专利名称：发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及将引擎发电机系统、外部电力源系统、以及电容器并联地连接而进行体系联系的发电系统。
背景技术：
作为将供给针对来自于由引擎(例如燃气引擎)驱动的发电机的交流电力通过整流电路进行变换而得到的直流电力的引擎发电机系统、供给来自外部电力源的直流电力的外部电力源系统和电容器并联地连接而进行体系联系的发电系统，例如，提出了下述专利文献1中记载的系统。另外，作为外部电力源，可以例示太阳能电池、燃料电池、蓄电池等外部电力源、将来自风力涡轮的交流电力通过整流电路或转换器变换为直流电力的外部电力源。图5是概略地示出将引擎发电机系统30a、外部电力源系统60a、以及电容器34并联地连接而进行体系联系的以往的发电系统30的系统结构图。在图5所示的以往的发电系统30中，在引擎发电机系统30a中，将来自于由引擎 31驱动的发电机32的交流电力1 通过整流电路33变换为直流电力Pg，将该直流电力1 供给到与整流电路33的直流侧并联地连接的电容器34。然后，针对整流电路33以及电容器34并联地连接的第1电力变换电路35在电力体系40与电容器34之间交换电力。另外，第1电力变换电路35具备体系联系逆变器35a。另外，针对整流电路33、电容器34以及第1电力变换电路35并联地连接的第2电力变换电路36在外部电力源系统60a中的太阳能电池等外部电力源60与电容器34之间交换电力。在这样的以往的发电系统30中，根据电力体系40的体系电压Vd的大小而不同， 但例如，在与体系电压Vd是200V的电力体系40进行体系联系的情况下，作为电容器34的直流电压Vc需要约350V。相对于此，来自外部电力源60的直流电压Ve是额定电压，约为200 250V的情况较多。另外，来自外部电力源60的直流电压Ve有时变动。具体而言，在外部电力源60 是太阳能电池的情况下，来自外部电力源60的直流电压Ve根据温度、照度而变动。因此，在外部电力源系统60a中，进行以使电容器34的直流电压Vc成为恒定电压 (具体而言约350V)的方式控制该直流电压Vc的直流电压控制。例如，第1电力变换电路 35以及第2电力变换电路36中的至少一方进行用于以使电容器34的直流电压Vc成为恒定电压(具体而言约350V)的方式控制该直流电压Vc的直流电压控制。另外，将这样被控制为恒定电压的电容器34的直流电压Vc通常通过体系联系逆变器3 变换为与体系电压Vd (具体而言200V)同步的正弦波。另一方面，在引擎发电机系统30a中，如果由整流电路33变换的直流电压Vg和电容器34的直流电压Vc不同，则在该状态下存在如下情况，即来自引擎发电机系统30a的直流电力1 被供给到外部电力源系统60a侧或者来自外部电力源系统60a的直流电力Pe被
4供给到引擎发电机系统30a侧的情况，所以导致电力供给效率降低。S卩，为了使发电系统30高效地运转，需要使来自引擎发电机系统30a的直流电压 Vg和电容器34的直流电压Vc成为相同电压，但由于将电容器34的直流电压Vc通过直流电压控制始终控制为恒定电压，所以在该状态下，无法使来自引擎发电机系统30a的直流电压Vg和电容器34的直流电压Vc成为相同电压，由此，电力供给效率有时降低。关于该点，在以往的发电系统30中，变更了引擎发电机系统30a的结构，以使来自引擎发电机系统30a的直流电压Vg成为与被控制为恒定电压的电容器34的直流电压Vc 相同的电压(匹配)，换言之以使来自引擎发电机系统30a的直流电压Vg在电容器34的直流电压Vc (具体而言350V)附近成为最大效率。例如，在已有的引擎发电机系统中，通过变更引擎的输出(转速)、发电机的输出电压、或者在发电机与第1电力变换电路之间另外设置升压转换器或者降压转换器、或者作为整流电路而另外设置可以变更输出侧的直流电压的有源的整流电路，使来自引擎发电机系统30a的直流电压Vg成为与电容器34的直流电压Vc相同的电压(参照专利文献1 的段落
) 0由此，可以并用来自引擎发电机系统30a的直流电力Pg、和来自外部电力源系统 60a的直流电力Pe来使得高效地进行体系联系。专利文献1 日本特开2001-258160号公报
发明内容
但是，在图5所示那样的以往的发电系统30中，为了将引擎发电机系统30a、外部电力源系统60a、以及电容器34并联地连接而使得高效地进行体系联系，如上所述，在已有的引擎发电机系统中，需要进行如下变更变更引擎31的输出、发电机32的输出电压、或者在发电机32与第1电力变换电路35之间另外设置转换器、或者作为整流电路33而另外设置有源的整流电路这样的变更，所以需要大量的工作。因此，本发明的目的在于提供一种发电系统，将引擎发电机系统、外部电力源系统、以及电容器并联地连接而进行体系联系，无需如以往那样进行已有引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更，因此无需进行大量的工作，而可以高效地进行体系联系。根据本发明者的见解，在将引擎发电机系统、外部电力源系统、以及电容器并联地连接而进行体系联系的发电系统中，在外部电力源供给的电力(可以从外部电力源接受电力的最大电力)小于该发电系统应供给的需要电力(该发电系统的输出电力指令)的情况且将来自发电机的电力供给到电容器的情况下，需要使来自引擎发电机系统的直流电压和电容器的直流电压成为相同电压来防止电力供给效率降低。但是，在该情况下，如果将来自发电机的电力供给到电容器，则可以将来自引擎发电机系统的直流电压稳定地供给到电容器，所以也可以不进行控制电容器的直流电压的直流电压控制。S卩，在外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自发电机的电力供给到电容器的情况下，可以停止针对电容器的直流电压控制，此时，由于该直流电压控制的停止，来自引擎发电机系统的直流电压和电容器的直流电压结果上成为相同电压。由此，来自引擎发电机系统的直流电力不会被供给到外部电力源系统侧或者来自外部电力源系统的直流电力不会被供给到引擎发电机系统侧，因此，不会导致电力供给效率降低。本发明基于上述见解，为了解决上述课题，提供一种发电系统，其特征在于，具备 弓丨擎；发电机，通过所述引擎驱动；整流电路，将来自所述发电机的交流电力变换为直流电力；电容器，与所述整流电路的直流侧并联地连接；第1电力变换电路，与所述整流电路和所述电容器并联地连接，并且用于在电力体系与所述电容器之间交换电力；以及第2电力变换电路，与所述整流电路、所述电容器、以及所述第1电力变换电路并联地连接，并且用于在外部电力源与所述电容器之间交换电力，所述发电系统进行控制所述电容器的直流电压的直流电压控制，具备停止单元，该停止单元在所述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自所述发电机的电力供给到所述电容器的情况下，使所述直流电压控制停止。另外，作为上述外部电力源，例如，可以举出将上述电容器的直流电压控制为恒定电压那样的直流电力源。具体而言，不限于此，但可以例示太阳能电池、燃料电池、蓄电池等直流电力源、将来自把风力等流体的压力或动能变换为电能的涡轮的交流电力通过整流电路或转换器变换为直流电力的直流电力源。另外，上述外部电力源是还包括将这些多个直流电力源并联地连接而成的外部电力源的概念。在本发明的发电系统中，可以由上述引擎、上述发电机、以及上述整流电路构成引擎发电机系统，该引擎发电机系统可以供给针对来自于由上述引擎驱动的上述发电机的交流电力通过上述整流电路进行变换而得到的直流电力。另外，可以由上述外部电力源构成外部电力源系统，该外部电力源系统可以从上述外部电力源供给直流电力。于是，可以并用来自上述引擎发电机系统的直流电力、和来自上述外部电力源系统的直流电力来进行体系联系。但是，在以往的发电系统中，为了使该发电系统高效地运转，在外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自发电机的电力供给到电容器的情况下，需要使来自引擎发电机系统的直流电压和电容器的直流电压成为相同电压，但由于电容器的直流电压通过直流电压控制始终被控制为恒定电压，所以只要不进行引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更，就无法使来自引擎发电机系统的直流电压和电容器的直流电压成为相同电压。对于该点，在本发明的发电系统中，在上述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自上述发电机的电力供给到上述电容器的情况下，使上述直流电压控制停止，所以可以使来自上述引擎发电机系统的直流电压和上述电容器的直流电压结果上成为相同电压。这样，根据本发明的发电系统，通过使上述直流电压控制停止这样的简单的结构， 可以使来自上述引擎发电机系统的直流电压和上述电容器的直流电压结果上成为相同电压，所以无需如以往那样进行已有引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更， 因此无需进行大量的工作，而可以高效地进行体系联系。在本发明的发电系统中，在上述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况下，也可以将来自上述发电机的电力供给到上述电容器，并且通过上述停止单元使上述直流电压控制停止。由此，在上述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况下，可以始终将来自上述整流电路的电压供给到上述电容器，由此可以使上述电容器的电压稳定化。在本发明的发电系统中，具备第1电压检测单元，检测来自所述外部电力源的电压值；以及第1电流检测单元，检测来自所述外部电力源的电流值。由此，可以在该发电系统中得到来自上述外部电力源的电压值以及电流值。在该情况下，优选具备第1传送单元，该第1传送单元将来自上述外部电力源的电压值以及电流值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到来自上述外部电力源的电压值以及电流值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第1运算单元，该第1运算单元根据由所述第1电压检测单元以及所述第1电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述电流值，运算来自所述外部电力源的电力值以及电力量值。由此，可以在该发电系统中得到来自上述外部电力源的电力值以及电力量值。在该情况下，优选具备第2传送单元，该第2传送单元将来自上述外部电力源的电力值以及电力量值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到来自上述外部电力源系统的电力值以及电力量值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第2电压检测单元，检测所述电容器的电压值；以及第2电流检测单元，检测所述第2电力变换电路的输出电流值。由此，可以在该发电系统中得到上述电容器的电压值以及上述第2电力变换电路的输出电流值。在该情况下，优选具备第3传送单元，该第3传送单元将上述电容器的电压值以及上述第2电力变换电路的输出电流值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到上述电容器的电压值以及上述第2电力变换电路的输出电流值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第2运算单元，该第2运算单元根据由所述第2电压检测单元以及所述第2电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述输出电流值，运算来自所述第2电力变换电路的电力值以及电力量值。由此，可以在该发电系统中得到来自上述第2电力变换电路的电力值以及电力量值，由此，可以得到考虑了上述第2电力变换电路的电力变换效率的、来自上述外部电力源系统的精度良好的电力值以及电力量值。在该情况下，优选具备第4传送单元，该第4传送单元将来自上述第2电力变换电路的电力值以及电力量值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到来自上述第2电力变换电路的电力值以及电力量值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第2电压检测单元、以及检测所述整流电路的输出电流值的第3电流检测单元。由此，可以在该发电系统中得到上述电容器的电压值以及上述整流电路的输出电流值。在该情况下，优选具备第5传送单元，该第5传送单元将上述电容器的电压值以及上述整流电路的输出电流值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到上述电容器的电压值以及上述整流电路的输出电流值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第3运算单元，该第3运算单元根据由所述第2电压检测单元以及所述第3电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述输出电流值，运算来自所述整流电路的电力值以及电力量值。由此，可以在该发电系统中得到来自上述整流电路的电力值以及电力量值(即来自上述引擎发电机系统的电力值以及电力量值)。
在该情况下，优选具备第6传送单元，该第6传送单元将来自上述整流电路的电力值以及电力量值的至少一方传送到该发电系统的外部。由此，从该发电系统的外部也可以得到来自上述整流电路的电力值以及电力量值的至少一方。在本发明的发电系统中，具备第4运算单元，该第4运算单元根据所述第1电力变换电路的输入电力值以及输出电力值，运算所述第1电力变换电路的电力变换效率值。在本发明的发电系统中，也可以由一个传送单元构成上述第1传送单元至第6传送单元中的至少两个传送单元。这样构成的传送单元可以将由上述各单元得到的值的至少一个传送到该发电系统的外部。如以上说明，根据本发明的发电系统，通过具备停止单元，该停止单元在上述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自上述发电机的电力供给到上述电容器的情况下，使上述直流电压控制停止，由此无需如以往那样进行已有引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更，因此无需进行大量的工作，而可以高效地进行体系联系。
图1是概略地示出本发明的第1实施方式的发电系统的系统结构图。图2是概略地示出本发明的第2实施方式的发电系统的系统结构图。图3是概略地示出本发明的第3实施方式的发电系统的系统结构图。图4是概略地示出本发明的第4实施方式的发电系统的系统结构图。图5是概略地示出以往的发电系统的系统结构图。(符号说明)10 发电系统；IOa 引擎发电机系统；11 引擎；12 发电机；13 整流电路；14 电容器；15 第1电力变换电路；1 体系联系逆变器；16 第2电力变换电路；20 电力体系； 50 外部电力源；50a 外部电力源系统；70 电力负载；90 外部装置；Ie 来自外部电力源的电流值；Ig 整流电路的输出电流值；Is 第2电力变换电路的输出电流值fa 来自发电机的交流电力；Pd:发电系统应供给的需要电力；Pe 来自外部电力源的电力值；Pg:来自整流电路(引擎发电机系统)的电力值；Pin:第1电力变换电路的输入电力值；Pout:第 1电力变换电路的输出电力值；Ps:来自第2电力变换电路(外部电力源系统)的电力值； Ql 第1电力交换单元；Q2 第2电力交换单元；Q3 电压控制单元；Q4 停止单元；Q5 第1 电压检测单元；Q6 第1电流检测单元；Q7 第1传送单元；Q8 第1运算单元；Q9 第2电压检测单元；QlO 第2电流检测单元；Qll 第2传送单元；Q12 第2运算单元；Q13 第3电流检测单元；Q14 第3传送单元；Q15 第3运算单元；Rl 第1电力变换电路的电力变换效率值；R2 第2电力变换电路的电力变换效率值；Vc 电容器的电压值；Ve 来自外部电力源的电压值；We 来自外部电力源的电力量值；Wg 来自整流电路的电力量值；Ws 来自第2电力变换电路的电力量值。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，以下的实施方式是对本发明进行了具体化的例子，并不限定本发明的技术范围。(第1实施方式)图1是概略地示出本发明的第1实施方式的发电系统10的系统结构图。图1所示的发电系统10是对弓I擎发电机系统IOa并联地连接外部电力源系统50a 而与商用电力体系20进行体系联系的热电联产系统(cogeneration system)。另外，商用电力体系20的体系电压Vd在此被设为200V。发电系统10被设为在一个封装内具有引擎11、发电机12、整流电路13、电容器 14、第1电力变换电路15、第2电力变换电路16、以及控制装置17的发电系统。引擎11在此被设为以燃气为燃料而旋转驱动的燃气引擎。发电机12通过用引擎 11驱动而输出交流电力Pa。整流电路13将来自发电机12的交流电力1 变换为直流电力
Pgo电容器14与整流电路13的直流侧并联地连接，进行以使被供给的直流电压Vc如后所述成为恒定电压(在此350V)的方式控制该直流电压Vc的直流电压控制。第1电力变换电路15是用于在商用电力体系20与电容器14之间交换电力的电力变换电路，与整流电路13和电容器14并联地连接。另外，第1电力变换电路15包括体系联系逆变器15a。体系联系逆变器1 将输入侧的直流电力Pin变换为与商用电力体系 20的频率同步的频率的交流输出电力Pout。另外，在第1电力变换电路15与商用电力体系20之间，并联地连接了电力负载70。第2电力变换电路16是用于在外部电力源50与电容器14之间交换电力的电力变换电路，与整流电路13、电容器14、以及第1电力变换电路15并联地连接。外部电力源50在此被设为将太阳能电池51、具有省略了图示的风力涡轮的风力发电机52、以及蓄电池53并联地连接而得到的。另外，引擎发电机系统IOa由引擎11、发电机12、以及整流电路13构成，供给针对来自于由引擎11驱动的发电机12的交流电力1 通过整流电路13进行变换而得到的直流电力I^g。外部电力源系统50a由外部电力源50构成，从外部电力源50供给直流电力Pe。另夕卜，对于第2电力变换电路16的电路结构，省略了图示，但作为第2电力变换电路16，例如，可以举出如下构成的第2电力变换电路具有3组以上的将两个逆导通形半导体开关元件以使导通方向成为相同的方式串联连接而成的半导体开关元件对(支路)，上述半导体开关元件对与电容器14并联地连接并且对于上述半导体开关元件对的中点分别连接了电感器的一端侧，并且在各电感器的另一端侧与电容器14的连接端之间可以分别连接外部电力源(例如太阳能电池51、风力发电机52、以及蓄电池53)。根据上述结构的第2电力变换电路，可以构成与所连接的外部电力源对应的转换器。例如，在外部电力源是太阳能电池51的情况下，连接了太阳能电池51的逆导通形半导体开关元件可以作为太阳能电池用DC/DC转换器发挥功能，在外部电力源是风力发电机52 的情况下，连接了风力发电机52的逆导通形半导体开关元件可以作为风力涡轮用AC/DC转换器发挥功能，并且，在外部电力源是蓄电池53的情况下，连接了蓄电池53的逆导通形半导体开关元件可以作为蓄电池用的双向DC/DC转换器发挥功能。控制装置17具备CPU (Central Processing Unit,中央处理单元)等处理部17a、和存储部 17b。存储部 17b 包括 ROM (Read Only Memory，只读存储器)、RAM (Random Access Memory,随机访问存储器)等存储器，存储各种控制程序、所需的函数以及表、各种数据。控制装置17构成为控制引擎发电机系统10a、第1电力变换电路15以及第2电力变换电路16。详细而言，控制装置17作为对第1电力变换电路15进行动作控制而在商用电力体系20与电容器14之间交换电力的第1电力交换单元Ql发挥功能。另外，控制装置17 作为对第2电力变换电路16进行动作控制而在外部电力源50与电容器14之间交换电力的第2电力交换单元Q2发挥功能。进而，控制装置17作为对第1电力变换电路15以及第2电力变换电路16的至少一方(在此第1电力变换电路15以及第2电力变换电路16这双方)进行动作控制而进行以使电容器14的直流电压Vc成为恒定电压(在此350V)的方式控制直流电压Vc的直流电压控制的电压控制单元Q3发挥功能。另外，引擎发电机系统IOa供给比电容器14被控制为恒定电压的直流电压Vc大的直流电压Vg。并且，控制装置17作为停止单元Q4发挥功能，该停止单元Q4在外部电力源50供给的直流电力Pe (可以从外部电力源50接受电力的最大电力)小于该发电系统10应向电力负载70供给的需要电力Pd (具体而言该发电系统10的输出电力指令)的情况且将来自引擎发电机系统IOa的电力1 供给到电容器14的情况下，使针对第1电力变换电路15以及第2电力变换电路16的至少一方(在此第1电力变换电路15以及第2电力变换电路16 这双方)的某个电压控制单元Q3也停止。另外，控制装置17也可以在外部电力源50供给的直流电力Pe小于该发电系统10应向电力负载70供给的需要电力Pd的情况下，将来自引擎发电机系统IOa的电力1 供给到电容器14，并且，执行停止单元Q4来使电压控制单元 Q3停止。由此，在外部电力源50供给的直流电力Pe小于该发电系统10应向电力负载70 供给的需要电力Pd的情况下，可以始终将来自引擎发电机系统IOa的电压Vg供给到电容器14，由此可以使电容器14的电压Vc稳定化。另外，也可以成为可以在发电机12与电容器14之间切断电力供给的结构。此处，作为将来自引擎发电机系统IOa的电力1 供给到电容器14的情况，除了在并不是可以在发电机12与电容器14之间切断电力供给的结构的情况下使引擎11运转的情况以外，还可以例示出如下情况在成为可以在发电机12与电容器14之间切断电力供给的结构的情况下发电机12与电容器14之间的电力供给的切断状态被解除(即成为ON状态)、并且使引擎11运转的情况。在以上说明的发电系统10中，在引擎发电机系统IOa中，将来自于由引擎11驱动的发电机12的交流电力1 通过整流电路13变换为直流电力Pg，将该直流电力1 供给到与整流电路13的直流侧并联地连接的电容器14。针对整流电路13以及电容器14并联地连接的第1电力变换电路15在商用电力体系20与电容器14之间交换电力。另外，针对整流电路13、电容器14以及第1电力变换电路15并联地连接的第2电力变换电路16在外部电力源系统50a中的外部电力源50与电容器14之间交换电力。然后，在该发电系统10中，在外部电力源50供给的直流电力Pe小于该发电系统
1010应向电力负载70供给的需要电力Pd的情况且将来自引擎发电机系统IOa的电力1 供给到电容器14的情况下，需要使来自引擎发电机系统IOa的直流电压Vg和电容器14的直流电压Vc成为相同电压而防止电力供给效率降低。此处，在以往的发电系统中，电容器14的直流电压Vc通过直流电压控制始终被控制为恒定电压，所以只要不进行引擎发电机系统IOa的结构变更、另外设置用于设成与将来自引擎发电机系统IOa的直流电压Vg控制为恒定电压的电容器14的直流电压Vc相同的电压的电路这样的变更，就无法使来自引擎发电机系统IOa的直流电压Vg和电容器14 的直流电压Vc成为相同电压。但是，在本第1实施方式的发电系统10中，在外部电力源50供给的电力Pe小于该发电系统10应向电力负载70供给的需要电力Pd的情况且将来自引擎发电机系统IOa 的电力1 供给到电容器14的情况下，执行停止单元Q4来使电压控制单元Q3停止，所以可以使来自引擎发电机系统IOa的直流电压Vg和电容器14的直流电压Vc结果上成为相同电压。由此，来自引擎发电机系统IOa的直流电力1 不会被供给到外部电力源系统50a侧或者来自外部电力源系统50a的直流电力Pe不会被供给到引擎发电机系统IOa侧，因此， 不会导致电力供给效率降低。由此，可以并用来自引擎发电机系统IOa的直流电力Pg、和来自外部电力源系统 50a的直流电力Pe来使得高效地进行体系联系。这样，根据发电系统10，通过执行停止单元Q4来使电压控制单元Q3停止这样的简单的结构(即仅变更控制装置17的控制结构)，就可以使来自引擎发电机系统IOa的直流电压Vg和电容器14的直流电压Vc结果上成为相同电压，所以无需如以往那样，进行已有引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更，因此无需进行大量的工作，而可以高效地进行体系联系。另外，该发电系统10在来自发电机12的电力没有被供给到电容器14的情况下， 进行直流电压控制。另一方面，发电系统10如果在外部电力源50供给的电力是该发电系统10应供给的需要电力以上的情况下将来自发电机12的电力供给到电容器14，则停止来自该发电机12的电力(例如使引擎11停止)。(第2实施方式)图2是概略地示出本发明的第2实施方式的发电系统110的系统结构图。在图2中，对与图1所示的第1实施方式的发电系统10相同的结构要素附加相同符号，省略其说明。这对于后述图3以及图4分别示出的第3实施方式以及第4实施方式也是同样的。第2实施方式的发电系统110是如下发电系统在第1实施方式的发电系统10中， 具备探测外部电力源50的输出电压的第1电压计81、和探测外部电力源50的输出电流的第1电流计82，并且代替控制装置17而具备控制装置117。另外，控制装置117具备测量后述用于计算电力量的电力供给时间的定时器单元(图示省略)。这对于后述第3实施方式的控制装置217以及第4实施方式的控制装置317也是同样的。控制装置117除了上述第1电力交换单元Q1、第2电力交换单元Q2、电压控制单元Q3以及停止单元Q4以外，还作为根据第1电压计81的探测结果检测来自外部电力源50 的电压值Ve的第1电压检测单元Q5、以及根据第1电流计82的探测结果检测来自外部电力源50的电流值Ie的第1电流检测单元Q6发挥功能。由此，可以在该发电系统110中得到来自外部电力源50的电压值Ve以及电流值
Ie0另外，控制装置117作为将来自外部电力源50的电压值Ve以及电流值Ie的至少一方传送到与该发电系统Iio连接的计算机等外部装置90的第1传送单元Q7发挥功能。由此，还可以从该发电系统110的外部得到来自外部电力源90的电压值Ve以及电流值Ie的至少一方。而且，在将来自外部电力源50的电压值Ve以及电流值Ie这双方传送到与该发电系统110连接的外部装置90的情况下，可以根据来自外部电力源50的电压值Ve以及电流值Ie在该发电系统110的外部计算来自外部电力源50的电力值Pe以及电力量值We。由此，可以在该发电系统110的外部得到来自外部电力源系统50a的电力值 Pe以及电力量值狗。在本第2实施方式中，控制装置117进而作为第1电力运算单元Q8a发挥功能，该第1电力运算单元Q8a运算用由第1电压检测单元Q5检测出的电压值Ve与由第1电流检测单元Q6检测出的电流值Ie之积表示的来自外部电力源50的电力值Pe。另外，控制装置 117作为第1电力量运算单元Q8b发挥功能，该第1电力量运算单元Q8b运算表示对由第1 电力运算单元Q8a运算出的电力值Pe与电力供给时间之积进行相加而得到的总量的来自外部电力源50的电力量值ffe。另外，由第1电力运算单元Q8a以及第1电力量运算单元 Q8b构成第1运算单元Q8。由此，可以在该发电系统110中得到来自外部电力源50的电力值Pe以及电力量值We。另外，第1传送单元Q7也可以将电压值Ve、电流值Ie、电力值Pe以及电力量值We 的至少一个传送到与该发电系统110连接的外部装置90。由此，还可以从该发电系统110的外部得到电压值Ve、电流值Ie、电力值Pe以及电力量值如的至少一个。(第3实施方式)图3是概略地示出本发明的第3实施方式的发电系统210的系统结构图。第3实施方式的发电系统210是如下发电系统在第1实施方式的发电系统10中， 具备探测电容器14的电压的第2电压计83、和探测第2电力变换电路16的输出电流的第 2电流计84，并且代替控制装置17而具备控制装置217。控制装置217除了上述第1电力交换单元Q1、第2电力交换单元Q2、电压控制单元Q3以及停止单元Q4以外，还作为根据第2电压计83的探测结果检测电容器14的电压值Vc的第2电压检测单元Q9、以及根据第2电流计84的探测结果检测第2电力变换电路 16的输出电流值Is的第2电流检测单元QlO发挥功能。由此，在该发电系统210中可以得到电容器14的电压值Vc以及第2电力变换电路16的输出电流值Is。另外，控制装置217作为第2传送单元Qll发挥功能，该第2传送单元Qll将电容器14的电压值Vc以及第2电力变换电路16的输出电流值Is的至少一方传送到与该发电系统210连接的外部装置90。由此，从该发电系统210的外部也可以得到电容器14的电压值Vc以及第2电力变换电路16的输出电流值Is的至少一方。而且，在将电容器14的电压值Vc以及第2电力变换电路16的输出电流值Is这双方传送到与该发电系统210连接的外部装置90的情况下，可以根据电容器14的电压值Vc以及第2电力变换电路16的输出电流值Is在该发电系统210的外部计算来自第2电力变换电路16的电力值I^s以及电力量值Ws。由此，可以在该发电系统210的外部得到来自第2电力变换电路16的电力值I^s以及电力量值Ws， 由此可以得到考虑了第2电力变换电路16的电力变换效率的、来自外部电力源系统50a的精度良好的电力值I3S以及电力量值Ws。在本第3实施方式中，控制装置217进而作为第2电力运算单元Qlh发挥功能， 该第2电力运算单元Qlh运算用由第2电压检测单元Q9检测出的电压值Vc与由第2电流检测单元QlO检测出的电流值Is之积表示的来自第2电力变换电路16的电力值1^。另夕卜，控制装置217作为第2电力量运算单元Q12b发挥功能，该第2电力量运算单元Q12b运算表示对由第2电力运算单元Qlh运算出的电力值I^s与电力供给时间之积进行相加而得到的总量的来自第2电力变换电路16的电力量值Ws。另外，由第2电力运算单元Qlh以及第2电力量运算单元QUb构成第2运算单元Q12。由此，在该发电系统210中可以得到来自第2电力变换电路16的电力值I^s以及电力量值Ws。另外，第2传送单元Qll也可以将电压值Vc、输出电流值Is、电力值I^s以及电力量值Ws的至少一个传送到与该发电系统210连接的外部装置90。由此，还可以从该发电系统的外部得到电压值Vc、输出电流值Is、电力值I^s以及电力量值Ws的至少一个。(第4实施方式)图4是概略地示出本发明的第4实施方式的发电系统310的系统结构图。第4实施方式的发电系统310是如下发电系统在第1实施方式的发电系统10中， 具备探测电容器14的电压的第2电压计83、和探测整流电路13的输出电流的第3电流计 85，并且代替控制装置17而具备控制装置317。控制装置317除了上述第1电力交换单元Q1、第2电力交换单元Q2、电压控制单元Q3以及停止单元Q4以外，还作为根据第2电压计83的探测结果检测电容器14的电压值Vc的第2电压检测单元Q9、以及根据第3电流计85的探测结果检测整流电路13的输出电流值Ig的第3电流检测单元Q13发挥功能。由此，在该发电系统310中可以得到电容器14的电压值Vc以及整流电路13的输出电流值Ig。另外，控制装置317作为第3传送单元Q14发挥功能，该第3传送单元Q14将电容器14的电压值Vc以及整流电路13的输出电流值Ig的至少一方传送到与该发电系统310 连接的外部装置90。由此，从该发电系统310的外部也可以得到电容器14的电压值Vc以及整流电路 13的输出电流值Ig的至少一方。而且，在将电容器14的电压值Vc以及整流电路13的输出电流值Ig这双方传送到与该发电系统310连接的外部装置90的情况下，可以根据电容器14的电压值Vc以及整流电路13的输出电流值Ig在该发电系统310的外部计算来自整流电路13的电力值1 以及电力量值Wg。由此，可以在该发电系统310的外部得到来自整流电路13的电力值1 以及电力量值Wg(即来自引擎发电机系统IOa的电力值1 以及电力量值Wg)。在本第4实施方式中，控制装置317进而作为第3电力运算单元Qlfe发挥功能， 该第3电力运算单元Qlfe运算用由第2电压检测单元Q9检测出的电压值Vc与由第3电流检测单元Q13检测出的电流值Ig之积表示的来自整流电路13的电力值I^g。另外，控制装置317作为第3电力量运算单元QMb发挥功能，该第3电力量运算单元QMb运算表示对由第3电力运算单元Qlfe运算出的电力值I^g与电力供给时间之积进行相加而得到的总量的来自整流电路13的电力量值Wg。另外，由第3电力运算单元Qlfe以及第3电力量运算单元QMb构成第3运算单元Q15。由此，可以在该发电系统310中得到来自整流电路13的电力值1 以及电力量值 Wg (即来自引擎发电机系统IOa的电力值1 以及电力量值Wg)。另外，第3传送单元Q14也可以将电压值Vc、电流值Ig、电力值1 以及电力量值 Wg的至少一个传送到与该发电系统310连接的外部装置90。由此，从该发电系统310的外部也可以得到电压值Vc、电流值Ig、电力值1 以及电力量值Wg的至少一个。(其他实施方式)在以上说明的第2实施方式至第4实施方式的发电系统110、210、310中，控制装置117、217、317也可以进而作为第4运算单元发挥功能，该第4运算单元根据第1电力变换电路15的输入电力值Pin和输出电力值Pout，运算第1电力变换电路15的第1电力变换效率值Rl。另外，对于输入电力值Pin，既可以根据从探测直流输入电压的电压计(图示省略)探测出的探测结果、和从探测直流输入电流的电流计(图示省略)探测出的探测结果来进行检测，也可以使用由第1电力变换电路15检测出的值。另外，对于输出电力值Pout，既可以根据从探测交流输出电压的电压计(图示省略)探测出的探测结果、和从探测交流输出电流的电流计(图示省略)探测出的探测结果来进行检测，也可以使用由第1电力变换电路15检测出的值。在该情况下，第1至第3传送单元Q7、QlU Q14也可以进而将电力变换效率值Rl 传送到该发电系统110、210、310的外部。另外，控制装置117、217、317也可以进而作为第5运算单元发挥功能，该第5运算单元根据来自外部电力源50的直流电力值(第2电力变换电路16的输入电力)Pe和来自第2电力变换电路16的电力值(输出电力)Ps，运算第2电力变换电路16的第2电力变换效率值R2。另外，对于来自外部电力源50的直流电力值Pe，既可以用第1运算单元Q8来进行检测，也可以使用由第2电力变换电路16检测出的值。另外，对于来自第2电力变换电路16的电力值Ps，既可以用第2运算单元Q12来进行检测，也可以使用由第2电力变换电路16检测出的值。在该情况下，第1至第3传送单元Q7、Q11、Q14也可以进而将第2电力变换效率值 R2传送到该发电系统110、210、310的外部。另外，在组合第2实施方式至第4实施方式的发电系统110、210、310中的至少两个实施方式的情况下，可以由各传送单元构成一个传送单元。此处，关于第1电力变换电路15的输入电力值Pin、第1电力变换电路15的输出电力值Pout、来自引擎发电机系统IOa的直流电力值Pg、来自外部电力源系统50a的电力值1^、来自外部电力源50的电力值Pe、第1电力变换电路15的第1电力变换效率值R1、第 2电力变换电路16的第2电力变换效率值R2，成立接下来的(式1) (式4)所示那样的关系。Pin = Pg+Ps. · ·(式 1)Rl = Pout/Pin· · ·(式 2)R2 = Ps/Pe. · ·(式 3)[第2实施方式的情况]例如，在图2所示的第2实施方式的发电系统110中，也可以如下那样计算各值。S卩，如果来自外部电力源50的电力值Pe被检测为10kW，第2电力变换电路16的第2电力变换效率值R2被检测为0. 9，第1电力变换电路15的输出电力值Pout被检测为 17. lkW，第1电力变换电路15的第1电力变换效率值Rl被检测为0.9，则可以如以下那样求出电力值Ps、输入电力值Pin以及电力值1 以及考虑了第1电力变换效率值Rl的电力值I3S以及电力值I^g。(1)来自外部电力源系统50a的电力值1^，根据上述(式3)是Ps = Pe · R2 = IOkff · 0. 9 = 9kff(2)第1电力变换电路15的输入电力值Pin，根据上述(式2)是Pin = Pout/Rl = 17. lkff/0. 9 = 19kff(3)来自引擎发电机系统IOa的电力值1 ，根据上述(式1)是Pg = Pin-Ps = 19kff-9Kw = IOkff(4)考虑了 Rl的来自外部电力源系统50a的电力值I^s是Ps (考虑 Rl) = Ps · Rl = 9kff · 0. 9 = 8. Ikff(5)考虑了 Rl的来自引擎发电机系统IOa的电力值I^g是Pg (考虑 Rl) = Pg · Rl = IOkff · 0. 9 = 9kff[第3实施方式的情况]例如，在图3所示的第3实施方式的发电系统210中，也可以如下那样计算各值。S卩，如果来自外部电力源系统50a的电力值I^s被检测为9kW，第1电力变换电路 15的输出电力值Pout被检测为17. lkW，第1电力变换电路15的第1电力变换效率值Rl 被检测为0.9，则可以与上述第2实施方式的⑵ (5)同样地，求出输入电力值Pin以及电力值1 以及考虑了第1电力变换效率值Rl的电力值I3S以及电力值I^g。[第4实施方式的情况]例如，在图4所示的第4实施方式的发电系统310中，也可以如下那样计算各值。S卩，如果第1电力变换电路15的输出电力值Pout被检测为17. lkW，来自引擎发电机系统IOa的电力值1 被检测为10kW，第1电力变换电路15的第1电力变换效率值Rl 被检测为0.9，则可以如下那样求出输入电力值Pin以及电力值I^s以及考虑了第1电力变换效率值Rl的电力值I3S以及电力值I^g。(1)第1电力变换电路15的输入电力值Pin，根据上述(式2)是
Pin = Pout/Rl = 17. lkff/0. 9 = 19kff(2)来自外部电力源系统50a的电力值I^s，根据上述(式1)是Ps = Pin-Pg = 19kff-IOkff = 9kff(3)考虑了 Rl的来自外部电力源系统50a的电力值I^s是Ps (考虑 Rl) = Ps · Rl = 9kW · 0. 9 = 8. Ikff(4)考虑了 Rl的来自引擎发电机系统IOa的电力值I^g是Pg (考虑 Rl) = Pg · Rl = IOkff · 0. 9 = 9kff[组合了第2实施方式和第4实施方式的情况]例如，在组合了图2所示的第2实施方式的发电系统110、和图4所示的第4实施方式的发电系统310的情况下，也可以如下那样计算。即，如果来自外部电力源50的电力值Pe被检测为10kW，来自引擎发电机系统IOa 的电力值1 被检测为10kw，第1电力变换效率值Rl被检测为0.9，第2电力变换效率值R2 被检测为0.9，则可以如下那样求出电力值I^s以及输入电力值Pin以及考虑了第1电力变换效率值Rl的电力值I3S以及电力值I^g。(1)来自外部电力源系统50a的电力值1^，根据上述(式3)是Ps = Pe · R2 = IOkff · 0. 9 = 9kff(2)第1电力变换电路15的输入电力值Pin，根据上述(式1)是Pin = Pg+Ps = 10kff+9kff = 19kff(3)考虑了 Rl的来自外部电力源系统50a的电力值I^s是Ps (考虑 Rl) = Ps · Rl = 9kW · 0. 9 = 8. Ikff(4)考虑了 Rl的来自引擎发电机系统IOa的电力值I^g是Pg (考虑 Rl) = Pg · Rl = IOkff · 0. 9 = 9kff[组合了第3实施方式和第4实施方式的情况]例如，在组合了图3所示的第3实施方式的发电系统210、和图4所示的第4实施方式的发电系统310的情况下，如果来自外部电力源系统50a的电力值I^s被检测为0. 9kW，来自引擎发电机系统IOa的电力值1 被检测为10kW，第1电力变换效率值Rl被检测为0. 9， 则可以与组合了上述第2实施方式和第4实施方式的情况的(2) 同样地，求出输入电力值Pin以及考虑了第1电力变换效率值Rl的电力值I3S以及电力值I^g。
权利要求
1.一种发电系统，其特征在于， 具备引擎；发电机，通过所述引擎驱动；整流电路，将来自所述发电机的交流电力变换为直流电力； 电容器，与所述整流电路的直流侧并联地连接；第1电力变换电路，与所述整流电路和所述电容器并联地连接，并且用于在电力体系与所述电容器之间交换电力；以及第2电力变换电路，与所述整流电路、所述电容器、以及所述第1电力变换电路并联地连接，并且用于在外部电力源与所述电容器之间交换电力，所述发电系统进行控制所述电容器的直流电压的直流电压控制， 所述发电系统具备停止单元，该停止单元在所述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况且将来自所述发电机的电力供给到所述电容器的情况下，使所述直流电压控制停止。
2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，在所述外部电力源供给的电力小于该发电系统应供给的需要电力的情况下，将来自所述发电机的电力供给到所述电容器，并且通过所述停止单元使所述直流电压控制停止。
3.根据权利要求1或者2所述的发电系统，其特征在于，具备 第1电压检测单元，检测来自所述外部电力源的电压值；以及第1电流检测单元，检测来自所述外部电力源的电流值。
4.根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于，具备第1运算单元，该第1运算单元根据由所述第1电压检测单元以及所述第1电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述电流值，运算来自所述外部电力源的电力值以及电力量值。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的发电系统，其特征在于，具备 第2电压检测单元，检测所述电容器的电压值；以及第2电流检测单元，检测所述第2电力变换电路的输出电流值。
6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于，具备第2运算单元，该第2运算单元根据由所述第2电压检测单元以及所述第2电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述输出电流值，运算来自所述第2电力变换电路的电力值以及电力量值。
7.根据权利要求1 6中的任意一项所述的发电系统，其特征在于，具备 第2电压检测单元，检测所述电容器的电压值；以及第3电流检测单元，检测所述整流电路的输出电流值。
8.根据权利要求7所述的发电系统，其特征在于，具备第3运算单元，该第3运算单元根据由所述第2电压检测单元以及所述第3电流检测单元分别检测出的所述电压值以及所述输出电流值，运算来自所述整流电路的电力值以及电力量值。
9.根据权利要求3 8中的任意一项所述的发电系统，其特征在于，具备第4运算单元，该第4运算单元根据所述第1电力变换电路的输入电力值以及输出电力值，运算所述第1电力变换电路的电力变换效率值。
10.根据权利要求3 9中的任意一项所述的发电系统，其特征在于， 具备传送单元，该传送单元将由所述各单元得到的值的至少一个传送到该发电系统的外部。
全文摘要
本发明提供一种发电系统，将引擎发电机系统、外部电力源系统、以及电容器并联地连接而进行体系联系，无需如以往那样进行已有引擎发电机系统的结构变更、另外设置电路这样的变更，因此无需进行大量的工作，而可以高效地进行体系联系。将引擎发电机系统(10a)、外部电力源系统(50a)、以及电容器(14)并联地连接而进行体系联系的发电系统(10)具备停止单元(Q4)，该停止单元在外部电力源(50)供给的电力(Pe)小于该发电系统(10)应供给的需要电力(Pd)的情况且将来自发电机(12)的电力(Pa)供给到电容器(14)的情况下，使控制电容器(14)的直流电压(Vc)的直流电压控制停止。
文档编号H02P9/04GK102474196SQ20108002917
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月3日 优先权日2009年6月29日
发明者茂木进一 申请人:洋马株式会社