JP4798597B2 - Cogeneration system - Google Patents

Description

本発明は、熱電併給装置からの発電電力を電力負荷に供給するとともに、熱電併給装置の排熱を回収して温水として貯えるコージェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a cogeneration system that supplies generated power from a combined heat and power supply device to an electric load, and collects exhaust heat from the combined heat and power supply device and stores it as hot water.

近年、エネルギーを有効に利用してその効率を高めるために、電力と熱を利用したコージェネレーションシステムが提案され実用に供されている。このコージェネレーションシステムは、電力及び熱を発生する熱電併給装置と、熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを備えている。インバータからの交流電力は商用電源と系統連系されており、インバータ及び商用電源からの交流電力は電力負荷に供給される。   In recent years, cogeneration systems using electric power and heat have been proposed and put into practical use in order to effectively use energy and increase its efficiency. The cogeneration system includes a cogeneration device that generates electric power and heat, a converter that converts generated power from the cogeneration device into predetermined DC power, and DC power from the converter that is converted into AC power. And an inverter. AC power from the inverter is grid-connected to the commercial power source, and AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to the power load.

熱電併給装置は、例えば、エンジンと、このエンジンによって駆動される交流発電機とから構成され、交流発電機により発生される発電出力は、エンジンの出力軸の回転数が大きくなると大きくなり、その出力軸の回転数が小さくなると小さくなり、その出力軸の回転数により変動する。このように交流発電機の発電出力が変動すると、インバータの入力側の直流電圧が変動し、この入力側電圧の変動によってインバータの出力側の交流電圧も変動し、商用電源に系統連系されるインバータの出力電圧が不安定になる。   The cogeneration device is composed of, for example, an engine and an alternator driven by the engine, and the power generation output generated by the alternator increases as the rotational speed of the engine output shaft increases. When the rotational speed of the shaft becomes smaller, the rotational speed becomes smaller and varies depending on the rotational speed of the output shaft. When the power generation output of the AC generator fluctuates in this way, the DC voltage on the input side of the inverter fluctuates, and the fluctuation of the input side voltage also fluctuates the AC voltage on the output side of the inverter, which is connected to the commercial power supply. The output voltage of the inverter becomes unstable.

そこで、コンバータをサイリスタなどの半導体整流素子から構成したコージェネレーションシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このコージェネレーションシステムでは、交流発電機の発電出力に応じて半導体整流素子が導通制御され、発電出力が大きいときには、半導体整流素子が非導通状態となって交流発電機の出力電流を遮断し、このようにしてインバータの入力側の直流電圧が一定となるように制御される。   Thus, a cogeneration system in which the converter is configured by a semiconductor rectifier such as a thyristor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this cogeneration system, the conduction of the semiconductor rectifier element is controlled according to the power generation output of the AC generator, and when the power generation output is large, the semiconductor rectifier element is in a non-conductive state and cuts off the output current of the AC generator. Thus, the DC voltage on the input side of the inverter is controlled to be constant.

特開２００２−２０４５９６号公報JP 2002-204596 A

しかしながら、上述のような従来のコージェネレーションシステムでは、次のような問題がある。インバータの入力側における直流電圧を一定に維持するために、コンバータを構成する半導体整流素子を導通制御して交流発電機の出力電流を遮断すると、この出力電流に高調波成分が発生し、この高調波成分により交流発電機の鉄損が増加し、その結果、交流発電機の総合力率が低下してその発電効率が著しく低下してしまうという問題が生じる。   However, the conventional cogeneration system as described above has the following problems. In order to maintain a constant DC voltage on the input side of the inverter, when the output current of the AC generator is cut off by controlling the conduction of the semiconductor rectifier elements that make up the converter, a harmonic component is generated in this output current. The iron loss of the alternator is increased by the wave component, resulting in a problem that the total power factor of the alternator is lowered and the power generation efficiency is significantly reduced.

本発明の目的は、交流発電機の出力電流を遮断することなく、インバータの入力側における直流電圧を一定に制御することができるコージェネレーションシステムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a cogeneration system that can control the DC voltage on the input side of an inverter to be constant without interrupting the output current of the AC generator.

本発明の他の目的は、システム全体の運転効率を高めることができるコージェネレーションシステムを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a cogeneration system capable of improving the operation efficiency of the entire system.

本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段とが設けられており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記スイッチング手段の導通時間が設定時間を超えると、前記制御手段は、出力低下信号を生成し、前記出力低下信号に基づいて前記熱電併給装置の発電出力を低下させることを特徴とする。 The cogeneration system according to claim 1 of the present invention includes a cogeneration device that generates electric power and heat, a converter for converting electric power generated from the cogeneration device into predetermined DC power, and An inverter for converting direct current power into alternating current power, wherein the alternating current power from the inverter is interconnected with a commercial power source, and the alternating current power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load A system,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the conduction time of the switching means exceeds a set time, the control means generates an output reduction signal and reduces the power generation output of the cogeneration device based on the output reduction signal .

また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムでは、前記熱電併給装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される交流発電機とから構成され、前記エンジンには、その吸気流路を通して送給される空気の供給量を制御するためのスロットル弁が設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記スロットル弁の開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする。 Further, in the cogeneration system according to claim 2 of the present invention, the cogeneration device is composed of an engine and an AC generator driven by the engine, and is sent to the engine through its intake passage. A throttle valve for controlling the amount of supplied air is provided, and the control means controls the opening of the throttle valve to be small based on the output reduction signal, thereby The power generation output of the combined heat and power supply device is reduced.

また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムでは、前記熱電併給装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される交流発電機とから構成され、前記エンジンには、前記エンジンに供給される燃料の供給量を制御するための燃料供給バルブが設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする。 Moreover, in the cogeneration system according to claim 3 of the present invention, the combined heat and power supply device includes an engine and an AC generator driven by the engine, and the engine is supplied to the engine. A fuel supply valve for controlling the amount of fuel supplied is provided, and the control means controls the opening of the fuel supply valve to be small based on the output reduction signal, whereby the thermoelectric power is controlled. The power generation output of the co-feed device is reduced.

また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムでは、前記熱電併給装置は燃料電池から構成されており、前記燃料電池には、前記燃料電池に供給される燃料量を制御するための燃料供給バルブが設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする。 Moreover, in the cogeneration system according to claim 4 of the present invention, the cogeneration device is composed of a fuel cell, and the fuel cell includes a fuel for controlling the amount of fuel supplied to the fuel cell. A supply valve is provided, and the control means controls the opening degree of the fuel supply valve to be small based on the output reduction signal, thereby reducing the power generation output of the cogeneration device. Features.

また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムでは、前記熱電併給装置から発生する熱を回収して温水として貯えるための熱回収貯湯装置が設けられ、前記発熱手段は前記熱回収貯湯装置に関連して設けられており、前記スイッチング手段が導通状態になって前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されると、前記発熱手段にて発生する熱が前記熱回収貯湯装置に温水として回収されることを特徴とする。 In the cogeneration system according to claim 5 of the present invention, there is provided a heat recovery hot water storage device for recovering the heat generated from the cogeneration device and storing it as hot water, and the heating means is the heat recovery hot water storage device. When the switching means becomes conductive and a part of the DC power from the converter to the inverter is supplied to the heat generating means, the heat generated by the heat generating means is generated. It is recovered as hot water in the heat recovery hot water storage device.

また、本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムは、電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段とが設けられており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記電圧検知手段の検知電圧が前記第１設定電圧値より小さい第２設定電圧値より低下すると、前記制御手段は出力上昇信号を生成し、前記出力上昇信号に基づいて前記熱電併給装置の出力を上昇させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a cogeneration system for generating electric power and heat, a converter for converting electric power generated from the cogeneration apparatus into predetermined DC power, and the converter And an inverter for converting the DC power from the inverter into AC power, the AC power from the inverter is connected to a commercial power source, and the AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load. A cogeneration system,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the detection voltage of the voltage detection means falls below a second set voltage value that is smaller than the first set voltage value, the control means generates an output increase signal, and based on the output increase signal, the controller The output is increased.

また、本発明の請求項７に記載のコージェネレーションシステムは、電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段と、前記電力負荷の付加変動を吸収するための負荷変動吸収手段が設けられており、
前記負荷変動吸収手段は、前記熱電併給装置から前記電力負荷に送給される電力の一部を消費する電力消費手段と、前記電力消費手段を作動制御するための開閉手段と、前記開閉手段を導通制御するための駆動制御手段と、前記電力負荷の負荷変動を検知するための負荷変動検知手段とから構成されており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記負荷変動検知手段が前記電力負荷の負荷低下を検知すると、前記駆動制御手段は負荷低下信号を生成し、前記負荷低下信号に基づき前記開閉手段を導通状態にし、前記熱電併給装置の発電電力の一部が前記電力消費手段に送給されて消費されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a cogeneration system including a thermoelectric generator that generates electric power and heat, a converter for converting electric power generated from the thermoelectric generator into predetermined DC power, and the converter And an inverter for converting the DC power from the inverter into AC power, the AC power from the inverter is connected to a commercial power source, and the AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load. A cogeneration system,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means, and a load fluctuation absorbing means for absorbing additional fluctuations of the power load,
The load fluctuation absorbing means includes: a power consuming means for consuming part of the power supplied from the cogeneration device to the power load; an opening / closing means for controlling the operation of the power consuming means; and the opening / closing means It is composed of drive control means for controlling conduction and load fluctuation detection means for detecting load fluctuation of the power load,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the load fluctuation detecting means detects a load drop of the electric power load, the drive control means generates a load drop signal, makes the switching means conductive based on the load drop signal, and generates the power of the cogeneration device. A part of electric power is supplied to the electric power consumption means and consumed.

本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムによれば、電力を消費するための発熱手段と、この発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、スイッチング手段を導通制御するための制御手段が設けられる。そして、電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、制御手段はスイッチング作動信号を生成し、このスイッチング作動信号に基づきスイッチング手段を導通状態にし、コンバータからインバータへの直流電力の一部が発熱手段に送給されるので、交流発電機の出力電流を遮断することなくインバータの入力側の直流電圧を一定に制御することができ、これによって、インバータの出力電圧も一定に維持することができる。したがって、交流発電機の出力電流に高調波成分が発生することがなく、交流発電機の発電効率が低下するのを防止することが可能となる。また、制御手段は、スイッチング手段の導通時間が設定時間を超えると熱電併給装置の発電出力を低下させるので、熱電併給装置の発電出力の大きい運転状態が継続しているときには、その発電出力を低下させてインバータの入力側に過大な電圧が印加されるのを防止することが可能となる。尚、このようなスイッチング手段として半導体スイッチング素子、例えばＭＯＳＦＥＴを用いることができる。 According to the cogeneration system of the first aspect of the present invention, there are provided heating means for consuming electric power, switching means for controlling the heating means, and control means for controlling conduction of the switching means. It is done. When the detection voltage of the voltage detection means exceeds the first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and sets the DC power from the converter to the inverter. Since the unit is fed to the heating means, the DC voltage on the input side of the inverter can be controlled to be constant without interrupting the output current of the AC generator, thereby maintaining the output voltage of the inverter constant. be able to. Therefore, harmonic components are not generated in the output current of the AC generator, and it is possible to prevent the power generation efficiency of the AC generator from being lowered. In addition, since the control means reduces the power generation output of the combined heat and power unit when the conduction time of the switching means exceeds the set time, the power generation output is reduced when the operation state where the power generation output of the combined heat and power generation apparatus is large continues. This makes it possible to prevent an excessive voltage from being applied to the input side of the inverter. A semiconductor switching element such as a MOSFET can be used as such switching means.

また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムによれば、熱電併給装置はエンジン及びこれにより駆動される交流発電機の組合せから構成され、このエンジンに関連して、エンジンの吸気流路を通して送給される空気の送給量を制御するためのスロットル弁が設けられている。このようなシステムでは、制御手段は出力低下信号に基づいてスロットル弁の開度が小さくなるように制御するので、熱電併給装置の発電出力を低下させることができる。 According to the cogeneration system of the second aspect of the present invention, the combined heat and power device is composed of a combination of an engine and an AC generator driven by the engine. throttle valve for controlling the feed rate of air to be fed is provided through. In such a system, the control means performs control so that the opening degree of the throttle valve is reduced based on the output reduction signal, so that the power generation output of the combined heat and power supply device can be reduced.

また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムによれば、熱電併給装置はエンジン及びこれにより駆動される交流発電機の組合せから構成され、このエンジンに関連して、エンジンに供給される燃料の供給量を制御するための燃料供給バルブが設けられている。このようなシステムでは、制御手段は出力低下信号に基づいて燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御するので、熱電併給装置の発電出力を低下させることができる。 According to the cogeneration system according to claim 3 of the present invention, the combined heat and power device is composed of a combination of an engine and an AC generator driven by the engine, and is supplied to the engine in relation to the engine. A fuel supply valve for controlling the fuel supply amount is provided. In such a system, since the control means controls the opening of the fuel supply valve to be small based on the output reduction signal, the power generation output of the cogeneration device can be reduced.

また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムによれば、熱電併給装置は燃料電池から構成され、この燃料電池に関連して、燃料電池に供給される燃料の供給量を制御するための燃料供給バルブが設けられている。このようなシステムでは、制御手段は出力低下信号に基づいて燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御するので、熱電併給装置の発電出力を低下させることができる。 According to the cogeneration system according to claim 4 of the present invention, the combined heat and power device is composed of a fuel cell, and in order to control the amount of fuel supplied to the fuel cell in relation to the fuel cell. The fuel supply valve is provided. In such a system, since the control means controls the opening of the fuel supply valve to be small based on the output reduction signal, the power generation output of the cogeneration device can be reduced.

また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムによれば、スイッチング手段が導通状態となって発熱手段が発熱すると、発生する熱は温水として熱回収貯湯装置に回収されるので、この発熱手段からの熱を有効に利用することができ、その結果、コージェネレーションシステム全体での熱利用効率を向上させることが可能となる。 According to the cogeneration system of claim 5 of the present invention, when the switching means is in a conductive state and the heat generating means generates heat, the generated heat is recovered as hot water in the heat recovery hot water storage device. The heat from the means can be used effectively, and as a result, the heat utilization efficiency of the entire cogeneration system can be improved.

本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムによれば、電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、制御手段はスイッチング作動信号を生成し、このスイッチング作動信号に基づきスイッチング手段を導通状態にし、コンバータからインバータへの直流電力の一部が発熱手段に送給されるので、交流発電機の出力電流を遮断することなくインバータの入力側の直流電圧を一定に制御することができ、これによって、インバータの出力電圧も一定に維持することができる。また、制御手段は、電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値より小さい第２設定電圧値より低下すると出力上昇信号を生成するので、熱電併給装置の発電出力が小さい運転状態になったときは、その発電出力を上昇させてインバータの入力側の電圧を所定電圧に維持することができる。 According to the cogeneration system of the sixth aspect of the present invention, when the detection voltage of the voltage detection unit exceeds the first set voltage value, the control unit generates a switching operation signal, and the switching unit is generated based on the switching operation signal. Since a part of the DC power from the converter to the inverter is sent to the heating means, the DC voltage on the input side of the inverter can be controlled to be constant without interrupting the output current of the AC generator. This allows the output voltage of the inverter to be kept constant. Further, the control means generates an output increase signal when the detection voltage of the voltage detection means falls below the second set voltage value which is smaller than the first set voltage value , so that when the power generation output of the combined heat and power supply device is in a small operation state Can increase the power generation output to maintain the voltage on the input side of the inverter at a predetermined voltage.

また、本発明の請求項８に記載のコージェネレーションシステムによれば、電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、制御手段はスイッチング作動信号を生成し、このスイッチング作動信号に基づきスイッチング手段を導通状態にし、コンバータからインバータへの直流電力の一部が発熱手段に送給されるので、交流発電機の出力電流を遮断することなくインバータの入力側の直流電圧を一定に制御することができ、これによって、インバータの出力電圧も一定に維持することができる。更に、電力負荷の負荷変動を吸収するための負荷変動吸収手段が設けられ、この負荷変動吸収手段は電力消費手段、開閉手段、駆動制御手段及び負荷変動検知手段を備えている。電力負荷が低下すると、負荷変動検知手段による負荷変動の検知に基づいて駆動制御手段は負荷低下信号を生成し、この負荷低下信号に基づき開閉手段を導通状態にするので、熱電併給装置の発電出力の一部（例えば、コンバータからインバータに送給される直流電力の一部、又はインバータから電力負荷に送給される交流電力の一部）が電力消費手段に送給されて消費され、したがって、負荷変動を瞬時に吸収することができ、インバータの入力側に過大な電圧が印加されるのを防止することが可能となる。 According to the cogeneration system of claim 8 of the present invention, when the detection voltage of the voltage detection means exceeds the first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, and based on this switching operation signal. Since the switching means is made conductive and part of the DC power from the converter to the inverter is sent to the heat generating means, the DC voltage on the input side of the inverter is controlled to be constant without interrupting the output current of the AC generator. In this way, the output voltage of the inverter can be kept constant. Furthermore, load fluctuation absorbing means for absorbing load fluctuations of the power load is provided. The load fluctuation absorbing means includes power consumption means, switching means, drive control means, and load fluctuation detection means. When the power load decreases, the drive control means generates a load reduction signal based on the detection of the load fluctuation by the load fluctuation detection means, and based on this load reduction signal, the open / close means is turned on. A part of the power (for example, a part of the DC power supplied from the converter to the inverter or a part of the AC power supplied from the inverter to the power load) is sent to the power consuming means and consumed. Load fluctuations can be absorbed instantaneously, and it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the input side of the inverter.

以下、添付図面を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの各種実施形態について説明する。
第１の実施形態
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施形態のコージェネレーションシステムについて説明する。図１は、本発明によるコージェネレーションシステムの全体を示す概略構成図であり、図２は、図１のコージェネレーションシステムの制御系を示すブロック図であり、図３は、図１のコージェネレーションシステムの制御の流れを示すフローチャートである。 Hereinafter, various embodiments of a cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment First, a cogeneration system according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire cogeneration system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the cogeneration system of FIG. 1, and FIG. 3 is a cogeneration system of FIG. It is a flowchart which shows the flow of control of.

図１において、本発明によるコージェネレーションシステム２は、電力及び熱を発生する熱電併給装置４と、熱電併給装置４から発生する熱を回収して温水として貯えるための熱回収貯湯装置６と、熱電併給装置４からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータ８と、コンバータ８からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータ１０とを具備している。以下、このコージェネレーションシステム２の各構成要素について詳細に説明する。   In FIG. 1, a cogeneration system 2 according to the present invention includes a cogeneration device 4 that generates electric power and heat, a heat recovery hot water storage device 6 that collects heat generated from the cogeneration device 4 and stores it as hot water, A converter 8 for converting the generated power from the cogeneration device 4 into predetermined DC power and an inverter 10 for converting the DC power from the converter 8 into AC power are provided. Hereinafter, each component of the cogeneration system 2 will be described in detail.

熱電併給装置４は、エンジン１２及びこのエンジン１２によって駆動される交流発電機１４の組合せから構成されており、この熱電併給装置４からは電力及び熱が発生される。エンジン１２には、その吸気流路（図示せず）を通してエンジン１２の燃焼室（図示せず）に送給される空気の送給量を制御するためのスロットル弁１６が設けられており、このスロットル弁１６は、例えばステッピングモータなどの電動モータ１８によって回転駆動される。すなわち、スロットル弁１６は、電動モータ１８に供給されるパルス信号によってその開度が制御され、例えば出力上昇信号（後述する）が１パルス送給されると、このスロットル弁１６の開度が出力増加側（すなわち、開度大側）に一段階大きくなり、また例えば出力低下信号（後述する）が１パルス送給されると、このスロットル弁１６の開度が出力低下側（すなわち、開度小側）に一段階小さくなり、このようにスロットル弁１６の開度を調整することによって、エンジン１２の軸出力（すなわち、エンジン１２の回転数）が制御される。   The cogeneration device 4 is composed of a combination of an engine 12 and an AC generator 14 driven by the engine 12, and electric power and heat are generated from the cogeneration device 4. The engine 12 is provided with a throttle valve 16 for controlling the amount of air supplied to the combustion chamber (not shown) of the engine 12 through the intake passage (not shown). The throttle valve 16 is rotationally driven by an electric motor 18 such as a stepping motor. That is, the opening degree of the throttle valve 16 is controlled by a pulse signal supplied to the electric motor 18. For example, when an output increase signal (described later) is supplied by one pulse, the opening degree of the throttle valve 16 is output. When the output is increased by one step on the increase side (that is, on the large opening side) and, for example, one pulse of an output decrease signal (described later) is supplied, the opening of the throttle valve 16 is reduced on the output decrease side (that is, the opening degree). The shaft output of the engine 12 (that is, the rotational speed of the engine 12) is controlled by adjusting the opening degree of the throttle valve 16 in this way.

また、エンジン１２には、その吸気流路へ供給する燃料の送給量を制御するための燃料供給バルブ（図示せず）が設けられており、この燃料供給バルブは、駆動手段（例えば、電動モータ、電磁ソレノイドなどから構成される）に供給される駆動信号によってその開度が制御され、燃料供給バルブを通して供給される燃料、例えば燃料ガス（都市ガスなど）が空気流路を流れる空気流に送給されて混合される。   Further, the engine 12 is provided with a fuel supply valve (not shown) for controlling the amount of fuel supplied to the intake passage, and this fuel supply valve is provided with a drive means (for example, an electric motor). The opening degree is controlled by a drive signal supplied to a motor, an electromagnetic solenoid, etc.), and fuel supplied through a fuel supply valve, for example, fuel gas (city gas, etc.) flows into the air flow through the air flow path. Feeded and mixed.

熱電併給装置４は、さらに、エンジン１２からの冷却水を循環するための冷却水循環流路２０を含み、この冷却水循環流路２０に冷却水循環ポンプ（図示せず）が配設され、冷却水循環ポンプの作用によって、冷却水が冷却水循環流路２０を通して循環される。   The combined heat and power supply device 4 further includes a cooling water circulation passage 20 for circulating the cooling water from the engine 12, and a cooling water circulation pump (not shown) is disposed in the cooling water circulation passage 20, and the cooling water circulation pump. As a result, the cooling water is circulated through the cooling water circulation passage 20.

交流発電機１４は、例えば同期発電機などから構成され、エンジン１２の出力軸２２に駆動連結されている。したがって、エンジン１２が稼働すると、その出力軸２２が所定方向に回転駆動され、この出力軸２２を介して交流発電機１４が作動して交流電力（すなわち、発電電力）を発生する。   The AC generator 14 is constituted by a synchronous generator, for example, and is drivingly connected to the output shaft 22 of the engine 12. Therefore, when the engine 12 is operated, the output shaft 22 is rotationally driven in a predetermined direction, and the AC generator 14 is operated via the output shaft 22 to generate AC power (that is, generated power).

熱回収貯湯装置６は、温水を貯える貯湯タンク２４と、貯湯タンク２４の温水を循環する温水循環流路２６とを含み、熱電併給装置４の冷却水循環流路２０と熱回収貯湯装置温水循環流路２６との間には熱交換器２８が配設されている。この熱交換器２８は、冷却水循環流路２０を流れる冷却水と温水循環流路２６を流れる温水（又は水）との間で熱交換を行い、エンジン１２の排熱（冷却水の熱）が冷却水循環流路２０を流れる冷却水及び温水循環流路２６を流れる温水（又は水）を介して温水として貯湯タンク２４に貯えられ、このように貯えられる温水は、給湯用の温水として利用される。   The heat recovery hot water storage device 6 includes a hot water storage tank 24 for storing hot water and a hot water circulation passage 26 for circulating the hot water in the hot water storage tank 24, and includes a cooling water circulation passage 20 and a heat recovery hot water storage device hot water circulation flow of the combined heat and power supply device 4. A heat exchanger 28 is disposed between the passage 26. The heat exchanger 28 performs heat exchange between the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 20 and the hot water (or water) flowing through the hot water circulation passage 26, and the exhaust heat (cooling water heat) of the engine 12 is generated. The hot water is stored in the hot water storage tank 24 as hot water via the cooling water flowing through the cooling water circulation channel 20 and the hot water (or water) flowing through the hot water circulation channel 26, and the hot water stored in this way is used as hot water for hot water supply. .

交流発電機１４にで発電された交流電力はコンバータ８に送給される。コンバータ８は、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であり、いわゆるＡＣ／ＤＣコンバータから構成されている。このコンバータ８の入力側は、熱電併給装置４の交流発電機１４に接続され、またその出力側は電力ライン３０を介してインバータ１０の入力側に接続されている。インバータ１０は、直流電力を交流電力（商用電源３２の交流電力と同様の交流電力であって、例えば２００Ｖの３相交流電力）に変換する電力変換装置であり、例えばＩＧＢＴなどの半導体素子から構成される。このインバータ１０からの交流電力は、商用電源３２と系統連系され、商用電源３２及びインバータ１０からの交流電力が電力負荷６６に送給され、これら交流電力が電力負荷６６、例えば空調装置、各種機械装置、照明装置などにおいて消費される。   The AC power generated by the AC generator 14 is sent to the converter 8. The converter 8 is a power conversion device that converts alternating current power into direct current power, and includes a so-called AC / DC converter. The input side of the converter 8 is connected to the AC generator 14 of the cogeneration apparatus 4, and the output side is connected to the input side of the inverter 10 via the power line 30. The inverter 10 is a power conversion device that converts DC power into AC power (AC power similar to AC power of the commercial power supply 32, for example, 200V three-phase AC power), and is configured of a semiconductor element such as an IGBT. Is done. The AC power from the inverter 10 is grid-connected to the commercial power source 32, and the AC power from the commercial power source 32 and the inverter 10 is supplied to the power load 66. These AC power is supplied to the power load 66, for example, an air conditioner, various types of power. Consumed in mechanical devices and lighting devices.

図１とともに図２を参照して、このコージェネレーションシステム２においては、インバータ１０の入力側における直流電圧を検知するための電圧検知手段３４が設けられており、この電圧検知手段３４の検知電圧が上昇すると、コンバータ８からインバータ１０に送給される直流電力の一部が消費されるように構成されている。即ち、電圧検知手段３４に関連して、直流電力を消費するための発熱手段３６と、この発熱手段３６を制御するためのスイッチング手段３８と、スイッチング手段３８を導通制御するための制御手段４０とが設けられている。電圧検知手段３４は電力ライン３０に設けられており、コンバータ８からインバータ１０に送給される直流電力の電圧を検知し、この検知電力信号が制御手段４０に送給される。発熱手段３６は例えば電気ヒータから構成され、この発熱手段３６に電流が流れると発熱する。この発熱手段３６はスイッチング手段３８と直列的に接続され、このスイッチング手段３８が導通状態になると、コンバータ８からインバータ１０に送給される直流電力の一部がスイッチング手段を介して発熱手段３６に送給される。このスイッチング手段３８は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子から構成される。   Referring to FIG. 1 and FIG. 2, in this cogeneration system 2, voltage detection means 34 for detecting a DC voltage on the input side of the inverter 10 is provided, and the detection voltage of the voltage detection means 34 is When rising, a part of the DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10 is consumed. That is, in relation to the voltage detection means 34, a heat generating means 36 for consuming DC power, a switching means 38 for controlling the heat generating means 36, and a control means 40 for controlling the conduction of the switching means 38, Is provided. The voltage detection means 34 is provided in the power line 30, detects the voltage of DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10, and this detection power signal is supplied to the control means 40. The heat generating means 36 is composed of, for example, an electric heater, and generates heat when a current flows through the heat generating means 36. The heat generating means 36 is connected in series with the switching means 38. When the switching means 38 becomes conductive, a part of the DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10 is transferred to the heat generating means 36 via the switching means. Be sent. This switching means 38 is comprised from semiconductor elements, such as MOSFET, for example.

この実施形態では、発熱手段３６は熱電併給装置４の冷却水循環流路２０に配設され、発熱手段３６により発生される熱によって冷却水が加熱されるように構成されている。したがって、この発熱手段３６による発生熱は、熱交換器２８における熱交換によって、冷却水循環流路２０を流れる温水及び温水循環流路２６を流れる温水（又は水）を介して温水として貯湯タンク２４に貯えられる。なお、発熱手段３６は、熱回収貯湯装置６の温水循環流路２６又は貯湯タンク２４に設けるようにしてもよい。   In this embodiment, the heating means 36 is disposed in the cooling water circulation passage 20 of the combined heat and power supply device 4 and is configured such that the cooling water is heated by the heat generated by the heating means 36. Therefore, the heat generated by the heat generating means 36 is exchanged in the heat exchanger 28 as hot water in the hot water storage tank 24 via hot water flowing in the cooling water circulation passage 20 and hot water (or water) flowing in the hot water circulation passage 26 by heat exchange. Stored. The heat generating means 36 may be provided in the hot water circulation passage 26 or the hot water storage tank 24 of the heat recovery hot water storage device 6.

制御手段４０は、例えばマイクロプロセッサなどから構成され、電圧上昇判定手段４４、スイッチング作動信号生成手段４６、導通時間演算手段５０、導通時間判定手段５２、開度ダウン信号生成手段５４、作動制御手段５６及び記憶手段５８を含んでいる。記憶手段５８には、電圧上昇の基準となる第１設定電圧値（例えば、４００Ｖ）及び導通時間の基準となる設定時間（例えば、５０ｍｓ）が記憶されている。電圧上昇判定手段４４は、電圧検知手段３４の検知電圧と記憶手段５４の第１設定電圧値（例えば、４００Ｖ）とを比較し、検知電圧が第１設定電圧値を超えると電圧上昇と判定し、スイッチング作動信号生成手段４６は、電圧上昇判定手段４４が電圧上昇と判定するとスイッチング作動信号を生成し、このスイッチング作動信号に基づいてスイッチング手段３８が導通状態となる。また、導通時間演算手段５０は、スイッチング手段３８が導通状態に保持されている時間を演算し、導通時間判定手段５２は、導通時間演算手段５０による演算導通時間と記憶手段５８の設定時間（例えば、５０ｍｓ）とを比較し、演算導通時間が設定時間を超えると継続電圧上昇と判定し、開度ダウン信号生成手段５４は出力低下信号としての開度ダウン信号を生成し、この開度ダウン信号に基づいてスロットル弁１６の開度が小さくなるように制御される。なお、第１設定電圧値は、インバータ１０の出力側における交流電圧（例えば、２００Ｖ）よりも高く、且つインバータ１０を構成する半導体素子の耐電圧（例えば、６００Ｖ）よりも小さい値であれば、その値を適宜設定することが可能であり、また設定時間についても、１００ｍｓなどの適宜の時間に設定可能である。   The control means 40 is composed of, for example, a microprocessor, etc., and includes a voltage rise determination means 44, a switching operation signal generation means 46, a conduction time calculation means 50, a conduction time determination means 52, an opening degree down signal generation means 54, and an operation control means 56. And storage means 58. The storage unit 58 stores a first set voltage value (for example, 400 V) that serves as a reference for voltage increase and a set time (for example, 50 ms) that serves as a reference for conduction time. The voltage increase determination unit 44 compares the detection voltage of the voltage detection unit 34 with a first set voltage value (for example, 400 V) of the storage unit 54, and determines that the voltage has increased when the detection voltage exceeds the first set voltage value. The switching operation signal generation means 46 generates a switching operation signal when the voltage increase determination means 44 determines that the voltage has increased, and the switching means 38 becomes conductive based on this switching operation signal. The conduction time calculation means 50 calculates the time during which the switching means 38 is maintained in the conduction state, and the conduction time determination means 52 calculates the calculation conduction time by the conduction time calculation means 50 and the set time of the storage means 58 (for example, , 50 ms), and when the computation conduction time exceeds the set time, it is determined that the continuous voltage rises, and the opening degree down signal generation means 54 generates an opening degree down signal as an output reduction signal, and this opening degree down signal Is controlled so that the opening degree of the throttle valve 16 becomes small. The first set voltage value is higher than the AC voltage (for example, 200 V) on the output side of the inverter 10 and smaller than the withstand voltage (for example, 600 V) of the semiconductor elements that constitute the inverter 10. The value can be set as appropriate, and the set time can also be set to an appropriate time such as 100 ms.

このコージェネレーションシステム２では、さらに、電圧検知手段３４の検知電圧が低下すると、交流発電機１４の発電電力が大きくなってコンバータ８からインバータ１０に送給される直流電力の電圧が上昇するように構成されている。すなわち、制御手段４０は、電圧低下判定手段６０及び開度アップ信号生成手段６２を含み、記憶手段５８には、電圧低下の基準となる第２設定電圧値が記憶され、この第２設定電圧値は第１設定電圧値よりも小さい電圧値（例えば、３９８Ｖ）に設定される。電圧低下判定手段６０は、電圧検知手段３４の検知電圧と記憶手段５８の第２設定電圧値（例えば、３９８Ｖ）とを比較し、この検知電圧が第２設定電圧値よりも低下すると電圧低下と判定し、開度アップ信号生成手段６２は、電圧低下判定手段６０の電圧低下の判定に基づいて、出力上昇信号としての開度アップ信号を生成し、この開度アップ信号に基づいてスロットル弁１６の開度が大きくなるように制御される。   In the cogeneration system 2, when the detection voltage of the voltage detection means 34 further decreases, the generated power of the AC generator 14 increases so that the voltage of the DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10 increases. It is configured. That is, the control unit 40 includes a voltage drop determination unit 60 and an opening degree up signal generation unit 62, and the storage unit 58 stores a second set voltage value that serves as a reference for the voltage drop. Is set to a voltage value (eg, 398 V) smaller than the first set voltage value. The voltage drop determination unit 60 compares the detection voltage of the voltage detection unit 34 with a second set voltage value (for example, 398 V) of the storage unit 58, and if this detection voltage falls below the second set voltage value, the voltage drop is determined. The opening degree up signal generation means 62 determines an opening degree up signal as an output increase signal based on the voltage reduction judgment of the voltage reduction judgment means 60, and the throttle valve 16 based on the opening degree up signal. The opening is controlled so as to increase.

このコージェネレーションシステム２の動作を説明すると、次の通りである。熱電併給装置４の運転が行われる（ステップＳ１）と、エンジン１２により交流発電機１４が駆動され、交流発電機１４にて発生した発電電力（交流電力）がコンバータ８に送給され、このコンバータ８にて直流電力に変換された後にインバータ１０に送給される。インバータ１０の入力側における直流電圧は、後述するように例えば４００Ｖに維持される。このようにインバータ１０に送給された直流電力は、例えば三相交流の２００Ｖ，６０Ｈｚの交流電力に変換された後に電力負荷６６に送給され、この電力負荷６６にて消費される。また、商用電源３２からも同様に、例えば三相交流の２００Ｖ，６０Ｈｚの交流電力が電力負荷６６に供給される。また、熱電併給装置４の冷却水循環流路２０を流れる冷却水と、熱回収貯湯装置６の温水循環流路２６を流れる温水との間で熱交換が行われ、エンジン１２の排熱が冷却水循環流路２０を流れる冷却水及び温水循環流路２６を流れる温水を介して貯湯タンク２４に温水として貯えられる。このような稼働状態においては、電圧検知手段３４はインバータ１０の入力側の直流電圧（すなわち、電力ライン３０における直流電力の電圧）を検知し（ステップＳ２）、この検知電圧が制御手段４０に送給される。   The operation of the cogeneration system 2 will be described as follows. When the cogeneration apparatus 4 is operated (step S1), the AC generator 14 is driven by the engine 12, and the generated power (AC power) generated by the AC generator 14 is supplied to the converter 8, and this converter After being converted to DC power at 8, it is supplied to the inverter 10. The DC voltage on the input side of the inverter 10 is maintained at 400 V, for example, as will be described later. The DC power supplied to the inverter 10 in this way is converted into, for example, three-phase AC 200 V, 60 Hz AC power, then supplied to the power load 66 and consumed by the power load 66. Similarly, from the commercial power supply 32, for example, three-phase AC 200 V, 60 Hz AC power is supplied to the power load 66. Further, heat is exchanged between the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 20 of the combined heat and power supply device 4 and the hot water flowing through the hot water circulation passage 26 of the heat recovery hot water storage device 6, and the exhaust heat of the engine 12 is circulated in the cooling water circulation. The hot water is stored in the hot water storage tank 24 through the cooling water flowing through the flow path 20 and the hot water flowing through the hot water circulation flow path 26. In such an operating state, the voltage detection means 34 detects the DC voltage on the input side of the inverter 10 (that is, the voltage of the DC power in the power line 30) (step S2), and this detection voltage is sent to the control means 40. Be paid.

このような電力供給状態において、電圧検知手段３４の検知電圧が第１設定電圧値（例えば、４００Ｖ）を超えると、ステップＳ３からステップＳ４に進み、電圧上昇判定手段４４は電圧上昇と判定し、スイッチング作動信号生成手段４６はスイッチング作動信号を生成し、生成されたスイッチング作動信号がスイッチング手段３８に送給され、このスイッチング手段３８が導通状態となる（ステップＳ５）。かく導通状態になると、コンバータ８からインバータ１０に送給される直流電力の一部がスイッチング手段３８を介して発熱手段３６に送給され、この発熱手段３６が付勢されて発熱し（ステップＳ６）、この直流電力の一部が発熱手段３６で消費される。このように発熱手段３６が付勢されると、発熱手段３６により冷却水循環流路２０を流れる冷却水が加熱され、この加熱された温水と温水循環流路２６を流れる温水（又は水）との間で熱交換され、発生した熱が温水として貯湯タンク２４に貯えられ、発生した熱を有効に回収することができる。   In such a power supply state, when the detection voltage of the voltage detection unit 34 exceeds a first set voltage value (for example, 400 V), the process proceeds from step S3 to step S4, and the voltage increase determination unit 44 determines that the voltage has increased, The switching operation signal generating means 46 generates a switching operation signal, and the generated switching operation signal is sent to the switching means 38, and the switching means 38 becomes conductive (step S5). In this state, a part of the DC power sent from the converter 8 to the inverter 10 is sent to the heat generating means 36 via the switching means 38, and the heat generating means 36 is energized to generate heat (step S6). ), A part of the DC power is consumed by the heating means 36. When the heat generating means 36 is energized in this way, the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 20 is heated by the heat generation means 36, and the heated hot water and hot water (or water) flowing through the hot water circulation passage 26 are combined. The generated heat is stored in the hot water storage tank 24 as hot water, and the generated heat can be effectively recovered.

このようにしてスイッチング手段３８が導通状態になると、導通時間演算手段５０はこの導通状態の時間を演算する（ステップＳ７）。電圧検知手段３４は継続してインバータ１０の入力側の直流電力の電圧を検知する（ステップＳ８）。インバータ１０に供給される直流電力の一部が発熱手段３６により消費されると、この直流電力の電圧が低下し、この電圧が上記第１設定電圧値まで低下すると、ステップＳ９からステップＳ１０に進み、導通時間演算手段５０による導通時間の演算が終了し、その導通時間がリセットされてステップＳ２に戻る。   When the switching means 38 is turned on in this way, the conduction time calculation means 50 calculates the time for this conduction state (step S7). The voltage detector 34 continuously detects the voltage of the DC power on the input side of the inverter 10 (step S8). When a part of the DC power supplied to the inverter 10 is consumed by the heating means 36, the voltage of the DC power decreases, and when this voltage decreases to the first set voltage value, the process proceeds from step S9 to step S10. Then, the calculation of the conduction time by the conduction time calculation means 50 is completed, the conduction time is reset, and the process returns to step S2.

一方、インバータ１０に送給される直流電力の一部を発熱手段３６で消費しても電圧検知手段３４の検知電圧が第１設定電圧値まで低下しない場合には、スイッチング手段３８が導通状態に保たれ、このような導通状態が所定時間（例えば、５０ｍｓ）継続する、換言すると導通時間演算手段５０が所定時間を演算すると、導通時間判定手段５２は継続電圧上昇と判定し、開度ダウン信号生成手段５４は開度ダウン信号を生成し（ステップＳ１２）、また導通時間演算手段５０による導通時間の演算が終了し、その演算導通時間がリセットされる（ステップＳ１３）。開度ダウン信号が生成されると、この開度ダウン信号が電動モータ１８に送給され、この開度ダウン信号に基づいて電動モータ１８がスロットル弁１６を出力低下方向（閉じる方向）に１段階回動させ（ステップＳ１４）、これによって、エンジン２に送給される空気量が減少してエンジン２の出力が低下し、交流発電機１４の発電出力も低下し、その後ステップＳ２に戻る。このように交流発電機１４の発電出力が大きい場合には、スロットル弁１６の開度を小さくしてその発電出力を低下させるので、電力負荷６６に対して発電出力が大きくなるのを防止することができる。   On the other hand, if the detection voltage of the voltage detection means 34 does not decrease to the first set voltage value even if a part of the DC power supplied to the inverter 10 is consumed by the heat generation means 36, the switching means 38 is turned on. When this conduction state is maintained for a predetermined time (for example, 50 ms), in other words, when the conduction time calculation means 50 calculates the predetermined time, the conduction time determination means 52 determines that the continuous voltage rises, and the opening degree down signal The generation means 54 generates an opening degree down signal (step S12), the calculation of the conduction time by the conduction time calculation means 50 ends, and the calculation conduction time is reset (step S13). When the opening degree down signal is generated, this opening degree down signal is sent to the electric motor 18, and based on the opening degree down signal, the electric motor 18 steps the throttle valve 16 in the output decreasing direction (closing direction). By rotating (step S14), the amount of air supplied to the engine 2 is decreased, the output of the engine 2 is decreased, the power generation output of the AC generator 14 is also decreased, and then the process returns to step S2. As described above, when the power generation output of the AC generator 14 is large, the opening of the throttle valve 16 is decreased to decrease the power generation output. Can do.

電圧検知手段３４の検知電圧が下がってステップＳ２に戻ると、ステップＳ３を経てステップＳ１５に進み、スイッチング手段３８が非導通状態となり、発熱手段３６が除勢され（ステップＳ１６）、ステップＳ１７からステップＳ２に戻る。   When the detection voltage of the voltage detection unit 34 decreases and the process returns to step S2, the process proceeds to step S15 through step S3, the switching unit 38 becomes non-conductive, the heat generation unit 36 is deenergized (step S16), and the steps from step S17 to step S17 are performed. Return to S2.

このような稼働状態において、電圧検知手段３４の検知電圧が第２設定電圧値（例えば、３９８Ｖ）より低くなると、ステップＳ１７からステップＳ１８に進み、電圧低下判定手段６０は電圧低下と判定し、開度アップ信号生成手段６２は開度アップ信号を生成する（ステップＳ１８）。このように開度アップ信号が生成されると、この開度アップ信号が電動モータ１８に送給され、この開度アップ信号に基づいて電動モータ１８がスロットル弁１６を出力増加方向（開く方向）に１段階回動させ（ステップＳ１９）、これによって、エンジン２に送給される空気量が増加してエンジン２の出力が上昇し、交流発電機１４の発電出力も上昇し、その後ステップＳ２に戻る。このように交流発電機１４の発電出力が小さい場合には、スロットル弁１６の開度を大きくしてその発電出力を増大させるので、インバータ１０に送給させる直流電力の電圧を一定に維持することができる。   In such an operating state, when the detection voltage of the voltage detection means 34 becomes lower than the second set voltage value (for example, 398 V), the process proceeds from step S17 to step S18, where the voltage drop determination means 60 determines that the voltage is low and opens. The degree up signal generating means 62 generates an opening degree up signal (step S18). When the opening degree up signal is generated in this way, the opening degree up signal is sent to the electric motor 18, and the electric motor 18 opens the throttle valve 16 in the output increasing direction (opening direction) based on the opening degree up signal. (Step S19), the amount of air supplied to the engine 2 increases, the output of the engine 2 increases, the power generation output of the AC generator 14 also increases, and then the process proceeds to step S2. Return. In this way, when the power generation output of the AC generator 14 is small, the opening of the throttle valve 16 is increased to increase the power generation output, so that the voltage of the DC power supplied to the inverter 10 is kept constant. Can do.

以上のようにして、従来のように交流発電機１４の出力電流を遮断することなく、インバータ１０の入力側における直流電圧を一定に制御することができる。したがって、交流発電機１４の出力電流の高調波成分の発生もなく、交流発電機１４の発電効率の低下も抑えることができる。   As described above, the DC voltage on the input side of the inverter 10 can be controlled to be constant without interrupting the output current of the AC generator 14 as in the prior art. Therefore, no harmonic component of the output current of the AC generator 14 is generated, and a decrease in power generation efficiency of the AC generator 14 can be suppressed.

なお、本実施形態では、制御手段４０によってスロットル弁１６の開度を制御するようにしているが、これに代えて、燃料供給バルブの開度を制御するようにしてもよい。この場合、開度アップ信号生成手段６２が開度アップ信号（出力増加信号）を生成すると、この開度アップ信号に基づいて燃料供給バルブを出力増加方向（開く方向）に１段作動させて燃料の供給量を増加するようにし、また開度ダウン信号生成手段５４が開度ダウン信号（出力低下信号）を生成すると、この開度ダウン信号に基づいて燃料供給バルブを出力低下方向（閉じる方向）に１段作動させて燃料の供給量を少なくするようにすればよい。   In the present embodiment, the opening of the throttle valve 16 is controlled by the control means 40, but the opening of the fuel supply valve may be controlled instead. In this case, when the opening degree up signal generating means 62 generates an opening degree up signal (output increase signal), the fuel supply valve is operated in one stage in the output increasing direction (opening direction) based on the opening degree up signal, and fuel is supplied. When the opening degree down signal generation means 54 generates an opening degree down signal (output reduction signal), the fuel supply valve is output in the direction of lowering output (closing direction) based on the opening degree down signal. The fuel supply amount may be reduced by operating one stage at a time.

第２の実施形態
次に、図４を参照して、第２の実施形態のコージェネレーションシステムについて説明する。図４は、第２の実施形態によるコージェネレーションシステムを示す概略図である。なお、以下の実施形態において、第１の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 Second Embodiment Next, a cogeneration system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing a cogeneration system according to the second embodiment. Note that in the following embodiments, substantially the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第２の実施形態のコージェネレーションシステム２Ａでは、熱電併給装置４Ａは燃料電池６８から構成されており、コンバータ８Ａは、いわゆるＤＣ／ＤＣコンバータから構成されている。燃料電池６８からの発電電力は、例えば３０〜７５Ｖ程度の直流電力であり、この直流電力はコンバータ８Ａに送給される。そして、このコンバータ８Ａにて所定の直流電圧に昇圧され、コンバータ８Ａからの直流電力はインバータ１０へと送給され、このインバータ１０にて所定周波数の交流電力に変換された後に電力負荷６６に送給される。   In the cogeneration system 2A of the second embodiment, the combined heat and power device 4A is composed of a fuel cell 68, and the converter 8A is composed of a so-called DC / DC converter. The generated power from the fuel cell 68 is, for example, about 30 to 75 V DC power, and this DC power is supplied to the converter 8A. The converter 8A boosts the voltage to a predetermined DC voltage, and the DC power from the converter 8A is supplied to the inverter 10, and is converted into AC power having a predetermined frequency by the inverter 10 and then sent to the power load 66. Be paid.

燃料電池６８には、原燃料を改質するための燃料改質装置７０が設けられ、この燃料改質装置７０に送給される燃料の送給量を制御するための燃料供給バルブ７２が設けられる。原燃料として例えば都市ガスなどが用いられ、燃料改質装置７０は原燃料を水素を主体とした燃料ガスに改質して、この改質燃料ガスを燃料電池６８に供給して燃料電池反応を行って発電が行われる。制御手段４２Ａは、この燃料供給バルブ７２の開度を制御することにより燃料電池６８の発電電力（すなわち、熱電併給装置４Ａの発電出力）を制御する。この第２の実施形態におけるその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。   The fuel cell 68 is provided with a fuel reforming device 70 for reforming the raw fuel, and a fuel supply valve 72 for controlling the amount of fuel supplied to the fuel reforming device 70 is provided. It is done. For example, city gas is used as the raw fuel, and the fuel reformer 70 reforms the raw fuel into a fuel gas mainly composed of hydrogen, and supplies the reformed fuel gas to the fuel cell 68 to perform the fuel cell reaction. Power generation is performed. The control means 42A controls the power generated by the fuel cell 68 (that is, the power generation output of the cogeneration device 4A) by controlling the opening of the fuel supply valve 72. Other configurations in the second embodiment are substantially the same as those in the first embodiment described above.

このコージェネレーションシステム２Ａにおいても、上述したと同様に制御される。すなわち、インバータ１０の入力側の直流電力の電圧が第１設定電圧値を超えると、制御手段４０Ａがスイッチング手段３８を導通状態にし、コンバータ８Ａからインバータ１０に送給される直流電力の一部がスイッチング手段３８を介して発熱手段３６に送給されて消費される。また、スイッチング手段３８の導通状態が設定時間継続して行われると、上述したと同様に、制御手段４０Ａは出力低下信号（開度ダウン信号に相当する）を生成して燃料供給バルブ７２の開度を出力低下方向（閉じる方向）に１段作動させ、これによって、熱電併給装置４Ａの発電出力が低下する。また、電圧検知手段３４の検知電圧が第２設定電圧値まで低下したときには、制御手段４０Ａは出力上昇信号（開度アップ信号に相当する）を生成して燃料供給バルブ７２の開度を出力増加方向（開く方向）に１段作動させ、これによって、熱電併給装置４Ａの発電出力が上昇する。このように、熱電併給装置４Ａとして燃料電池６８を用いた場合においても、第１の実施形態と同様の作用効果を達成することができる。   This cogeneration system 2A is also controlled in the same manner as described above. That is, when the voltage of the DC power on the input side of the inverter 10 exceeds the first set voltage value, the control means 40A brings the switching means 38 into a conductive state, and a part of the DC power supplied from the converter 8A to the inverter 10 is It is fed to the heat generating means 36 via the switching means 38 and consumed. When the conduction state of the switching means 38 is continuously performed for the set time, the control means 40A generates an output reduction signal (corresponding to an opening degree down signal) and opens the fuel supply valve 72 as described above. The power is output by one stage in the output decreasing direction (closing direction), thereby reducing the power generation output of the cogeneration apparatus 4A. Further, when the detection voltage of the voltage detection means 34 decreases to the second set voltage value, the control means 40A generates an output increase signal (corresponding to an opening degree up signal) and increases the opening degree of the fuel supply valve 72. One-stage operation is performed in the direction (opening direction), thereby increasing the power generation output of the combined heat and power supply device 4A. Thus, even when the fuel cell 68 is used as the combined heat and power supply device 4A, the same operational effects as those of the first embodiment can be achieved.

第３の実施形態
次に、図５を参照して、第３の実施形態のコージェネレーションシステムについて説明する。図５は、第３の実施形態によるコージェネレーションシステムの一部を示す概略図である。 Third Embodiment Next, a cogeneration system according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a part of a cogeneration system according to the third embodiment.

図５において、第３の実施形態のコージェネレーションシステム２Ｂでは、第１実施形態のコージェネレーションシステム２の基本的構成に加えて、負荷変動吸収手段７４が設けられている。この負荷変動吸収手段７４は、電力負荷６６の負荷変動を検知するための負荷変動検知手段７６と、コンバータ８からインバータ１０へ送給される直流電力の一部を消費するための電力消費手段７８と、電力消費手段７８を作動制御するための開閉手段８０と、開閉手段８０を導通制御するための駆動制御手段８２とから構成されている。   In FIG. 5, in the cogeneration system 2B of the third embodiment, a load fluctuation absorbing means 74 is provided in addition to the basic configuration of the cogeneration system 2 of the first embodiment. The load fluctuation absorbing means 74 includes a load fluctuation detecting means 76 for detecting a load fluctuation of the power load 66 and a power consuming means 78 for consuming a part of DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10. And an opening / closing means 80 for controlling the operation of the power consuming means 78, and a drive control means 82 for controlling the conduction of the opening / closing means 80.

負荷変動検知手段７６は、電力負荷６６の負荷状態を検知し、電力負荷６６にて消費される電力が瞬間的に減少した場合に負荷変動（負荷低下）と判定する。電力消費手段７８は例えば可変抵抗から構成されており、この電力消費手段７８は開閉手段８０と直列的に接続されている。開閉手段８０は、例えば遮断器などから構成され、開閉制御手段８８（後述する）からの負荷低下信号により閉状態（導通状態）となり、開閉制御手段８８からの負荷増加信号により開状態（非導通状態）となる。開閉手段８０が非導通状態のときには、電力消費手段７８は付勢されず、導通状態となると、電力消費手段７８が付勢されて、コンバータ８からインバータ１０へ送給される直流電力の一部が電力消費手段７８にて消費される。   The load fluctuation detection means 76 detects the load state of the power load 66, and determines that the load fluctuation (load reduction) when the power consumed by the power load 66 decreases instantaneously. The power consuming means 78 is composed of a variable resistor, for example, and the power consuming means 78 is connected in series with the opening / closing means 80. The opening / closing means 80 is composed of, for example, a circuit breaker, and is closed (conducting state) by a load reduction signal from an opening / closing control means 88 (described later), and opened (non-conducting) by a load increase signal from the opening / closing control means 88. State). When the opening / closing means 80 is in a non-conducting state, the power consuming means 78 is not energized. When the opening / closing means 80 is in a conducting state, the power consuming means 78 is energized and a part of the DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10. Is consumed by the power consumption means 78.

駆動制御手段８２は、例えばマイクロプロセッサなどで構成され、負荷低下信号生成手段８４、負荷増加信号生成手段８５、抵抗値調整手段８６及び開閉制御手段８８を含んでいる。負荷低下信号生成手段８４は、負荷変動検知手段７６からの検知信号に基づき電力負荷６６の負荷状態が大きく低下したときに負荷低下信号を生成する。また、負荷増加信号生成手段８５は、開閉手段８０の導通状態において電力負荷６６の負荷状態が増加して元の状態に戻ったときに負荷増加信号を生成する。抵抗値調整手段８６は、生成された負荷低下信号に基づいて、電力消費手段７８の抵抗値を調整する。また、開閉制御手段８８は、生成された負荷低下信号及び負荷増加信号に基づいて開閉手段８０を導通制御する。   The drive control means 82 is composed of, for example, a microprocessor, and includes a load reduction signal generation means 84, a load increase signal generation means 85, a resistance value adjustment means 86, and an opening / closing control means 88. The load reduction signal generation unit 84 generates a load reduction signal when the load state of the power load 66 greatly decreases based on the detection signal from the load fluctuation detection unit 76. Further, the load increase signal generating means 85 generates a load increase signal when the load state of the power load 66 increases and returns to the original state when the opening / closing means 80 is in the conductive state. The resistance value adjusting unit 86 adjusts the resistance value of the power consuming unit 78 based on the generated load reduction signal. The opening / closing control means 88 controls the conduction of the opening / closing means 80 based on the generated load reduction signal and load increase signal.

次に、この負荷変動吸収手段７４を備えたコージェネレーションシステム２Ｂの動作について説明する。電力負荷６６が通常の負荷状態であるときには、開閉手段８０は非導通状態となっている。したがって、熱電併給装置４からの発電電力と商用電源３２からの商用電力とが電力負荷６６に供給され、これら双方からの電力が電力負荷６６で消費される。   Next, the operation of the cogeneration system 2B provided with the load fluctuation absorbing means 74 will be described. When the power load 66 is in a normal load state, the opening / closing means 80 is in a non-conductive state. Therefore, the generated power from the combined heat and power supply device 4 and the commercial power from the commercial power source 32 are supplied to the power load 66, and the power from both is consumed by the power load 66.

この電力供給状態において、電力負荷６６を構成する複数の負荷（図示せず）の一部が非作動状態となってこの一部の負荷に対するその電力供給が停止されると、電力負荷６６にて瞬間的な負荷低下（すなわち、負荷変動）が発生し、電力負荷６６で消費される電力が瞬間的に減少し、これにより負荷変動検知手段７６は負荷低下を検知する。このように負荷低下を検知すると、負荷低下信号生成手段８４は、負荷変動検知手段７６からの検知信号に基づいて負荷低下信号を生成し、この負荷低下信号に基づいて、抵抗値調整手段８６は電力消費手段７８の抵抗値を調整し、電力消費手段７８にて消費される電力と電力負荷６６の遮断された負荷における電力とがほぼ等しくなるように調整するとともに、開閉制御手段８８は開閉手段８０を導通状態に切り替える。このように導通状態になると、コンバータ８からインバータ１０へ送給される直流電力の一部が電力消費手段７８に送給され、この電力消費手段７８にて電力が消費され、このように電力を消費することによって、電力負荷６６の変動によりインバータ１０に送給される直流電力の電圧が急激に上昇するのを防止することができる。   In this power supply state, when a part of a plurality of loads (not shown) constituting the power load 66 becomes inactive and the power supply to the some loads is stopped, the power load 66 An instantaneous load drop (that is, a load fluctuation) occurs, and the power consumed by the power load 66 is momentarily reduced, whereby the load fluctuation detecting means 76 detects the load drop. When the load decrease is detected in this way, the load decrease signal generation unit 84 generates a load decrease signal based on the detection signal from the load fluctuation detection unit 76, and based on this load decrease signal, the resistance value adjustment unit 86 The resistance value of the power consuming means 78 is adjusted so that the power consumed by the power consuming means 78 and the power in the load where the power load 66 is cut off are substantially equal. 80 is switched to the conductive state. When the conductive state is thus established, a part of the DC power supplied from the converter 8 to the inverter 10 is supplied to the power consuming means 78, and the power consuming means 78 consumes the power. By consuming, it is possible to prevent the voltage of the DC power supplied to the inverter 10 from rapidly increasing due to fluctuations in the power load 66.

開閉手段８０の導通状態において、電力負荷６６が元の状態に戻る、すなわち非作動状態となっていた負荷が再び作動されると、負荷変動検知手段７６はこの負荷上昇を検知し、この負荷上昇に基づいて負荷増加信号生成手段８５が負荷増加信号を生成し、この負荷増加信号に基づいて開閉制御手段８８は開閉手段８０を非導通状態に切り替え、電力消費手段７８での電力消費が終了し、熱電併給装置４からの全発電電力はコンバータ８及びインバータ１０を経て電力負荷６６に送給され、この電力負荷６６で消費される。   When the power load 66 returns to the original state in the conductive state of the opening / closing means 80, that is, when the load that has been inactive is activated again, the load fluctuation detecting means 76 detects this load increase, and this load increase. The load increase signal generation means 85 generates a load increase signal based on the load increase signal, and the open / close control means 88 switches the open / close means 80 to the non-conduction state based on the load increase signal, and the power consumption in the power consumption means 78 ends. The total generated power from the combined heat and power supply device 4 is supplied to the power load 66 through the converter 8 and the inverter 10 and is consumed by the power load 66.

このように負荷変動を吸収することにより、次のような効果が得られる。熱電併給装置４がエンジン及び交流発電機（図示せず）から構成されている場合、このエンジン及び交流発電機は慣性力が大きく、電力負荷６６の瞬間的な負荷変動に対して追従することができず、それ故に、電力負荷６６にて負荷低下が発生した瞬間にエンジンの回転数が急上昇し、それに伴い熱電併給装置４の発電出力が上昇してインバータ１０の入力側に過大な電圧が印加される恐れがある。そこで、上述したように、電力負荷６６に負荷低下が発生した瞬間に開閉手段８０を導通状態にして、コンバータ８からの直流電力の一部を電力消費手段７８に送給してこの負荷変動を吸収することにより、エンジンの回転が急上昇するのを防止でき、その結果、インバータ１０の入力側に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。   By absorbing the load fluctuation in this way, the following effects can be obtained. When the cogeneration device 4 is composed of an engine and an alternator (not shown), the engine and the alternator have a large inertial force and can follow an instantaneous load fluctuation of the power load 66. Therefore, at the moment when the load drop occurs in the power load 66, the engine speed rapidly increases, and accordingly, the power generation output of the combined heat and power supply device 4 increases and an excessive voltage is applied to the input side of the inverter 10. There is a fear. Therefore, as described above, at the moment when a load drop occurs in the power load 66, the switching means 80 is turned on, and a part of the DC power from the converter 8 is supplied to the power consuming means 78 to reduce this load fluctuation. By absorbing, it is possible to prevent the engine rotation from rapidly increasing, and as a result, it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the input side of the inverter 10.

なお、電力消費手段７８は、コンバータ８の入力側に設けて、熱電併給装置４からの発電電力の一部を消費させるようにしてもよく、あるいは、インバータ１０の出力側に設けて、インバータからの交流電力の一部を消費させるようにしてもよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。また、電力消費手段７８を固定抵抗で構成し、抵抗値調整手段８６を省略することも可能である。このような負荷変動吸収手段７４は、第１及び第２の実施形態のコージェネレーションシステム２，２Ａにも同様に適用することができる。   The power consuming means 78 may be provided on the input side of the converter 8 so as to consume a part of the generated power from the combined heat and power supply device 4, or provided on the output side of the inverter 10 and from the inverter. A part of the AC power may be consumed. Even in this case, the same effect as described above can be obtained. It is also possible to configure the power consuming means 78 with a fixed resistance and omit the resistance value adjusting means 86. Such load fluctuation absorbing means 74 can be similarly applied to the cogeneration systems 2 and 2A of the first and second embodiments.

以上、本発明に従う種々のコージェネレーションシステムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。   As described above, the embodiments of various cogeneration systems according to the present invention have been described. However, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention. .

本発明によるコージェネレーションシステムの第１の実施形態の全体を示す概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows the whole 1st Embodiment of the cogeneration system by this invention. 図１のコージェネレーションシステムの制御系を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of the cogeneration system of FIG. 図１のコージェネレーションシステムの制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control of the cogeneration system of FIG. 本発明に従うコージェネレーションシステムの第２の実施形態の全体を示す概略図。Schematic which shows the whole 2nd Embodiment of the cogeneration system according to this invention. 本発明に従うコージェネレーションシステムの第３の実施形態の一部を簡略的に示す概略図。Schematic which shows simply a part of 3rd Embodiment of the cogeneration system according to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２，２Ａ，２Ｂ コージェネレーションシステム
４，４Ａ 熱電併給装置
６ 熱回収貯湯装置
８，８Ａ コンバータ
１０ インバータ
１２ エンジン
１４ 交流発電機
１６ スロットル弁
３２ 商用電源
３４ 電圧検知手段
３６ 発熱手段
３８ スイッチング手段
４０，４０Ａ 制御手段
６６ 電力負荷
６８ 燃料電池
７２ 燃料供給バルブ
７４ 負荷変動吸収手段
７６ 負荷変動検知手段
７８ 電力消費手段 2, 2A, 2B Cogeneration system 4, 4A Cogeneration system 6 Heat recovery hot water storage system 8, 8A Converter 10 Inverter 12 Engine 14 Alternator 16 Throttle valve 32 Commercial power supply 34 Voltage detection means 36 Heat generation means 38 Switching means 40, 40A Control means 66 Electric power load 68 Fuel cell 72 Fuel supply valve 74 Load fluctuation absorbing means 76 Load fluctuation detecting means 78 Electric power consumption means

Claims (7)

電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段とが設けられており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記スイッチング手段の導通時間が設定時間を超えると、前記制御手段は、出力低下信号を生成し、前記出力低下信号に基づいて前記熱電併給装置の発電出力を低下させることを特徴とするコージェネレーションシステム。 A cogeneration apparatus for generating electric power and heat, a converter for converting the electric power generated from the cogeneration apparatus into predetermined DC electric power, and an inverter for converting the DC electric power from the converter into AC electric power The AC power from the inverter is grid-connected to a commercial power source, and the AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the conduction time of the switching means exceeds a set time, the control means generates an output reduction signal, and reduces the power generation output of the combined heat and power supply unit based on the output reduction signal. Generation system. 前記熱電併給装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される交流発電機とから構成され、前記エンジンには、その吸気流路を通して送給される空気の供給量を制御するためのスロットル弁が設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記スロットル弁の開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。 The combined heat and power unit is composed of an engine and an AC generator driven by the engine, and the engine is provided with a throttle valve for controlling the amount of air supplied through the intake passage. The control means controls the opening degree of the throttle valve to be small based on the output reduction signal, whereby the power generation output of the cogeneration device is reduced. The cogeneration system according to 1. 前記熱電併給装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される交流発電機とから構成され、前記エンジンには、前記エンジンに供給される燃料の供給量を制御するための燃料供給バルブが設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。 The combined heat and power device is composed of an engine and an AC generator driven by the engine, and the engine is provided with a fuel supply valve for controlling the amount of fuel supplied to the engine. cage, the control means according to claim 1, the opening degree of the fuel supply valve based on the output reduction signal is controlled to be reduced, thereby, power output of the cogeneration device is characterized by a decreased Cogeneration system described in 1. 前記熱電併給装置は燃料電池から構成されており、前記燃料電池には、前記燃料電池に供給される燃料量を制御するための燃料供給バルブが設けられており、前記制御手段は、前記出力低下信号に基づいて前記燃料供給バルブの開度が小さくなるように制御し、これによって、前記熱電併給装置の発電出力が低下することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。 The combined heat and power device is composed of a fuel cell, and the fuel cell is provided with a fuel supply valve for controlling the amount of fuel supplied to the fuel cell, and the control means is configured to reduce the output. the opening of the fuel supply valve is controlled to be smaller on the basis of the signal, thereby, cogeneration system according to claim 1, the power generation output of the cogeneration device is characterized by a decreased. 前記熱電併給装置から発生する熱を回収して温水として貯えるための熱回収貯湯装置が設けられ、前記発熱手段は前記熱回収貯湯装置に関連して設けられており、前記スイッチング手段が導通状態になって前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されると、前記発熱手段にて発生する熱が前記熱回収貯湯装置に温水として回収されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。 A heat recovery hot water storage device is provided for recovering heat generated from the cogeneration device and storing it as hot water, the heat generating means is provided in association with the heat recovery hot water storage device, and the switching means is in a conductive state. When part of the DC power from the converter to the inverter is sent to the heat generating means, the heat generated by the heat generating means is recovered as hot water in the heat recovery hot water storage device. The cogeneration system according to any one of claims 1 to 4 . 電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段とが設けられており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記電圧検知手段の検知電圧が前記第１設定電圧値より小さい第２設定電圧値より低下すると、前記制御手段は出力上昇信号を生成し、前記出力上昇信号に基づいて前記熱電併給装置の出力を上昇させることを特徴とするコージェネレーションシステム。 A cogeneration apparatus for generating electric power and heat, a converter for converting the electric power generated from the cogeneration apparatus into predetermined DC electric power, and an inverter for converting the DC electric power from the converter into AC electric power The AC power from the inverter is grid-connected to a commercial power source, and the AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the detection voltage of the voltage detection means falls below a second set voltage value that is smaller than the first set voltage value, the control means generates an output increase signal, and based on the output increase signal, the controller A cogeneration system characterized by increasing output. 電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの発電電力を所定の直流電力に変換するためのコンバータと、前記コンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを具備し、前記インバータからの交流電力は商用電源と系統連系され、前記インバータ及び前記商用電源からの交流電力が電力負荷に供給されるコージェネレーションシステムであって、
前記インバータの入力側の直流電圧を検知するための電圧検知手段と、前記コンバータから前記インバータに送給される直流電力の一部を消費する発熱手段と、前記発熱手段を制御するためのスイッチング手段と、前記スイッチング手段を導通制御するための制御手段と、前記電力負荷の付加変動を吸収するための負荷変動吸収手段が設けられており、
前記負荷変動吸収手段は、前記熱電併給装置から前記電力負荷に送給される電力の一部を消費する電力消費手段と、前記電力消費手段を作動制御するための開閉手段と、前記開閉手段を導通制御するための駆動制御手段と、前記電力負荷の負荷変動を検知するための負荷変動検知手段とから構成されており、
前記電圧検知手段の検知電圧が第１設定電圧値を超えると、前記制御手段はスイッチング作動信号を生成し、前記スイッチング作動信号に基づき前記スイッチング手段を導通状態にし、前記コンバータから前記インバータへの直流電力の一部が前記発熱手段に送給されて消費され、
また、前記負荷変動検知手段が前記電力負荷の負荷低下を検知すると、前記駆動制御手段は負荷低下信号を生成し、前記負荷低下信号に基づき前記開閉手段を導通状態にし、前記熱電併給装置の発電電力の一部が前記電力消費手段に送給されて消費されることを特徴とするコージェネレーションシステム。 A cogeneration apparatus for generating electric power and heat, a converter for converting the electric power generated from the cogeneration apparatus into predetermined DC electric power, and an inverter for converting the DC electric power from the converter into AC electric power The AC power from the inverter is grid-connected to a commercial power source, and the AC power from the inverter and the commercial power source is supplied to a power load,
Voltage detecting means for detecting a DC voltage on the input side of the inverter, heat generating means for consuming a part of DC power supplied from the converter to the inverter, and switching means for controlling the heat generating means And a control means for controlling the conduction of the switching means, and a load fluctuation absorbing means for absorbing additional fluctuations of the power load,
The load fluctuation absorbing means includes: a power consuming means for consuming part of the power supplied from the cogeneration device to the power load; an opening / closing means for controlling the operation of the power consuming means; and the opening / closing means. It is composed of drive control means for controlling conduction and load fluctuation detection means for detecting load fluctuation of the power load,
When the detection voltage of the voltage detection means exceeds a first set voltage value, the control means generates a switching operation signal, makes the switching means conductive based on the switching operation signal, and direct current from the converter to the inverter A part of the electric power is sent to the heating means and consumed,
Further, when the load fluctuation detecting means detects a load drop of the electric power load, the drive control means generates a load drop signal, makes the switching means conductive based on the load drop signal, and generates the power of the cogeneration device. cogeneration system, wherein a portion of the power consumed is fed to the power unit.

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