JP4623557B2 - Cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン発電機又は燃料電池などの自家発電手段で発電した電力を商用電源と同期させて自家負荷に供給し、前記商用電源と連係運転を行うとともに、前記自家発電手段の排熱を給湯器等の熱源として利用するコージェネレーションシステムに関し、特に逆潮流防止の為に前記自家発電手段の余剰電力を熱の形で回収する余剰電力回収手段を備えたコージェネレーションシステムに関するものである。 The present invention supplies electric power generated by an in-house power generator such as an engine generator or a fuel cell to an in-house load in synchronization with a commercial power source, performs linked operation with the commercial power source, and exhausts heat from the in-house power generator. More particularly, the present invention relates to a cogeneration system provided with surplus power recovery means for recovering surplus power of the private power generation means in the form of heat for preventing reverse power flow.
エンジン発電機又は燃料電池などの自家発電手段を運転して電力を得るとともに、自家発電手段の排熱を給湯・空調等の熱源として有効利用するコージェネレーションシステムが知られている。コージェネレーションシステムは、文字通り捨てられていた排熱を有効利用するものであるから、燃料の節約になり、省資源および温室効果ガスの排出抑制効果がある。さらに、コージェネレーションシステムを電力会社が供給する商用電源と組み合わせたシステム、つまり、コージェネレーションシステムの電力と商用電源の電力を系統連係して、ベースロードに対してはコストの安いコージェネレーションシステムの電力で対応し、オーバーロードが生じた場合は、商用電源の電力で補うシステムが提案されている。この商用電源と系統連係するコージェネレーションシステムはユーザにとっては電気代の節約という経済的効果も生じるので、社会的に注目されている。 A cogeneration system is known in which self-power generation means such as an engine generator or a fuel cell is operated to obtain electric power, and the exhaust heat of the self-power generation means is effectively used as a heat source for hot water supply and air conditioning. Since the cogeneration system literally makes effective use of waste heat that has been discarded, it saves fuel and saves resources and reduces greenhouse gas emissions. In addition, a system combining a cogeneration system with a commercial power source supplied by an electric power company, that is, cogeneration system power and power from a commercial power source are linked to each other. In the case where overload occurs, a system that compensates with the power of the commercial power supply has been proposed. The cogeneration system linked with the commercial power supply is attracting social attention because it has an economic effect of saving electricity costs for users.
さて、商用電源と系統連係するコージェネレーションシステムを設計する場合、標準的な負荷を推定して、この標準負荷に合わせて自家発電手段の定格出力を決定する訳であるが、定格出力を小さく設定すると、商用電源から購入する電力が増えるので運転費用が上昇する。そのため、自家発電手段の定格出力は大きめに設定することが望ましいとされている。しかし定格出力を大きく設定すると、現実の負荷が定格出力を下回った場合に、余剰電力が発生して商用電源に逆流する現象、つまり逆潮流が生じる。この逆潮流は商用電源が供給する電力の品質に悪影響を与えるので、商用電源と系統連係するコージェネレーションシステムの逆潮流は、その発電能力の5パーセント以下に規制されている。そこで、商用電源と系統連係するコージェネレーションシステムでは、余剰電力を回収して逆潮流を防止する必要があり、その為の装置が各種提案されている。 Now, when designing a cogeneration system linked to a commercial power source, the standard load is estimated and the rated output of the private power generation means is determined according to this standard load. Then, since the electric power purchased from a commercial power supply increases, an operating cost rises. For this reason, it is desirable to set the rated output of the private power generation means larger. However, when the rated output is set to be large, when the actual load falls below the rated output, a phenomenon that surplus power is generated and flows backward to the commercial power supply, that is, reverse power flow occurs. Since this reverse power flow adversely affects the quality of power supplied by the commercial power source, the reverse power flow of the cogeneration system linked to the commercial power source is regulated to 5% or less of the power generation capacity. Therefore, in a cogeneration system linked to a commercial power source, it is necessary to recover surplus power and prevent reverse power flow, and various devices have been proposed for that purpose.
特許文献1には、逆潮流を検出すると自家発電手段の電力供給回路を商用電源の電力供給回路から切り離して、余剰電力をコンデンサに蓄え、あるいは電気ヒータで消費する逆潮流防止機能を備えたコージェネレーションシステムが開示されている。
In
また、特許文献2には複数の電気ヒータと切り替えスイッチを備えて、余剰電力の量に見合った電気ヒータを自家発電手段に接続して余剰電力を回収するコージェネレーションシステムが開示されている。
なお、余剰電力回収用の電気ヒータの具体的な構成は特許文献3に開示されている。
A specific configuration of an electric heater for recovering surplus power is disclosed in
図4は従来技術の例を示すコージェネレーションシステムの電力系統図である。図4において、1はコージェネレーションシステム、2はコージェネレーションシステムの制御装置、3は分電盤、4は例えば家電機器のような自家負荷、5は商用電源である。 FIG. 4 is a power system diagram of a cogeneration system showing an example of the prior art. In FIG. 4, 1 is a cogeneration system, 2 is a control device of the cogeneration system, 3 is a distribution board, 4 is a self-load such as home appliances, and 5 is a commercial power source.
コージェネレーションシステム1は、自家発電手段11、余剰電力回収部12および漏電ブレーカ13を有する。余剰電力回収部12は、自家発電手段11のU相の出力線とN相の出力線の間に接続されたヒータ121、ヒータ122、ヒータ123と、自家発電手段11のV相の出力線とN相の出力線の間に接続されたヒータ124、ヒータ125、およびヒータ126と、およびヒータ121〜126をオン・オフする切り替えスイッチ127から構成されている。ヒータ121およびヒータ124の発熱量は100W(ワット)であり、ヒータ122およびヒータ125の発熱量は200Wであり、ヒータ123およびヒータ126の発熱量は300Wである。余剰電力回収部12は制御装置2の指令を受けて切り替えスイッチ127をオン・オフすることにより、発熱量を0から1200Wまで、100W刻みで設定することができる。なお、ヒータ121〜126で発生した熱は自家発電手段11の排熱と共に、給湯器あるいは空調機の熱源として有効に利用される。
The
制御装置2は、コージェネレーションシステム1全体を統括するコンピュータであり、後述する分電盤3の逆潮流検出器36の出力を受けて、余剰電力の大きさを求め、余剰電力の大きさに見合ったヒータをヒータ121〜126の中から選んで、切り替えスイッチ127をオン・オフする信号を出力する。
The
分電盤3は、商用電源5から入力される最大電力(契約電力)を定めるためのリミッタ31と漏電ブレーカ32と、自家負荷4に流れる電流を制限する安全ブレーカ33、34と、コージェネレーションシステム1から分電盤3に流れる電流を制限するための安全ブレーカ35と、逆潮流を検出する逆潮流検出器36を有する。なお、N相電線はアース接続され、N相電線とU相電線の間およびN相電線とV相電線の間の電圧は100Vであり、U相電線とV相電線の間の電圧は200Vである。
The
しかしながら、上記従来のコージェネレーションシステムの余剰電力回収部は100W刻みで発熱量を調整していたので、余剰電力の大きさに合わせて最適な発熱量を設定できず、効率が悪いという問題があった。つまり、例えば現実の余剰電力が651Wであった場合、ヒータの発熱量合計は600Wあるいは700Wでしか設定できない。700Wの設定では49Wの電力が余分に熱に変換されるので、その分の電力が不足することになり商用電力の消費が増え発電コストが上昇する、だからと言って、600Wの設定では51Wの逆潮流が発生するからである。
また、この問題を解決するために、ヒータに通電する電流に位相制御を行って周期的にオン・オフして消費電力を無段階に変化させることが考えられるが、大電流を周期的にオン・オフするとノイズが発生するという問題がある。
However, since the surplus power recovery unit of the conventional cogeneration system adjusts the heat generation amount in increments of 100 W, there is a problem that the optimum heat generation amount cannot be set according to the amount of surplus power and the efficiency is poor. It was. That is, for example, when the actual surplus power is 651 W, the total heat generation amount of the heater can be set only at 600 W or 700 W. In the setting of 700W, 49W of electric power is converted into heat, so that the amount of electric power is insufficient, and the consumption of commercial power increases and the power generation cost increases. This is because a reverse power flow occurs.
In order to solve this problem, it is conceivable to perform phase control on the current supplied to the heater to periodically turn it on and off to change the power consumption steplessly.・ There is a problem that noise occurs when turned off.
そこで、本発明の目的は、余剰電力の大きさに合わせて、余剰電力回収用ヒータの発熱量を最適化してコージェネレーションシステムの、高効率化を図るとともに、ノイズの発生を低減して、静粛性が高いコージェネレーションシステムを実現することにある。 Therefore, an object of the present invention is to optimize the heat generation amount of the heater for recovering surplus power according to the amount of surplus power, thereby improving the efficiency of the cogeneration system and reducing the generation of noise. It is to realize a highly cogeneration system.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第1の構成は、発電装置と前記発電装置の余剰電力を熱の形で回収する余剰電力回収装置を備え、前記発電装置の電力を電力会社の電力系統の電力と同期させて自家負荷に供給するコージェネレーションシステムにおいて、前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とN相の間およびV相とN相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記複数のヒータの内、定格発熱量の最も小さいヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とする。 A first configuration of a cogeneration system according to the present invention includes a power generation device and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generation device in the form of heat, and uses the power of the power generation device as power of a power system of a power company. In the cogeneration system that supplies the self-load in synchronization with the power supply, the surplus power recovery device includes a plurality of heaters connected between the U phase and the N phase and between the V phase and the N phase of the power generation device, And a switch for individually turning on and off the plurality of heaters, and a device for performing phase control on a current supplied to a heater having the smallest rated heat generation amount among the plurality of heaters.
この構成によれば、位相制御によってヒータの発熱量を無段階に調整するので、余剰電力の大きさに見合った最適な発熱量を設定できる。その結果、コージェネレーションシステムの効率が改善される。定格発熱量の最も小さいヒータ、つまり抵抗が最も大きいヒータに通電する電流について位相制御を行なうので、位相制御によってオン・オフされる電流が小さく、その結果、ノイズを小さくすることができる。 According to this configuration, since the heat generation amount of the heater is adjusted steplessly by phase control, it is possible to set an optimal heat generation amount commensurate with the amount of surplus power. As a result, the efficiency of the cogeneration system is improved. Since the phase control is performed on the current flowing through the heater having the smallest rated heat generation, that is, the heater having the largest resistance, the current turned on / off by the phase control is small, and as a result, the noise can be reduced.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第2の構成は、発電装置と前記発電装置の余剰電力を熱の形で回収する余剰電力回収装置を備え、前記発電装置の電力を電力会社の電力系統の電力と同期させて自家負荷に供給するコージェネレーションシステムにおいて、前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とN相の間およびV相とN相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記発電装置のU相とV相の間に接続された補助ヒータと、前記補助ヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とする。 A second configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a power generation device and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generation device in the form of heat, and uses the power of the power generation device as power of a power system of an electric power company. In the cogeneration system that supplies the self-load in synchronization with the power supply, the surplus power recovery device includes a plurality of heaters connected between the U phase and the N phase and between the V phase and the N phase of the power generation device, A switch for individually turning on and off the plurality of heaters, an auxiliary heater connected between the U-phase and the V-phase of the power generator, and a device for performing phase control on the current supplied to the auxiliary heater. Features.
この構成によれば、補助ヒータがU相とV相の間に接続されているので、同じ発熱量ならば、U相とN相の間あるいはV相とN相の間に接続した場合に比べて電流が半分になる。これにより、位相制御によって生じるノイズをさらに小さくすることができる。 According to this configuration, since the auxiliary heater is connected between the U phase and the V phase, the same calorific value is compared with the case where the auxiliary heater is connected between the U phase and the N phase or between the V phase and the N phase. The current is halved. Thereby, the noise generated by the phase control can be further reduced.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第3の構成は、発電装置と前記発電装置の余剰電力を熱の形で回収する余剰電力回収装置を備え、前記発電装置の電力を電力会社の電力系統の電力と同期させて自家負荷に供給するコージェネレーションシステムにおいて、前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とV相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記発電装置のU相とV相の間に接続された補助ヒータと、前記補助ヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とする A third configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a power generation device and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generation device in the form of heat, and uses the power of the power generation device as power of a power system of an electric power company. In the cogeneration system that supplies the load to the private load in synchronization with each other, the surplus power recovery device individually turns on the plurality of heaters connected between the U phase and the V phase of the power generation device and the plurality of heaters, respectively. A switch for turning off, an auxiliary heater connected between the U phase and the V phase of the power generator, and a device for performing phase control on the current supplied to the auxiliary heater are provided.
この構成によれば、ヒータおよび補助ヒータがU相とV相の間に接続されているので、同じ発熱量ならば、U相とN相の間あるいはV相とN相の間に接続した場合に比べて電流が半分になる。これにより、位相制御によって生じるノイズをさらに小さくすることができる。 According to this configuration, since the heater and the auxiliary heater are connected between the U phase and the V phase, the same calorific value is connected between the U phase and the N phase or between the V phase and the N phase. The current is halved compared to. Thereby, the noise generated by the phase control can be further reduced.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第4の構成は、発電装置と前記発電装置の余剰電力を熱の形で回収する余剰電力回収装置を備え、前記発電装置の電力を電力会社の電力系統の電力と同期させて自家負荷に供給するコージェネレーションシステムにおいて、前記余剰電力回収装置は、発熱量Qのヒータ1本と、発熱量がそれぞれ、Q*2(n−1)(ただしn=1,2,3,・・・,N)で表されるN本のヒータを、発電装置に並列に接続するとともに、発熱量Qの前記ヒータ1本に通電する電流について位相制御を行う装置と、他のN本の前記ヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチを備えることを特徴する。 A fourth configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a power generation device and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generation device in the form of heat, and uses the power of the power generation device as power of the power system of the power company. In the cogeneration system that supplies the self-load in synchronization with each other, the surplus power recovery device includes one heater with a calorific value Q and a calorific value of Q * 2 (n−1) (where n = 1, 2 ). , 3,..., N) are connected in parallel to the power generator, and a device for controlling the phase of the current flowing through the one heater of the calorific value Q, and the other A switch for individually turning on / off each of the N heaters is provided.
この構成によれば、ヒータの発熱量を公比2の等比数列で設定しているので、最小のヒータ本数で、余剰電力回収装置を構成することができる。 According to this configuration, since the heat generation amount of the heater is set in a geometric sequence with a common ratio of 2, a surplus power recovery device can be configured with the minimum number of heaters.
以上のように、本発明に係るコージェネレーションシステムによれば、余剰電力回収装置のヒータの発熱量を無段階に調整することができるので、余剰電力の大きさに見合った、必要かつ十分な発熱量を設定できる。そのため、逆潮流の発生を防止するとともに、自家発電手段で発電した電力の消費と商用電源から購入する電力を最小化できる。その結果、コージェネレーションシステムによる発電コストを最小化することができる。 As described above, according to the cogeneration system according to the present invention, the amount of heat generated by the heater of the surplus power recovery device can be adjusted steplessly, so that necessary and sufficient heat generation commensurate with the amount of surplus power is achieved. You can set the amount. Therefore, the occurrence of reverse power flow can be prevented, and consumption of power generated by the private power generation means and power purchased from a commercial power source can be minimized. As a result, the power generation cost by the cogeneration system can be minimized.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係るコージェネレーションシステムの余剰電力回収部の配線図である。なお本実施例では、一般家庭用として普及している発電量1kWタイプのものについて説明する。 FIG. 1 is a wiring diagram of a surplus power recovery unit of the cogeneration system according to the first embodiment of the present invention. In addition, a present Example demonstrates the thing of the electric power generation amount 1kW type currently spread | diffused as a general household use.
図1において、6は余剰電力回収部である。余剰電力回収部6は、図4に示したコージェネレーションシステム1の余剰電力回収部12に代えてコージェネレーションシステム1に取り付けられる余剰電力回収装置である。以下の説明においては、図1に図示しない
コージェネレーションシステム1の構成要素について、図4に付した符号を引用して説明する。
In FIG. 1, 6 is a surplus power recovery unit. The surplus
61、62、63は自家発電手段11のU相線とN相線の間に接続されるヒータ(抵抗器)である。64、65、66は自家発電手段11のV相線とN相線の間に接続されるヒータ(抵抗器)である。ヒータ61〜66の発熱量はそれぞれ、50W、100W、400W、50W、200Wおよび400Wである。611はヒータ61に通電される電流を位相制御する位相制御装置である。なお、ここで位相制御とは、交流の電圧と電流の時間的関係を調整してその積である電力を制御することをいう。つまり、交流波形の一定の範囲の位相の電流をカットとすることにより電力を変化させるものである。位相制御装置611はコージェネレーションシステム1の制御装置2の指令を受けて、ヒータ61の発熱量(消費電力)を0から50Wまで無段階に変化させることができる。621、631、641、651および661はヒータ62〜66をオン・オフする切り替えスイッチであり、コージェネレーションシステム1の制御装置2の指令で動作する。説明の便宜のために切り替えスイッチ621〜661は機械接点を備えたメカニカルスイッチとして、示しているが、メカニカルスイッチに限られるものではなく、例えばトライアックのような半導体を利用したスイッチであってもよい。
Reference numerals 61, 62, 63 denote heaters (resistors) connected between the U-phase line and the N-phase line of the private power generation means 11. Reference numerals 64, 65 and 66 denote heaters (resistors) connected between the V-phase line and the N-phase line of the private power generation means 11. The heating values of the heaters 61 to 66 are 50 W, 100 W, 400 W, 50 W, 200 W, and 400 W, respectively. Reference numeral 611 denotes a phase control device that controls the phase of the current supplied to the heater 61. Here, the phase control refers to adjusting the temporal relationship between the alternating voltage and the current to control the power that is the product thereof. That is, the electric power is changed by cutting the current in a certain range of the AC waveform. The phase control device 611 can change the heat generation amount (power consumption) of the heater 61 steplessly from 0 to 50 W in response to a command from the
余剰電力回収部6はヒータ61〜66を並列に配置しているから、最大1200Wの余剰電力を回収できる。制御装置2は逆潮流検出器36で検出した逆潮流電力に基づいて余剰電力を求めて、その大きさに見合うヒータ61〜66の組み合わせを選択する。例えば、余剰電力が50W未満ならば、位相制御装置611でヒータ61の発熱量を0〜50Wの間で調整するともに、切り替えスイッチ621〜661をオフにして、余剰電力と余剰電力回収部6の発熱量をバランスさせる。また、余剰電力が50W以上100W未満の場合はヒータ61とヒータ64を使用して、他のヒータをオフにすれば余剰電力と余剰電力回収部6の発熱量をバランスさせることができる。同様に、余剰電力が100W以上150W未満ならば、ヒータ61とヒータ62、150W以上200W未満ならば、ヒータ61とヒータ62とヒータ64を使用する。また、余剰電力が1150W以上1200未満ならば、ヒータ61からヒータ66までのすべてのヒータを使用する。このように、余剰電力回収部6は位相制御装置611を用いてヒータ61の発熱量を0〜50Wの間で調整するとともに、ヒータ62〜66をオン・オフすることによって発熱量を0から1200Wの間において無段階で自由に設定することができる。そのため、余剰電力回収部6は余剰電力を過不足なく回収できるから、必要以上の電力を熱に変換することなく、逆潮流の発生を防止することができる。
Since the surplus
ここで、位相制御装置611はヒータ61に流れる電流を周期的にオン・オフするものであるから、ノイズの発生が問題になる。しかしながら、ヒータ61の発熱量は50Wなので、ヒータ61に流れる電流は0.5Aにすぎない。そのため、ノイズは小さい。更にノイズを小さくする必要があるならば、位相制御するヒータの発熱量を小さくすれば良い。例えば、ヒータの発熱量の組み合わせを25W、25W、50W、100W、200W、400W、400Wにして、25Wのヒータの一つについて位相制御すればよい。なお、ここで発電量1kWに対し余剰電力回収量を1200Wとしたのは、電圧低下による電力回収能力の低下を見込んで、余裕を持たせたためである。 Here, since the phase control device 611 periodically turns on and off the current flowing through the heater 61, the generation of noise becomes a problem. However, since the heating value of the heater 61 is 50 W, the current flowing through the heater 61 is only 0.5 A. Therefore, the noise is small. If the noise needs to be further reduced, the amount of heat generated by the heater for phase control may be reduced. For example, the combination of the heat generation amounts of the heaters may be 25 W, 25 W, 50 W, 100 W, 200 W, 400 W, and 400 W, and the phase control may be performed for one of the 25 W heaters. The reason why the surplus power recovery amount is set to 1200 W with respect to the power generation amount of 1 kW is that a margin is provided in anticipation of a decrease in power recovery capability due to a voltage drop.
図2は、本発明の実施例2に係るコージェネレーションシステムの余剰電力回収部の配線図である。 FIG. 2 is a wiring diagram of a surplus power recovery unit of the cogeneration system according to the second embodiment of the present invention.
図2において、7は余剰電力回収部である。余剰電力回収部7も図4に示したコージェネレーションシステム1の余剰電力回収部12に代えてコージェネレーションシステム1に取り付けられる余剰電力回収装置である。
In FIG. 2, 7 is a surplus power recovery unit. The surplus
71、72は自家発電手段11のU相線とN相線の間に接続されるヒータ(抵抗器)である。73、74、75は自家発電手段11のV相線とN相線の間に接続されるヒータ(抵抗器)である。ヒータ71〜75の発熱量はそれぞれ、100W、400W、50W、200Wおよび400Wである。711〜751はヒータ71〜75をオン・オフする切り替えスイッチであり、コージェネレーションシステム1の制御装置2の指令で動作する。76は自家発電手段11のU相線とV相線の間に接続される発熱量50Wの補助ヒータであり、位相制御装置761によって位相制御されて、0から50Wの間において無段階で発熱量を調整できる。
前述の余剰電力回収部6と同様に余剰電力回収部7は、位相制御装置761を用いて補助ヒータ76の発熱量を0〜50Wの間で調整するとともに、ヒータ71〜75をオン・オフすることによって発熱量を0から1200Wの間において無段階で自由に設定することができる。
Similar to the above-described surplus
補助ヒータ76の発熱量は実施例1のヒータ61と同じく50Wであるが、自家発電手段11のU相とV相の間に接続されているので、補助ヒータ76に加わる電圧は200Vである。したがって補助ヒータ76に流れる電流は0.25Aであり、ヒータ61の半分であるから、補助ヒータ76に流れる電流に位相制御を加えたときに生じるノイズはさらに小さい。
The amount of heat generated by the
図3は、本発明の実施例3に係るコージェネレーションシステムの余剰電力回収部の配線図である。 FIG. 3 is a wiring diagram of the surplus power recovery unit of the cogeneration system according to the third embodiment of the present invention.
図3において、8は余剰電力回収部である。余剰電力回収部8も図4に示したコージェネレーションシステム1の余剰電力回収部12に代えてコージェネレーションシステム1に取り付けられる余剰電力回収装置である。
In FIG. 3, 8 is a surplus power recovery unit. The surplus
81、82、83、84、85は自家発電手段11のU相線とV相線の間に接続されるヒータ(抵抗器)であり、発熱量はそれぞれ、50W、100W、200W、400Wおよび400Wである。811〜851はヒータ81〜85をオン・オフする切り替えスイッチであり、コージェネレーションシステム1の制御装置2の指令で動作する。86は自家発電手段11のU相線とV相線の間に接続される発熱量50Wの補助ヒータであり、位相制御装置861によって位相制御されて、0から50Wの間において無段階で発熱量を調整できる。
Reference numerals 81, 82, 83, 84, and 85 denote heaters (resistors) connected between the U-phase line and the V-phase line of the private power generation means 11, and the heat generation amounts are 50 W, 100 W, 200 W, 400 W, and 400 W, respectively. It is. 811 to 851 are changeover switches for turning the heaters 81 to 85 on and off, and operate according to a command from the
前述の余剰電力回収部6、7と同様に余剰電力回収部8は、位相制御装置861を用いて補助ヒータ86の発熱量を0〜50Wの間で調整するとともに、ヒータ81〜85をオン・オフすることによって発熱量を0から1200Wの間において無段階で自由に設定することができる。
Similar to the surplus
補助ヒータ86およびヒータ81〜85の発熱量は設計上の要求に応じて、適宜決定すれば良いが、一般的には次のような手順で決定できる。
ヒータ81〜85の発熱量をQW(ワット)、2QW,4QW,8QW,16QWとすれば、ヒータ81〜85のオン・オフを組み合わせることによって、0Wから31QWまでQW刻みで段階的に発熱量を変更できる。また、補助ヒータ86の発熱量をQW(ワット)として位相制御すれば、0WからQWまで無段階で発熱量を変更できるから、ヒータ81〜85および補助ヒータ86を組み合わせることによって、0Wから32QWまで無段階的に発熱量を変更できる。
The calorific values of the auxiliary heater 86 and the heaters 81 to 85 may be appropriately determined according to the design requirements, but can be generally determined by the following procedure.
If the heating value of the heaters 81 to 85 is QW (Watt), 2QW, 4QW, 8QW, and 16QW, the heating value is gradually increased from 0W to 31QW in increments of QW by combining on / off of the heaters 81 to 85. Can change. Further, if the heat generation amount of the auxiliary heater 86 is QW (watt) and phase controlled, the heat generation amount can be changed in a stepless manner from 0 W to QW. Therefore, by combining the heaters 81 to 85 and the auxiliary heater 86, from 0 W to 32 QW The calorific value can be changed steplessly.
更に、一般化すれば、発熱量QW(ワット)のヒータ1本と、発熱量がそれぞれ、Q*2(n−1)W(ワット)で表されるn=1からNまでのN本のヒータを、実施例1ないし実施例3に示すように自家発電手段11に並列に接続して、発熱量QW(ワット)のヒータ1本について位相制御を行い、他のN本のヒータについて、オン・オフ制御を行えば、0WからQ*2NWまで無段階で発熱量を変更できる。QとNは、必要とされる発熱量および余剰電力回収部8の寸法重量等の大きさの制限等に応じて、適宜選択すればよい。
Furthermore, if generalized, one heater with a calorific value QW (Watt) and N heaters with n = 1 to N, where the calorific value is represented by Q * 2 (n-1) W (Watt), respectively. As shown in the first to third embodiments, a heater is connected in parallel to the private power generation means 11 to perform phase control for one heater with a calorific value QW (Watt), and the other N heaters are turned on. be carried out off control, it can change the amount of heat generated in a non-stage from 0W to Q * 2 N W. Q and N may be appropriately selected according to a required amount of heat generation and a limit on the size and weight of the surplus
なお、本発明のコージェネレーションシステムに使用する自家発電手段は、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン等を動力とするエンジン発電機、あるいは燃料電池が一般的であるが、これらに限定されるものではない。発電に際して排熱が発生する発電装置であれば、他の形式の発電装置を選択することもできる。 The self-power generation means used in the cogeneration system of the present invention is generally an engine generator powered by a diesel engine, a gas turbine engine, or the like, or a fuel cell, but is not limited thereto. Any other type of power generation device can be selected as long as it is a power generation device that generates exhaust heat during power generation.
1 コージェネレーションシステム
11 自家発電手段
12 余剰電力回収部
121〜126 ヒータ(抵抗器)
127 切り替えスイッチ
13 漏電ブレーカ
2 制御装置
3 分電盤
31 リミッタ
32 漏電ブレーカ
33〜35 安全ブレーカ
36 逆潮流検出器
4 自家負荷
5 商用電源
6 余剰電力回収部
61〜66 ヒータ
611 位相制御装置
621〜661 切り替えスイッチ
7 余剰電力回収部
71〜75 ヒータ
76 補助ヒータ
711〜751 切り替えスイッチ
761 位相制御装置
8 余剰電力回収部
81〜85 ヒータ
86 補助ヒータ
811〜851 切り替えスイッチ
861 位相制御装置
DESCRIPTION OF
127 selector switch 13
Claims (4)
前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とN相の間およびV相とN相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記複数のヒータの内、定格発熱量の最も小さいヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。 In a cogeneration system comprising a power generator and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generator in the form of heat, and supplying the power of the power generator to a self-load in synchronization with the power of the power system of the power company,
The surplus power recovery device includes a plurality of heaters connected between the U-phase and the N-phase and between the V-phase and the N-phase of the power generation device, and switches for individually turning on and off the plurality of heaters, A cogeneration system comprising: a device for performing phase control on a current to be supplied to a heater having the smallest rated calorific value among the plurality of heaters.
前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とN相の間およびV相とN相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記発電装置のU相とV相の間に接続された補助ヒータと、前記補助ヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。 In a cogeneration system comprising a power generator and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generator in the form of heat, and supplying the power of the power generator to a self-load in synchronization with the power of the power system of the power company,
The surplus power recovery device includes a plurality of heaters connected between the U-phase and the N-phase and between the V-phase and the N-phase of the power generation device, and switches for individually turning on and off the plurality of heaters, A cogeneration system comprising: an auxiliary heater connected between a U phase and a V phase of the power generation device; and a device that performs phase control on a current to be supplied to the auxiliary heater.
前記余剰電力回収装置は、前記発電装置のU相とV相の間に接続された複数のヒータと、前記複数のヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチと、前記発電装置のU相とV相の間に接続された補助ヒータと、前記補助ヒータに通電する電流について位相制御を行なう装置を備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。 In a cogeneration system comprising a power generator and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generator in the form of heat, and supplying the power of the power generator to a self-load in synchronization with the power of the power system of the power company,
The surplus power recovery device includes a plurality of heaters connected between the U phase and the V phase of the power generation device, a switch for individually turning on and off the plurality of heaters, and the U phase and V of the power generation device. A cogeneration system comprising: an auxiliary heater connected between phases; and a device for performing phase control on a current supplied to the auxiliary heater.
前記余剰電力回収装置は、発熱量Qのヒータ1本と、発熱量がそれぞれ、Q*2(n−1)(ただしn=1,2,3,・・・,N)で表されるN本のヒータを、発電装置に並列に接続するとともに、発熱量Qの前記ヒータ1本に通電する電流について位相制御を行う装置と、他のN本の前記ヒータをそれぞれ個別にオン・オフするスイッチを備えることを特徴するコージェネレーションシステム。
In a cogeneration system comprising a power generator and a surplus power recovery device that recovers surplus power of the power generator in the form of heat, and supplying the power of the power generator to a self-load in synchronization with the power of the power system of the power company,
The surplus power recovery device includes one heater having a calorific value Q, and the calorific value is represented by Q * 2 (n−1) (where n = 1, 2, 3,..., N). A device that connects the two heaters in parallel to the power generation device and controls the phase of the current that flows through the one heater having a calorific value Q, and a switch that individually turns on and off the other N heaters. Cogeneration system characterized by comprising.
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