JP7601808B2 - Engine power generation system control device - Google Patents
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Description
本発明は、再生可能エネルギー由来燃料に対応したエンジン発電システム制御装置に関する。 The present invention relates to an engine power generation system control device that is compatible with fuels derived from renewable energy sources.
エネルギーの脱炭素化に向けて、再生可能エネルギーの拡大が進むに伴い、その電力変動に対応するために水素などの再生可能エネルギー由来燃料(以下、RE燃料という)を用いた調整用発電システムの重要性が増している。 As renewable energy expands in an effort to decarbonize energy, the importance of balancing power generation systems that use renewable energy-derived fuels (hereinafter referred to as RE fuels) such as hydrogen to respond to power fluctuations is increasing.
大規模ガス火力発電は調整電力として活用可能である一方で、その出力調整幅が定格運転の30%から100%の範囲に限られており、十分な調整力にはならない。また、設備設置場所が固定されるため、電力線増強が必要となり、設備コストが大きくなる。更に、大規模火力発電は利用する燃料の調達範囲が限定されるので、地域に遍在するRE燃料を有効活用することが難しい。 While large-scale gas-fired power plants can be used as adjustable power, the output adjustment range is limited to 30% to 100% of rated operation, which does not provide sufficient adjustment power. In addition, since the equipment installation location is fixed, power lines must be reinforced, which increases equipment costs. Furthermore, large-scale thermal power plants are limited in the range of fuel they can procure, making it difficult to make effective use of RE fuels that are ubiquitous in the region.
RE燃料に対応したエンジン発電機を活用した分散発電システムは、地域に遍在するRE燃料を活用しながら再生可能エネルギーの変動に対応可能なシステムとして有望である。特に既存の自動車用エンジンや産業用エンジンなど量産エンジンを活用し、それらを複数組み合わせて定置式発電システムとして用いることにより、初期の設備コストを最小化することが可能である。 A distributed power generation system that uses engine generators compatible with RE fuel is promising as a system that can respond to fluctuations in renewable energy while utilizing RE fuel, which is ubiquitous in the region. In particular, by utilizing mass-produced engines such as existing automobile engines and industrial engines and combining multiple of them to use as a stationary power generation system, it is possible to minimize initial equipment costs.
係るエンジン発電システム制御装置に関して、特許文献1が知られている。特許文献1には、「水素エンジンと、上記水素エンジンの運転状態に応じて、該水素エンジンから排出されるNOx排出量が0近傍でかつ燃費効率が最適点近傍である空燃比となるように目標燃料供給量を決定する供給量決定手段と、上記供給量決定手段によって決定された目標燃料供給量に基づいて、上記水素エンジンに水素燃料を供給する燃料供給手段と、上記NOx排出量を検出するNOx検出手段と、所定の実行条件下において、上記NOx検出手段の検出値に基づいて上記燃料供給手段の劣化判定を行う劣化判定手段と、を備え、上記劣化判定手段は、上記供給量決定手段によって決定された目標燃料供給量に対し予め設定された追加量を加えた劣化判定用供給量を設定して、上記燃料供給手段に対し該劣化判定用供給量に基づく水素燃料供給を実行させると共に、その劣化判定用供給量に基づく水素燃料供給によって上記NOx排出量が所定値以上となったときに、上記燃料供給手段が劣化していると判定する水素燃料供給装置」が開示されている。
Regarding such an engine power generation system control device,
既存の自動車用エンジンもしくは産業用エンジンを、水素などRE燃料に対応した定置式発電に活用すると、ガソリンなど従来燃料を利用する場合と比較して、故障や劣化が発生しやすい。複数のエンジンを活用した発電モジュールにおいては、異なる使用状態もしくはエンジン仕様・性能のエンジンから構成されているため、水素などRE燃料を活用(RE燃料の専焼もしくは従来燃料とRE燃料との混焼)した際に、一部のエンジンから排気悪化や異常燃焼などなどの不具合が発生し、メンテナンスのため発電システムの稼働率が低下するという課題がある。 When existing automobile or industrial engines are used for stationary power generation using RE fuels such as hydrogen, they are more susceptible to breakdowns and deterioration than when conventional fuels such as gasoline are used. In a power generation module that uses multiple engines, the engines are configured with different operating conditions or engine specifications and performance, so when hydrogen or other RE fuels are used (single-fuel combustion of RE fuel or a mix of conventional fuels and RE fuel), some engines experience problems such as poor exhaust emissions and abnormal combustion, which creates the issue of reduced availability of the power generation system for maintenance.
この点に関して、特許文献1に記載の技術では、燃料噴射装置以外のエンジン部品の故障や劣化への対応が困難であるとともに、複数エンジンを活用した発電機システムにおけるエンジン劣化や排気悪化抑制のための方策については考慮されていない。
In this regard, the technology described in
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、RE燃料を供給可能な複数のエンジンから構成される発電システムにおいて、排気悪化抑制および稼働率向上を目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to prevent exhaust deterioration and improve operation rate in a power generation system consisting of multiple engines capable of supplying RE fuel.
以上のことから本発明においては、「二種類以上の燃料を供給されて混焼が可能な複数のエンジンにより発電を行う発電システムに適用されるエンジン発電システム制御装置であって、各エンジンの現在の状態を検知するエンジン手段を備え、エンジン状態検出手段により検出された各エンジン状態の比較結果に基づいて、各エンジンの少なくとも一種類の燃料供給量を制御することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。」としたものである。 In view of the above, the present invention provides an engine power generation system control device that is applied to a power generation system that generates power using multiple engines that are supplied with two or more types of fuel and are capable of mixed combustion, the engine power generation system control device being characterized in that it is provided with engine means for detecting the current state of each engine, and that it controls the amount of at least one type of fuel supplied to each engine based on the comparison results of each engine state detected by the engine state detection means.
本発明によれば、複数のエンジンを駆動する際に、劣化を含む各エンジンの状態に応じて、水素などRE燃料の供給量を調整することが可能であるため、特定のエンジンからの排気悪化や異常燃焼を回避するとともに、各エンジンの劣化状態を調整することで発電システムのメンテナンス時期を延ばし、稼働率を向上することが可能である。 According to the present invention, when multiple engines are driven, it is possible to adjust the supply of RE fuel, such as hydrogen, depending on the condition of each engine, including its deterioration. This makes it possible to avoid exhaust deterioration and abnormal combustion from a specific engine, and by adjusting the deterioration state of each engine, it is possible to extend the maintenance period for the power generation system and improve the operating rate.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations, and advantages other than those mentioned above will become clear from the description of the embodiments below.
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In this specification and the drawings, components having substantially the same functions or configurations are designated by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
なお本発明において行われる混合燃焼の少なくとも一方の燃料は再生可能エネルギー由来燃料(以下、RE燃料という)であり、以下の実施例では水素を取り上げている。また混合燃焼の他方の燃料として実施例ではガソリンを例示しているが、軽油、或は天然ガス(液化天然ガスや圧縮天然ガス)であってもよい。この組み合わせは、適宜に選定することができる。 At least one of the fuels in the mixed combustion carried out in the present invention is a renewable energy-derived fuel (hereinafter referred to as RE fuel), and hydrogen is used in the following examples. Also, gasoline is used as an example of the other fuel in the mixed combustion in the examples, but it may be diesel or natural gas (liquefied natural gas or compressed natural gas). This combination can be selected as appropriate.
図1は、本発明の実施例1に係る発電システム制御装置を、水素とガソリンを燃料とする複数のエンジン発電機からなる発電システムに適用した例を示す概略構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example in which a power generation system control device according to a first embodiment of the present invention is applied to a power generation system consisting of multiple engine generators that use hydrogen and gasoline as fuel.
発電システム100は、エンジン11、発電機12、電力変換器13から構成される発電モジュールGMを複数組並列接続(GM1~GMn)して構成され、エンジン11には各エンジンを制御するための電子制御装置(ECU)15を備えている。エンジン11は、水素供給装置14を介して水素生成装置2に接続され、水素燃料を供給可能とされている。また図示していないがガソリンタンクに接続され、ガソリンを供給可能とされていることで、水素燃料、ガソリン、あるいは水素とガソリンの混合燃料により燃焼可能とされている。これら発電モジュールGMの出力は、負荷側機器3と電気的に接続されている。
The
なお本発明に適用可能な発電モジュールGMの最小の構成としては、エンジン11と発電機12を備える必要があり、負荷が交流負荷であるか、直流負荷であるかにより、適宜電力変換器13を備えればよい。また発電機12は交流発電機、直流発電機のいずれであってもよい。
The minimum configuration of the power generation module GM applicable to the present invention is that it must include an
発電システム制御装置1は、発電システム100に搭載される。発電システム制御装置1は、負荷側機器3からの負荷情報Sg1により発電システムの要求負荷を演算する。さらに水素生成装置2から供給可能水素量情報Sg2を受け取る。さらにエンジン11から、各エンジンのセンサやアクチュエータの情報(エンジン状態)Sg3を受け取る。発電システム制御装置1は、これらの情報(Sg1、Sg2、Sg3)に基づき、各エンジン11のECU15にエンジン要求出力や駆動有無の指令(以下単に要求出力という)Sd1を送るとともに、所望の水素供給量(水素供給目標量)Sd2を実現するように各水素供給装置14を制御する。
The power generation
ECU15は、発電システム制御装置1からの要求出力Sd1に基づいてエンジン11の出力を制御する。具体的には、ECU15は、ガソリン燃料噴射部、点火部、スロットルバルブ、スタータの制御を実施する。エンジン11は、例えば火花点火式燃焼を用いる4気筒エンジンであり、内燃機関の一例である。エンジン11の駆動力により発電機12は所望の電力負荷を実現するよう発電する。電力変換器13により、発電機12により発生した電力の電圧や位相を調整し負荷側機器に電力を供給する。
The ECU 15 controls the output of the
次に、実施例1に係る発電システム制御装置1の内部構成例について説明する。図2は、発電システム制御装置1のハードウェア構成例を示すブロック図である。なお発電システム制御装置1は、計算機装置を用いて構成されている。
Next, an example of the internal configuration of the power generation
図2において、発電システム制御装置1の入力回路1aには、負荷側機器3、水素生成装置2、ECU15からそれぞれ出力された要求負荷Sg1、供給可能水素量Sg2、エンジン状態Sg3が入力される。ただし、入力信号は、これらに限られるものではない。入力回路1aに入力された各信号は、入出力ポート1b内の入力ポート(不図示)に送られる。入力ポートに送られた値は、RAM(1c)に保管され、CPU(1e)で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムは、ROM(1d)に予め書き込まれている。
In FIG. 2, the required load Sg1, the supplyable hydrogen amount Sg2, and the engine state Sg3 output from the
制御プログラムに従って演算された制御対象(エンジン11、水素供給装置14等)の作動量を示す値は、RAM(1c)に保管された後、入出力ポート1b内の出力ポート(不図示)に送られ、各出力部(エンジントルク制御出力部1f、水素供給量制御出力部1g)を経て各装置(ECU15、水素供給装置14)に、要求出力Sd1、所望の水素供給量(水素供給目標量)Sd2として送られる。なお図2では、発電システム制御装置1に対し、各エンジンの制御装置(ECU15)を別に設けたが、この形態に限定されるものではなく、各装置の制御装置に該当する機能部を発電システム制御装置1内に備えてもよい。
The values indicating the operating amounts of the controlled objects (
図3は、実施例1に係るエンジン11の構成の一例を示す図である。エンジン11は、火花点火式燃焼を実施する自動車用の4気筒ガソリンエンジンに水素を供給可能とするように改造したものである。吸入空気量を計測するエアフロセンサ21と、吸気管圧力を調整する電子制御スロットル20が、吸気管19の各々の適宜位置に備えられている。また、エンジン11には、各気筒の燃焼室17の中に点火エネルギーを供給する点火プラグ18が気筒ごとに備えられ、エンジンの冷却水の温度を計測する冷却水温度センサ25がシリンダヘッドの適宜位置に備えられている。
Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of the
燃料となるガソリンを噴射するためのガソリン燃料噴射装置22を燃焼室17内に備えており、ガソリン燃料噴射装置22に高圧燃料を供給するための高圧燃料ポンプ23が燃料配管によってガソリン燃料噴射装置22と接続されている。高圧燃料ポンプ23は燃料配管によりガソリンタンクへ接続されている。さらに、吸気管19内に水素を供給するための流路が備えられており、水素の供給量を制御する水素供給装置14と接続されている。水素供給装置24は水素用配管によって水素生成装置2に接続されている。
A gasoline
さらに、排気を浄化する三元触媒27と、三元触媒27の温度を計測する触媒温度センサ28と、空燃比検出器の一態様であって、三元触媒27の上流側にて排気の空燃比を検出する空燃比センサ29とが排気管26の各々の適宜位置に備えられる。
Furthermore, a three-
以上の構成によって、ガソリンを用いたエンジン駆動(ガソリン専焼)と、水素を用いたエンジン駆動(水素専焼)、水素とガソリンを同時に用いたエンジン駆動(ガソリン-水素混焼)を切り替えて使用することが可能となっている。 The above configuration makes it possible to switch between engine operation using gasoline (single-fuel gasoline combustion), engine operation using hydrogen (single-fuel hydrogen combustion), and engine operation using both hydrogen and gasoline (mixed gasoline-hydrogen combustion).
図4は、実施例1に係るエンジン11の別の構成例を示す図である。エンジン11は、火花点火式燃焼を実施する自動車用の4気筒ガソリンエンジンに水素を供給可能とするように改造したものである。吸入空気量を計測するエアフロセンサ21と、吸気管圧力を調整する電子制御スロットル20が、吸気管19の各々の適宜位置に備えられている。また、エンジン11には、各気筒の燃焼室17の中に点火エネルギーを供給する点火プラグ18が気筒ごとに備えられ、エンジンの冷却水の温度を計測する冷却水温度センサ25がシリンダヘッドの適宜位置に備えられている。
Figure 4 is a diagram showing another example of the configuration of the
燃料となるガソリンを噴射するためのガソリン燃料噴射装置22を吸気管19内に備えている。ガソリン燃料噴射装置22は燃料配管によりガソリンタンクへ接続されている。さらに、燃焼室17内に水素を供給するための流路が備えられており、水素の供給量を制御する水素供給装置14と接続されている。水素供給装置24は水素用配管によって水素生成装置2に接続されている。
A gasoline
さらに、排気を浄化する三元触媒27と、三元触媒27の温度を計測する触媒温度センサ28と、空燃比検出器の一態様であって、三元触媒27の上流側にて排気の空燃比を検出する空燃比センサ29とが排気管26の各々の適宜位置に備えられる。
Furthermore, a three-
以上の構成によって、ガソリンを用いたエンジン駆動(ガソリン専焼)と、水素を用いたエンジン駆動(水素専焼)、水素とガソリンを同時に用いたエンジン駆動(ガソリン-水素混焼)を切り替えて使用することが可能となっている。 The above configuration makes it possible to switch between engine operation using gasoline (single-fuel gasoline combustion), engine operation using hydrogen (single-fuel hydrogen combustion), and engine operation using both hydrogen and gasoline (mixed gasoline-hydrogen combustion).
図5は、本発明の実施例1に係る水素混焼割合と燃焼圧力の関係(横軸:クランク角、縦軸:シリンダ内圧力)を示す図である。水素混焼割合とは、各エンジンに供給する合計燃料量(ガソリンおよび水素お合算)に対する水素量の割合である。図は圧縮-膨張行程における圧縮上死点近傍での筒内圧力履歴である。水素混焼割合を増加させていくに伴い燃焼の時期が早期化するとともに、最大筒内圧力が上昇している。ここで図示してはいないが、さらに水素混焼割合を高めることでノッキングやプレイグニッションといった異常燃焼が発生し、エンジン性能低下やエンジンの故障に繋がる恐れがある。 Figure 5 shows the relationship between the hydrogen-mixed combustion ratio and combustion pressure (horizontal axis: crank angle, vertical axis: cylinder pressure) in Example 1 of the present invention. The hydrogen-mixed combustion ratio is the ratio of the amount of hydrogen to the total amount of fuel (gasoline and hydrogen combined) supplied to each engine. The figure shows the cylinder pressure history near the compression top dead center during the compression-expansion stroke. As the hydrogen-mixed combustion ratio is increased, the combustion timing is advanced and the maximum cylinder pressure rises. Although not shown here, further increasing the hydrogen-mixed combustion ratio may cause abnormal combustion such as knocking or pre-ignition, which may lead to reduced engine performance or engine failure.
図6は、本発明の実施例1に係る水素混焼割合と最大筒内圧力、NOx排出量、エンジン劣化進行速度の関係を示す図である。図5にも示した通り、横軸の水素混焼割合が増加すると燃焼時期が早期化し、最大筒内圧力が上昇する。ある一定値を超えると異常燃焼が発生し安定した運転が不可能となる。最大筒内圧力が上昇すると、それに伴って筒内温度も上昇するため、排気中のNOx生成量(特に燃焼温度の影響を強く受けるサーマルNOx)が増加する。さらに、水素混焼割合増加による最大圧力の上昇および異常燃焼の発生は、エンジン燃焼室内部の各部品(ピストン、吸排気バルブ、燃料噴射装置、点火プラグ)の摩耗や劣化を促進する。つまりエンジン劣化進行速度が高くなる。 Figure 6 is a diagram showing the relationship between the hydrogen mixing ratio and the maximum cylinder pressure, NOx emissions, and engine deterioration progression speed in Example 1 of the present invention. As shown in Figure 5, as the hydrogen mixing ratio on the horizontal axis increases, the combustion timing advances and the maximum cylinder pressure increases. If it exceeds a certain value, abnormal combustion occurs and stable operation becomes impossible. When the maximum cylinder pressure increases, the cylinder temperature also increases, and the amount of NOx generated in the exhaust (especially thermal NOx, which is strongly affected by the combustion temperature) increases. Furthermore, the increase in maximum pressure and the occurrence of abnormal combustion due to the increase in the hydrogen mixing ratio promotes wear and deterioration of each part inside the engine combustion chamber (piston, intake and exhaust valves, fuel injection device, spark plug). In other words, the engine deterioration progression speed increases.
図7は、本発明の実施例1に係る劣化時の最大筒内圧力およびNOx排出量の変化を示す図である。エンジンが劣化すると、劣化前と同じ水素混焼割合で運転を実施した場合でも、前述のようなエンジン燃焼室内部の部品の摩耗や劣化によって、エンジン内部に堆積物やデポジットが生成し、最大筒内圧の上昇や、それに伴う異常燃焼の発生頻度が高くなる。また最大筒内圧の上昇により筒内温度も上昇し、劣化前と比較してNOx排出量も増加する。つまりエンジンの劣化によって、安定運転が可能で排気性能を満足するための最適な水素混焼割合が変化する。従って、発電システムの安定かつ高性能な運転を維持するためには、各エンジンの劣化度をリアルタイムで検出し各エンジンを最適な水素混焼割合に制御する必要がある。 Figure 7 shows the changes in maximum cylinder pressure and NOx emissions during deterioration in Example 1 of the present invention. When an engine deteriorates, even if it is operated with the same hydrogen-mixed combustion ratio as before deterioration, deposits are generated inside the engine due to wear and deterioration of parts inside the engine combustion chamber as described above, and the maximum cylinder pressure increases and the frequency of abnormal combustion increases as a result. In addition, the increase in maximum cylinder pressure also increases the cylinder temperature, and NOx emissions increase compared to before deterioration. In other words, the optimal hydrogen-mixed combustion ratio for stable operation and satisfying exhaust performance changes due to engine deterioration. Therefore, in order to maintain stable and high-performance operation of the power generation system, it is necessary to detect the deterioration level of each engine in real time and control each engine to the optimal hydrogen-mixed combustion ratio.
図8は、本発明の実施例1に係るエンジン発電機制御の例を示すフローチャートである。発電システム制御装置1は、まず接続されている負荷機器3からの情報Sg1を読み込む(処理ステップS1)。負荷機器3からの情報Sg1は、例えば、負荷側に発生している機器の現在の消費電力(電圧および電流)や将来の予測値である。また、発電システムの出力が電力系統に接続されている場合は、系統側のからの現在もしくは将来の電力要求値となる。
Figure 8 is a flowchart showing an example of engine generator control according to the first embodiment of the present invention. The power generation
次に、発電システム制御装置1は、各ECU15やエンジン11から、各エンジンの情報Sg3を読み込む(処理ステップS2)。ECU15やエンジン11からの情報Sg3は、例えば、現在のエンジン回転数やトルク、エンジン温度(触媒温度、冷却水温度、吸気温度など)といったエンジン状態やエンジン仕様(排気量、圧縮比、燃料供給位置など)である。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、水素生成装置2から、水素生成情報Sg2を読み込む(処理ステップS3)。ここで水素生成装置は、例えば再生可能エネルギーから水素を生成する水電解槽であり、水電解槽への入力可能電力や、出力効率などの情報を、発電システム1に読み込む。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、負荷機器3からの情報Sg1に基づき、発電システムに要求されている負荷を演算する(処理ステップS4)。ここで、電力変換器13や発電機12の損失などを考慮してエンジンに対するトータルの要求出力が演算される。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、演算したトータルの要求出力Sd1を、各エンジン発電モジュールに分配し、個別要求出力Sd11、Sd12、・・・Sd1nを得る(処理ステップS5)。例えば、トータルの要求出力Sd1と各エンジン発電モジュールの定格出力から、必要なエンジン発電モジュールの駆動台数を算出し、駆動するエンジン発電モジュールでトータル要求出力Sd1を均等に配分する。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、ECU15やエンジン11からの情報Sg3に基づき、エンジンの劣化度を演算する(処理ステップS6)。例えば、これまでのエンジン駆動累積時間や累積出力、もしくはエンジンの燃焼状態(燃焼時期、燃焼安定性、排気性能)から、各々のエンジンでの劣化度が演算される。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、演算した各エンジンでの劣化度および水素生成装置2からの水素生成情報Sg2に基づき、各エンジンにおける水素混焼割合を演算する(処理ステップS7)。図7に示したように、劣化度が高いほど同じ水素混焼割合条件においても最大筒内圧力の上昇することで、異常燃焼発生確率が高くなり、またNOx排出量が増加することから、発電システム制御装置1は各エンジンの劣化度を比較し、劣化度の高いエンジンほど、水素混焼割合が低くなるように、水素混焼割合を設定する。ここで、発電システムトータルの水素必要量が、水素生成装置から得られた水素生成可能量と同等になるもしくは超えないように設定される。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、処理ステップS5にて演算されたエンジン別のトルク指令値(個別要求出力Sd11、Sd12、・・・Sd1n)を各ECU15に送る(処理ステップS8)。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、処理ステップS7にて演算された各エンジンの水素混焼割合を実現するよう水素供給量制御を実行する(処理ステップS9)。個別水素供給量指令値(Sd21、Sd22、・・・Sd2n)を各エンジンに送り(処理ステップS9)、一連の制御を終了する。
Next, the power generation
図9は、本発明の実施例1に係るエンジンの劣化度、水素耐性と水素割合設定値の関係を説明する図である。ここでは例えばエンジンA、エンジンB、エンジンC、エンジンD、エンジンEの5つの異なるエンジンが並列接続されている発電システムを想定して説明する。エンジンA、エンジンB、エンジンCは、水素を直接筒内に供給する筒内噴射式のもので水素耐性が高いエンジン(図3に示したエンジン構成)である。一方で、エンジンDおよびエンジンEは、水素を吸気管内に供給する吸気管噴射式のもので水素耐性が低いエンジン(図4に示したエンジン構成)である。 Figure 9 is a diagram for explaining the relationship between the deterioration level, hydrogen tolerance, and hydrogen ratio setting value of an engine according to Example 1 of the present invention. Here, the explanation is based on the assumption of a power generation system in which five different engines, engine A, engine B, engine C, engine D, and engine E, are connected in parallel. Engines A, B, and C are in-cylinder injection type engines that supply hydrogen directly into the cylinders and have high hydrogen tolerance (engine configuration shown in Figure 3). On the other hand, engines D and E are intake manifold injection type engines that supply hydrogen into the intake manifold and have low hydrogen tolerance (engine configuration shown in Figure 4).
図9上に、発電システム制御装置1によって得られた各エンジンの劣化度を示している。ここではエンジンAの劣化度が最も低く、次いでエンジンC、エンジンEの順に高くなり、劣化度が最も高いのがエンジンB、エンジンDである。
Figure 9 shows the deterioration level of each engine obtained by the power generation
図9下に、上記エンジンの劣化度およびエンジンの水素耐性に基づいて発電システム制御装置1が設定した各エンジンの水素混焼割合を示している。劣化度が最も低いエンジンAの水素混焼割合が最も高く設定され、劣化度の上昇に伴い、その他のエンジンの水素混焼割合は低く設定される。同等の劣化度の場合(例えばエンジンBとエンジンD、エンジンCとエンジンE)、水素耐性が高いエンジンの方が、水素混焼率が高く設定される。点線は要求平均水素混焼割合を示している。要求平均水素混焼割合は、水素生成装置2が生成する水素量に基づいて演算される各エンジンの平均水素混焼割合であり、実際の各エンジンの水素混焼割合の平均が、要求平均水素混焼割合と合致するように、水素供給量が制御される。
The bottom of Figure 9 shows the hydrogen combustion ratio of each engine set by the power generation
図10は、本発明の実施例1に係るエンジンの劣化度のタイムチャートを示す図である。上からエンジンAの劣化度、エンジンBの劣化度、エンジンCの劣化度、エンジンDの劣化度、エンジンEの劣化度の推移(月・年単位の時間スケール)である。実線が本発明適用時、点線が従来の劣化度を示している。劣化度が劣化限界値(Limit)に到達するとメンテナンスや修理が必要になることを意味する。時刻0における各エンジンの劣化度の初期値は、図9の想定に準ずる。
Figure 10 is a diagram showing a time chart of the deterioration degree of engines according to Example 1 of the present invention. From the top, it shows the progress of the deterioration degree of engine A, engine B, engine C, engine D, and engine E (time scale in months and years). The solid line shows the deterioration degree when the present invention is applied, and the dotted line shows the conventional deterioration degree. When the deterioration degree reaches the deterioration limit value (Limit), it means that maintenance or repair is required. The initial value of the deterioration degree of each engine at
従来においては、各エンジンの劣化度の初期値にばらつきがあるため、同等な使用頻度で運用していくと、劣化度限界に到達する時期にもばらつきが発生する。この例では、最も初期の劣化度の高いエンジンBが時刻taにおいて最も早く劣化限界に到達し、発電システム100のメンテナンスが必要となる。
Conventionally, there is variation in the initial deterioration level of each engine, so if they are operated with the same frequency of use, there is also variation in the time when the deterioration level limit is reached. In this example, engine B, which has the highest initial deterioration level, reaches its deterioration limit earliest at time ta, and maintenance of the
一方で、本発明を適用したシステムでは、各エンジンの劣化度に基づいて、水素混焼割合が制御・調整される。例えば、初期劣化度の高いエンジンBにおいては、水素混焼割合が低く設定されるため、図6で示したように筒内の圧力が低く抑えられ、劣化進行速度が低下する。その結果、劣化限界に到達する時期を遅らせることが可能となる。逆に初期劣化度が低いエンジンAは、水素混焼割合が高く設定されるため、劣化進行度が増加し、劣化限界に到達する時期が早期化する。以上の制御により、全てのエンジン(A~E)の劣化限界到達時期が時刻tb付近に集約され、発電システム100のメンテナンス時期を延ばすとともに、各エンジンに対して一度にメンテナンスを実施できることから、メンテナンス頻度やコストを抑制し、稼働率を向上することが可能となる。
On the other hand, in a system to which the present invention is applied, the hydrogen co-firing ratio is controlled and adjusted based on the degree of deterioration of each engine. For example, in engine B, which has a high initial deterioration level, the hydrogen co-firing ratio is set low, so that the pressure inside the cylinder is kept low as shown in FIG. 6, and the rate of deterioration progress is reduced. As a result, it is possible to delay the time when the deterioration limit is reached. Conversely, in engine A, which has a low initial deterioration level, the hydrogen co-firing ratio is set high, so that the degree of deterioration progresses and the time when the deterioration limit is reached is advanced. Through the above control, the time when the deterioration limit is reached for all engines (A to E) is concentrated around time tb, which extends the maintenance period for the
本実施例では、各エンジンの劣化度に基づき劣化限界時期を均一化させ、発電システム100の一斉メンテナンスを効率的に実施する方法を記述したが、エンジン発電モジュールごとにメンテナンスが可能な発電システム100においては、各エンジンの劣化限界到達時期を意図的にばらつかせて、各発電モジュールのメンテナンス中にも発電システム100の運用を継続させ(発電システムの全面停止を抑制し)、稼働率を向上してもよい。
In this embodiment, a method for uniformizing the deterioration limit timing based on the deterioration level of each engine and efficiently performing simultaneous maintenance of the
また、本実施例では、各エンジンの水素耐性を、水素供給位置により評価しているが、各エンジンの仕様(圧縮比、排気量)や、水素混焼時の燃焼状態によって評価してもよい。 In addition, in this embodiment, the hydrogen resistance of each engine is evaluated based on the hydrogen supply position, but it may also be evaluated based on the specifications of each engine (compression ratio, displacement) or the combustion state when hydrogen is mixed and burned.
以上の説明から明らかなように、本発明は二種類以上の燃料を供給可能な複数のエンジン11により発電を行う発電システム100に適用されるエンジン発電システム制御装置1であって、各エンジンの現在の状態を検知する状態検出手段(例えばECU)を備え、前記状態検出手段ECUにより検出された各エンジン状態(例えば図9の劣化度)の比較結果に基づいて、各エンジンの少なくとも一種類の燃料供給量を制御することを特徴とするエンジン発電システム制御装置としたものである。つまり本発明では、エンジンの相対的な状態に基づいて、各エンジンの燃料を定めたものである。
As is clear from the above explanation, the present invention is an engine power generation
本発明の実施例2について説明する。本実施例では、エンジンの始動および停止制御を実施する。システム構成、ハードウェア構成については実施例1と同一である。本実施形態に係る、システム構成、ハードウェア構成については実施例1と同一である。 A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, engine start and stop control is performed. The system configuration and hardware configuration are the same as those in the first embodiment. The system configuration and hardware configuration according to this embodiment are the same as those in the first embodiment.
図11は、本発明の実施例2に係るエンジンの触媒温度と劣化度の一例を示す図である。図11下に示した各エンジン(A~E)の劣化度の想定は図9と同様である。図11上には各エンジンのECU15もしくはエンジン11から得た排気中の三元触媒温度を示している。三元触媒は、特定の温度(触媒活性温度)を超えると本来の浄化性能が実現できるが、触媒活性温度以下では、浄化性能が不十分であり、NOxなどを浄化できずにエンジンから排出してしまうことになる。三元触媒はエンジンの排気によって温められるため、エンジン稼働時間と共に触媒温度は上昇する。エンジンが停止すると、周囲のガスへの放熱によって触媒温度は緩やかに低下していく。この例においては、エンジンB、エンジンD、エンジンEの触媒温度は、触媒活性温度以上となっており、エンジンA、エンジンCにおいては、触媒活性温度未満となっている。
Figure 11 is a diagram showing an example of the catalyst temperature and deterioration level of an engine according to the second embodiment of the present invention. The assumed deterioration levels of each engine (A to E) shown in the bottom of Figure 11 are the same as those shown in Figure 9. The top of Figure 11 shows the three-way catalyst temperature in the exhaust gas obtained from the
図12は、本発明の実施例2に係るエンジン発電機の始動および停止制御の例を示すフローチャートである。 Figure 12 is a flowchart showing an example of start and stop control of an engine generator according to the second embodiment of the present invention.
発電システム制御装置1は、まず接続されている負荷機器3からの情報Sg1を読み込む(処理ステップS11)。負荷機器3からの情報Sg1は、例えば、負荷側に発生している機器の現在の消費電力(電圧および電流)や将来の予測値である。また、発電システムの出力が電力系統に接続されている場合は、系統側のからの現在もしくは将来の電力要求値となる。
The power generation
次に、発電システム制御装置1は、負荷機器3からの情報Sg1に基づき、発電システムに要求されている負荷Sd1を演算する(処理ステップS12)。ここで、電力変換器13や発電機12の損失などを考慮してエンジンに対するトータルの要求出力Sd1が演算される。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、各ECU15やエンジン11から、各エンジンの情報Sg3を読み込む(処理ステップS13)。ECU15やエンジン11からの情報Sg3は、例えば、現在のエンジン回転数やトルク、エンジン温度(触媒温度、冷却水温度、吸気温度など)といったエンジン状態やエンジン仕様(排気量、圧縮比、燃料供給位置など)である。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、ECU15やエンジン11からの情報Sg3に基づき、エンジンの劣化度を演算する(処理ステップS14)。例えば、これまでのエンジン駆動累積時間や累積出力、もしくはエンジンの燃焼状態(燃焼時期、燃焼安定性、排気性能)から、各々のエンジンでの劣化度が演算される。
Next, the power generation
次に、発電システム制御装置1は、エンジンの触媒温度と、エンジンの劣化度に基づいて、各エンジンの始動順序を決定する(処理ステップS15)。その後、各エンジンに始動指令を送り(処理ステップS16)、一連の制御を終了する。
Next, the power generation
図13は、本発明の実施例2に係るエンジン発電機の始動および停止制御の例を示すタイムチャートである。図13の上から、システム停止状態から始動する際の、発電システム要求出力、エンジンAの出力、エンジンBの出力、エンジンCの出力、エンジンDの出力、エンジンEの出力、発電システムからのNOx排出量積算値の推移である。本発明を適用した場合を実線で、従来の制御を点線で示している。 Figure 13 is a time chart showing an example of start and stop control of an engine generator according to Example 2 of the present invention. From the top of Figure 13, the graph shows the required output of the power generation system, the output of engine A, the output of engine B, the output of engine C, the output of engine D, the output of engine E, and the cumulative amount of NOx emissions from the power generation system when starting from a system stopped state. The solid lines show the case where the present invention is applied, and the dotted lines show conventional control.
点線で示す従来制御においては、時刻taにおいて発電要求が開始すると、予め定められた序列に基づいてエンジンAが始動し発電を開始する。さらに要求出力が増加して時刻tbとなるとエンジンBが始動、その後tcにてエンジンCが始動する。その後発電要求出力の低下に伴い時刻tdにてエンジンCが、時刻teにてエンジンBが停止する。ここで、図12で示した通り、エンジンAおよびエンジンCは触媒温度が触媒活性温度以下であることから、始動(時刻taおよび時刻tc)直後には排気成分が浄化できず、多くのNOxを輩出してしまうことになる。 In conventional control, as shown by the dotted line, when a request for power generation begins at time ta, engine A starts and begins generating power based on a predetermined hierarchy. When the required output further increases to time tb, engine B starts, and then engine C starts at time tc. Then, as the required power generation output decreases, engine C stops at time td, and engine B stops at time te. Here, as shown in Figure 12, the catalyst temperatures of engines A and C are below the catalyst activation temperature, so they are unable to purify exhaust components immediately after starting (times ta and tc), and a lot of NOx is emitted.
一方で、本制御を適用した場合には、時刻taにおいて発電要求が開始すると、触媒温度が触媒活性温度以上、かつ劣化度の低いエンジンEから優先的に始動される。さらに要求出力が増加して時刻tbとなると、やはり触媒温度が触媒活性温度以上であるエンジンDが始動、その後tcにてエンジンBが始動する。その後発電要求出力の低下に伴い時刻tdにてエンジンBが、時刻teにてエンジンDが停止する。発電に利用したエンジンすべてが、触媒温度が触媒活性温度以上であることから、エンジン始動(時刻ta、時刻tb、および時刻tc)直後においても排気浄化効率が高く、従来制御と比較してNOxを大幅に削減できる。 On the other hand, when this control is applied, when a request for power generation begins at time ta, engine E, whose catalyst temperature is above the catalyst activation temperature and whose degree of deterioration is low, is given priority for starting. When the required output increases further and time tb is reached, engine D, whose catalyst temperature is also above the catalyst activation temperature, starts, and then engine B starts at time tc. Then, as the required power generation output decreases, engine B stops at time td and engine D stops at time te. Because the catalyst temperatures of all engines used for power generation are above the catalyst activation temperature, the exhaust purification efficiency is high even immediately after engine start (times ta, tb, and tc), and NOx can be significantly reduced compared to conventional control.
本実施例では、発電システム制御装置1は、エンジン温度として触媒温度を用いてエンジン始動の順序を決定したが、エンジンの冷却水温度に基づいて指導順序を決定してもよい。
In this embodiment, the power generation
本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other applications and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention as described in the claims.
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 For example, each of the above-mentioned embodiments describes the configuration of the device and system in detail and specifically in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to having all of the configurations described. In addition, it is possible to replace part of the configuration of the embodiments described here with the configuration of other embodiments, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines shown are those considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. In reality, it can be assumed that almost all components are interconnected.
1:発電システム制御装置
1a:入力回路
1b:入出力ポート
1c:RAM
1d:ROM
1e:CPU
1f:エンジントルク制御出力部
1g:水素供給量制御出力部
2:水素生成装置
3:負荷側機器
11:エンジン
12:発電機
13:電力変換器
14:水素供給装置
15:ECU
17:燃焼室
18:点火プラグ
19:吸気管
20:スロットル
21:エアフロセンサ
22:ガソリン用燃料噴射装置
23:高圧燃料ポンプ
24:ガス用燃料供給装置
25:冷却水温度センサ
26:排気管
27:三元触媒
28:触媒温度センサ
29:空燃比センサ
1: Power generation
1d: ROM
1e: CPU
1f: engine torque
17: Combustion chamber 18: Spark plug 19: Intake pipe 20: Throttle 21: Air flow sensor 22: Gasoline fuel injection device 23: High pressure fuel pump 24: Gas fuel supply device 25: Cooling water temperature sensor 26: Exhaust pipe 27: Three-way catalyst 28: Catalyst temperature sensor 29: Air-fuel ratio sensor
Claims (9)
各エンジンの現在の状態を検知するエンジン状態検出手段を備え、前記エンジン状態検出手段により検出された各エンジン状態の比較結果に基づいて、各エンジンの少なくとも一種類の燃料供給量を制御することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 An engine power generation system control device that is applied to a power generation system that generates power using a plurality of engines that are supplied with two or more types of fuel and are capable of co-firing the fuel,
An engine power generation system control device comprising engine state detection means for detecting the current state of each engine, and controlling at least one type of fuel supply amount to each engine based on a comparison result of each engine state detected by the engine state detection means.
前記エンジン状態検出手段は、各エンジンの劣化度を検出することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 1,
2 is a block diagram showing an engine power generation system control apparatus according to the first embodiment of the present invention;
前記エンジン状態検出手段は、各エンジンの温度を検出することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 2,
2 is a block diagram showing an engine state detection means for detecting a temperature of each engine;
前記エンジン状態検出手段により検出された各エンジンの劣化度によって、各エンジンに供給する二種類以上の燃料量の割合を制御することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 2,
2. An engine power generation system control device, comprising: a control unit for controlling a ratio of amounts of two or more types of fuel supplied to each engine according to a deterioration level of each engine detected by said engine state detection means.
供給する燃料の一つが水素であり、前記エンジン状態検出手段により検出されたエンジンの劣化度が高いエンジンほど、総供給燃料量にしめる水素量の割合を低く設定することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 2,
1. An engine power generation system control device comprising: a control unit for controlling an engine state of an engine that is supplied with hydrogen; and a control unit for controlling an engine state of an engine that is supplied with hydrogen;
前記エンジン状態検出手段は、前記エンジンの稼働時間、シリンダ内圧力、回転速度、点火信号のうち少なくとも一つからエンジン劣化度を検出することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 2,
2. An engine power generation system control device, wherein the engine condition detection means detects a degree of engine deterioration from at least one of an operating time, an in-cylinder pressure, a rotation speed, and an ignition signal of the engine.
前記エンジンの温度とは、各エンジンの排気管に備えられた排気浄化用触媒の温度であり、前記排気浄化用触媒の温度が、所定温度以上であるエンジンを優先して起動すること、を特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 3,
The engine temperature is the temperature of an exhaust purification catalyst provided in the exhaust pipe of each engine, and an engine having a temperature of the exhaust purification catalyst equal to or higher than a predetermined temperature is started preferentially.
前記発電システムは、水素を含む二種類以上の燃料を供給可能な複数のエンジンから構成され、
各エンジンの水素燃料適応性を評価する水素適応性評価手段を備え、前記水素適応性評価手段から得られた各エンジンの水素適応度が高いエンジンほど、総供給燃料量にしめる水素量の割合を高く設定することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 2,
the power generation system is composed of a plurality of engines capable of supplying two or more types of fuel including hydrogen;
An engine power generation system control device comprising a hydrogen adaptability evaluation means for evaluating the hydrogen fuel adaptability of each engine, and setting a higher ratio of hydrogen to the total fuel supply amount for an engine having a higher hydrogen adaptability obtained from said hydrogen adaptability evaluation means.
前記水素適応性評価手段は、前記エンジンの燃料供給方法、前記エンジンの圧縮比、前記エンジンの排気量、から水素適応度を決定することを特徴とするエンジン発電システム制御装置。 The engine power generation system control device according to claim 8,
2. An engine power generation system control device, wherein the hydrogen adaptability evaluation means determines hydrogen adaptability from a fuel supply method of the engine, a compression ratio of the engine, and a displacement of the engine.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017522219A (en) | 2014-07-18 | 2017-08-10 | デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Operation method of marine engine |
| JP2018204594A (en) | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ | ENGINE TYPE POWER GENERATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10309099A (en) * | 1997-04-28 | 1998-11-17 | Toshiba Corp | Combined cycle power plant control device |
| JP4479548B2 (en) | 2005-03-11 | 2010-06-09 | マツダ株式会社 | Hydrogen fuel supply device |
| JP2017008800A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社Gpe | Biomass utilization engine and power generating system |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017522219A (en) | 2014-07-18 | 2017-08-10 | デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Operation method of marine engine |
| JP2018204594A (en) | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ | ENGINE TYPE POWER GENERATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
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