JP6823797B2 - Operation control system and program for isolated power plants - Google Patents
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Description
本発明は、複数台の発電機を有する単独運転発電所の運転制御システム及びプログラムに関し、特に発電機の運転台数及び軽故障発生時の切替えを自動制御する運転制御システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to an operation control system and a program of an independently operating power plant having a plurality of generators, and more particularly to an operation control system and a program for automatically controlling the number of generators in operation and switching in the event of a minor failure.
従来、離島等での内燃力発電装置による単独運転系統での電力制御システムは、当直員が常時監視し手動制御している。具体的には、第１に、発電機運転台数の制御は、当直員が負荷状況により起動・停止を判断して行っている。第２に、発電機軽故障（温度上昇等）時は、故障状況を確認し、早急に待機発電機への切替えを行っている。第３に、重故障時には発電機用遮断器（５２Ｇ）がトリップし、残りの発電機が過負荷状態となり遮断し、全停電に移行するため、当直員は全停電からの復旧操作を行う。 Conventionally, a power control system in an independent operation system using an internal-combustion power generation device on a remote island or the like is constantly monitored and manually controlled by a shift staff. Specifically, first, the shift staff determines whether to start or stop depending on the load status to control the number of generators in operation. Secondly, in the event of a minor generator failure (temperature rise, etc.), the failure status is confirmed and the generator is immediately switched to the standby generator. Thirdly, in the event of a serious failure, the generator circuit breaker (52G) trips, the remaining generators are overloaded and shut off, and the system shifts to a total power failure. Therefore, the shift staff performs a recovery operation from the total power failure.
しかしながら、最近は、停電に対する減少対策が強く求められ、当直員の負担も大きくなっている。これに対して、これまでにも当直員の負担を軽減可能な発電機の自動運転システム等が開発されている。例えば、発電機負荷率を算出し、発電機負荷率が所定の負荷率以上になると発電機を１台運転させ、所定の負荷率以下になると発電機を１台停止させる発電機自動運転装置がある（例えば特許文献１参照）。 However, recently, there has been a strong demand for measures to reduce power outages, and the burden on shift staff has also increased. On the other hand, an automatic operation system for a generator that can reduce the burden on the shift staff has been developed so far. For example, a generator automatic operation device that calculates a generator load factor, operates one generator when the generator load factor exceeds a predetermined load factor, and stops one generator when the load factor falls below a predetermined load factor. (See, for example, Patent Document 1).
また複数台の発電機を備え、並行運転により各フィーダの負荷に電力を供給する常用発電所において、全停直前時の全負荷電力量を記憶し、全停電時に全負荷電力量に見合った発電機台数を自動的に立ち上げる常用発電機の自動運転システムがある（例えば特許文献２参照）。 In addition, in a regular power plant equipped with multiple generators and supplying power to the load of each feeder by parallel operation, the total load power amount just before the full stop is stored, and the power generation corresponding to the total load power amount at the time of a total power failure. There is an automatic operation system for a regular generator that automatically starts up the number of units (see, for example, Patent Document 2).
特許文献１に記載の発電機自動運転装置は、当直員の判断で行っている次に立ち上げる発電機の始動条件、及び次に停止する発電機の停止条件を自動化したものであり、発電機の選定には当直員の判断が必要である。さらに発電機の軽故障には対応していないので、発電機に軽故障が発生した場合には当直員の判断、操作が必要である。特許文献２に記載の常用発電機の自動運転システムは、全停電からの復旧操作を自動化したものであり、発電機軽故障には対応していない。
The generator automatic operation device described in
発電機に軽故障が発生した場合は、健全な発電機を立ち上げ、軽故障した発電機を停止する操作を早急に行う必要がある。これら操作が遅れれば機関重故障となる可能性が高く、如いては全停電となり、復旧操作は困難を極めれる。以上のように発電機軽故障の対応は当直員の負担、さらには停電の継続による社会的影響が大きいが、これまで発電機軽故障時の運転制御システムは開発されていない。 When a minor failure occurs in a generator, it is necessary to immediately start a sound generator and stop the minor failure generator. If these operations are delayed, there is a high possibility that a serious engine failure will occur, and as a result, a total power outage will occur, making recovery operations extremely difficult. As described above, dealing with minor generator failures is a burden on the shift staff and has a large social impact due to the continuation of power outages, but so far no operation control system has been developed for minor generator failures.
本発明の目的は、当直員の負担を軽減可能な複数台の発電機を有する単独運転発電所の運転制御システム及びプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an operation control system and a program of a stand-alone power plant having a plurality of generators capable of reducing the burden on the shift staff.
本発明は、複数台の発電機を有する単独運転発電所の運転制御システムであって、手動入力される複数台の発電機の優先順位を設定する優先順位設定手段と、予め定める設定条件及び手順に従い発電機の運転台数を自動制御する運転台数制御手段と、を含み、前記運転台数制御手段は、負荷電力が設定条件を満足すると判断すると設定された優先順位に従い発電機を自動起動又は自動停止し、発電機の運転台数を自動制御し、発電機を自動起動するとき次号機の起動の緊急性を判定し、緊急性があるときは並列運転中の発電機の有効電力・無効電力を発電機の定格比率で比例配分した電力にする制御を行い、緊急性がないときは無効電力を一定に制御することを特徴とする単独運転発電所の運転制御システムである。 The present invention provides a plurality generator islanding of power plant operation control system having a, and priority setting means for setting the priority of the plurality of generators to be manually inputted, and setting conditions predetermined The operating number control means includes an operating number controlling means for automatically controlling the operating number of the generator according to the procedure, and the operating number controlling means automatically starts or automatically starts the generator according to a set priority when it is determined that the load power satisfies the set condition. When it is stopped and the number of generators in operation is automatically controlled , when the generator is automatically started, the urgency of starting the next unit is judged, and when there is an urgency, the active power / disabled power of the generators in parallel operation is determined. It is an operation control system for a stand-alone power plant, which is characterized by controlling the power to be proportionally distributed according to the rated ratio of the generator and controlling the ineffective power to be constant when there is no urgency .
本発明によれば、運転台数制御手段が、負荷電力が予め定める設定条件を満足するか否か判断し、設定条件を満足すると判断すると設定された優先順位に従い発電機の運転台数を自動制御するので、当直員が起動・停止条件は元より、次に立ち上げる発電機、次に停止させる発電機を選定する必要がなく、当直員の負担が大幅に軽減される。 According to the present invention, the operating number control means determines whether or not the load power satisfies the preset setting condition, and automatically controls the operating number of the generators according to the set priority when the load power satisfies the set condition. Therefore, it is not necessary for the shift staff to select the generator to be started next and the generator to be stopped next, as well as the start / stop conditions, and the burden on the shift staff is greatly reduced.
本発明の単独運転発電所の運転制御システムにおいて、前記優先順位設定手段は、入力された発電機の優先順位が設定条件を満足するときこれを受付け、設定条件を満たさないときには受付けを拒否する判定機能を有し、前記設定条件が入力された優先順位に重複がなく、かつ運転中の発電機が停止中の発電機に比べて優先順位が高いことであることを特徴とする。 In the operation control system of the isolated operation power plant of the present invention, the priority setting means accepts the input generator when the priority of the generator satisfies the setting condition, and rejects the acceptance when the input condition does not satisfy the setting condition. It is characterized in that it has a function, the priority order in which the setting conditions are input does not overlap, and the priority of the operating generator is higher than that of the stopped generator.
本発明によれば、優先順位設定手段は、入力された優先順位に重複がなく、かつ運転中の発電機が停止中の発電機に比べて優先順位が高いときにのみ入力された優先順位を受付けるので、誤動作が防止され、発電機の運転制御を確実に実行することができる。 According to the present invention, the priority setting means sets the input priority only when the input priority does not overlap and the operating generator has a higher priority than the stopped generator. Since it is accepted, malfunctions can be prevented and the operation control of the generator can be reliably executed.
また本発明の単独運転発電所の運転制御システムは、さらに各発電機の状態を監視する状態監視手段を含み、前記状態監視手段は、少なくとも各発電機が健全か否かを監視し、前記運転台数制御手段は、次の発電機を起動させるとき、停止発電機のうち最も優先順位が高い発電機が健全か否か判断し、健全ではないと判断すると他の停止発電機を優先順位に従い健全か否か判断し、健全な停止発電機のうち優先順位の最も高い発電機を次の発電機として決定することを特徴とする。 Further, the operation control system of the isolated operation power plant of the present invention further includes a state monitoring means for monitoring the state of each generator, and the state monitoring means monitors at least whether or not each generator is sound and the operation. When starting the next generator, the number control means determines whether the generator with the highest priority among the stopped generators is sound, and if it is judged to be unhealthy, the other stopped generators are sound according to the priority. It is characterized in that it is judged whether or not, and the generator having the highest priority among the sound stopped generators is determined as the next generator.
本発明によれば、運転制御システムは、「優先順位制御」を基本としつつも停止発電機のうち優先順位の最も高い停止発電機が健全ではないと判断すると、健全な発電機のうち優先順番の最も高い発電機を次に起動させる発電機として選出する「飛び越し制御」を行うので、信頼性の高い制御が可能となる。 According to the present invention, the operation control system is based on "priority control", but when it is determined that the stop generator having the highest priority among the stop generators is not sound, the priority order among the sound generators is determined. Since "jump control" is performed to select the generator with the highest generator as the generator to be started next, highly reliable control is possible.
また本発明は、コンピュータを前記単独運転発電所の運転制御システムの各手段として機能させるためのプログラムである。 Further, the present invention is a program for making a computer function as each means of an operation control system of the isolated operation power plant.
本発明によれば、コンピュータプログラムを用いて単独運転発電所の運転制御システムの各手段を実行可能なため、プログラムをコンピュータにインストールすることで、単独運転発電所の運転制御システムを容易に実現できる。 According to the present invention, since each means of the operation control system of the independent operation power plant can be executed by using the computer program, the operation control system of the independent operation power plant can be easily realized by installing the program in the computer. ..
本発明によれば、当直員の負担を軽減可能な複数台の発電機を有する単独運転発電所の運転制御システム及びプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an operation control system and a program of a stand-alone power plant having a plurality of generators capable of reducing the burden on the shift staff.
本発明の実施形態において、発電機を以下のように定義する。１号機とは、発電機Ｇ１を示し、以下同様にｎ号機とは発電機Ｇｎを示す。運転号機とは運転中の各発電機を、停止号機とは停止中の各発電機をいう。軽故障機は、水温が高い・軸受温度が高い等の軽度の故障状態にあり、直ちに停止させる必要はないが、他の発電機に切替えた方がよい発電機である。作業機は、メンテナンス等を行っている発電機であり運転不能である。重故障機は、発電機用遮断器がトリップするような重度な故障が発生した発電機である。健全機は、運転可能な発電機であり、軽故障機、作業機及び重故障機以外の発電機である。 In the embodiment of the present invention, the generator is defined as follows. The first unit means the generator G1, and similarly, the nth unit means the generator Gn. The operating unit means each generator in operation, and the stopped unit means each generator that is stopped. A minor failure machine is a generator that is in a minor failure state such as a high water temperature or a high bearing temperature and does not need to be stopped immediately, but it is better to switch to another generator. The work machine is a generator that is undergoing maintenance and is inoperable. A serious failure machine is a generator in which a serious failure such as a trip of a circuit breaker for a generator has occurred. A healthy machine is an operable generator, and is a generator other than a minor failure machine, a work machine, and a serious failure machine.
図１は、本発明の実施の一形態としての単独運転発電所の運転制御システム１が適用された電力系統図である。図２は、本発明の実施の一形態としての単独運転発電所の運転制御システム１の機能構成図、図３は、運転制御システム１の優先順位設定画面を示す図である。
FIG. 1 is a power system diagram to which the
本発明の実施の一形態としての運転制御システム１は、複数台の発電機を有する単独運転発電所の運転を制御するシステムである。運転制御システム１の説明に先立ち、複数台の発電機を有する単独運転発電所の電力系統について説明する。
The
各発電機Ｇ１〜Ｇｎには、発電機用遮断器５２Ｇ１〜５２Ｇｎが配設され、各配電線Ｌ１〜Ｌｎには、配電線用遮断器５２Ｆ１〜５Ｆｎが配設され、各発電機Ｇ１〜Ｇｎと各配電線Ｌ１〜Ｌｎとは、母線Ｌ０を介して接続される。また各配電線Ｌ１〜Ｌｎには、電力量を計測する電力量計ＷＴ１〜ＷＴｎが配設されている。ここで添え字ｎは、任意の整数である。 Generator breakers 52G1 to 52Gn are arranged in each generator G1 to Gn, and distribution line circuit breakers 52F1 to 5Fn are arranged in each distribution line L1 to Ln, and each generator G1 to Gn. And each distribution line L1 to Ln are connected via a bus L0. Further, each distribution line L1 to Ln is provided with watt-hour meters WT1 to WTn for measuring the amount of electric power. Here, the subscript n is an arbitrary integer.
運転制御システム１は、各発電機Ｇ１〜Ｇｎ等と信号を送受信する送受信手段１１と、入出力手段１３と、データを保存するデータベース（記憶手段）１５と、メニュー作成手段１７と、各発電機Ｇ１〜Ｇｎの優先順位を設定する優先順位設定手段１９と、各発電機Ｇ１〜Ｇｎの状態を監視する状態監視手段２１と、発電機Ｇの運転台数を制御する運転台数制御手段２３と、発電機Ｇに軽度の故障（軽故障）が発生すると発電機Ｇの切替えを行う軽故障切替制御手段２５とを備える。
The
送受信手段１１は、各発電機Ｇ１〜Ｇｎ、電力量計ＷＴ１〜ＷＴｎ等と信号を送受信する。送受信信号（送受信データ）には、各発電機Ｇ１〜Ｇｎを始動・停止させるための信号、各発電機Ｇ１〜Ｇｎから発せられる軽故障等の信号、発電機用遮断器５２Ｇ１〜５２Ｇｎを入、切するための信号、電力負荷データ等がある。 The transmission / reception means 11 transmits / receives signals to the generators G1 to Gn, the watt hour meters WT1 to WTn, and the like. The transmission / reception signals (transmission / reception data) include signals for starting / stopping each generator G1 to Gn, signals for minor failures emitted from each generator G1 to Gn, and generator circuit breakers 52G1 to 52Gn. There are signals for turning off, power load data, etc.
入出力手段１３は、データを入力するキーボード、マウス、タッチパネル等からなる入力装置と、ＣＲＴディスプレイ等のデータ、画面を表示する表示装置とを含む。 The input / output means 13 includes an input device including a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like for inputting data, and a display device for displaying data and a screen such as a CRT display.
データベース１５は、入出力手段１３を介して入力される各発電機Ｇ１〜Ｇｎの定格容量、始動出力条件、停止出力条件などの各種設定値、送受信手段１１を介して受信した電力負荷データ、優先順位設定手段１９を介して設定される各発電機Ｇ１〜Ｇｎの優先順位などを保存する。
The
メニュー作成手段１７は、監視操作、故障表示、発電機優先順位等をメニューとし、監視操作画面、故障表示画面、発電機優先順位入力画面などを作成し、これを選択、操作、実行可能にタッチパネル等に表示する。図３に、優先順位設定画面を示す。ここに示す設定画面は、タッチパネルのディスプレイ上に表示された画面で、発電機Ｇの台数が４台の例である。 The menu creation means 17 uses a monitoring operation, a failure display, a generator priority, etc. as a menu, creates a monitoring operation screen, a failure display screen, a generator priority input screen, etc., and can select, operate, and execute the touch panel. Display on etc. FIG. 3 shows a priority setting screen. The setting screen shown here is a screen displayed on the display of the touch panel, and is an example in which the number of generators G is four.
優先順位設定手段（優先順位設定器）１９は、各発電機Ｇ１〜Ｇｎの優先順位を設定するためのものであり、優先順位設定画面から入力される各発電機Ｇ１〜Ｇｎの優先順位が設定条件を満たすか否か判断し、設定条件を満たすと判断すると各発電機Ｇ１〜Ｇｎの優先順位を受付け、設定条件を満たさないときには受付けを拒否する。 The priority setting means (priority setting device) 19 is for setting the priority of each generator G1 to Gn, and the priority of each generator G1 to Gn input from the priority setting screen is set. It is determined whether or not the conditions are satisfied, and if it is determined that the set conditions are satisfied, the priority of each generator G1 to Gn is accepted, and if the set conditions are not satisfied, the acceptance is rejected.
発電機の優先順位の設定要領の具体例を示す。メニューから発電機優先順位が選択されると、タッチパネルのディスプレイ上に発電機の優先順位を設定するための優先順位設定画面が表示される。上段が現在の発電機の運転状態を表示し、中段が現在の優先順位を示す。発電機の優先順位を変更する場合には、下段の優先順位設定ボタンを介して順位を変更し、最下段の設定読込ボタンを介して入力する。 A specific example of how to set the priority of the generator is shown. When the generator priority is selected from the menu, the priority setting screen for setting the generator priority is displayed on the touch panel display. The upper row shows the current operating status of the generator, and the middle row shows the current priority. When changing the priority of the generator, the order is changed via the priority setting button in the lower row, and input is performed via the setting read button in the lower row.
優先順位設定手段１９は、優先順位が入力されると現在運転号機の運転状態と対比し、入力された優先順位に重複がなく、かつ運転号機が停止号機に比べて優先順位が高いときにのみ変更入力された優先順位を受付ける。図３の例では、現在、発電機Ｇは、２号機と３号機が運転中ゆえ、２号機及び３号機のいずれか一方の優先順位が１番、他方が２番であれば、優先順位は受付られる。一方、上記設定条件を満足しない場合は、条件不成立を表示し、優先順位の受付けを拒否する。
When the priority is input, the priority setting means 19 compares with the operating state of the current operating unit, and only when the input priority does not overlap and the operating unit has a higher priority than the stopped unit. Accepts the changed priority. In the example of FIG. 3, since the generators G are currently in operation of
状態監視手段２１は、送受信手段１１を介して各発電機Ｇ１〜Ｇｎの状態データを得て、運転中の発電機Ｇが健全か、軽故障が発生したか等を監視する。 The state monitoring means 21 obtains the state data of each generator G1 to Gn via the transmission / reception means 11 and monitors whether the operating generator G is sound, whether a minor failure has occurred, or the like.
運転台数制御手段２３は、送受信手段１１を介して得る負荷電力、各発電機Ｇ１〜Ｇｎの出力（発電量）に基づき負荷状態（負荷電力）を監視し、負荷状態が予め定める設定条件を満足すると判断すると、予め定める手順に従い運転台数を制御する。予め定める設定条件及び運転台数の制御手順は後述する。 The operating number control means 23 monitors the load state (load power) based on the load power obtained via the transmission / reception means 11 and the output (power generation amount) of each generator G1 to Gn, and satisfies the setting condition set in advance by the load state. If so, the number of operating units is controlled according to a predetermined procedure. The preset setting conditions and the control procedure for the number of operating units will be described later.
軽故障切替制御手段２５は、状態監視手段２３と協働し、発電中の発電機Ｇに軽故障が発生すると、予め定める手順に従い発電機の切替えを行うように制御する。発電機の切替操作の制御手順は後述する。 The minor failure switching control means 25 cooperates with the condition monitoring means 23 to control the generator G to switch the generator according to a predetermined procedure when a minor failure occurs in the generator G during power generation. The control procedure for the switching operation of the generator will be described later.
以上からなる運転制御システム１は、送受信手段１１を介して例えば数秒間隔で負荷電力データ等を取得し、負荷状態を判定し、運転台数制御手段２３を介して予め定める手順に従い発電機Ｇを始動させ、あるいは停止させ発電機Ｇの運転台数を制御する。また運転制御システム１は、状態監視手段２１を介して発電機Ｇの状態を監視し、発電中の発電機Ｇに軽故障が発生すると、予め定める手順に従い発電機Ｇの切替操作を行うように制御する。
The
負荷状態の算出及び判定を行う部分は、これを負荷判定手段として運転台数制御手段２５から切り離し、切り離した負荷判定手段と運転台数制御手段とを協働させ、発電機Ｇの運転台数を制御するようにしてもよい。 The part that calculates and determines the load state is separated from the operating number control means 25 as a load determining means, and the separated load determining means and the operating number control means are made to cooperate to control the operating number of the generator G. You may do so.
運転制御システム１は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置、ディスプレイ等の出力装置、各種制御・演算・記憶を実行する制御装置、演算装置及び記憶装置を備える公知のコンピュータと、運転台数制御、軽故障切替制御等を実行させるためのプログラムを用いて実現することができる。運転台数制御、軽故障切替制御等を実行させるためのプログラムを作成し、これをコンピュータにインストールとすることで、コンピュータを図２に示す各種手段として機能させることができる。
The
次に発電機の運転台数制御手順を示す。図４及び図５は、運転制御システム１の運転台数制御手順（自動始動）を示すフローチャートである。図６は、図４の運転台数制御手順（自動始動）を示すフローチャートのステップＳ３及びステップＳ４の関係を説明するための図である。ここでは発電機台数は４台とするが、発電機台数は特定の台数に限定されるものではない。図中の１Ｇ〜４Ｇは、１号機〜４号機を表す。
Next, the procedure for controlling the number of operating generators is shown. 4 and 5 are flowcharts showing the operation number control procedure (automatic start) of the
現在、１号機と２号機とが運転状態で、３号機と４号機とが停止状態とする（ステップＳ０）。発電機の優先順位は、優先順位設定手段１９により発電機号機の順に、つまり１号機の優先順位が１番で、４号機の優先順位が４番に設定されているものとする。また各発電機Ｇ１〜Ｇ４の定格容量（ｋＷ）、自動始動制御に使用する、始動最低出力条件（％），始動出力条件（％），始動確認時間，負荷増加率（ｋＷ），負荷増加率（秒）など、さらに内燃機関を制御する各種設定値等は、予め入力されデータベース１５に保存されているものとする。
Currently,
運転制御システム１は、運転号機出力総和（負荷電力Ｗ）と運転号機である１号機と２号機の定格容量の総和とを比較し、負荷電力Ｗが運転号機の定格総和（定格容量総和）の始動最低出力条件を超えたか否か判断する（ステップＳ１）。運転号機の定格総和の始動最低出力条件は、例えば、運転号機の定格総和の８０％に設定される。この始動最低出力条件は、任意の値である。
The
負荷電力Ｗが運転号機の定格総和の始動最低出力条件を越えたときには、所定時間（例えば５秒）経過後（ステップＳ２）、負荷電力Ｗが運転号機の定格総和の始動出力条件を超えたか否か判断する（ステップＳ３）。運転号機の定格総和の始動出力条件は、例えば、運転号機の定格総和の９５％に設定される。この始動出力条件は、任意の値である。 When the load power W exceeds the starting minimum output condition of the total rated value of the operating unit, whether or not the load power W exceeds the starting output condition of the total rated value of the operating unit after a predetermined time (for example, 5 seconds) has elapsed (step S2). Is determined (step S3). The starting output condition of the total rated value of the operating unit is set to, for example, 95% of the total rated value of the operating unit. This start output condition is an arbitrary value.
さらに負荷電力Ｗが運転号機の定格総和の始動最低出力条件を越え、所定時間経過後（ステップＳ２）には、負荷増加率が設定条件を満足するか判断する（ステップＳ４）。このステップＳ４は、急激に負荷が増加した場合に対処するためのものであり、負荷増加率の設定条件もそれに対応する形で設定される。例えば、負荷増加率の設定条件は１５０ｋＷ／１２０秒以上である。この負荷増加率は、任意の値である。 Further, after the load power W exceeds the starting minimum output condition of the total rated value of the operating unit and a predetermined time elapses (step S2), it is determined whether the load increase rate satisfies the set condition (step S4). This step S4 is for coping with the case where the load suddenly increases, and the setting condition of the load increase rate is also set in a corresponding manner. For example, the setting condition of the load increase rate is 150 kW / 120 seconds or more. This load increase rate is an arbitrary value.
ステップＳ３とステップＳ４との関係を図６に示した。ステップＳ３の負荷電力Ｗが運転号機の定格総和の始動出力条件を満足する前に、ステップＳ４の条件が成立すると次ステップ（ステップＳ６）に進む。ステップＳ４の条件が成立しない場合には、ステップＳ３の条件成立を待ってステップＳ５、ステップＳ６の順に進む。 The relationship between step S3 and step S4 is shown in FIG. If the condition of step S4 is satisfied before the load power W of step S3 satisfies the starting output condition of the total rated rating of the operating unit, the process proceeds to the next step (step S6). If the condition of step S4 is not satisfied, the process proceeds in the order of step S5 and step S6 after waiting for the condition of step S3 to be satisfied.
ステップＳ６は、次に立ち上げ予定の発電機、本実施形態では３号機が健全機であるか否かを判断する。３号機が軽故障機、作業機又は重故障機でないときは、健全機であると判定され次号機始動指令（ステップＳ８）に進む。
In step S6, it is determined whether or not the generator to be started next, that is,
一方、３号機が健全機ではないと判定すると、次号機があるか判定する（ステップＳ７）。本実施形態では、４号機が次号機に該当するので、４号機が健全機であるか否かを判定し、４号機が健全機であれば、３号機に代えて４号機を始動するように制御する。４号機が健全機ではないときには、予備機なし表示を行う（ステップＳ９）。
On the other hand, if it is determined that
ステップＳ６及びステップＳ７は、次に立ち上げる予定の発電機が、作業中又は故障中のときは、この発電号機を飛び越して、次の発電号機に制御をかけるので「飛び越し制御」ということができる。 Step S6 and step S7 can be referred to as "jump control" because when the generator to be started next is working or is out of order, it jumps over this generator and controls the next generator. ..
次号機始動指令（ステップＳ８）に続き、内燃機関が定格回転数に達し（ステップＳ１０）、その状態を所定時間保持（アイドリング）した後（ステップ１１）、初期励磁入指令を発する（ステップＳ１２）。なお、緊急始動時は、ステップ１１をバイパスするように制御する。
Following the next unit start command (step S8), the internal combustion engine reaches the rated rotation speed (step S10), holds the state for a predetermined time (idling) (step 11), and then issues an initial excitation command (step S12). .. At the time of emergency start, control is performed so as to bypass
その後、遮断器を自動同期投入し並列する（ステップＳ１３）。並列後、ガバナに増指令（６５Ｒ）を発し（ステップＳ１４）、１／４負荷以上であることを確認し（ステップＳ１５、ステップＳ１６）、次号機の始動を完了する（ステップＳ１８）。ガバナ増指令（６５Ｒ）時は、無効電力を一定に制御（偏差比例制御）する（ステップＳ１７）。 After that, the circuit breakers are automatically synchronously turned on and paralleled (step S13). After paralleling, an increase command (65R) is issued to the governor (step S14), it is confirmed that the load is 1/4 or more (step S15, step S16), and the start of the next unit is completed (step S18). When the governor increase command (65R) is issued, the reactive power is controlled to be constant (deviation proportional control) (step S17).
ここでステップＳ１４〜ステップＳ１７は、１／４負荷取り機能に該当する。１／４負荷取り機能は、急激に立ち上げることによる内燃機関への悪影響を避けるためのものであり、次号機を緊急に始動させる必要がある場合には、この部分をバイパスさせる。１／４負荷取り時には、無効電力が一定に制御されるが（ステップＳ１７）、１／４負荷取り機能をバイパスさせるときには、定比率制御とする。定比率制御は、並列運転中の発電機の有効電力・無効電力を発電機の定格比率で比例配分した電力にする制御である。 Here, steps S14 to S17 correspond to the 1/4 load taking function. The 1/4 load taking function is for avoiding an adverse effect on the internal combustion engine due to a sudden start-up, and bypasses this part when it is necessary to start the next unit urgently. When the 1/4 load is taken, the reactive power is controlled to be constant (step S17), but when the 1/4 load function is bypassed, the constant ratio control is used. The constant ratio control is a control in which the active power and the active power of the generators in parallel operation are proportionally distributed by the rated ratio of the generators.
図７は、運転制御システム１の運転台数制御手順（自動停止）を示すフローチャートである。本実施形態において、発電機台数は４台とするが、発電機台数は特定の台数に限定されるものではない。また運転台数制御手順（自動始動）と同様に、発電機の優先順位、自動停止に使用する各種設定値は、予め入力されデータベース１５に保存されているものとする。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation number control procedure (automatic stop) of the
現在、１号機と２号機とが運転状態で、３号機と４号機とが停止状態とする（ステップＳ０）。発電機の優先順位は、優先順位設定手段１９により発電機号機の順に、つまり１号機の優先順位が１番で、４号機の優先順位が４番に設定されているものとする。
Currently,
運転制御システム１は、運転号機出力総和（負荷電力Ｗ）と、運転号機の定格総和（定格容量総和）から次停止号機定格（容量）を減算した値に停止出力条件を乗算した値とを比較し、後者が前者を上回か否か判断する（ステップＳ２１）。運転号機出力総和には、移動平均値が使用される。移動平均値は、移動平均周期（例えば１秒）毎に取り込んだ、移動平均個数（例えば３００個）分の平均値である。停止出力条件は、任意の値に設定可能であり、例えば８５％に設定される。本実施形態に当てはめると、負荷電力Ｗが、１号機の定格容量の８５％を下回るとステップ２１の条件が成立する。
The
ステップ２１の条件が成立すると、これが設定時間（停止確認時間）継続していることを確認し（ステップＳ２２）、停止号機である２号機の停止操作を行う（ステップＳ２３）。停止確認時間は、任意の値に設定可能であり、例えば１５００秒に設定される。停止確認時間を長くし過ぎると燃料が無駄に消費される。
When the condition of
運転制御システム１は、停止号機の停止操作において、無効電力一定下で（ステップＳ２５）で負荷減指令を発し（ステップ２４）、停止負荷以下になると（ステップＳ２６）、ガバナを減操作（６５Ｒ）し（ステップＳ２８）、停止負荷の確認（ステップＳ２９）、遮断器切（ステップＳ３０）、機関停止操作（ステップＳ３１）及び停止完了（ステップＳ３２）の順に各操作を制御する。
In the stop operation of the stop unit, the
図８及び図９は、運転制御システム１の発電機軽故障時の切替手順を示すフローチャートである。本実施形態において、発電機台数は４台とするが、発電機台数は特定の台数に限定されるものではない。また運転台数制御手順と同様に、発電機の優先順位、自動停止に使用する各種設定値は、予め入力されデータベース１５に保存されているものとする。ここでは、２号機に軽故障が発生するものとする。
8 and 9 are flowcharts showing a switching procedure when the generator of the
現在、１号機と２号機とが運転状態で、３号機と４号機とが停止状態とする（ステップＳ０）。発電機の優先順位は、優先順位設定手段１９により発電機号機の順に、つまり１号機の優先順位が１番で、４号機の優先順位が４番に設定されているものとする。また３号機と４号機は共に健全号機であるとする。
Currently,
運転制御システム１は、運転中の発電機である２号機に軽故障が発生したことを検知すると（ステップＳ４１）、全健全号機（３号機と４号機）に緊急始動させ、全健全号機の遮断器５２Ｇ３、５２Ｇ４を入りとする（ステップＳ４２、ステップＳ４３）。所定時間経過後（ステップＳ４４）、軽故障が発生した２号機を停止させてもよいかの判断を行う（ステップＳ４５）。
When the
具体的には、ステップＳ４５において軽故障機を除く運転号機の軽故障切替定格総和が運転号機定格総和を上回るか否かを判断し、上回ると判断すると２号機の停止条件が成立する。２号機の停止条件が成立するとステップＳ４６からステップＳ５５の手順で２号機を自動停止させる。このステップＳ４６からステップＳ５６は、図７に示す運転台数制御手順（自動停止）のステップＳ２２〜ステップＳ３２と同じである。
Specifically, in step S45, it is determined whether or not the total minor failure switching rating of the operating units excluding the minor failure unit exceeds the total rated operating unit rating, and if it is determined, the stop condition of the second unit is satisfied. When the stop condition of
一方、ステップＳ４５において軽故障機を除く運転号機の軽故障切替定格総和が運転号機定格総和を上回らないと判断すると、２号機を停止させることなく操作を終了する（ステップＳ５７）。このことは予備機がないため軽故障機を止めることができないことを意味する。 On the other hand, if it is determined in step S45 that the total minor failure switching rating of the operating units excluding the minor failure unit does not exceed the total rated operating unit rating, the operation is terminated without stopping the second unit (step S57). This means that you agree taste that you can not stop a minor fault machine because there is no spare machine.
以上のように本発明の単独運転発電所の運転制御システムは、設定条件を満足すると判断すると設定された優先順位に従い発電機の運転台数を自動制御するので、当直員が起動・停止条件は元より、次に立ち上げる発電機、次に停止させる発電機を選定する必要がなく、当直員の負担が大幅に軽減される。また当直員の誤判断による誤操作防止が期待できる。 As described above, the operation control system of the independently operated power plant of the present invention automatically controls the number of generators in operation according to the set priority when it is judged that the set conditions are satisfied. Therefore, the shift staff is based on the start / stop conditions. Therefore, it is not necessary to select the generator to be started next and the generator to be stopped next, and the burden on the shift staff is greatly reduced. In addition, it can be expected to prevent erroneous operation due to erroneous judgment of the shift staff.
また発電機の優先順位も予め定める設定条件を満足するときのみ設定可能（受付可能）なため誤動作が防止され、発電機の運転制御を確実に実行することができる。また本発明の単独運転発電所の運転制御システムは、「優先順位制御」を基本としつつも「飛び越し制御」を併用し制御するので、信頼性の高い制御が可能となる。 In addition, the priority order of the generator can be set (acceptable) only when the preset setting conditions are satisfied, so that malfunction is prevented and the operation control of the generator can be reliably executed. Further, since the operation control system of the independently operated power plant of the present invention controls by using "jump control" in combination with "priority control" as a basis, highly reliable control becomes possible.
また本発明の単独運転発電所の運転制御システムは、発電機の軽故障に対しても自動対応が可能なため当直員の負担が大幅に軽減される。また重故障への移行が回避でき電力供給に対する信頼度が向上する。 Further, the operation control system of the independently operated power plant of the present invention can automatically respond to a minor failure of the generator, so that the burden on the shift staff is greatly reduced. In addition, the transition to a serious failure can be avoided and the reliability of the power supply is improved.
また本発明によれば、コンピュータプログラムを用いて本発明の単独運転発電所の運転制御システムの各手段を実行可能なため、プログラムをコンピュータにインストールすることで、本発明の単独運転発電所の運転制御システムを容易に実現できる。 Further, according to the present invention, since each means of the operation control system of the independent operation power plant of the present invention can be executed by using a computer program, the operation of the independent operation power plant of the present invention can be performed by installing the program on the computer. A control system can be easily realized.
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。 As described above, a preferred embodiment has been described with reference to the drawings, but those skilled in the art will easily assume various changes and modifications within a self-evident range by looking at the present specification. Therefore, such changes and amendments are construed as being within the scope of the invention as defined by the claims.
１ 運転制御システム
１１ 送受信手段
１３ 入出力手段
１５ データベース
１７ メニュー作成手段
１９ 優先順位設定手段
２１ 状態監視手段
２３ 運転台数制御手段
２５ 軽故障切替制御手段
５２Ｆ１〜５２Ｆｎ 配電線用遮断器
５２Ｇ１〜５２Ｇｎ 発電機用遮断器
Ｇ，Ｇ１〜Ｇｎ 発電機
Ｌ０ 母線
Ｌ１〜Ｌｎ 配電線
ＷＴ１〜ＷＴｎ 電力量計
1
Claims (4)
手動入力される複数台の発電機の優先順位を設定する優先順位設定手段と、
予め定める設定条件及び手順に従い発電機の運転台数を自動制御する運転台数制御手段と、
を含み、
前記運転台数制御手段は、負荷電力が設定条件を満足すると判断すると設定された優先順位に従い発電機を自動起動又は自動停止し、発電機の運転台数を自動制御し、
発電機を自動起動するとき次号機の起動の緊急性を判定し、緊急性があるときは並列運転中の発電機の有効電力・無効電力を発電機の定格比率で比例配分した電力にする制御を行い、緊急性がないときは無効電力を一定に制御することを特徴とする単独運転発電所の運転制御システム。 An operation control system for a stand-alone power plant with multiple generators.
Priority setting means for setting the priority of multiple manually input generators,
An operating number control means that automatically controls the operating number of generators according to predetermined setting conditions and procedures,
Including
The operating number control means automatically starts or stops the generator according to the set priority when it is determined that the load power satisfies the set condition, and automatically controls the operating number of the generator.
When the generator is automatically started, the urgency of starting the next unit is judged, and when there is an urgency, the active power and reactive power of the generators in parallel operation are proportionally distributed according to the rated ratio of the generators. An operation control system for a stand-alone power plant, which is characterized by constantly controlling the reactive power when there is no urgency.
前記設定条件が入力された優先順位に重複がなく、かつ運転中の発電機が停止中の発電機に比べて優先順位が高いことであることを特徴とする請求項１に記載の単独運転発電所の運転制御システム。 The priority setting means has a determination function of accepting when the input priority of the generator satisfies the setting condition and rejecting the acceptance when the input condition is not satisfied.
The isolated operation power generation according to claim 1, wherein the priority order in which the setting conditions are input does not overlap, and the operating generator has a higher priority than the stopped generator. Operation control system of the place.
前記状態監視手段は、少なくとも各発電機が健全か否かを監視し、
前記運転台数制御手段は、次の発電機を起動させるとき、停止発電機のうち最も優先順位が高い発電機が健全か否か判断し、健全ではないと判断すると他の停止発電機を優先順位に従い健全か否か判断し、健全な停止発電機のうち優先順位の最も高い発電機を次の発電機として決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単独運転発電所の運転制御システム。 It also includes condition monitoring means to monitor the condition of each generator.
The condition monitoring means at least monitors whether each generator is sound or not, and
When starting the next generator, the operating number control means determines whether or not the generator having the highest priority among the stopped generators is sound, and if it is determined that the generator is not sound, the other stopped generators are prioritized. The stand-alone power plant according to claim 1 or 2, wherein the generator having the highest priority among the sound stop generators is determined as the next generator. Operation control system.
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