱体１１は発電機盤５を構成する他の部材を収容する筐体である。箱体１１はパッケージ２の一側面に設けられる。
【００２２】
ＧＣＵ１２は具体的にはＣＰＵやシーケンサやメモリ等を具備し、発電機４および発電装置１の運転に係るプログラム群およびデータ群を格納している。
このとき、ＧＣＵ１２には、現在発電装置１に設けられているエンジン３に関する制御プログラムおよび制御データだけでなく、エンジン３とは種類の異なるエンジンであって、仕様が異なる場合に設ける可能性があるもの（すなわち、予め定められたもの）に関する制御プログラムおよび制御データもメモリに格納されている。
そして、発電装置１を運転制御する際には、設けられるエンジン３に対応する制御プログラムおよび制御データを用いることとしている。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤を用意する必要がなく、組み立て時の作業性に優れるとともに、部品の共通化によるコスト削減を図ることが可能である。
【００２３】
集合形保護継電器１３は過速度継電器、定格速度継電器、不足速度継電器等の機能を兼ねるものであり、発電機の残留磁気電圧から発電機４から出力される交流電流の周波数（言い換えれば、発電機の回転数）を計測するものである。ＧＣＵ１２と集合形保護継電器１３とは配線により接続され、集合形保護継電器１３により計測された交流電流の周波数に係るデータはバイナリデータとしてＧＣＵ１２に送信される。
ＧＣＵ１２は、発電機４から出力される交流電流の周波数に係るデータに基づいて、外部負荷に電力を供給する際に周波数を合わせる（すなわち、エンジン盤６と連係してエンジン３の回転数を調整する）。
【００２４】
電気通信ユニット１４は、ＧＣＵ１２に送信されてきた種々のデータを含めた発電装置１の運転状況に係るデータを、電気通信回線１４ａを通じて外部（例えば、遠隔地に設けた監視用のパソコン等）に送信可能とするとともに、外部からの指令をＧＣＵ１２が受信可能とするものである。ここで、電気通信回線の具体例としては、電話回線やインターネット回線等が挙げられる。
なお、電気通信ユニット１４は通常はモデムを具備しているが、発電装置１を複数台連係させて使用する場合には、各発電装置１の電気通信ユニット１４を電気通信回線にて接続し、複数の発電装置１のいずれかの電気通信ユニット１４にのみモデムを具備し、他の発電装置１については電気通信ユニット１４のモデムを省略することが可能である。
【００２５】
タッチパネル１５は自家用発電機１の運転状況に係るデータの表示手段であるとともに、自家用発電機１の運転操作を行う操作手段である。タッチパネル１５は箱体１１の正面に設けられ、作業者がパッケージ２や箱体１１に設けられた扉を開けずとも操作可能としている。
【００２６】
図２および図３に示す如く、箱体１１の正面には窪み部１１ａが形成され、該窪み部１１ａに設けられたタッチパネル１５の表示面１５ａが、表示面１５ａの上端がタッチパネル１５の正面に立った作業者から見て奥側、表示面１５ａの下端がタッチパネル１５の正面に立った作業者から見て手前側となるように発電機盤５の盤面（箱体１１の一側面）に対して傾斜している。
タッチパネル１５は、表示面１５ａの中心の高さが自家用発電機１のパッケージ２の底面から約１２０ｃｍ程度となる位置（すなわち、作業者がタッチパネル１５の正面に立ったときに、視線の方向が水平よりもやや下方に傾き、かつ、タッチパネル１５を操作する手を大きく上方に上げる必要が無く、作業者が楽な姿勢でタッチパネル１５の操作をすることが可能な位置）に配置される。
このように構成することにより、タッチパネル１５の視認性および操作性が向上する。
【００２７】
また、図４に示す如く、ガバナ調整の増加ボタン１６ａと減少ボタン１６ｂ、エンジン３の始動ボタン１７ａと停止ボタン１７ｂ、ラジエータファンの運転ボタン１８ａと停止ボタン１８ｂ等、タッチパネル１５の表示面１５ａに表示され、相反する一対の操作機能を、操作対象を挟んで表示面１５ａの左右に離して配置している。
このように構成することにより、作業者が誤った機能ボタンを操作することを防止可能であり、作業性に優れる。
なお、本実施例では相反する一対の機能ボタンを、操作対象を挟んで表示面１５ａの左右に離して配置したが、表示面１５ａの上下に離して配置しても良い。
【００２８】
さらに、タッチパネル１５は、表示面１５ａに発電装置１の運転状況や警報（故障）に係る情報を表示することが可能である。
このように構成することにより、発電機盤６の正面等に従来設けていた運転状況や警報を示すランプを省略することが可能である。
【００２９】
また、タッチパネル１５は後述する状況監視用端末により検知された発電装置１の故障内容の履歴（故障内容に係る時系列的なデータ）を表示面１５ａに表示可能としている（より具体的には、表示面１５ａに表示される機能ボタンの一つである故障履歴呼び出しボタン１９を押すことにより、故障履歴を表示面１５ａに表示する）。
このように構成することにより、作業者は発電装置１に故障が発生した場合でも故障原因を容易に把握することができ、作業性に優れる。
【００３０】
さらに、本実施例の発電装置１は、例えば防水仕様や寒冷地仕様、防災兼用仕様等、異なる仕様でも同一のタッチパネル１５を使用可能としている。
具体的には、タッチパネル１５の表示及び触れた部分を検知する部分の選択は、ＧＣＵ１２のプログラムの変更により制御可能であるが、ＧＣＵ１２に接続される端子台２６に接続する端子の選択により防水仕様や寒冷地仕様、防災兼用仕様等を決められるようにしている。つまり、タッチパネル１５の端子台２６には発電装置１の各仕様に必要な端子が全て設けられており、ある仕様としたときに使用しない機能に対応する端子には配線をせず空けておく。
例えば、防災兼用仕様においては商用電力が停電した時にその旨をタッチパネル１５に表示する必要があるため、系統の不足電圧接点とタッチパネル１５の端子台２６に設けられた対応する接点とを配線にて接続しておく必要があるが、他の仕様においてはこのような機能は必要でないため、当該配線を接続しないで空けておくのである。
また、タッチパネル１５の機能（表示画面のパターン等）についても、タッチパネル１５を適用し得る仕様に必要な機能は予め全て設けられており、組み立て時にある仕様としたときに使用しない機能については選択不可能とするように構成している。
このように、端子台２６への接続を選択してタッチパネル１５を仕様に応じて使い分け可能としたことにより、仕様毎に異なるタッチパネル１５を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。また、組み立て作業時に異なる仕様のタッチパネルを組み付けるといったミスを防止することが可能であり作業性に優れる。
【００３１】
エンジン盤６はＣＰＵやＲＯＭ等を具備し、エンジン３の運転制御に係るプログラムおよびデータ等を格納している。エンジン盤６は前記発電機盤５と連係してエンジン３の運転制御を行うものである。
なお、本実施例では発電機盤５とエンジン盤６とを別体としているが、発電機盤５内にエンジン３の運転制御に係るプログラムおよびデータ等を格納し、エンジン盤６を省略することも可能である。
【００３２】
補機盤７は発電装置１に設けられている種々の補助アクチュエータ（例えば、エンジン３の冷却水用ラジエータファン、エンジン３の冷却水を循環させるためのポンプ、エンジン３のインタークーラの冷却水ポンプや発電装置１の換気ファンや照明等）の制御を行うものである。補機盤７と発電機盤５（より厳密には、ＧＣＵ１２）とは配線により接続され、補機盤７が制御する補助アクチュエータに係るデータはバイナリデータとしてＧＣＵ１２に送信される。補機盤７にはインバータが設けられ、モータ駆動する補助アクチュエータをインバータ制御している。このように構成することにより、モータ駆動する補助アクチュエータの動作を滑らかに制御することが可能である。
【００３３】
端末盤８は発電装置１の状態監視用端末の配線に接続される。端末盤８は状態監視用端末からの検知信号をＣＡＮ通信用のデータに変換し、内部ＣＡＮ通信ケーブル２０を経て発電機盤５のＧＣＵ１２やエンジン盤６に送信する。ＣＡＮ通信の詳細については後述する。
状態監視用端末の具体例としては、エンジン３の冷却水温度を監視する温度センサ３１、エンジン３の回転数を検出する回転数センサ３２、燃料の流量を検知する流量センサ（図示せず）、発電装置１がコージェネレーション装置である場合に設けられる温水の温度を計測する温度センサ（図示せず）、温水の流量を検知する流量センサ（図示せず）等が挙げられる。
なお、端末盤８を状態監視用端末が配置されている場所の近傍に適宜配置し、端末盤８と状態監視用端末との間の距離を極力小さくすることが望ましい。
従って、図１においては端末盤８を一個だけ表しているが、状態監視用端末による監視対象がパッケージ内の離れた位置に配置される場合には、複数の状態監視用端末が互いに離れた位置に配置されることとなるため、対応する端末盤８も複数個設ける場合がある。
【００３４】
直流電源盤９は充電器およびバッテリーを具備し、発電機４にて発生した電力の一部を該バッテリーに充電するとともに、エンジン盤６、補機盤７、端末盤８に動作用の電力を供給する。
【００３５】
以下では、本実施例の発電装置１における発電機盤５と、エンジン盤６と、端末盤８との間の接続配線、および、発電機盤５と発電装置１の外部との接続配線について説明する。
【００３６】
本実施例の発電装置１は、内部の発電機盤５とエンジン盤６と端末盤８との間、および、発電装置１を複数台用いて発電を行う場合における他の発電装置１との間、のデータ通信手段として、ＣＡＮ通信を用いている。すなわち、図１に示す如く発電機盤５と、エンジン盤６と、端末盤８とは、内部ＣＡＮ通信ケーブル２０により接続される。
【００３７】
また、発電装置１の外部とも外部ＣＡＮ通信ケーブル２１で接続し、ＣＡＮ通信によりデータ通信することが可能に構成される。
ここで、「外部」とは、発電装置１が設置されている建物内において、該発電装置１から離れた位置（例えば、監視モニター室等）に設置されたパソコンや、発電装置１を複数台設置してこれらを連係させて使用する場合における他の発電装置１を指す。
【００３８】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）はＩＳＯで国際的に標準化された通信プロトコルの一種であり、（１）通信ケーブル（ＣＡＮ通信ケーブル）としてシリアルバスを用いるため、大量のデータを少ない配線で送信することが可能であること（省配線、重量削減およびコスト削減が可能）、（２）配線が簡単（シンプル）でデータ伝送の信頼性が高いこと、（３）リアルタイムで大量のデータ伝送が可能であり、システム間で大量のデータをやりとりしつつ連係作業を行う用途に適していること、（４）データ信号を増幅する必要が無く、長距離のデータ転送に適していること、といった特徴を有する。
【００３９】
以上の如く、本実施例の発電装置１は、電力の制御を行う発電機盤５と、補助アクチュエータの制御を行う補機盤７と、状態監視用端末の制御を行う端末盤８と、を具備し、該発電機盤５と端末盤８とをＣＡＮ通信で接続し、端末盤８を監視対象（エンジン３や発電機４等）の近傍に配置し、補機盤７はモータ駆動する補助アクチュエータをインバータ制御する構成としたものである。
【００４０】
このように構成することにより、発電装置１内部の状態監視用端末に係る配線を減らして省スペース化、配線接続作業の容易化を図ることが可能である。
また、発電機盤５はエンジン盤６、補機盤７および端末盤８等との間で大量のデータ（発電装置１の運転状況に係るデータ）をリアルタイムで送受信することが可能であり、外部負荷の電力需要に応じてエンジン３、発電機４、その他の補助アクチュエータ等を所望の条件で運転および停止させることが可能である。
さらに、発電装置１の仕様（エンジンの種類や出力の大きさ）によってはパッケージ２内部のレイアウトの制約上、状態監視用端末（センサ等）と発電機盤５との距離が長くなる場合があるが、このような場合でも、端末盤８を監視対象（エンジン３や発電機４等）の近傍に配置することにより、従来の配線にて接続される区間を短くし、その分を内部ＣＡＮ通信ケーブル２０に置換することが可能であり、データ信号を途中で増幅する必要が無く、長距離のデータ転送が可能であるとともに配線が簡単（シンプル）でデータ伝送の信頼性が高い。
【００４１】
なお、本実施例では補機盤７と発電機盤５との間のデータ通信手段として、通常のシリアル伝送方式を用いたが、これをＣＡＮ通信としても良い。
【００４２】
また、従来から発電装置には何らかの故障が発生した場合に通報するための警報ベルが設けられているが、筐体（パッケージ）の内部に警報用のベルを設けた場合、パッケージの防音機能が優れていると、当該警報ベルの警報音が外から聞こえにくいという問題がある。
そこで、本実施例の発電装置１においては、パッケージ２の適当な場所（エンジン３等騒音の発生源から離れた位置が望ましい）に開放部（複数の小さな孔等）を形成し、パッケージ２の内部において該開放部の近傍に防水仕様の音声による警報手段（ベル、ブザー、スピーカ等）を設けている。
このように構成することにより、警報ベルの警報音が外からも聞こえるとともに、発電装置１を屋外に設置した場合に、雨水等が開放部から侵入しても警報ベルが故障することがない。
【００４３】
また、図２および図３に示す如く、発電装置１の発電機盤５の正面には、防災仕様または防災兼用仕様に必要とされる外部表示手段である発電中ランプ２２、充電中ランプ２３、制御電源ランプ２４、故障ランプ２５等が設けられている。
そして、発電装置１を防災仕様または防災兼用仕様とする場合にはこれらの外部表示手段とＧＣＵ１２とを配線で接続し、発電装置１を他の仕様とする場合にはこれらの外部表示手段とＧＣＵ１２とを配線で接続しないようにしている。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤５を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。
【００４４】
また、発電装置を寒冷地仕様として使用する場合、エンジン３に燃料を供給する配管の凍結防止用のヒータが必要であり、これに付随して、当該ヒータに電力を供給するための配線の中途部にはＡＣ電源遮断器（ブレーカ）、配線の断線を検知する検知手段（断線検知手段）が必要である。
本実施例の発電装置１においては、上記ＡＣ電源遮断器および断線検出手段を設けている。
そして、発電装置１を寒冷地仕様とする場合には凍結防止用のヒータとＡＣ電源遮断器、およびＡＣ電源遮断器と直流電源盤９（ヒータに電力を供給する）とを配線で接続するとともに断線検知手段とＧＣＵ１２とを接続する。また、発電装置１を他の仕様とする場合にはＡＣ電源遮断器は残したままで凍結防止用のヒータを省略し、断線検知手段とＧＣＵ１２とを接続する配線を省略する。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤５を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。
【００４５】
また、発電装置１は、燃料の流量センサに係るデータと、発電電力に係るデータとに基づいて、燃費（発電電力を燃料の量で割った値）を算出し、該算出結果をタッチパネル１５の表示面１５ａに表示可能としている。
さらに、発電装置１がコージェネレーション装置である場合には、上記燃費に加えて、燃料の流量センサに係るデータ（燃料の使用量に係るデータ）と、排熱を利用して得られる温水の供給量に係るデータと、温水の温度（より厳密には、エンジンの排熱により昇温される前の水温と、排熱により昇温された後の温水の温度差）に係るデータと、発電電力に係るデータと、に基づいて、エネルギー効率（発電電力と温水が得た熱エネルギーとの和を、燃料を燃焼させたときに発生する熱エネルギーで割った値）を算出し、該算出結果をタッチパネル１５の表示面１５ａに表示可能としている。
このように構成することにより、自家用発電機１の燃費またはエネルギー効率を把握し、コストメリット（商用電力のみを外部負荷に供給する場合と比較してどれだけ電力コストが削減されているか）を把握することが容易である。
また、当該燃費およびエネルギー効率に関するデータをＧＣＵ１２に蓄積したり、あるいは外部のパソコンに送信してモニタリングすることにより、発電装置１のメンテナンスの時期を決める材料とすることもできる（例えば、エネルギー効率が下がってきた場合には、発電装置１の各種軸受部に注油を行う等）。
【実施例１】
【００４６】
次に本発明にかかる発電装置の制御方法に関する実施例について説明をする。
図５に、上記構成の発電装置１を商用電力系統４０に系統連系させる場合の構成について示す。
同図において、４０は商用電力系統、４１は受電点に設けられる受電用遮断器、４２・４２は電力負荷である。また、１は発電装置であり、該発電装置１内に、エンジン３、発電機４、発電機盤５（ＧＣＵ１２（図１参照））、連系用遮断器５１が設けられるものとしている。尚、連系用遮断器５１は、連系盤５０に設けられ、商用電力系統４０と発電装置１との連系点を構成するものであり、発電装置１の外部に設ける構成としてもよい。
この構成において、発電機４では、発電機盤５の制御により、商用電力系統４０の電力の周波数と同期された電力が生成され、電力負荷４２・４２に供給されるようになっている。
また、前記連系盤５０と発電機盤５は、外部ＣＡＮ通信ケーブル２１によって接続されており、発電機盤５からの指令によって、連系用遮断器５１の投入／遮断が行われ、発電装置１から電力負荷４２・４２に対する電力供給の開始／停止が行われるようになっている。
【００４７】
そして、本発明においては、前掲の課題に対応すべく、次の運転制御方法を実行するものとしている。
即ち、図６に示すごとく、発電機盤５（図１参照）にて運転制御が行われる発電装置１であって、停止中の発電装置１を起動させ、電力負荷４２・４２へ電力供給を行う場合に、発電機４の負荷率Ｆａの指令を、最小負荷率（０％）から最大負荷率（１００％）まで上昇させる過程において、負荷率Ｆａを所定負荷率Ｐ％に到達させた後、当該所定負荷率Ｐ％を所定時間Ｓ２だけ維持し、その後、負荷率Ｆａを最大負荷率に上昇させることとするとともに、負荷率Ｆａを最大負荷率に到達させた後、遮断器（連系用遮断器５１）を投入し、電力負荷４２・４２への電力供給を開始させることとするものである。
換言すれば、発電機盤５により運転制御が行われる発電装置１であって、発電機４の負荷率Ｆａを所定時間Ｓ２だけ所定負荷率Ｐ％に設定し、当該所定時間Ｓ２だけエンジン３を暖機運転させた後、発電機４の負荷率Ｆａを最大負荷率（１００％）まで出力を上昇させるとともに、当該最大負荷率に到達後、遮断器（連系用遮断器５１）を投入し、電力負荷４２・４２への電力供給を開始させることとするものである。
当該制御方法によれば、所定時間Ｓ２の経過後においては、発電機４の負荷率Ｆａが所定負荷率Ｐ％から最大負荷率（１００％）に到達するまでの範囲において、エンジン３の出力を発電機４の負荷率Ｆａに追従させる、エンジン３の出力を比例的に上昇させることができ、図６において、点Ｂに到達する線図を形成することができる。これにより、当該制御をしない場合では運転開始後に時間Ｔ３要するところ、当該時間Ｔ３よりも短い時間Ｔ２でエンジン３の出力を最大とする、つまりは、最大発電能力を発揮できる状態とすることができるのである。
【００４８】
上記の制御は、発電機盤５のＧＣＵ１２（図１参照）に記憶されるプログラムの実行により行われるものであり、当該プログラムは、エンジン３の停止中に、発電開始の指令が入力された場合に、エンジン３を起動して発電機４の駆動し、発電を開始させる。
発電開始後、当該プログラムは、時間Ｓ１をかけて、発電機４の負荷率Ｆａを０％からＰ％に到達させるべく、比例的に負荷率Ｆａを上昇させるとともに、当該負荷率Ｆａの変化に対応させるようにエンジン３の出力を上昇させる。
そして、当該プログラムは、所定負荷率Ｐ％に達した後、当該所定負荷率Ｐ％を所定時間Ｓ２だけ維持し、エンジン３を所定負荷率Ｐ％に対応する出力で所定時間Ｓ２だけ運転させる。この所定時間Ｓ２の間に、エンジン３の系を定常状態とすることができるものであり、当該所定時間Ｓ２の間、いわゆる暖機運転が行われるものである。
また、当該プログラムは、所定時間Ｓ２の経過後、時間Ｓ３をかけて、発電機４の負荷率ＦａをＰ％から１００％に到達させるべく、比例的に負荷率Ｆａを上昇させるとともに、当該負荷率Ｆａの変化に対応させるようにエンジン３の出力を上昇させる。この時間Ｓ３においては、前記所定時間Ｓ２の暖機運転において、エンジン３の系が定常状態となり、過給機も十分作動させ得るエンジン３の回転数が得られるため、負荷率Ｆａの変化にエンジン３の出力を追従させることができる。
そして、当該プログラムは、運転開始後の時間Ｔ２の経過後において、前記連系盤５０に対し、連系用遮断器５１を投入させるべく指令を発生させることとし、これにより、連系用遮断器５１が投入され、電力負荷４２・４２に対する電力供給が開始されることになる。
【００４９】
以上のように、本発明にかかる制御方法によれば、運転開始後の時間Ｔ２の経過後において、発電装置１は、最大発電能力を発揮できる状態で電力負荷４２・４２への電力供給を開始できるものであり、上記の制御を行わない場合と比較して、最良の負荷追従能力を発揮できる状態を早期に確立し、早期に電力負荷４２・４２への電力供給を開始することができる。また、連系用遮断器５１投入時には、最大発電能力を発揮できる状態となっており、電力供給開始時から最良の負荷追従能力を発揮することができる。
【００５０】
また、上記所定負荷率Ｐ％、及び所定時間Ｓ２については、エンジン３の特性、発電装置１の仕様に応じて設定され、予めプログラムに記憶されるものである。例えば、所定負荷率Ｐ％については、エンジン３の起動後、比例的に負荷率Ｆａを上昇させる過程で、エンジン３に備える過給機が十分な能力を発揮し得る状態、即ち、十分なブースト圧力を得ることができるエンジン３の回転数（排気量）に到達したときに対応する発電機４の負荷率が採用されるなどである。尚、この場合の所定負荷率Ｐ％は、負荷率Ｆａの設定（単位時間当りの変化量）や過給機の種類等によって変わるものであり、これらの仕様に合わせて設定がなされることになる。
【実施例２】
【００５１】
前記所定時間Ｓ２の所定負荷率Ｐ％での運転においては、いわゆる暖機運転が行われるため、この間、インタークーラにより吸気冷却を行うと、大量の白煙を排気してしまう恐れがある。
そこで、本実施例２においては、前記所定時間Ｓ２の所定負荷率Ｐ％での発電装置１の運転の間、エンジン３のインタークーラの冷却水ポンプの駆動モータを停止し、前記インタークーラによる吸気冷却を停止することとするものである。
前記駆動モータは、前記補機盤７により制御されるものであり、発電機盤５のＧＣＵ１２に記憶されるプログラムは、前記所定時間Ｓ２の所定負荷率Ｐ％での発電装置１の運転の間、前記補機盤７を介し、駆動モータの停止制御を実行させるものである。
そして、当該プログラムは、当該所定時間Ｓ２の経過後において、前記補機盤７を介し、駆動モータの駆動制御を実行させるものである。
この制御によれば、インタークーラでの吸気冷却に伴う白煙排気の問題を回避できる。
【実施例３】
【００５２】
上記の暖機運転は、停止中の発電装置１を起動させる場合、エンジン３の系が定常状態になっていないがために必要とされるものであり、例えば、発電停止後の時間経過が少なく、エンジン３の系を早期に定常状態にできるような場合には、あえて暖気運転の必要がないものといえる。
そこで、本実施例３においては、停止中の発電装置１を起動させるに際し、前記所定負荷率Ｐ％での所定時間Ｓ２の運転が不要と判断される場合、つまり、発電装置１を起動後、早期にエンジン３の出力を最大として、最大発電能力を発揮できる状態とすることができると判断された場合には、前記所定負荷率Ｐ％での所定時間Ｓ２の運転を省略する（行わない）ものとするものである。
所定負荷率Ｐ％での所定時間Ｓ２の運転の必要性の有無の判断は、前記プログラムが、エンジン３の冷却水温度を監視する温度センサ３１（図１参照）の検出値に基づき、冷却水温度が規定値よりも高い場合には、所定時間Ｓ２の運転の省略を決定し、冷却水温度が規定値よりも低い場合には、所定時間Ｓ２の運転の実行を決定する等により行うものである。尚、このようにエンジン３の冷却水温度を基準とする他、エンジン３の潤滑油温度やシリンダブロックの温度等を基準としても良い。
以上によれば、図６に示すごとく、所定時間Ｓ２を省略し、発電機４の負荷率１００％に対応すべく、時間Ｔ２よりも、より短い時間Ｔ１にてエンジン３の出力を最大とすることができ、より短時間で、電力負荷４２・４２への電力供給を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例に係る発電装置の全体構成を示す模式図。
【図２】発電機盤の正面図。
【図３】発電機盤の側面図。
【図４】タッチパネルの表示部の表示例を示す図。
【図５】系統連系可能に構成する発電装置の構成について示す図。
【図６】運転開始時間と発電機の負荷率との関係について示す図。
【符号の説明】
【００５４】
１    発電装置
３    エンジン
４    発電機
５    発電機盤
７    補機盤
８    端末盤
Ｆａ  負荷率
Ｐ    所定負荷率
Ｓ２  所定時間
【図１】
2005304262.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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