不同种类发电装置之间的并联运行控制方法及控制系统的制作方法
【专利说明】不同种类发电装置之间的并联运行控制方法及控制系统
[0001]相关申请
[0002]本申请主张基于2012年12月21日申请的日本专利申请2012-279658的优先权，其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
[0003]本发明涉及用于在不同种类发电装置之间或者发电装置与系统电源之间稳定地进行并联运行的控制方法及这些的控制系统、尤其涉及过渡到并联运行时的电压控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0004]一般在各种电源设备中，对常用运用的发电装置与应急或紧急时运用的发电装置，根据构成的发动机或内燃机的种类进行区分，不进行种类或特性不同的发电装置彼此的并联运用。但是，在常用运用的装置的一部分发生故障的情况，或者负荷变动大，期望通过备用机进行峰值消减运用的情况下等，一般在事先进行调整后进行并联运行，使得对于也包括备用机在内的同一种类的发电装置，具有相同的频率下降特性和相同的电压下降特性。
[0005]此外，以往以来，使用同步型发电机作为单独运行型发电装置，另一方面，不能单独运行的感应型发电机被限定使用于与商用电源这样的大的系统电源间的联合运行。
[0006]进而，在构成电源系统的各种发电装置任意停止运行停止，或者在时间段或周围环境等方面变化大的自然能源回收型的电源设备的情况下，根据组合的电源规格，电源系统侧的输出电压下降特性和系统电源侧的阻抗也一直出现变化。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利公开2005-354861号公报
【发明内容】
[0010](一)要解决的技术问题
[0011]这样，在多个发电机之间进行并联运行的情况下，为了根据发电机容量从轻负荷至全负荷均等地进行发电机之间的有效电流及无效电流的负荷分配，需要使两个发电机的输出电压下降特性(根据负荷的增加，输出电压下降的特性)一致，因此，以往，在彼此为不同种类的发电机的情况下，不论发电机单独运行时还是并联运行时，将具有优异的电压下降特性的一侧，即负荷增加而输出电压下降小的一侧的电压下降特性调整至电压下降特性差的一侧的特性的状态下运行，在运行途中不改变电压下降特性而进行发电机之间的并联或者解除时的单独独立运行。因此，在单独运行时，不能发挥发电机和驱动发电机的原动机所原有的性能，妨碍高效运行。
[0012]关于感应型发电装置，对于单独运行中的小容量的同步发电机，在感应发电机的并联闭合时的浪涌电流的负担并不容易，由于该并联浪涌的启动电流远远超过同步发电机的额定电流值，因此，如上所述，与同步型发电装置间的并联运行无法进行。感应电动机的直接启动也同样。进而，即使为单独运行型电源调节器或单独运行时的UPS电源装置，也会使启动电流大的感应型负荷运行困难。
[0013]进而，对于与系统电源联合的如上所述电源设备，一直以来，需要如下控制方法及控制系统:根据构成的发电装置的系统侧电源(构成系统的运行中的发电设备)的变化，任意地改变与系统侧并联运行的发电装置的电压下降特性，与构成的发电装置之间的特性对应地进行最佳的切换。
[0014]因此，本发明的目的在于提供将不同种类的发电装置之间或者发电装置与系统电源间稳定且高效地进行并联运行的电压控制方法及控制系统。
[0015](二)技术方案
[0016]为了实现上述目的，本发明的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法或者并联运行控制系统是使多个不同种类发电装置过渡到并联运行时的控制方法，改变所述多个发电装置中的至少一个的输出电压及电压下降特性的至少一个。
[0017]根据该结构，能够稳定地运用以往成为困难的具有不同电压下降特性的同步型发电装置之间的并联运行、同步型发电装置与感应型发电装置之间的并联运行，以及同步型发电装置与系统电源之间的并联运行。
[0018]优选地，本发明一实施方式的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法或并联运行控制系统为，在所述多个不同种类发电装置为电压下降特性互不相同的多个同步型发电装置，且在各发电装置所具有的互不相同的电压下降特性下单独运行时，使所述多个发电装置过渡到并联运行时的输出电压的控制方法或系统，在并联运行的所述多个发电装置中，改变具有更小的电压下降特性的一个发电装置的该电压下降特性，使其与另一个发电装置的电压下降特性一致，
[0019]在所述电压下降特性改变时，控制所述另一个发电装置，使其输出电压维持为并联运行开始前的值。
[0020]根据该结构，即使是从各发电装置在各自最适的电压下降特性下单独运行的状态过渡到并联运行后，在发电装置之间不会发生负荷电流的不平衡，能够进行基于各发电装置容量比的运行。即，能够一边抑制负荷不平衡的发生一边向并联运行过渡。因此，能够不损坏各发电装置的性能，稳定地进行不同种类发电装置之间或者发电装置与系统电源之间的并联运行。
[0021]优选地，本发明一实施方式的不同机种的发电装置之间的并联运行控制方法或并联运行控制系统为，在所述多个电源装置的一个为同步型发电装置，另一个为感应型发电装置，且使先单独运行中的所述同步型发电装置与所述感应型发电装置过渡到并联运行时的控制方法或系统，在接受并联运行的开始信号后，将所述同步型发电装置的输出电压设定为小于单独运行时的输出电压值的值。或者，也可以在接受并联运行的开始信号后，将所述同步型发电装置的电压下降特性的下降率设定为大于单独运行中的下降率的值。
[0022]根据该结构，即使在将同步型发电装置与伴随大的启动电流的感应型发电装置并联运行的情况下，通过任意地改变同步型发电装置的电压下降特性或电压设定值，也能够抑制在并联运行开始时的瞬间的过大电流的发生，因此能够稳定地过渡至并联运行。
[0023]在本发明的一实施方式的不同种类发电装置之间的并联运行控制方法或者并联运行控制系统中，所述多个电源装置中的一个为同步型发电装置，另一个为系统电源，在所述系统电源发生超过所述同步型发电装置的电压下降特性的电压下降的情况下，优选根据该电压下降量，使所述同步型发电装置的输出电压指令值下降。或者，在所述系统电源发生超过所述同步型发电装置的电压下降特性的电压下降的情况下，也可以将所述同步型发电装置的电压下降特性的下降率设定为大于单独运行中的下降率的值。
[0024]在系统电源侧发生电压下降的情况下，在联合中发电装置中流出过大的电流及持续负担该过载电流，随着时间的经过，发电装置的内部相位角扩大。进而有可能导致发生发电装置的失步现象。另一方面，在内部相位角扩大的状态下，系统电源侧的电压恢复的情况下，根据内部相位角的扩大状况，形成因系统电源与发电装置的相位差扩大而导致的异步现象，发生大的冲击。此外，在系统电源从电压下降恢复进一步缓慢，内部相位角持续扩大的情况下，发电装置发生失步现象，联合运行变得难以继续。对于如上所述的现象，通过上述结构，能够抑制因系统电源的电压下降而导致的过大电流的发生，并且，能够防止因与系统电源并联运行的发电装置的内部相位角扩大而导致的失步，在系统电源的电压恢复后，也能够稳定地维持并联运行。此外，在各国的系统联合的规格中，要求即使发生大的电压下降时也要维持I?3秒左右的运行，本发明能够满足这样的规格。
[0025]权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两种结构的任意组合，均包含在本发明中。特别是权利要求书的各项权利要求的两项以上的任意组合，也包含在本发明中。
【附图说明】
[0026]通过参照附图对以下适宜的实施方式进行说明，可更加清楚地理解本发明。但是，实施方式及附图仅用于图示及说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由附带的权利要求书确定。在附图中，多幅图上同一附图标记表示同一或与其相当的部分。
[0027]图1是表示装载有实施本发明一实施方式的方法的控制系统的设备的驱动系统的概要结构的框图。
[0028]图2是表示不同种类发电机之间电压下降特性不同的情况下的状态的图表。
[0029]图3是表示不同种类发电机之间电压下降特性的基点不一致的情况下的状态的图表。
[0030]图4是表示不同种类发电机之间电压下降特性及其基点一致的情况下的状态的图表。
[0031]图5是表示本发明一实施方式的并联运行步骤的流程图。
[0032]图6是用于说明本发明一实施方式中的在全负荷运行时的电压下降特性变化原理的图表。
[0033]图7是用于说明本发明一实施方式中的在部分负荷运行时的电压下降特性变化原理的图表。
[0034]图8是表示本发明一实施方式中的电压下降比例增益的控制方法的框图。
[0035]图9是表示本发明一实施方式中的电压下降比例增益的控制方法(在一个发电装置为系统电源的情况下)的框图。
[0036]图10是表示本发明一实施方式中的电压下降比例增益的控制方法(在一个发电装置为系统电源的情况下)的框图。
[0037]图11是针对本发明的系统电源侧的瞬时电压下降，对联合发电机的影响解析。
[0038]图12是表示本发明一实施方式的电压控制系统的框图。
【具体实施方式】
[0039]下面，基于附图对本发明优选的实施方式进行说明。
[0040]图1表示装载有本发明一实施方式的控制系统I的设备的驱动系统DS的概要结构。该控制系统I是实施本发明一实施方式的控制