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JP7798820B2 - Power generation device, power generation system, power generation method, and program - Google Patents
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JP7798820B2 - Power generation device, power generation system, power generation method, and program - Google Patents

Power generation device, power generation system, power generation method, and program

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JP7798820B2 JP2023020003A JP2023020003A JP7798820B2 JP 7798820 B2 JP7798820 B2 JP 7798820B2 JP 2023020003 A JP2023020003 A JP 2023020003A JP 2023020003 A JP2023020003 A JP 2023020003A JP 7798820 B2 JP7798820 B2 JP 7798820B2
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Description

本開示は、発電装置、発電システム、発電方法、およびプログラムに関する。 This disclosure relates to a power generation device, a power generation system, a power generation method, and a program.

蒸気タービンやガスタービンを用いて発電機の回転子を回転させることにより発電する発電システムがある。特許文献1には、関連する技術として、発電機の励磁装置に関する技術が開示されている。 There are power generation systems that generate electricity by rotating the rotor of a generator using a steam turbine or gas turbine. Patent Document 1 discloses related technology, including technology related to an excitation device for a generator.

特開2010-088234号公報JP 2010-088234 A

蒸気タービンやガスタービンを用いて発電機の回転子を回転させることにより発電する場合、発電機の界磁巻線、発電機の整流器及び主励磁装置、主励磁機の整流器により磁場を発生させ、発電機の回転子をその磁場中に存在させる必要がある。主励磁装置は主励磁機及び主励磁機の界磁巻線で構成され、外部から交流電力を受け、受けた交流電力を主励磁機の整流器に入力する。そして、主励磁機の整流器による整流後の直流電力により主励磁機の界磁巻線に直流電流が流れることにより、主励磁機の回転子の周囲に磁場が発生する。これにより主励磁機から交流電力を発生させる事ができる。主励磁機で発生させた交流電力は発電機の整流器に入力する。そして、発電機の整流器による整流後の直流電力により発電機の界磁巻線に直流電流が流れることにより、発電機の回転子の周囲に磁場が発生する。このように、発電機の回転子を磁場中に存在させている。 When generating electricity by rotating the generator rotor using a steam turbine or gas turbine, a magnetic field is generated by the generator's field winding, generator rectifier, main exciter, and main exciter rectifier, and the generator rotor must be placed within that magnetic field. The main exciter is composed of a main exciter and a main exciter field winding, and receives AC power from an external source and inputs the received AC power into the main exciter rectifier. The DC power rectified by the main exciter rectifier then causes DC current to flow through the main exciter's field winding, generating a magnetic field around the main exciter's rotor. This allows AC power to be generated from the main exciter. The AC power generated by the main exciter is input into the generator rectifier. The DC power rectified by the generator rectifier then causes DC current to flow through the generator's field winding, generating a magnetic field around the generator rotor. In this way, the generator rotor is placed within a magnetic field.

ところで、主励磁機の整流器が受ける交流電力は商用交流電源から供給されることがある。その商用交流電源には、主励磁装置を備える発電システム以外の負荷も接続され得る。そのため、商用交流電源から供給される交流電力の交流電圧は、正弦波から歪む(電圧変動や高調波、停電が発生する)ことがある。主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧が正弦波から歪む場合、所望の磁場を発生させることができず、発電機による発電が適切に行われない可能性がある。このような理由により、主励磁機の整流器が受ける交流電力を交流高圧にすることにより、負荷が変化した場合の電圧変動やノイズによる電圧変動の影響を抑制している。つまり、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧の電圧変動を抑制するためには、歪みの少ない交流高圧の商用交流電源が必要になる。 The AC power received by the rectifier of the main exciter may be supplied from a commercial AC power source. Loads other than the power generation system equipped with the main exciter may also be connected to this commercial AC power source. As a result, the AC voltage of the AC power supplied from the commercial AC power source may be distorted from a sine wave (causing voltage fluctuations, harmonics, and power outages). If the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter is distorted from a sine wave, the desired magnetic field cannot be generated, and the generator may not generate power properly. For this reason, the AC power received by the rectifier of the main exciter is set to high AC voltage to suppress the effects of voltage fluctuations due to load changes and voltage fluctuations caused by noise. In other words, to suppress voltage fluctuations in the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter, a high-voltage commercial AC power source with little distortion is required.

一方で、主励磁機の整流器が受ける交流電力は交流高圧回路から供給される電力としては小さいため(電流が小さいため)、回路保護の観点から交流低圧回路から供給することが一般的である。そのため、主励磁機の整流器が受ける交流電力を交流低圧回路から供給し、歪みの影響を低減することのできる技術が求められる。 However, since the AC power received by the rectifier of the main exciter is small compared to the power supplied from the high-voltage AC circuit (due to the small current), it is generally supplied from a low-voltage AC circuit from the perspective of circuit protection. Therefore, there is a need for technology that can supply the AC power received by the rectifier of the main exciter from a low-voltage AC circuit and reduce the effects of distortion.

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、主励磁機の整流器が受ける交流電力を交流低圧回路から供給し、歪みの影響を低減することのできる発電装置、発電システム、発電方法、及びプログラムを提供することを目的としている。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a power generation device, power generation system, power generation method, and program that can supply AC power received by the rectifier of a main exciter from an AC low-voltage circuit, thereby reducing the effects of distortion.

上記課題を解決するために、本開示に係る発電装置は、発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成する第1装置と、前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成する主励磁機と、前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電する前記発電機と、前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能な第2電源と、前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成可能な第2装置と、を備え、前記第2電源は、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する In order to solve the above-mentioned problems, a power generating device according to the present disclosure includes: a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field that is a magnetic field for a generator to generate power, and that is capable of outputting a first AC voltage; a first device that, when the first AC voltage is output from the first power supply, generates a DC voltage from the first AC voltage and generates a second AC voltage from the generated DC voltage that is closer to a sine wave than the first AC voltage; a main exciter that generates AC power of a third AC voltage in a second magnetic field that is generated based on the DC power generated from the AC power of the second AC voltage; a generator that generates AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated by the generator; a second power supply that outputs power smaller than the power that can generate the first magnetic field, and that is capable of outputting a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage independently from the first AC voltage; and a second device that generates a DC voltage from the fifth AC voltage in place of the first AC voltage, and that is capable of generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage that is closer to a sine wave than the fifth AC voltage, wherein the second power supply outputs the fifth AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power supply .

本開示に係る発電システムは、上記の発電装置と、ロータ軸を回転させるタービンであって、前記ロータ軸を介して前記発電装置が備える前記発電機に接続されるタービンと、を備える。 The power generation system according to the present disclosure includes the above-described power generation device and a turbine that rotates a rotor shaft and is connected to the generator included in the power generation device via the rotor shaft.

本開示に係る発電方法は、発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能であり、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する第2電源と、を備える発電装置が実行する発電方法であって、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成することと、を含む A power generation method according to the present disclosure is a power generation method performed by a power generation device including: a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for a generator to generate power, and that is capable of outputting a first AC voltage; and a second power supply that outputs a power smaller than the power that can generate the first magnetic field, and that is capable of outputting a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage, independently from the first AC voltage, and that outputs the fifth AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power supply, wherein when the first AC voltage is being output from the first power supply, generating a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from the second AC voltage; generating a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from the third AC voltage; and generating a fifth AC voltage from the fifth AC voltage in place of the first AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power source, and generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage that is closer to a sine wave than the fifth AC voltage .

本開示に係るプログラムは、発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能であり、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する第2電源と、を備える発電装置のコンピュータに、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成することと、を実行させる The program according to the present disclosure provides a program for causing a computer of a power generating device including: a first power supply that outputs a power smaller than that capable of generating a first magnetic field, which is a magnetic field for generating electricity by a generator, and that is capable of outputting a first AC voltage; and a second power supply that outputs a power smaller than that capable of generating the first magnetic field, and that is capable of outputting a fifth AC voltage, which is the same low voltage as the first AC voltage, independently from the first AC voltage, and that outputs the fifth AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power supply, to generate a DC voltage from the first AC voltage when the first AC voltage is being output from the first power supply. generating a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage; generating AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage; generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage; and, when the first AC voltage is not being output from the first power source, generating a DC voltage from the fifth AC voltage instead of the first AC voltage, and generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage, the sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage .

本開示に係る発電装置、発電システム、発電方法、およびプログラムによれば、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 The power generation device, power generation system, power generation method, and program disclosed herein enable the use of an AC power supply that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter.

本開示の第1実施形態による発電システムの構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a power generation system according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態による電源改質装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a power source reforming apparatus according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態による発電システムのプログラムの処理フローの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing flow of a program of the power generation system according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態による発電システムの構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a power generation system according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態による切替部の構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a switching unit according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第3実施形態による発電システムの構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a power generation system according to a third embodiment of the present disclosure. 少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating the configuration of a computer according to at least one embodiment.

<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。本開示の第1実施形態による発電システム1について説明する。
First Embodiment
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power generation system 1 according to a first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings.

(発電システムの構成)
図1は、本開示の第1実施形態による発電システム1の構成の一例を示す図である。発電システム1は、図1に示すように、発電装置10、低圧電源20(第1電源の一例)、タービン30、およびロータ軸40を備える。発電システム1は、発電装置10が備える後述する発電機101が発電するための磁場を低圧の交流電源から生成して発電するシステムである。
(Configuration of power generation system)
Fig. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a power generation system 1 according to a first embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 1, the power generation system 1 includes a power generation device 10, a low-voltage power supply 20 (an example of a first power supply), a turbine 30, and a rotor shaft 40. The power generation system 1 is a system that generates power by generating, from a low-voltage AC power supply, a magnetic field for a generator 101 (described later) included in the power generation device 10 to generate power.

発電装置10は、図1に示すように、発電機101、整流器102、整流器104、電源改質装置105(第1装置の一例)、および主励磁装置108を備える。 As shown in FIG. 1, the power generation system 10 includes a generator 101, a rectifier 102, a rectifier 104, a power reformer 105 (an example of a first device), and a main excitation device 108.

発電機101は、第1界磁巻線101aを備える。第1界磁巻線101aは、直流電流を流すことにより、発電機101が発電するための磁場を発生させる。例えば、第1界磁巻線101aは、電磁石のコイルである。発電機101は、図1に示すように、ロータ軸40を介してタービン30および後述する主励磁機103に接続される。発電機101は、タービン30が回転し、磁場中で発電機101の回転子を有するロータを回転させることにより発電する。例えば、発電機101は、発電した電力を昇圧用変圧器へ出力する。 The generator 101 includes a first field winding 101a. When a direct current flows through the first field winding 101a, it generates a magnetic field that allows the generator 101 to generate power. For example, the first field winding 101a is an electromagnet coil. As shown in FIG. 1, the generator 101 is connected to the turbine 30 and a main exciter 103 (described below) via the rotor shaft 40. The generator 101 generates power when the turbine 30 rotates, rotating a rotor having a rotor of the generator 101 in the magnetic field. For example, the generator 101 outputs the generated power to a step-up transformer.

整流器102は、主励磁機103が生成する交流電力を整流することにより直流電力を生成する。整流器102は、生成した直流電力を第1界磁巻線101aに供給する。この直流電力により、第1界磁巻線101aに直流電流が流れる(すなわち、発電機101が発電するための磁場が発生する)。整流器102の例としては、ダイオードやサイリスタ等のパワー半導体を用いた回路により交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置等の電力変換装置等が挙げられる。 The rectifier 102 generates DC power by rectifying the AC power generated by the main exciter 103. The rectifier 102 supplies the generated DC power to the first field winding 101a. This DC power causes a DC current to flow through the first field winding 101a (i.e., a magnetic field is generated for the generator 101 to generate power). Examples of rectifiers 102 include power conversion devices such as converters that convert AC power to DC power using circuits that use power semiconductors such as diodes and thyristors.

主励磁装置108は、主励磁機103および第2界磁巻線103aを備える。第2界磁巻線103aは、直流電流を流すことにより、主励磁機103が交流電力を生成するための磁場を発生させる。例えば、第2界磁巻線103aは、電磁石のコイルである。主励磁機103は、タービン30が回転し、磁場中で主励磁機103の回転子を有するロータを回転させることにより交流電力を生成する。なお、主励磁機103が生成する電力は、発電機101が発電するための磁場を発生させるためだけに使用される電力である。そのため、主励磁機103が生成する電力は、発電機101が発電する電力よりも小さい。主励磁機103は、生成した交流電力を整流器102に出力する。 The main excitation device 108 includes a main exciter 103 and a second field winding 103a. By passing a DC current through the second field winding 103a, it generates a magnetic field that allows the main exciter 103 to generate AC power. For example, the second field winding 103a is an electromagnet coil. The main exciter 103 generates AC power by rotating the turbine 30 and rotating a rotor having the rotor of the main exciter 103 in the magnetic field. Note that the power generated by the main exciter 103 is used only to generate a magnetic field for the generator 101 to generate power. Therefore, the power generated by the main exciter 103 is smaller than the power generated by the generator 101. The main exciter 103 outputs the generated AC power to the rectifier 102.

整流器104は、電源改質装置105が出力する交流電力を整流することにより直流電力を生成する。整流器104は、生成した直流電力を第2界磁巻線103aに供給する。この直流電力により、第2界磁巻線103aに直流電流が流れる(すなわち、主励磁機103が交流電力を生成するための磁場が発生する)。整流器104の例としては、ダイオードやサイリスタ等のパワー半導体を用いた回路により交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置等の電力変換装置等が挙げられる。 The rectifier 104 generates DC power by rectifying the AC power output by the power source reformer 105. The rectifier 104 supplies the generated DC power to the second field winding 103a. This DC power causes a DC current to flow through the second field winding 103a (i.e., a magnetic field is generated so that the main exciter 103 generates AC power). Examples of rectifiers 104 include power conversion devices such as converters that convert AC power to DC power using circuits that use power semiconductors such as diodes and thyristors.

電源改質装置105は、低圧電源20から供給される交流電力の交流電圧の変動を改善する。そして、電源改質装置105は、改善した交流電圧を整流器104に出力する。図2は、本開示の第1実施形態による電源改質装置105の構成の一例を示す図である。例えば、電源改質装置105は、図2に示すように、コンバータ105a、およびインバータ105bを備える。 The power supply reformer 105 improves the AC voltage fluctuations of the AC power supplied from the low-voltage power supply 20. The power supply reformer 105 then outputs the improved AC voltage to the rectifier 104. Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of the power supply reformer 105 according to the first embodiment of the present disclosure. For example, as shown in Figure 2, the power supply reformer 105 includes a converter 105a and an inverter 105b.

コンバータ105aは、低圧電源20から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ105aは、変換後の直流電圧をインバータ105bに出力する。また、インバータ105bは、コンバータ105aが出力した直流電圧を交流電圧(すなわち、交流電力)に変換する。インバータ105bは、変換後の交流電力を整流器104に出力する。つまり、電源改質装置105は、低圧電源20から供給される交流電圧を、歪みの大小に影響を受け難い直流電圧(すなわち、ほぼ一定の電圧)に変換する。そして、電源改質装置105は、ほぼ一定の電圧を、ほぼ正弦波であり歪みがほぼない交流電圧に変換する。よって、電源改質装置105により、低圧電源20から供給される交流電圧を、歪みがほぼない交流電圧に変換することができる。 Converter 105a converts the AC voltage supplied from low-voltage power supply 20 into DC voltage. Converter 105a outputs the converted DC voltage to inverter 105b. In addition, inverter 105b converts the DC voltage output by converter 105a into AC voltage (i.e., AC power). Inverter 105b outputs the converted AC power to rectifier 104. In other words, power supply reformer 105 converts the AC voltage supplied from low-voltage power supply 20 into a DC voltage that is less affected by the magnitude of distortion (i.e., a substantially constant voltage). Then, power supply reformer 105 converts the substantially constant voltage into an AC voltage that is substantially sinusoidal and has almost no distortion. Therefore, power supply reformer 105 can convert the AC voltage supplied from low-voltage power supply 20 into an AC voltage with almost no distortion.

低圧電源20は、低圧の交流電圧(例えば、AC(Alternating Current)600ボルトの電圧)を出力可能な商用交流電源である。低圧電源20には、発電システム1以外の負荷(不図示)が接続される場合がある。そのため、低圧電源20から供給される交流電圧は、歪みが大きくなる可能性がある。低圧電源20は、交流電圧を電源改質装置105に出力する。なお、低圧電源20は、整流器102に交流電力を供給しても発電機101が発電するための磁場を発生させることができない大きさの電力しか出力することのできない電源である。 The low-voltage power supply 20 is a commercial AC power supply capable of outputting a low-voltage AC voltage (for example, 600 volts of AC (Alternating Current)). A load (not shown) other than the power generation system 1 may be connected to the low-voltage power supply 20. Therefore, the AC voltage supplied from the low-voltage power supply 20 may be highly distorted. The low-voltage power supply 20 outputs the AC voltage to the power source reformer 105. The low-voltage power supply 20 is a power supply that can only output a power level that is insufficient to generate a magnetic field for the generator 101 to generate electricity, even if it supplies AC power to the rectifier 102.

タービン30は、ロータ軸40を回転させる。タービン30の例としては、蒸気タービン、ガスタービンなどが挙げられる。 The turbine 30 rotates the rotor shaft 40. Examples of the turbine 30 include a steam turbine and a gas turbine.

(発電システムが行う処理)
図3は、本開示の第1実施形態による発電システム1の処理フローの一例を示す図である。次に、発電システム1が行う処理について、図3を参照して説明する。なお、タービン30は、ロータ軸40を回転させているものとする。
(Processing performed by the power generation system)
3 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the power generation system 1 according to the first embodiment of the present disclosure. Next, the processing performed by the power generation system 1 will be described with reference to FIG. 3. It is assumed that the turbine 30 is rotating the rotor shaft 40.

低圧電源20は、交流電圧を電源改質装置105に出力する。電源改質装置105は、低圧電源20から供給される交流電力の交流電圧の変動を改善する(ステップS1)。例えば、電源改質装置105は、図2に示すように、コンバータ105a、およびインバータ105bを備える。そして、電源改質装置105は、低圧電源20から供給される交流電圧を、歪みがほぼない交流電圧に変換する。電源改質装置105は、改善した交流電圧を整流器104に出力する。 The low-voltage power supply 20 outputs an AC voltage to the power supply reformer 105. The power supply reformer 105 improves the AC voltage fluctuations of the AC power supplied from the low-voltage power supply 20 (step S1). For example, as shown in FIG. 2, the power supply reformer 105 includes a converter 105a and an inverter 105b. The power supply reformer 105 then converts the AC voltage supplied from the low-voltage power supply 20 into an AC voltage with almost no distortion. The power supply reformer 105 outputs the improved AC voltage to the rectifier 104.

整流器104は、電源改質装置105が出力する交流電力を整流することにより直流電力を生成する(ステップS2)。整流器104は、生成した直流電力を第2界磁巻線103aに供給する。 The rectifier 104 generates DC power by rectifying the AC power output by the power source reformer 105 (step S2). The rectifier 104 supplies the generated DC power to the second field winding 103a.

第2界磁巻線103aに直流電流が流れ、主励磁機103が交流電力を生成するための磁場が発生する(ステップS3)。主励磁機103は、タービン30が回転し、磁場中で主励磁機103の電機子コイル(回転子)を有するロータを回転させることにより交流電力を生成する(ステップS4)。主励磁機103は、生成した交流電力を整流器102に出力する。 A DC current flows through the second field winding 103a, generating a magnetic field that causes the main exciter 103 to generate AC power (step S3). The main exciter 103 generates AC power by rotating the rotor, which has the armature coil (rotor) of the main exciter 103, in the magnetic field as the turbine 30 rotates (step S4). The main exciter 103 outputs the generated AC power to the rectifier 102.

整流器102は、主励磁機103が生成する交流電力を整流することにより直流電力を生成する(ステップS5)。整流器102は、生成した直流電力を第1界磁巻線101aに供給する。 The rectifier 102 generates DC power by rectifying the AC power generated by the main exciter 103 (step S5). The rectifier 102 supplies the generated DC power to the first field winding 101a.

第1界磁巻線101aに直流電流が流れ、発電機101が発電するための磁場が発生する(ステップS6)。発電機101は、タービン30が回転し、磁場中で発電機101の電機子コイル(回転子)を有するロータを回転させることにより発電する(ステップS7)。発電機101は、発電した電力を昇圧用変圧器へ出力する。 A direct current flows through the first field winding 101a, generating a magnetic field for the generator 101 to generate electricity (step S6). The generator 101 generates electricity by rotating the turbine 30 and rotating the rotor having the armature coil (rotor) of the generator 101 in the magnetic field (step S7). The generator 101 outputs the generated power to the step-up transformer.

(利点)
以上、本開示の第1実施形態による発電システム1について説明した。発電システム1において、発電装置10は、発電機101が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する低圧電源20(第1電源の一例)であって、第1交流電圧を出力可能な低圧電源20と、前記低圧電源20から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成する電源改質装置105(第1装置の一例)と、前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成する主励磁機103と、前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電する前記発電機101と、を備える。
(advantage)
The above has described a power generation system 1 according to a first embodiment of the present disclosure. In the power generation system 1, the power generation device 10 includes: a low-voltage power supply 20 (an example of a first power supply) that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for generating power by a generator 101, and that is capable of outputting a first AC voltage; a power source reforming device 105 (an example of a first device) that, when the first AC voltage is output from the low-voltage power supply 20, generates a DC voltage from the first AC voltage and generates a second AC voltage from the generated DC voltage that is closer to a sine wave than the first AC voltage; a main exciter 103 that generates AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage; and the generator 101 that generates AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on the DC power generated from the AC power of the third AC voltage.

これにより、電源改質装置105は、交流電源が出力する低電力の交流電力であり、電圧変動の大きい低圧の交流電圧から、電圧変動の小さい交流電圧を生成することができる。その結果、発電システム1において、発電装置10は、主励磁機103の整流器104が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 As a result, the power source reforming device 105 can generate AC voltage with small voltage fluctuations from the low-voltage AC voltage that is low-power AC power output by the AC power source and has large voltage fluctuations. As a result, in the power generation system 1, the power generation device 10 can use an AC power source that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier 104 of the main exciter 103.

<第2実施形態>
次に、本開示の第2実施形態による発電システム1について説明する。以下では、本開示の第2実施形態による発電システム1が、本開示の第1実施形態による発電システム1と異なる点について主に説明する。
Second Embodiment
Next, a power generation system 1 according to a second embodiment of the present disclosure will be described. The following mainly describes the differences between the power generation system 1 according to the second embodiment of the present disclosure and the power generation system 1 according to the first embodiment of the present disclosure.

(発電システムの構成)
図4は、本開示の第2実施形態による発電システム1の構成の一例を示す図である。発電システム1は、図4に示すように、発電装置10、低圧電源20(第1電源の一例)、タービン30、およびロータ軸40に加えて、さらに、低圧電源50(第2電源の一例)を備える。
(Configuration of power generation system)
Fig. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a power generation system 1 according to a second embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 4, the power generation system 1 includes a power generation device 10, a low-voltage power supply 20 (an example of a first power supply), a turbine 30, and a rotor shaft 40, and further includes a low-voltage power supply 50 (an example of a second power supply).

発電装置10は、図4に示すように、発電機101、整流器102、主励磁機103、整流器104、および電源改質装置105(第1装置の一例)に加えて、さらに、切替部106を備える。切替部106は、低圧電源20と低圧電源50とを切り替える。例えば、切替部106は、低圧電源20及び低圧電源50と、整流器104との間に設けられ、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されている場合、低圧電源50と整流器104との間の接続を切断する。また、切替部106は、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されていない場合、低圧電源50と整流器104との間を接続する。図5は、本開示の第2実施形態による切替部106の構成の一例を示す図である。切替部106は、図5に示すように、例えば無瞬断切替スイッチを用いて構成され、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されていない場合には無瞬断切替スイッチにより、低圧電源50からの交流電力の供給に無瞬断で切り替える事が可能になる。 As shown in FIG. 4, the power generation device 10 includes a generator 101, a rectifier 102, a main exciter 103, a rectifier 104, and a power source reformer 105 (an example of a first device), as well as a switching unit 106. The switching unit 106 switches between the low-voltage power supply 20 and the low-voltage power supply 50. For example, the switching unit 106 is provided between the low-voltage power supplies 20 and 50 and the rectifier 104, and disconnects the low-voltage power supply 50 from the rectifier 104 when AC power is being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10. Furthermore, the switching unit 106 connects the low-voltage power supply 50 to the rectifier 104 when AC power is not being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the switching unit 106 according to the second embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 5, the switching unit 106 is configured using, for example, an uninterruptible changeover switch, and when AC power is not being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the uninterruptible changeover switch can switch without interruption to the supply of AC power from the low-voltage power supply 50.

なお、本開示の第1実施形態では、整流器104に供給される交流電力は、電源改質装置105が出力する交流電力であるのに対して、本開示の第2実施形態では、整流器104に供給される交流電力は、電源改質装置105が出力する交流電力、または低圧電源50から供給される交流電力である。図4に示す本開示の第2実施形態による発電システム1が行う処理は、その違いを考慮すれば、本開示の第1実施形態による発電システム1と同様に考えることができる。 Note that in the first embodiment of the present disclosure, the AC power supplied to the rectifier 104 is the AC power output by the power source reforming device 105, whereas in the second embodiment of the present disclosure, the AC power supplied to the rectifier 104 is the AC power output by the power source reforming device 105 or the AC power supplied from the low-voltage power supply 50. Taking this difference into consideration, the processing performed by the power generation system 1 according to the second embodiment of the present disclosure shown in FIG. 4 can be considered to be similar to that of the power generation system 1 according to the first embodiment of the present disclosure.

(利点)
以上、本開示の第2実施形態による発電システム1について説明した。発電システム1において、切替部106は、低圧電源20と低圧電源50とを切り替える。例えば、切替部106は、低圧電源20及び低圧電源50と、整流器104との間に設けられ、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されている場合、低圧電源50と整流器104との間の接続を切断する。また、切替部106は、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されていない場合、低圧電源50と整流器104との間を無瞬断で接続する。
(advantage)
The power generation system 1 according to the second embodiment of the present disclosure has been described above. In the power generation system 1, the switching unit 106 switches between the low-voltage power supply 20 and the low-voltage power supply 50. For example, the switching unit 106 is provided between the low-voltage power supply 20 and the low-voltage power supply 50 and the rectifier 104, and when AC power is being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the switching unit 106 disconnects the low-voltage power supply 50 from the rectifier 104. Furthermore, when AC power is not being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the switching unit 106 connects the low-voltage power supply 50 and the rectifier 104 without momentary interruption.

これにより、切替部106は、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されなくなった場合であっても、低圧電源50から発電装置10へ交流電力が供給させることができる。その結果、発電システム1において、発電装置10は、発電機101による発電を停止させずに発電運転を継続させることができる。 As a result, the switching unit 106 can supply AC power from the low-voltage power supply 50 to the power generation device 10 even when AC power is no longer supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10. As a result, in the power generation system 1, the power generation device 10 can continue power generation operation without stopping power generation by the generator 101.

<第3実施形態>
次に、本開示の第3実施形態による発電システム1について説明する。以下では、本開示の第3実施形態による発電システム1が、本開示の第2実施形態による発電システム1と異なる点について主に説明する。
Third Embodiment
Next, a power generation system 1 according to a third embodiment of the present disclosure will be described. The following mainly describes the differences between the power generation system 1 according to the third embodiment of the present disclosure and the power generation system 1 according to the second embodiment of the present disclosure.

(発電システムの構成)
図6は、本開示の第3実施形態による発電システム1の構成の一例を示す図である。発電システム1は、図6に示すように、発電装置10、低圧電源20(第1電源の一例)、タービン30、ロータ軸40、および低圧電源50(第2電源の一例)を備える。
(Configuration of power generation system)
Fig. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of a power generation system 1 according to a third embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 6, the power generation system 1 includes a power generation device 10, a low-voltage power supply 20 (an example of a first power supply), a turbine 30, a rotor shaft 40, and a low-voltage power supply 50 (an example of a second power supply).

発電装置10は、図6に示すように、発電機101、整流器102、主励磁機103、整流器104、電源改質装置105(第1装置の一例)、および切替部106に加えて、さらに、電源改質装置107(第2装置の一例)を備える。電源改質装置107は、図6に示すように、低圧電源50と切替部106との間に設けられ、低圧電源50から供給される交流電力の交流電圧の歪みを改善する。そして、電源改質装置107は、改善した交流電圧を切替部106を介して整流器104に出力する。なお、電源改質装置107は、電源改質装置105と同様の構成であってもよい。 As shown in FIG. 6, the power generation system 10 includes a generator 101, a rectifier 102, a main exciter 103, a rectifier 104, a power supply reformer 105 (an example of a first device), and a switching unit 106, as well as a power supply reformer 107 (an example of a second device). As shown in FIG. 6, the power supply reformer 107 is provided between the low-voltage power supply 50 and the switching unit 106, and improves distortion in the AC voltage of the AC power supplied from the low-voltage power supply 50. The power supply reformer 107 then outputs the improved AC voltage to the rectifier 104 via the switching unit 106. Note that the power supply reformer 107 may have a configuration similar to that of the power supply reformer 105.

切替部106は、低圧電源20と低圧電源50とを切り替える。例えば、切替部106は、電源改質装置105及び電源改質装置107と、整流器104との間に設けられ、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されている場合、電源改質装置107と整流器104との間の接続を無瞬断で切断する。また、切替部106は、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されていない場合、電源改質装置107と整流器104との間を接続する。切替部106は、図5に示すような、本開示の第2実施形態による切替部106と同様に、例えば無瞬断切替スイッチを用いて構成され、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されていない場合には無瞬断切替スイッチにより、低圧電源50からの交流電力の供給に無瞬断で切り替える事が可能になる。 The switching unit 106 switches between the low-voltage power supply 20 and the low-voltage power supply 50. For example, the switching unit 106 is provided between the power supply reforming device 105 and the power supply reforming device 107 and the rectifier 104, and when AC power is being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the switching unit 106 disconnects the power supply reforming device 107 from the rectifier 104 without interruption. Furthermore, when AC power is not being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the switching unit 106 connects the power supply reforming device 107 to the rectifier 104. The switching unit 106 is configured using, for example, an uninterruptible changeover switch, similar to the switching unit 106 according to the second embodiment of the present disclosure, as shown in FIG. 5 . When AC power is not being supplied from the low-voltage power supply 20 to the power generation device 10, the uninterruptible changeover switch can uninterruptibly switch to AC power supplied from the low-voltage power supply 50.

なお、本開示の第2実施形態では、整流器104に供給される交流電力は、電源改質装置105が出力する交流電力、または低圧電源50から供給される交流電力であったのに対して、本開示の第3実施形態では、整流器104に供給される交流電力は、電源改質装置105が出力する交流電力、または電源改質装置107が出力する交流電力である。図6に示す本開示の第3実施形態による発電システム1が行う処理は、その違いを考慮すれば、本開示の第2実施形態による発電システム1と同様に考えることができる。 Note that in the second embodiment of the present disclosure, the AC power supplied to the rectifier 104 is the AC power output by the power source reforming device 105 or the AC power supplied from the low-voltage power supply 50, whereas in the third embodiment of the present disclosure, the AC power supplied to the rectifier 104 is the AC power output by the power source reforming device 105 or the AC power output by the power source reforming device 107. Taking these differences into consideration, the processing performed by the power generation system 1 according to the third embodiment of the present disclosure shown in FIG. 6 can be considered to be similar to that of the power generation system 1 according to the second embodiment of the present disclosure.

(利点)
以上、本開示の第3実施形態による発電システム1について説明した。発電システム1において、電源改質装置107は、低圧電源50から供給される交流電力の交流電圧の変動を改善する。
(advantage)
The power generation system 1 according to the third embodiment of the present disclosure has been described above. In the power generation system 1, the power source reforming device 107 improves fluctuations in the AC voltage of the AC power supplied from the low-voltage power source 50.

これにより、電源改質装置107は、低圧電源50から整流器104に供給される交流電力の交流電圧の歪みを改善することができる。その結果、発電システム1において、発電装置10は、低圧電源20から発電装置10へ交流電力が供給されなくなった場合の発電機101による発電の信頼性を向上させることができる。 This allows the power source reformer 107 to improve distortion in the AC voltage of the AC power supplied from the low-voltage power source 50 to the rectifier 104. As a result, in the power generation system 1, the power generation device 10 can improve the reliability of power generation by the generator 101 when AC power is no longer supplied to the power generation device 10 from the low-voltage power source 20.

なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。 Note that the order of the processes in the embodiments of the present disclosure may be changed as long as appropriate processing is performed.

本開示の実施形態における記憶部や記憶装置(レジスタ、ラッチを含む)のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部や記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。 In the embodiments of the present disclosure, each of the memory units and storage devices (including registers and latches) may be located anywhere within the range in which appropriate information can be transmitted and received. Furthermore, each of the memory units and storage devices may exist in multiple locations within the range in which appropriate information can be transmitted and received, and data may be stored in a distributed manner.

本開示の実施形態について説明したが、上述の発電システム1、発電装置10、タービン30、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図7は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、図7に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の発電システム1、発電装置10、タービン30、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
Although the embodiments of the present disclosure have been described, the power generation system 1, the power generation device 10, the turbine 30, and other control devices may have a computer system built therein. The above-described processing steps are stored in the form of a program on a computer-readable recording medium, and the computer reads and executes this program to perform the above processing. Specific examples of computers are shown below.
FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating the configuration of a computer according to at least one embodiment.
As shown in FIG. 7, the computer 5 includes a CPU 6, a main memory 7, a storage 8, and an interface 9.
For example, the power generation system 1, the power generation device 10, the turbine 30, and the other control devices are implemented in a computer 5. The operations of the above-described processing units are stored in the storage 8 in the form of a program. The CPU 6 reads the program from the storage 8, loads it into the main memory 7, and executes the above-described processing in accordance with the program. The CPU 6 also allocates storage areas in the main memory 7 corresponding to the above-described storage units in accordance with the program.

ストレージ8の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ8は、コンピュータ5のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース9または通信回線を介してコンピュータ5に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ5に配信される場合、配信を受けたコンピュータ5が当該プログラムをメインメモリ7に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、ストレージ8は、一時的でない有形の記憶媒体である。 Examples of storage 8 include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), semiconductor memory, etc. Storage 8 may be internal media directly connected to the bus of computer 5, or external media connected to computer 5 via interface 9 or a communication line. Furthermore, if this program is distributed to computer 5 via a communication line, the computer 5 that receives the program may expand the program into main memory 7 and execute the above-mentioned processing. In at least one embodiment, storage 8 is a non-transitory, tangible storage medium.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may also implement some of the functions described above. Furthermore, the program may be a file that can implement the functions described above in combination with a program already recorded on the computer system, a so-called differential file (differential program).

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、開示の範囲を限定しない。これらの実施形態は、開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。 Several embodiments of the present disclosure have been described, but these embodiments are merely examples and do not limit the scope of the disclosure. Various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made to these embodiments without departing from the spirit of the disclosure.

<付記>
本開示の各実施形態に記載の発電装置10、発電システム1、発電方法、およびプログラムは、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The power generation device 10, the power generation system 1, the power generation method, and the program described in each embodiment of the present disclosure can be understood, for example, as follows.

(1)第1の態様に係る発電装置(10)は、
発電機(101)が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源(20)であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源(20)と、
前記第1電源(20)から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成する第1装置(105)と、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成する主励磁機(103)と、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電する前記発電機(101)と、
を備える。
(1) A power generation device (10) according to a first aspect of the present invention includes:
a first power source (20) that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for generating power from a generator (101), and that is capable of outputting a first AC voltage;
a first device (105) that, when the first AC voltage is output from the first power source (20), generates a DC voltage from the first AC voltage and generates a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage;
a main exciter (103) that generates AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
the generator (101) that generates AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
Equipped with.

この発電装置(10)は、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 This power generating device (10) can use an AC power supply that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter.

(2)第2の態様に係る発電装置(10)は、(1)の発電装置(10)であって、
前記第1磁場を発生させる電磁石のコイルである第1界磁巻線(101a)、
を備えるものであってもよい。
(2) A power generation device (10) according to a second aspect is the power generation device (10) of (1),
a first field winding (101a) which is a coil of an electromagnet that generates the first magnetic field;
The above configuration may be adopted.

これにより、発電装置(10)は、発電機が発電するための磁場を発生させることができる。 This allows the power generation device (10) to generate a magnetic field that allows the generator to generate electricity.

(3)第3の態様に係る発電装置(10)は、(1)または(2)の発電装置(10)であって、
前記第2磁場を発生させる電磁石のコイルである第2界磁巻線(103a)、
を備えるものであってもよい。
(3) A power generation device (10) according to a third aspect is the power generation device (10) according to (1) or (2),
a second field winding (103a) which is a coil of an electromagnet that generates the second magnetic field;
The above configuration may be adopted.

これにより、発電装置(10)は、主励磁機が交流電力を生成するための磁場を発生させることができる。 This allows the power generating device (10) to generate a magnetic field that allows the main exciter to generate AC power.

(4)第4の態様に係る発電装置(10)は、(1)から(3)のいずれか1つの発電装置(10)であって、
前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能な第2電源(50)と、
前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成可能な第2装置(107)と、
を備え、
前記第2電源(50)は、
前記第1電源(20)から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力するものであってもよい。
(4) A power generation device (10) according to a fourth aspect is any one of the power generation devices (10) of (1) to (3),
a second power supply (50) that outputs a power smaller than the power capable of generating the first magnetic field and that is capable of outputting a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage, independently of the first AC voltage;
a second device (107) that generates a DC voltage from the fifth AC voltage instead of the first AC voltage, and that is capable of generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage, the sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage;
Equipped with
The second power source (50)
When the first AC voltage is not output from the first power supply (20), the fifth AC voltage may be output.

これにより、発電装置(10)は、第1電源から発電装置(10)へ交流電力が供給されなくなった場合であっても、第2電源から発電装置(10)へ交流電力が供給させることができる。その結果、発電システムにおいて、発電装置(10)は、発電機による発電を停止させずに発電運転を継続させることができる。 As a result, even if AC power is no longer supplied from the first power source to the power generation device (10), AC power can be supplied from the second power source to the power generation device (10). As a result, in the power generation system, the power generation device (10) can continue power generation operation without stopping power generation by the generator.

(5)第5の態様に係る発電装置(10)は、(4)の発電装置(10)であって、
前記第1電源と前記第2電源とを切り替える切替部(106)、
を備えるものであってもよい。
(5) A power generation device (10) according to a fifth aspect is the power generation device (10) of (4),
a switching unit (106) that switches between the first power source and the second power source;
The above configuration may be adopted.

これにより、発電装置(10)は、第1電源から発電装置(10)へ交流電力が供給されなくなった場合であっても、第2電源から発電装置(10)へ交流電力が供給させることができる。その結果、発電システムにおいて、発電装置(10)は、発電機による発電を停止させずに発電運転を継続させることができる。 As a result, even if AC power is no longer supplied from the first power source to the power generation device (10), AC power can be supplied from the second power source to the power generation device (10). As a result, in the power generation system, the power generation device (10) can continue power generation operation without stopping power generation by the generator.

(6)第6の態様に係る発電装置(10)は、(4)または(5)の発電装置(10)であって、
前記第2装置(107)は、
前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成するものであってもよい。
(6) A power generation device (10) according to a sixth aspect is the power generation device (10) according to (4) or (5),
The second device (107) comprises:
A DC voltage may be generated from the fifth AC voltage, and a sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage may be generated from the generated DC voltage.

これにより、発電装置(10)は、第2電源から供給される交流電力の交流電圧の歪みを改善することができる。 This allows the power generation device (10) to improve distortion in the AC voltage of the AC power supplied from the second power source.

(7)第7の態様に係る発電システム(1)は、
請求項1から請求項6の何れか一項に記載の発電装置と、
ロータ軸を回転させるタービンであって、前記ロータ軸を介して前記発電装置が備える前記発電機に接続されるタービンと、
を備える。
(7) A power generation system (1) according to a seventh aspect includes:
The power generation device according to any one of claims 1 to 6;
a turbine that rotates a rotor shaft, the turbine being connected to the generator included in the power generation device via the rotor shaft;
Equipped with.

この発電システム(1)は、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 This power generation system (1) can use an AC power supply that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter.

(8)第8の態様に係る発電方法は、
発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源を備える発電装置が実行する発電方法であって、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、
を含む。
(8) A power generation method according to an eighth aspect includes:
A power generation method performed by a power generation device including a first power source that outputs a power smaller than a power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for generating power by a generator, and that is capable of outputting a first AC voltage,
When the first AC voltage is output from the first power supply, generating a DC voltage from the first AC voltage, and generating a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage;
generating AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
Includes.

この発電方法は、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 This power generation method can use an AC power supply that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter.

(9)第9の態様に係るプログラムは、
発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源を備える発電装置のコンピュータに、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、
を実行させる。
(9) A program according to a ninth aspect includes:
A computer of a power generating device including a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for generating power by the generator, and that can output a first AC voltage,
When the first AC voltage is output from the first power supply, generating a DC voltage from the first AC voltage, and generating a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage;
generating AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
Execute the following.

このプログラムは、主励磁機の整流器が受ける交流電力の交流電圧に基づいて、発電機が発電するための磁場を発生させる場合に、低電力の交流電力であり、低圧の交流電圧を出力する交流電源を用いることができる。 This program allows the use of an AC power supply that outputs low-power AC power and low-voltage AC voltage when generating a magnetic field for the generator to generate electricity based on the AC voltage of the AC power received by the rectifier of the main exciter.

1・・・発電システム
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10・・・発電装置
20・・・低圧電源(第1電源)
30・・・タービン
40・・・ロータ軸
50・・・低圧電源(第2電源)
101・・・発電機
101a・・・第1界磁巻線
102、104・・・整流器
103・・・主励磁機
103a・・・第2界磁巻線
105・・・電源改質装置(第1装置)
105a・・・コンバータ
105b・・・インバータ
106・・・切替部
107・・・電源改質装置(第2装置)
1... Power generation system 5... Computer 6... CPU
7: Main memory 8: Storage 9: Interface 10: Power generation device 20: Low-voltage power supply (first power supply)
30: Turbine 40: Rotor shaft 50: Low-voltage power supply (second power supply)
101... Generator 101a... First field winding 102, 104... Rectifier 103... Main exciter 103a... Second field winding 105... Power source reforming device (first device)
105a: Converter 105b: Inverter 106: Switching unit 107: Power source reforming device (second device)

Claims (8)

発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成する第1装置と、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成する主励磁機と、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電する前記発電機と、
前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能な第2電源と、
前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成可能な第2装置と、
を備え
前記第2電源は、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する、
発電装置。
a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for generating power by the generator, and that is capable of outputting a first AC voltage;
a first device that, when the first AC voltage is output from the first power supply, generates a DC voltage from the first AC voltage and generates a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage;
a main exciter that generates AC power of a third AC voltage in a second magnetic field that is generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
the generator generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
a second power supply that outputs a power smaller than the power capable of generating the first magnetic field, and that is capable of outputting a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage, independently of the first AC voltage;
a second device that generates a DC voltage from the fifth AC voltage instead of the first AC voltage, and that is capable of generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage, the sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage;
Equipped with
The second power source is
When the first AC voltage is not output from the first power supply, the fifth AC voltage is output.
Power generation equipment.
前記第1磁場を発生させる電磁石のコイルである第1界磁巻線、
を備える請求項1に記載の発電装置。
a first field winding which is a coil of an electromagnet that generates the first magnetic field;
The power generating device according to claim 1 .
前記第2磁場を発生させる電磁石のコイルである第2界磁巻線、
を備える請求項1に記載の発電装置。
a second field winding which is a coil of an electromagnet that generates the second magnetic field;
The power generating device according to claim 1 .
前記第1電源と前記第2電源とを切り替える切替部、
を備える請求項に記載の発電装置。
a switching unit that switches between the first power source and the second power source;
The power generating device according to claim 1 .
前記第2装置は、
前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成する、
を備える請求項に記載の発電装置。
The second device is
generating a DC voltage from the fifth AC voltage, and generating a sixth AC voltage from the generated DC voltage, the sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage;
The power generating device according to claim 1 .
請求項1から請求項の何れか一項に記載の発電装置と、
ロータ軸を回転させるタービンであって、前記ロータ軸を介して前記発電装置が備える前記発電機に接続されるタービンと、
を備える発電システム。
The power generation device according to any one of claims 1 to 5 ;
a turbine that rotates a rotor shaft, the turbine being connected to the generator included in the power generation device via the rotor shaft;
A power generation system comprising:
発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能であり、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する第2電源と、を備える発電装置が実行する発電方法であって、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成することと、
を含む発電方法。
a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for a generator to generate power, and that can output a first AC voltage ; and a second power supply that outputs a power smaller than the power that can generate the first magnetic field, and that can output a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage, independently from the first AC voltage, and that outputs the fifth AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power supply,
When the first AC voltage is output from the first power supply, generating a DC voltage from the first AC voltage, and generating a second AC voltage from the generated DC voltage, the second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage;
generating AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
When the first AC voltage is not being output from the first power supply, a DC voltage is generated from the fifth AC voltage instead of the first AC voltage, and a sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage is generated from the generated DC voltage;
A method of generating electricity comprising:
発電機が発電するための磁場である第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する第1電源であって、第1交流電圧を出力可能な第1電源と、前記第1磁場を発生させることのできる電力よりも小さな電力を出力する電源であって、前記第1交流電圧と同じ低圧の第5交流電圧を、前記第1交流電圧から独立して出力可能であり、前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第5交流電圧を出力する第2電源と、を備える発電装置のコンピュータに、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されている場合、前記第1交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第1交流電圧よりも正弦波に近い第2交流電圧を生成することと、
前記第2交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する第2磁場中で、第3交流電圧の交流電力を生成することと、
前記第3交流電圧の交流電力から生成された直流電力に基づいて発生する前記第1磁場中で、第4交流電圧の交流電力を発電することと、
前記第1電源から前記第1交流電圧が出力されていない場合、前記第1交流電圧に代わって前記第5交流電圧から直流電圧を生成し、生成した直流電圧から前記第5交流電圧よりも正弦波に近い第6交流電圧を生成することと、
を実行させるプログラム。
a first power supply that outputs a power smaller than the power that can generate a first magnetic field, which is a magnetic field for a generator to generate power, and that can output a first AC voltage ; and a second power supply that outputs a power smaller than the power that can generate the first magnetic field, and that can output a fifth AC voltage that is the same low voltage as the first AC voltage, independently from the first AC voltage, and that outputs the fifth AC voltage when the first AC voltage is not being output from the first power supply,
When the first AC voltage is output from the first power supply, a DC voltage is generated from the first AC voltage, and a second AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the first AC voltage is generated from the generated DC voltage;
generating AC power of a third AC voltage in a second magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the second AC voltage;
generating AC power of a fourth AC voltage in the first magnetic field generated based on DC power generated from AC power of the third AC voltage;
When the first AC voltage is not being output from the first power supply, a DC voltage is generated from the fifth AC voltage instead of the first AC voltage, and a sixth AC voltage having a waveform closer to a sine wave than the fifth AC voltage is generated from the generated DC voltage;
A program that executes the following.
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