(57)【要約】【課題】接続盤の存在に起因する問題の解決を図ろうとするものであり、接続盤の省略化を図ることを基本としつつ、これに関連し、新たな構成の発電システムを提案する。【解決手段】複数の発電装置１・１・・・より備える発電システムであって、各発電装置の発電電力は、出力線にて連系盤１２０を介して商用電力系統４０の母線４１へ出力され、前記連系盤１２０は、発電装置と商用電力系統の母線とを結ぶ経路の、発電装置に近い側へ設置され、前記出力線６１は、渡り配線に構成され、また各発電機盤には、通信線７１にて前記母線を流れる母線電流の周波数、及び連系盤内の連系側保護回路の動作接点情報が入力され、前記通信線７１は、渡り配線に構成されることとする。【選択図】図１
2005304263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電装置より備える発電システムであって、
各発電装置は、エンジンにより発電機が駆動され、
各発電装置は、発電機盤により運転制御が行われ、
各発電装置の発電電力は、出力線にて連系盤を介して商用電力系統の母線へ出力され、
前記連系盤は、発電装置と商用電力系統の母線とを結ぶ経路の、発電装置に近い側へ設置され、
前記出力線は、渡り配線に構成され、
前記出力線につき、前記各発電機盤に設けた発電装置遮断器の出力側となる位置に、ゼロ相検出器が設けられ、各ゼロ相検出器によって、各ゼロ相検出器の上流側の短絡状態が検出され、
前記各発電機盤には、通信線にて前記母線を流れる母線電流の周波数、及び連系盤内の連系側保護回路の動作接点情報が入力され、
前記通信線は、渡り配線に構成される、発電システム。
【請求項２】
各発電装置には、前記出力線が接続される分岐盤が設けられ、
各分岐盤は、１の入力端子、及び複数の出力端子を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記分岐盤に備えられる入力端子、及び出力端子は、発電装置の設置面に対し上下方向に縦列配置される、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記発電システムの燃料供給システムは、
メインタンクからサービスタンクへ燃料を汲み上げる複数の燃料移送ポンプを具備し、
少なくとも一つは予備の燃料移送ポンプとして待機され、
各燃料移送ポンプは、渡り配線に構成される通信線を介して前記各発電機盤と通信接続され、各発電機盤により運転・停止の制御が行われ、
該運転・停止の制御として、該発電機盤のカレンダー機能によるメンテナンス運転制御、緊急時対応機能による代替運転制御を具備する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
受電盤、連系盤、各発電装置の発電機盤は、通信線により接続され、
前記各発電装置に備える制御機器は、通信線により接続され、
前記通信線による通信形態は、ＣＡＮ通信とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記各発電装置に備える制御機器の通信の異常検出は、各制御機器のバスオフ状態を検出することにより行われるものとし、
異常検出がされた発電装置は、エンジンを停止させ、休止状態とさせる、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記各発電装置には、
オペレータと発電装置との間のインタフェースとなる、表示機能と操作機能を具備するタッチパネルが設けられる、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記連系盤と発電装置との間の経路に、負荷給電系統が接続され、
該負荷給電系統の最大需要電力容量は、前記発電装置一台で発電される発電電力容量以下とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項９】
前記発電機盤は、発電装置の立上げの際に、発電装置遮断器を投入状態で発電を開始させるソフトスタート機能を具備し、
該ソフトスタート機能の作動／非作動は任意に設定可能に構成する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項１０】
発電システムを防災仕様とする場合には、
前記ソフトスタート機能は非作動に設定されるものとする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項１１】
商用電力系統の母線に設けられる受電盤には、
受電用遮断器と、受電側保護回路とが設けられ、
該受電側保護回路にて過電流・地絡事故の受電異常を検出した場合に、
前記受電用遮断器が遮断される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項１２】
前記連系盤には、連系遮断器と、連系側保護回路が設けられ、
該連系側保護回路にて発電システム内の過電流・地絡事故等の異常を検出した場合に、
前記連系遮断器を遮断させるとともに、
各発電装置の運転を停止させ、各発電装置を手動操作による制御形態に切り替える構成とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項１３】
前記発電システムは、
該発電システムより離れた場所から、
該発電システムの再起動が実行可能に構成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項１４】
前記発電装置の稼働台数制御につき、
累積稼働時間の短い発電装置を優先的に稼動させる構成とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置を複数並設して構成される発電システムに関する。
【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）を具備し、商用電力系統への系統連系を可能に構成する発電装置は周知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、この発電装置を複数並設し、発電電力を統合して商用電力系統に系統連系させる発電システムも周知となっている。
図９に示される構成は、従来の発電システムの構成例を示すものである。
この構成例においては、複数台の発電装置１００Ａ・１００Ｂ・１００Ｃより発電システムを構成するものであり、これら発電装置の発電電力を、それぞれ出力線６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃより個別に出力するものとしている。そして、これら出力線６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃは、接続盤１３０Ａに接続され、全発電電力が統合され、出力線６４を介して商用電力系統４０の母線４１へ出力されるものとしている。図において、１２０Ａは連系盤、１１０Ａは受電盤、４２・４２は電力負荷である。
また、前記接続盤１３０Ａには、制御ユニット１３０ａを設け、当該制御ユニット１３０ａによって、燃料タンク１４５から燃料を汲み上げる燃料移送ポンプ１４４の駆動制御や、遠隔・遠方にある監視システムからの指令を受けて、各発電装置１００Ａ・１００Ｂ・１００Ｃの運転を制御すること等を行う構成としていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４７１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９に示される従来の構成例の場合、各発電装置１００Ａ・１００Ｂ・１００Ｃと、接続盤１３０Ａが出力線６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃによって個別に接続される構成としていたため、配線数が多く、限られた設置スペースでの出力線の引き回しが大変であった。
また、接続盤１３０Ａに制御ユニット１３０ａを設ける構成としており、また、該接続盤１３０Ａの製作台数が発電装置の台数に比して少ないこともあって、当該接続盤１３０Ａの製作コストは高くつき、発電システムの導入費用を高くしてしまうといった問題があった。
さらに、この接続盤１３０Ａに関し、仮に一台の発電装置１００Ａによって発電システムを構成する場合には、接続盤１３０Ａの複数の出力線を接続する機能（分岐する機能）は不要なものとなるものであり、余分な機能を備えてしまうことにもなる。
【０００５】
本発明は、従来構成につき、接続盤の存在に起因する問題の解決を図ろうとするものであり、接続盤の省略化を図ることを基本としつつ、これに関連し、新たな構成の発電システムを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
即ち、請求項１においては、複数の発電装置より備える発電システムであって、
各発電装置は、エンジンにより発電機が駆動され、
各発電装置は、発電機盤により運転制御が行われ、
各発電装置の発電電力は、出力線にて連系盤を介して商用電力系統の母線へ出力され、
前記連系盤は、発電装置と商用電力系統の母線とを結ぶ経路の、発電装置に近い側へ設置され、
前記出力線は、渡り配線に構成され、
前記出力線につき、前記各発電機盤に設けた発電装置遮断器の出力側となる位置に、ゼロ相検出器が設けられ、各ゼロ相検出器によって、各ゼロ相検出器の上流側の短絡状態が検出され、
前記各発電機盤には、通信線にて前記母線を流れる母線電流の周波数、及び連系盤内の連系側保護回路の動作接点情報が入力され、
前記通信線は、渡り配線に構成されることとするものである。
【０００８】
請求項２においては、各発電装置には、前記出力線が接続される分岐盤が設けられ、
各分岐盤は、１の入力端子、及び複数の出力端子を備えることとするものである。
【０００９】
請求項３においては、前記分岐盤に備えられる入力端子、及び出力端子は、発電装置の設置面に対し上下方向に縦列配置されるものである。
【００１０】
請求項４においては、前記発電システムの燃料供給システムは、
メインタンクからサービスタンクへ燃料を汲み上げる複数の燃料移送ポンプを具備し、
少なくとも一つは予備の燃料移送ポンプとして待機され、
各燃料移送ポンプは、渡り配線に構成される通信線を介して前記各発電機盤と通信接続され、各発電機盤により運転・停止の制御が行われ、
該運転・停止の制御として、該発電機盤のカレンダー機能によるメンテナンス運転制御、緊急時対応機能による代替運転制御を具備することとするものである。
【００１１】
請求項５においては、受電盤、連系盤、各発電装置の発電機盤は、通信線により接続され、前記各発電装置に備える制御機器は、通信線により接続され、前記通信線による通信形態は、ＣＡＮ通信とするものである。
【００１２】
請求項６においては、前記各発電装置に備える制御機器の通信の異常検出は、各制御機器のバスオフ状態を検出することにより行われるものとし、異常検出がされた発電装置は、エンジンを停止させ、休止状態とさせるものである。
【００１３】
請求項７においては、前記各発電装置には、オペレータと発電装置との間のインタフェースとなる、表示機能と操作機能を具備するタッチパネルが設けられるものである。
【００１４】
請求項８においては、前記連系盤と発電装置との間の経路に、負荷給電系統が接続され、該負荷給電系統の最大需要電力容量は、前記発電装置一台で発電される発電電力容量以下とするものである。
【００１５】
請求項９においては、前記発電機盤は、発電装置の立上げの際に、発電装置遮断器を投入状態で発電を開始させるソフトスタート機能を具備し、該ソフトスタート機能の作動／非作動は任意に設定可能に構成するものである。
【００１６】
請求項１０においては、発電システムを防災仕様とする場合には、前記ソフトスタート機能は非作動に設定されるものである。
【００１７】
請求項１１においては、商用電力系統の母線に設けられる受電盤には、受電用遮断器と、受電側保護回路とが設けられ、該受電側保護回路にて過電流・地絡事故の受電異常を検出した場合に、前記受電用遮断器が遮断されることとするものである。
【００１８】
請求項１２においては、前記連系盤には、連系遮断器と、連系側保護回路が設けられ、該連系側保護回路にて発電システム内の過電流・地絡事故等の異常を検出した場合に、前記連系遮断器を遮断させるとともに、各発電装置の運転を停止させ、各発電装置を手動操作による制御形態に切り替える構成とするものである。
【００１９】
請求項１３においては、前記発電システムは、該発電システムより離れた場所から、該発電システムの再起動が実行可能に構成されるものである。
【００２０】
請求項１４においては、前記発電装置の稼働台数制御につき、累積稼働時間の短い発電装置を優先的に稼動させる構成とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２２】
請求項１においては、従来構成、即ち、接続盤に各発電装置の出力線を接続・統合させていた構成と比較すると、接続盤が不要で、出力線の数も少なく、発電システムのコスト削減、省スペース化、配線工数の削減といったメリットを得ることができる。
また、各発電装置において、発電電力を商用電力と同期させることが可能となり、例えば、発電システムを三台の発電装置にて構成する場合、任意の二台の発電装置１を休止させた場合においても、残りの一台において系統連系ができるようになっている。
また、発電システムの回路において短絡事故が発生した場合に、短絡事故の発生箇所の位置を特定することが可能となる。
また、各発電装置と、連系盤との距離を短く構成することができ、両装置間の配線工数の削減や、両装置間の制御系の信頼性の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項２においては、法令等により出力線の径が規制される場合においても、分岐盤にて出力線を分岐させることにより、出力線の太さを規制に適合する範囲内に抑えることが可能となる。
また、従来、別途設置が必要とされていた接続盤を省略することができる。
【００２４】
請求項３においては、分岐盤の設置面積（横方向の幅）を小さく構成することができ、ひいては、発電装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２５】
請求項４においては、予備ポンプの存在により、燃料供給に関するシステムの信頼性（緊急時対応の信頼性）の向上が図られる。
また、稼動中のポンプに故障（異常）が生じた場合には、前記代替運転制御により、発電装置側からの指令により予備ポンプを稼動させることがきるので、燃料供給を継続させることができる。
また、前記メンテナンス運転制御により、予備ポンプを定期的に運転・停止させることによれば、予備ポンプを稼動する際の動作不良の発生を防ぐことができる。また、これにより、燃料供給システムの耐用年数の長期化を図ることができる。
また、渡り配線により構成される通信線を介して、各発電装置の発電機盤と燃料移送ポンプが接続されるため、例えば、一台の発電装置がメンテナンス中であっても、他の発電装置によって燃料移送ポンプを制御することができる。
【００２６】
請求項５においては、配線数の削減による省コスト及び省スペース化、配線工数の削減、制御系の信頼性の向上（多様な制御、即応性の向上）が図られる。
【００２７】
請求項６においては、或る発電装置が制御不能となった場合でも、当該発電装置を休止させつつ、他の発電装置をもってして発電システムの運転を継続することができ、発電システムからの電力供給が完全に途絶されてしまうといった事態を回避することができる。
【００２８】
請求項７においては、発電機盤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となり、また、配線数の減少による配線作業の省力化が図られる。
【００２９】
請求項８においては、停電時において、仮に、或る発電装置が故障などにより運転を休止せざるを得ない状況においても、残りの一台の発電装置によって負荷給電系統の需要電力容量に対応することができ、最重要負荷が接続される負荷給電系統への電力供給を維持することができる。
【００３０】
請求項９においては、このソフトスタート機能が作動されるものとしている場合では、遮断器の長寿命化を図ることができるようになる。
【００３１】
請求項１０においては、発電システムを防災仕様として、あくまでも非常時に早期に大容量電力を得たいような場合に、早期に大容量電力を確保できるようになる。
【００３２】
請求項１１においては、電力負荷が接続される構内で短絡事故が発生した場合に、商用電力系統と電力負荷との接続が遮断されるため、構内事故の外部への影響の発生を防止できる。
【００３３】
請求項１２においては、発電装置側で、過電流・地絡事故・周波数同期不良・故障等の各種異常が発生した場合に、これらの異常の影響を、電力負荷、及び商用電力系統に及ぼすことを防止できる。
また、手動操作による制御形態に切り替えられることにより、現地オペレータの意図により、電力負荷への電力供給を復帰させることができる。また、オペレータが意図しなければ発電装置は起動せず、不慮の自動復帰を防止することができる。
【００３４】
請求項１３においては、始動渋滞や同期渋滞により、系統連系がなかなか確立されないような場合においても、発電システムを再起動することにより、改めて系統連系の確立を試みることができる。
【００３５】
請求項１４においては、各発電装置の累積稼働時間の均等化を図ることができ、システム全体の耐用年数の長期化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明に係る発電システムの構成例について示す図である。
本構成においては、複数の発電装置１・１の発電電力を統合して商用電力系統４０に系統連系させる構成とするものであり、発電装置１・１の発電電力は、電力負荷４２・４２へ供給されることとしている。
各発電装置１・１は、エンジン３により発電機４を駆動する構成とするものであり、各発電装置１に設けた発電機盤５によって、運転制御が行われるようになっている。
また、各発電装置１・１の発電電力は、出力線６１により連系盤１２０を介して商用電力系統４０の母線４１へ出力されるものであり、前記連系盤１２０に設けた連系遮断器１２２によって、系統連系の有無の切換が行われるようになっている。
また、商用電力系統４０には、受電盤１１０が設けられ、該受電盤１１０に設けた受電用遮断器１１２によって、電力負荷４２・４２への商用電力の供給の有無の切換が行われるようになっている。
【００３７】
また、上記の構成において、各発電装置１・１の発電電力は、出力線６１を介して商用電力系統４０の母線４１へ出力されるものであり、前記出力線６１は渡り配線に構成されるものとしている。
この渡り配線による構成では、従来構成、即ち、接続盤に各発電装置の出力線を接続・統合させていた構成と比較すると、接続盤が不要で、出力線の数も少なく、発電システムのコスト削減、省スペース化、配線工数の削減といったメリットを得ることができる。
【００３８】
また、上記の構成においては、図２に示すごとく、前記渡り配線に構成される出力線６１につき、各発電装置（便宜のため発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃとする）の発電機盤５Ａ・５Ｂ・５Ｃに設けた発電装置遮断器３５Ａ・３５Ｂ・３５Ｃの出力側となる位置に、ゼロ相検出器（ＺＣＴ）８１Ａ・８１Ｂ・８１Ｃが設けられ、各ゼロ相検出器８１Ａ・８１Ｂ・８１Ｃによって、各ゼロ相検出器８１Ａ・８１Ｂ・８１Ｃの上流側の短絡状態（地絡等）が検出される構成としている。
また、前記渡り配線に構成される出力線６１につき、各発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃの発電機盤５Ａ・５Ｂ・５Ｃには、保護リレー８２Ａ・８２Ｂ・８２Ｃが設けられ、各保護リレー８２Ａ・８２Ｂ・８２Ｃによって、出力線６１の過電流が検出される構成としている。
また、前記渡り配線に構成される出力線６１につき、前記連系盤１２０に設けた連系遮断器１２２の入力側となる位置に、ゼロ相検出器（ＺＣＴ）８３が設けられ、該ゼロ相検出器８３によって、該連系盤１２０と発電装置１Ａとの間の短絡状態が検出される構成としている。
以上の構成によれば、図２の表２００に示すごとく、発電システムの回路において短絡事故が発生した場合に、短絡事故の発生箇所の位置９１・９２・・・を特定することが可能となる。
例えば、位置９１において短絡事故が発生した場合には、ゼロ相検出器８１Ａのみが短絡事故を検出することになり、このゼロ相検出器８１Ａの事故検出を発電機盤５Ａが認識することにより、このことをもってして、該発電機盤５Ａは、短絡事故の発生箇所を位置９１と特定することができることとなる。
また、位置９２において短絡事故が発生した場合には２つのゼロ相検出器８１Ａ・８１Ｂが、位置９３において短絡事故が発生した場合には３つのゼロ相検出器８１Ａ・８１Ｂ・８１Ｃが、短絡事故を検出することにより、このことをもってして、それぞれ、短絡事故の発生箇所を位置９２・９３と特定することができる。
また、位置９４において短絡事故が発生した場合にはゼロ相検出器８３のみが短絡事故を検出することになり、このことをもってして、短絡事故の発生箇所を位置９４と特定することができる。
また、位置９５において短絡事故が発生した場合には、ゼロ相検出器８１Ｂ・８１Ｃによっては短絡事故が検出されず、ゼロ相検出器８１Ａによってのみ短絡事故が検出され、また、保護リレー８２Ｂ・８２Ｃのいずれかによって過電流が検出されることになり、このことをもってして、短絡事故の発生箇所を位置９５と特定することができる。尚、この場合、保護リレー８２Ｂ・８２Ｃによって過電流を検出させるほか、前記受電盤１１０（図１参照）に設ける保護リレー（不図示）によって過電流を検出させる構成としてもよい。
同様に、位置９６において短絡事故が発生した場合には、ゼロ相検出器８１Ｃによっては短絡事故が検出されず、ゼロ相検出器８１Ａ・８１Ｂによって短絡事故が検出され、また、保護リレー８２Ｃによって過電流が検出されることになり、このことをもってして、短絡事故の発生箇所を位置９５と特定することができる。尚、この場合、保護リレー８２Ｃによって過電流を検出させるほか、前記受電盤１１０（図１参照）に設ける保護リレー（不図示）によって過電流を検出させる構成としてもよい。
以上の構成においては、後述する通信線７１・７２を介して、受電盤１１０・連系盤１２０・発電装置１（発電機盤５）が通信接続されるものであり（図１参照）、これにより、各発電機盤５Ａ・５Ｂ・５Ｃにおいて、短絡事故の発生箇所を特定可能としている。
【００３９】
また、上記の構成において、連系盤１２０には、制御ユニット１２４と連系側保護回路１２３が設けられている。
制御ユニット１２４は、具体的にはＣＰＵやシーケンサやメモリ等を具備し、通信線７１を介して発電装置１・１の発電機盤５・５のＧＣＵ１２と接続されている。また、制御ユニット１２４は連系側保護回路１２３とも接続される。
該連系側保護回路１２３は、不足電圧継電器（ＵＶＲ）１２５、地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）１２６、方向短絡継電器（ＤＳＲ）１２７、逆電力継電器（ＲＰＲ）１２８、過電圧継電器（ＯＶＲ）１２９、不足周波数継電器（ＵＦＲ）１３０、不足電力継電器（ＵＰＲ）１３１を具備して構成される。これら継電器は、制御ユニット１２４から発信される各種電流信号に基づいて、それぞれ、トリップ信号を発信し、連系遮断器１２２を遮断させる構成としている。
そして、制御ユニット１２４は、連系側保護回路１２３を構成する各種継電器の接点の状態を動作接点情報として認識することとしており、当該動作接点情報を前記通信線７１を介して発電機盤５・５に送信すべく構成されている。これにより、各発電機盤５・５においては、連系盤１２０の連系側保護回路１２３の動作接点情報を取得することができるようになっている。
この構成により、連系盤１２０の各種継電器の動作接点情報を、後述するタッチパネル１５（図２参照）に表示したり、電気通信ユニット１４（図３参照）により遠隔地に送信することが可能となり、連系盤１２０から離れた場所においても、各種継電器の動作接点情報が取得できるようなる。
【００４０】
また、上記の構成において、前記連系盤１２０は、発電装置１・１と、商用電力系統４０の母線４１とを結ぶ出力線６１の経路に設置されるものであって、発電装置１・１に近い側へ設けられるものとしている。当該連系盤１２０は、好ましくは、母線４１との距離が最も短い位置に設置される発電装置１の近傍に設置されることとするものである。ここで、「発電装置１の近傍に連系盤１２０を設ける」とは、例えば、ビル内設置を考えた場合における、発電装置１の設置階、又は、同一階における発電装置１の設置区画内、又は、発電装置１の壁面等に連系盤１２０を設けることをいうものである。
この構成により、各発電装置１・１と、連系盤１２０との距離を短く構成することができ、両装置間の配線工数の削減や、両装置間の制御系の信頼性の向上を図ることができる。
【００４１】
また、上記の構成において、商用電力系統４０の母線電流の周波数の情報は、受電盤１１０に設けたカレントトランス１１６より検出され、受電盤１１０の受電側保護回路１１３、通信線７２、連系盤１２０の制御ユニット１２４、通信線７１を介して、各発電機盤５・５の同期検定器１７・１７に入力される。
また、各発電装置１・１の発電機盤５・５には同期検定器１７・１７が設けられており、各発電機盤５・５は通信線７１で接続され、該通信線７１は渡り配線に構成されるものとし、これにより、各同期検定器１７・１７に、母線４１を流れる母線電流の周波数が入力される構成としている。
この構成により、各発電装置１・１において、発電電力を商用電力と同期させることが可能となり、例えば、発電システムを三台の発電装置にて構成する場合、任意の二台の発電装置１を休止させた場合においても、残りの一台において系統連系ができるようになっている。
【００４２】
また、上記の発電装置１は、図３に示すごとくの構成している。
図３において、１は発電装置、２はパッケージ（箱形ケース）、３はエンジン、４は発電機、５は発電機盤、６はエンジン盤、７は補機盤、８は端末盤、９は直流電源盤である。前記発電機盤５は発電機４の制御を行うだけでなく、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。
また、前記発電機盤５は、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、同期検定器１７等を具備している。
また、前記ＧＣＵ１２には、ＣＰＵやシーケンサやメモリ等が設けられ、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が格納されている。尚、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を可能としている。
【００４３】
そして、図３の構成は、図１に示される各発電装置１・１において同一の構成とするものであり、各発電装置１・１は、互いに制御情報を同期し合うことにより、一つのシステムとして稼動するものである。
また、前記ＧＣＵ１２は、電力負荷４２・４２の需要電力の増減に対応し、発電機４の出力を制御すべく構成されており、各発電装置１・１のＧＣＵ１２・１２は、互いに連携しあうことにより、発電システム全体としての出力を決定し、状況に応じて発電装置１・１の運転・停止制御、即ち、稼働台数制御を行うものとしている。
この稼動台数制御は、いずれか一つの発電装置１をいわゆる親機（システム全体の出力を制御する等）として機能させるとともに、他の発電装置１をいわゆる子機として機能させることで行われる。
そして、各発電装置１・１は同一構成とするものであることから、いずれの発電装置１・１も親機として機能することができ、例えば、ある一台の発電装置１を停止させてメンテナンスをする場合においても、システム稼動を継続できるようになっている。
【００４４】
また、前記ＧＣＵ１２による発電装置１・１の稼働台数制御につき、累積稼働時間の短い発電装置を優先的に稼動させる構成とすることも可能である。例えば、各発電機盤５・５のＧＣＵ１２・１２につき、累積運転時間を計測・記憶させるとともに、各ＧＣＵ１２・１２にて互いに累積運転時間を比較することとし、稼動台数を減らす状況になった場合には、累積運転時間の最も長い発電装置１を停止させることとする一方、稼動台数を増やす状況になった場合には、累積運転時間の最も短い発電装置１を起動させることとすることよる等である。これによれば、各発電装置１・１の累積稼働時間の均等化を図ることができ、各装置のメンテナンス時期の合致させることができる。
さらに、前記ＧＣＵ１２にいわゆるカレンダー機能を持たせることにより、各発電装置１・１の稼動時間を均等すべく、各発電装置１・１の運転・停止を制御することといったことも可能である。当該カレンダー機能は、ＧＣＵ１２にプログラムとして記憶・実装され、予定された日時に運転・停止を実行させることを可能とする周知の技術より構成されるものである。このカレンダー機能によれば、メンテナンスのスケジュール管理や、各装置の運転時間の平準化を図ることができる。
【００４５】
また、上記のカレンダー機能を用いたスケジュール管理の情報や、遠隔・遠方監視システムからの指示情報等は、前記タッチパネル１５の表示画面１５ａに表示されるものとし、また、当該タッチパネル１５を用いて、発電装置１の運転制御に係る情報を入力・設定することが可能となっている。
即ち、発電装置１には、オペレータと発電装置１との間のインタフェースとなる、表示機能と操作機能を具備するタッチパネル１５を設けるものとしている。
このように構成することにより、発電機盤５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となり、また、配線数の減少による配線作業の省力化が図られる。
なお、表示画面１５ａに表示する情報の例として、運転状況（運転／停止）、警報（故障）、故障内容の履歴（故障内容に係る時系列的なデータ）等がある。
【００４６】
また、図１に示すごとく、商用電力系統４０の母線電流の周波数の情報は、受電盤１１０に設けたカレントトランス１１６より検出され、受電盤１１０の受電側保護回路１１３、通信線７２、連系盤１２０の制御ユニット１２４、通信線７１を介して、各発電機盤５・５の同期検定器１７・１７に入力される。このように、受電盤１１０、連系盤１２０、発電機盤５・５は、通信線７１・７２によって接続される。
さらに、図３に示すごとく、各発電装置１・１に備える制御機器（発電機盤５（ＧＣＵ１２）、エンジン盤６、補機盤７、端末盤８）についても、互いに、通信線７３・７３・・で接続されるものとしている。
このように、受電盤１１０、連系盤１２０、各発電装置の発電機盤５・５は、通信線７１・７２により接続され、前記各発電装置に備える制御機器は、通信線７３・７３・・により接続されるものとしている。
そして、以上の通信線７１・７２・７３による通信形態は、ＣＡＮ通信とすることとしている。
【００４７】
このＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信は、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ものである。
以上に構成する発電システムでは、この特徴を生かすことにより、配線数の削減による省コスト及び省スペース化、配線工数の削減、制御系の信頼性の向上（多様な制御、即応性の向上）が図られる。
【００４８】
また、図３に示すごとく、発電装置１内に備える制御機器（発電機盤５（ＧＣＵ１２）、エンジン盤６、補機盤７、端末盤８）の通信線７３・７３・・による通信の異常検出は、各制御機器のバスオフ状態を検出することにより行われるものとし、異常検出がされた発電装置１は、エンジン３を停止させ、休止状態とさせることとする。
このようなバスオフ状態が発生した場合においては、発電装置１が制御不能の状態に陥ってしまい、他の発電装置に悪影響を及ぼすことになるため、当該制御不能となった発電装置１については、自ら休止状態とさせることとするものである。
これによれば、或る発電装置１が制御不能となった場合でも、他の発電装置をもってして発電システムの運転を継続することができ、発電システムからの電力供給が完全に途絶されてしまうといった事態を回避することができる。
【００４９】
また、上述した渡り配線で出力線６１を構成する場合において、大容量の電力が発電される場合には、出力線６１の径を太くし、大容量の電力供給に対応させる必要がある。
ここで、法令等により、出力線の径は出力（電流量）に対応して選定されなければならないとする規制が存在する場合に、規制に適合させるべく、径の太い出力線６１を選定する必要が生じる。ところが、規制に適合する径の太い出力線６１をそのまま採用したのでは、各装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等のパッケージ内に収納するのが困難な場合も生じうる。
さらに、このような場合、従来は、別途、接続盤を設け、各発電装置の出力線を接続盤に接続し、当該接続盤より一本の太い出力線にて商用電力系統の母線に出力する形態としていた。ただし、この形態であると、別途接続盤を設ける必要があり、設置工数や部品点数の点からコスト的な問題があった。さらに、発電装置の設置台数や発電容量によっては、当該接続盤を設ける必要がない場合もあり、システム構成において、接続盤を設ける場合と、設けない場合の二つが存在し、システム構成の標準化が図られないといった問題もあった。
そこで、上記のような大容量の電力が発電される場合に鑑み、図４及び図５に示すごとく、上記の各発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃには、前記出力線６１が接続される分岐盤５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃを設ける構成とし、該分岐盤５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃは、１の入力端子５１、及び複数の出力端子５２・５３を備えるとともに、これら端子を縦列配置する構成とした。
尚、図４・５の端子５４には、発電装置遮断器３５からの出力線が接続される。
【００５０】
図４の例においては、出力線６１ｄには発電装置１Ｃのみの電力が流れ、出力線６１ｃには二つの発電装置１Ｂ・１Ｃを合わせた電力が流れる。この場合、出力線６１ｄ・６１ｃについては、規制に適合する太さのものが選定され、発電装置１Ｂ・１Ｃの発電電力容量に対応できるものとなっている。
そして、この発電装置１Ｂ・１Ｃに、発電装置１Ａの出力を加えたとすると、出力線６１ｄ・６１ｃと同一径の太さの出力線一本では対応可能な電流値を超えてしまうため、分岐盤５０Ａにて出力を二本に分割し、出力線６１ａ・６１ｂの二本の出力線にて出力を行うこととするとともに、出力線６１ａ・６１ｂを規制に適合する太さのもので、発電装置１Ａ内で取り回し可能なものを選定することとしている。尚、この場合、連系盤１２０については、入力端子、出力端子を、それぞれ複数設け、分岐盤５０Ａ側より接続される出力線の本数に対応できるように構成する。
また、図５に示すごとく、入力端子５１、出力端子５２・５３を縦列配置する構成とすることにより、分岐盤５０Ａの設置面積（横方向の幅）を少なく構成することができ、ひいては、発電装置１のコンパクト化を図ることができる。尚、出力端子５２・５３の本数については、特に限定されるものではない。
【００５１】
また、上記の発電容量と、出力線の太さの問題については、上述のように分岐盤５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃを備えて対応させることの他、図６に示すごとくの構成としてもよい。
即ち、複数の発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃ・１Ｄを、発電装置群１０ａ・１０ｂに区分し、各発電装置群１０ａ・１０ｂにおいて使用する出力線６１ｍ・６１ｎの太さを規制に適合する範囲内に抑える構成とするものである。
これによれば、上記の分岐盤５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃを備える構成とすることなく、出力線の太さの問題の解決を図ることができる。
尚、この場合、連系盤１２０については、入力端子、出力端子、連系遮断器１２２を、それぞれ複数設け、発電装置群１０ａ・１０ｂの出力線６１ｍ・６１ｎの本数に対応できるように構成する。
【００５２】
また、以上の発電システムにつき、エンジン３がディーゼルエンジン等、液体燃料を必要とするエンジンである場合には、図７に示すごとくの燃料供給システムの構成により、燃料供給を行うものとする。
図７において、４５は地下等に設置されるメインタンク、４４Ａ・４４Ｂは燃料移送ポンプ、４３はサービスタンク、４６は燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂとサービスタンク４３を結ぶ燃料供給路４８に設けられる電磁弁である。
また、二つある燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂは燃料供給路４８に並列に設けられており、いずれか一方のポンプが稼動され、メインタンク４５からサービスタンク４３へ燃料が汲み上げられ、当該サービスタンク４３に一時的に貯溜される燃料は、各発電装置１Ａ・１Ｂ側に設けた燃料供給ポンプ４７Ａ・４７Ｂにより、各エンジン３Ａ・３Ｂに供給される。
また、二つある燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂのうち、一つは予備ポンプとして設置されるものであり、他方のポンプが故障等した場合においても、燃料供給が可能となっている。尚、燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂの設置台数については、とくに限定されるものではなく、複数あるうちの少なくとも一つが予備ポンプとして待機されるものであればよい。
また、各燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂは、渡り配線に構成される通信線７４を介して、各発電装置１Ａ・１Ｂの発電機盤５Ａ・５Ｂ（ＧＣＵ１２Ａ・１２Ｂ）と接続されており、当該通信線７４による通信形態は、ＣＡＮ通信とすることとし、各発電装置１Ａ・１Ｂからの指令に基づき、燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂの運転・停止が制御されるものとしている。さらに、各発電装置１Ａ・１Ｂの発電機盤５Ａ・５Ｂ（ＧＣＵ１２Ａ・１２Ｂ）においては、燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂ側より送信される各種情報を元に、各燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂの故障診断も行えるものとしており、稼動中のものに故障（異常）が発生した場合には、直ちに予備ポンプを稼動して、燃料供給を継続させることとしている（緊急時対応機能による代替運転制御）。尚、電磁弁４６についてもハブ等の分岐機器を介して通信線７４に接続されるものとしても良い。
さらに、発電機盤５Ａ・５Ｂにはカレンダー機能が設けられ、予定日時に、燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂを運転・停止させることとしている（メンテナンス運転制御）。
【００５３】
以上のように、燃料供給システムには、メインタンク４５からサービスタンク４３へ燃料を汲み上げる複数の燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂが設けられ、一つは予備の燃料移送ポンプとして待機されるものであり、各燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂは、渡り配線に構成される通信線７４を介して発電機盤５Ａ・５Ｂと通信接続され、該発電機盤５Ａ・５Ｂにより運転・停止の制御が行われるものであり、また、当該運転・停止の制御として、該発電機盤５Ａ・５Ｂのカレンダー機能によるメンテナンス運転制御、緊急時対応機能による代替運転制御を具備するものとしている。
この構成によれば、予備ポンプの存在により、燃料供給に関するシステムの信頼性（緊急時対応の信頼性）の向上が図られる。
また、稼動中のポンプに故障（異常）が生じた場合には、前記代替運転制御により、発電装置１Ａ・１Ｂ側からの指令により予備ポンプを稼動させることがきるので、燃料供給を継続させることができる。
また、前記メンテナンス運転制御により、予備ポンプを定期的に運転・停止させることによれば、予備ポンプを稼動する際の動作不良の発生を防ぐことができる。また、これにより、燃料供給システムの耐用年数の長期化を図ることができる。
また、渡り配線により構成される通信線７４を介して、各発電装置１Ａ・１Ｂの発電機盤５Ａ・５Ｂと燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂが接続されるため、例えば、発電装置１Ａがメンテナンス中であっても、もう一台の発電装置１Ｂによって燃料移送ポンプ４４Ａ・４４Ｂを制御することができる。
【００５４】
また、図８に示す構成例は、同一構成の前記発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃを複数台備えてなる発電システムにおいて、前記連系盤１２０と発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃとの間の経路２８に、負荷給電系統２１が接続され、該負荷給電系統２１の最大需要電力容量は、前記発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃ一台で発電される発電電力容量以下とする構成としたものである。
図８において、１３０は、各発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃの出力を統合するための接続盤である。尚、発電システムの発電容量によっては、当該接続盤１３０は省略することも可能である。
また、１４０は、連系盤１２０よりも商用電力系統４０側に設けられる連系盤である。
また、２１は、連系盤１２０と接続盤１３０との間の経路２８に接続される負荷給電系統であり、当該負荷給電系統２１の最大需要電力容量を、一台の発電装置の発電電力容量以下とするものである。そして、負荷給電系統２１は、例えば、病院施設の手術室や、企業の情報システム室等、電力遮断が許されない、いわゆる最重要負荷の電源として使用されるものである。
また、２２は、連系盤１２０と連系盤１４０との間の経路２９に接続される負荷給電系統であり、当該負荷給電系統２２の最大需要電力容量を１Ａ、１Ｂ、１Ｃ・・・から成る発電システム全体の発電電力以下とするものであり、例えば、非常灯や消火ポンプ等の防災負荷が接続される。
また、２３は発電装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ・・・の各補機電源である。状況に応じて、系統２１・２２・４０のいずれかに接続されるものである。
また、２７は、各系統２１・２２、及び発電装置１Ａ・１Ｂ・１Ｃの補機電源２３に商用電力を供給するための電力供給線である。
以上の構成によれば、停電時において、仮に、発電装置１Ａ・１Ｂが故障などにより運転を休止せざるを得ない状況においても、発電装置１Ｃのみによって負荷給電系統２１の需要電力容量に対応することができ、最重要負荷が接続される負荷給電系統２１への電力供給を維持することができる。
さらに、発電システムが健在である限り、防災負荷への電力供給も維持できる。
【００５５】
また、以上のように構成する発電システムにつき、発電機盤５は、発電装置１の立上げの際に（発電開始の際）、発電装置遮断器３５を投入状態で発電を開始させるソフトスタート機能を具備し、該ソフトスタート機能の作動／非作動を任意に設定可能に構成される。この設定は、遠隔操作（敷地外）、遠方操作（同一敷地内）や、前記タッチパネル１５の操作によって行われる。
このソフトスタート機能が作動されるものとしている場合では、発電電力がゼロの状態から発電装置遮断器３５が投入されているので、エンジン立上げ後に遮断器を投入する場合と比較して、急激な負荷投入を回避でき、遮断器の長寿命化を図ることができるようになる。
ただ、この場合、エンジンに負荷をかけた状態でエンジンを立上げることになるため、定格の発電電力を得るまでに時間を要することになる。このため、発電システムを防災仕様として、あくまでも非常時に早期に大容量電力を得たいような場合には、前記ソフトスタート機能は非作動に設定される、即ち、作動側の設定を不可とする。これにより、防災仕様に構成される発電システムにおいては、非常時において、早期に大容量電力を確保できるようになる。
尚、このソフトスタート機能の実行は、ＧＣＵ１２に予め記憶されたプログラムによりなされるものであり、当該プログラムが実行により、発電装置遮断器３５が動作するものである。
【００５６】
また、以上のように構成する発電システムにつき、図１に示すごとく、前記受電盤１１０には、受電用遮断器１１２と、過電流継電器（ＯＣＲ−Ｈ）１１４及び方向地絡継電器（ＤＧＲ）１１５を具備してなる受電側保護回路１１３と、が設けられ、受電側保護回路１１３にて過電流・地絡事故の受電異常を検出した場合に、前記受電用遮断器１１２が遮断される構成としている。
この構成によれば、電力負荷４２・４２が接続される構内で短絡事故が発生した場合に、商用電力系統４０と電力負荷４２・４２との接続が遮断されるため、構内事故の外部への影響の発生を防止できる。
尚、この場合、受電用遮断器１１２の復帰は、現地オペレータの手動操作によってなされることになる。
【００５７】
また、以上のように構成する発電システムにつき、図１に示すごとく、前記連系盤１２０には、連系遮断器１２２と、不足電圧継電器（ＵＶＲ）１２５、地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）１２６、方向短絡継電器（ＤＳＲ）１２７、逆電力継電器（ＲＰＲ）１２８、過電圧継電器（ＯＶＲ）１２９、不足周波数継電器（ＵＦＲ）１３０、及び不足電力継電器（ＵＰＲ）１３１とを具備してなる連系側保護回路１２３が設けられ、該連系側保護回路１２３にて発電システム内の過電流・地絡事故等の異常を検出した場合に、前記連系遮断器１２２を遮断させるとともに、各発電装置１・１の運転を停止させ、各発電装置１・１を手動操作による制御形態に切り替える構成としている。
この構成によれば、発電装置１・１側で、過電流・地絡事故・周波数同期不良・故障等の各種異常が発生した場合に、これらの異常の影響を、電力負荷４２・４２、及び商用電力系統４０に及ぼすことを防止できる。
また、手動操作による制御形態に切り替えられることにより、現地オペレータの意図により、電力負荷４２・４２への電力供給を復帰させることができる。また、オペレータが意図しなければ発電装置１は起動せず、不慮の自動復帰を防止することができる。
尚、連系遮断器１２２の動作は、前記発電機盤５で取得される各種異常に関する情報を端末盤８、通信線７１を介して連系側保護回路１２３に入力されることで行われるものである。また、各種異常を取得するために発電機盤５に設けられる回路は、周知のものにより構成されるものである。また、手動操作による電力供給の復帰については、外部の監視システムからの指令によってなされるものであってもよい。
【００５８】
また、以上のように構成する発電システムは、遠隔操作（敷地外）又は遠方操作（同一敷地内）により、発電システムより離れた場所から、該発電システムの再起動が実行可能に構成されるものとしている。
具体的には、前記発電機盤５に設けた電気通信ユニット１４にて、発電システムに離れた箇所にある監視システムからの再起動の指令を受信するとともに、ＧＣＵ１２、エンジン盤６等により、各発電装置を一旦休止させるとともに、再度立ち上げることとするものである。
これによれば、始動渋滞や同期渋滞により、系統連系がなかなか確立されないような場合においても、発電システムを再起動することにより、改めて系統連系の確立を試みることができる。尚、始動渋滞や同期渋滞が発生した場合には、発電機盤から監視システムに当該渋滞に係る情報を送信するとともに、再起動の指令の送信を催促する構成とすることや、また、発電機盤が自ら渋滞時間をカウントし、再起動の判断・実行を行う構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る発電システムについて示す図である。
【図２】ゼロ相検出器の配置構成について示す図である。
【図３】発電装置の装置構成について示す図である。
【図４】分岐盤を備える発電装置にて構成する発電システムについて示す図である。
【図５】分岐盤の入力・出力端子の配列構成について示す図である。
【図６】出力線の他の配線形態について示す図である。
【図７】燃料供給システムの構成について示す図である。
【図８】負荷給電系統の接続形態について示す図である。
【図９】接続盤を備えた従来の発電システムの構成例について示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      発電装置
３      エンジン
４      発電機
５      発電機盤
４０    商用電力系統
６１    出力線
７１    通信線
１１０  受電盤
１２０  連系盤
【図１】
2005304263.tif 000003
【図２】
2005304263.tif 000004
【図３】
2005304263.tif 000005
【図４】
2005304263.tif 000006
【図５】
2005304263.tif 000007
【図６】
2005304263.tif 000008
【図７】
2005304263.tif 000009
【図８】
2005304263.tif 000010
【図９】
2005304263.tif 000011