發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的發(fā)電系統(tǒng)(1)具備：發(fā)電裝置(2)；轉(zhuǎn)換器(3)，將通過發(fā)電裝置(2)發(fā)電的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力；互連型逆變器(4)，將通過轉(zhuǎn)換器(3)轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為能夠與系統(tǒng)互連的交流電力；以及負(fù)載輸出部(12)，從轉(zhuǎn)換器(3)與互連型逆變器(4)之間對負(fù)載供應(yīng)直流或者交流電力。通過此種構(gòu)成，即使在發(fā)電系統(tǒng)中處于互連下的電力系統(tǒng)停電時(shí)也繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電，維持高發(fā)電效率。
【專利說明】發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及即使變?yōu)閬碜噪娏ο到y(tǒng)的電力供應(yīng)中斷的狀態(tài)、與電力系統(tǒng)的互連被切斷的狀態(tài)，也能夠維持發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，在醫(yī)院、公共機(jī)關(guān)、制造廠、住宅等中，有時(shí)設(shè)置與電力系統(tǒng)分開進(jìn)行自發(fā)發(fā)電的發(fā)電設(shè)備。此種發(fā)電設(shè)備能夠在設(shè)置的場所進(jìn)行所需的發(fā)電，并且將剩余的發(fā)電電力向系統(tǒng)互連的電力系統(tǒng)(即電力公司)賣電。作為如此使自立發(fā)電成為可能的發(fā)電系統(tǒng)，如下系統(tǒng)眾所周知。
[0003]例如，在日本特開2007-006683號中，公開了如下發(fā)電裝置，其具備:通過與加熱介質(zhì)的熱交換而使動作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸汽發(fā)生器、使通過所述蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)的動作介質(zhì)膨脹以獲得機(jī)械動力的膨脹機(jī)、通過與冷卻介質(zhì)的熱交換使通過所述膨脹機(jī)膨脹的動作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器、通過利用所述膨脹機(jī)獲得的機(jī)械動力而被驅(qū)動并發(fā)電的發(fā)電機(jī)、通過利用所述發(fā)電機(jī)發(fā)電的電力或者商用電力而動作，將所述冷卻介質(zhì)導(dǎo)入所述凝結(jié)器的冷卻介質(zhì)導(dǎo)入單元；以所述膨脹機(jī)以及所述發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件不超過既定的值的方式控制對所述冷卻介質(zhì)導(dǎo)入單元送電的電力的控制裝置。
[0004]另外，在日本特開2005-218163號中，公開了如下渦輪發(fā)電裝置，其包含:永磁式同步發(fā)電機(jī)連結(jié)于能夠通過燃料流量進(jìn)行輸出控制的燃?xì)鉁u輪的發(fā)電機(jī)；與渦輪發(fā)電機(jī)連接的轉(zhuǎn)換器；在轉(zhuǎn)換器與負(fù)載之間連接的逆變器；與交流互連系統(tǒng)連接的變壓單元；在變壓單元與逆變器之間連接的整流單元；以及與作為來自轉(zhuǎn)換器的輸出部的直流部連接的再生電阻，并且以如下方式構(gòu)成，即在從渦輪發(fā)電機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器對逆變器供電的電壓為預(yù)先規(guī)定的第一電壓值以下的狀態(tài)下，經(jīng)由變壓單元以及整流單元從交流互連系統(tǒng)對逆變器供電，在從渦輪發(fā)電機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器對逆變器供電的電壓為預(yù)先規(guī)定的第二電壓值以上的狀態(tài)下，通過再生電阻消耗剩余電力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]上述兩件現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電裝置具備互連型逆變器，該互連型逆變器處于始終與電力系統(tǒng)連結(jié)的狀態(tài)，在將發(fā)電的電力對互連的電力系統(tǒng)賣電時(shí)，使發(fā)電的電力的電壓、頻率、相位能夠與在外部電力系統(tǒng)中流動的電力同步(正確地一致)。
[0006]然而，此種互連型逆變器為將電力系統(tǒng)的電壓、頻率、相位作為參照，調(diào)節(jié)發(fā)電的電力的電壓、頻率、相位的構(gòu)成。因此，若電力系統(tǒng)因某些理由而停電，則應(yīng)參照的相位消失，不能夠調(diào)節(jié)發(fā)電的電力的電壓、頻率、相位。因此，在上述兩件現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電系統(tǒng)中，若電力系統(tǒng)停電則互連型的逆變器也停止，不能夠?qū)l(fā)電的電力輸送至負(fù)載。其結(jié)果，處于避免發(fā)電裝置的無負(fù)載下的發(fā)電的需要，發(fā)電系統(tǒng)也不能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電也停止。
[0007]另外，為了使因電力系統(tǒng)的停電而停止的發(fā)電系統(tǒng)再次起動，在發(fā)電系統(tǒng)為蘭金循環(huán)時(shí)，在進(jìn)行起動使動作介質(zhì)、冷卻水循環(huán)的泵等操作之后才能夠進(jìn)行穩(wěn)態(tài)的發(fā)電。因此，在上述兩件現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電系統(tǒng)中，即使在停電的電力系統(tǒng)恢復(fù)，能夠進(jìn)行來自電力系統(tǒng)的電力供應(yīng)情況下，若不首先起動上述泵等則不能夠進(jìn)行發(fā)電。即，存在如下問題，即，即使電力系統(tǒng)恢復(fù)，實(shí)際能夠供應(yīng)通過自立的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的電力也需要很長時(shí)間，結(jié)果發(fā)電效率大幅降低。
[0008]本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供即使處于互連下的電力系統(tǒng)停電時(shí)也能夠繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電，能夠維持高發(fā)電效率的發(fā)電系統(tǒng)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下列技術(shù)方案。
[0010]S卩，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)具備:發(fā)電裝置；轉(zhuǎn)換器，將通過所述發(fā)電裝置發(fā)電的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力；互連型逆變器，將通過所述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為能夠與系統(tǒng)互連的交流電力，并且具備:負(fù)載輸出部，從所述轉(zhuǎn)換器與互連型逆變器之間對負(fù)載供應(yīng)直流或者交流電力。
[0011]此外，優(yōu)選地，所述負(fù)載輸出部可以具有將通過所述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力并對所述負(fù)載輸出的獨(dú)立型逆變器。
[0012]此外，優(yōu)選地，可以在所述轉(zhuǎn)換器與所述負(fù)載輸出部之間具備使伴隨負(fù)載變動而產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)換器的輸出端的電壓變動穩(wěn)定化的電壓穩(wěn)定化單元。
[0013]此外，優(yōu)選地，可以在所述轉(zhuǎn)換器與所述負(fù)載輸出部之間，與所述電壓穩(wěn)定化單元并聯(lián)地具有電池。
[0014]此外，優(yōu)選地，可以具備控制所述電池的充放電的控制部，所述控制部在所述電池的電壓為第一開閉閾值以下時(shí)，或者，在所述電池的電壓比所述第一開閉閾值高，且連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線的電壓為第二開閉閾值以下時(shí)，將所述電池與所述直流布線連接。
[0015]此外，優(yōu)選地，可以具備與所述電池串聯(lián)連接的電阻，所述控制部在所述電池的電壓為第一開閉閾值以下，且所述直流布線的電壓為第三開閉閾值以上時(shí)，將所述電池以及所述電阻與所述直流布線連接。
[0016]此外，優(yōu)選地，可以具備:第一電池；第二電池，與所述第一電池串聯(lián)連接，額定電壓比所述第一電池低；以及控制部，控制所述第一電池以及所述第二電池的充放電，所述控制部在連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線的電壓比第四開閉閾值大時(shí)，將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
[0017]此外，優(yōu)選地，所述控制部可以在所述直流布線的電壓為所述第四開閉閾值以下，且所述第二電池的電壓比第五開閉閾值大時(shí)，將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
[0018]此外,優(yōu)選地,可以具備:第一電池；第二電池，額定電壓比所述第一電池低；第一接點(diǎn)部，切換連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線與所述第一電池的連接、以及所述直流布線與所述第二電池的連接；以及控制部，控制所述第一接點(diǎn)部的切換，所述控制部通過所述第一接點(diǎn)部的切換而將所述第一電池以及所述第二電池個(gè)別地充電。
[0019]此外，優(yōu)選地，可以具備將所述第二電池與所述第一電池串聯(lián)連結(jié)的第二接點(diǎn)部，所述控制部控制所述第二接點(diǎn)部的切換，在所述直流布線的電壓比第一電位設(shè)定范圍的上限值大或比下限值小時(shí)，閉合所述第二接點(diǎn)部以將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
[0020]此外，優(yōu)選地，作為發(fā)電系統(tǒng)，可以采用雙元循環(huán)發(fā)電裝置，所述雙元循環(huán)發(fā)電裝置在閉環(huán)狀的循環(huán)配管上具有使動作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器、使通過所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的動作介質(zhì)的蒸汽膨脹以產(chǎn)生驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的膨脹機(jī)、將通過所述膨脹機(jī)膨脹的動作介質(zhì)的蒸汽凝結(jié)為液體的凝結(jié)器、以及使通過所述凝結(jié)器凝結(jié)的液體的動作介質(zhì)循環(huán)的動作介質(zhì)泵。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，即使處于互連下的電力系統(tǒng)停電時(shí)也能夠繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電，能夠維持高發(fā)電效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0023]圖2是第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0024]圖3是第三實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0025]圖4是現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0026]圖5是第四實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0027]圖6是示出第四實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)中的第一電池的充放電的次序的流程圖。
[0028]圖7是第五實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0029]圖8是示出第五實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)中的第一電池的充放電的次序的流程圖。
[0030]圖9是第六實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0031]圖10是示出第六實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)中的第一電池的充放電以及第二電池的充電的次序的流程圖。
[0032]圖11是示出第六實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)中的第一電池的充放電以及第二電池的充電的次序的流程圖。
[0033]圖12是第七實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的說明圖。
[0034]圖13是示出第七實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)中的第一電池以及第二電池的充放電的次序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035][第一實(shí)施方式]
以下，使用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)I的第一實(shí)施方式。
[0036]如圖1所示，第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I是與電力公司等所供應(yīng)的電力系統(tǒng)分開地設(shè)置的自立發(fā)電設(shè)備，能夠?qū)⒆约喊l(fā)電的電力供應(yīng)至負(fù)載(例如，工廠內(nèi)的設(shè)備等)，或者向電力系統(tǒng)賣電。
[0037]設(shè)于本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)I的發(fā)電裝置2(發(fā)電機(jī))屬于何種發(fā)電方式均可。例如，可以是如使用蒸汽的蘭金循環(huán)(Rankine cycle)、蒸汽潤輪的發(fā)電方式,還可以是利用水力、太陽光、風(fēng)力等自然能量進(jìn)行發(fā)電的方式。此外，在之后的第一實(shí)施方式以及后述第二實(shí)施方式中，列舉使用利用了雙元循環(huán)(binary cycle)的發(fā)電裝置2 (雙元發(fā)電裝置)的示例以說明本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)I。
[0038]第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I具有:能夠發(fā)電既定的電力(例如，200V的三相交流)的發(fā)電裝置2 (發(fā)電機(jī))、將通過該發(fā)電裝置2發(fā)電的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的轉(zhuǎn)換器3、將通過該轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為能夠與外部的系統(tǒng)(電力系統(tǒng))互連的交流的互連型逆變器4。
[0039]接下來，首先說明構(gòu)成第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I的發(fā)電裝置2、轉(zhuǎn)換器3、以及互連型逆變器4。
[0040]第一實(shí)施方式的發(fā)電裝置2是使用雙元循環(huán)進(jìn)行發(fā)電的雙元發(fā)電裝置2，是利用如在發(fā)電裝置2外產(chǎn)生的地?zé)帷⒐S排熱等熱源而進(jìn)行發(fā)電的裝置。
[0041]該發(fā)電裝置2具有:利用熱源的熱使液體的動作介質(zhì)(例如替代氟利昂等)蒸發(fā)的蒸發(fā)器5、使用由該蒸發(fā)器5生成的動作介質(zhì)的蒸汽使膨脹機(jī)6的渦輪(例如螺桿膨脹機(jī)的螺桿渦輪)旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)7、以及使在該發(fā)電機(jī)7中用于發(fā)電的動作介質(zhì)的蒸汽凝結(jié)并恢復(fù)為液體的凝結(jié)器8。這些蒸發(fā)器5、膨脹機(jī)6、凝結(jié)器8通過使動作介質(zhì)循環(huán)的閉環(huán)狀的循環(huán)配管9而連接，在該循環(huán)配管9中具備介質(zhì)循環(huán)泵10，其使動作介質(zhì)(例如，沸點(diǎn)比水低的低沸點(diǎn)的有機(jī)介質(zhì)等)以從蒸發(fā)器5經(jīng)由膨脹機(jī)6、凝結(jié)器8而返回至蒸發(fā)器5的順序循環(huán)。
[0042]此外，用于該發(fā)電裝置2的發(fā)電機(jī)7為產(chǎn)生交流的發(fā)電機(jī)，通過發(fā)電機(jī)7發(fā)電的交流電力(三相交流)經(jīng)由三極布線送至轉(zhuǎn)換器3。
[0043]轉(zhuǎn)換器3是將通過發(fā)電機(jī)7發(fā)電的交流電力轉(zhuǎn)換為直流的裝置。通過該轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為直流的直流電力保持直流狀態(tài)從轉(zhuǎn)換器3送至獨(dú)立型逆變器14。
[0044]獨(dú)立性逆變器14與后述互連型逆變器4不同，能夠在裝置自身中設(shè)定輸出端的電壓、頻率、相位。從而，例如在負(fù)載11為以200V、60Hz的三相交流工作的負(fù)載11時(shí)，將獨(dú)立型逆變器14中的轉(zhuǎn)換后的交流的特性的設(shè)定指定為“電壓=200V、頻率=60Hz、相位差=120° ”即可。由此，獨(dú)立型逆變器14能夠?qū)⑼ㄟ^發(fā)電裝置2發(fā)電、經(jīng)由轉(zhuǎn)換器3供應(yīng)的直流電力轉(zhuǎn)換為所希望的(與負(fù)載相稱的)交流電力。
[0045]在將電力供應(yīng)至負(fù)載11之后通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力存在富余時(shí)，能夠?qū)l(fā)電的電力的一部分向電力系統(tǒng)賣電。例如，在從轉(zhuǎn)換器3朝向獨(dú)立型逆變器14的直流布線的中途設(shè)置分支布線，將互連型逆變器4設(shè)于該分支布線。
[0046]該互連型逆變器4是將通過轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為直流的電力再次轉(zhuǎn)換為交流的裝置。如圖中以虛線所示通過設(shè)于外部的電力系統(tǒng)供應(yīng)的(從電力公司供應(yīng)的)交流的電壓、頻率、相位的信息輸入該互連型逆變器4，互連型逆變器4配合從電力系統(tǒng)輸入的信息，將直流的電力轉(zhuǎn)換為通過電力系統(tǒng)供應(yīng)的電力完全相同的電壓、頻率、相位的交流。
[0047]例如，在200V、60Hz、相位差120°的電力系統(tǒng)連接于該互連型逆變器4的情況下，配合該電力系統(tǒng)的品質(zhì)而將直流的電力以高精度轉(zhuǎn)換為200V、60Hz、相位差120°的交流。另外，在該互連型逆變器4中，以與流過電力系統(tǒng)的交流電力之間不產(chǎn)生相位差的方式，輸出與流過電力系統(tǒng)的交流電力相位同步的交流。如此通過互連型逆變器4轉(zhuǎn)換的交流電力能夠根據(jù)需要供應(yīng)(賣電)至外部的電力系統(tǒng)。
[0048]以上所述的本實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I換言之是在轉(zhuǎn)換器3與互連型逆變器4之間設(shè)置了對負(fù)載11供應(yīng)直流或者交流的電力的負(fù)載輸出部12(獨(dú)立型逆變器14)的系統(tǒng)。出于如下理由在該位置設(shè)置負(fù)載輸出部12。
[0049]圖4是示出比較例所涉及的發(fā)電系統(tǒng)的圖?？紤]在將通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流的電力通過逆變器104轉(zhuǎn)換為交流之后，將轉(zhuǎn)換為交流的電力送至負(fù)載111的情況。
[0050]該逆變器104是與上述互連型逆變器4同樣地以與流過電力系統(tǒng)的電力的電壓、頻率、或者相位變得相等的方式將直流轉(zhuǎn)換為交流的裝置，換言之需要為互連型的逆變器104。
[0051]然而，在如圖4所示的系統(tǒng)中，在電力系統(tǒng)因打雷、災(zāi)害等而停電時(shí)，有時(shí)難以繼續(xù)發(fā)電。這是因?yàn)?，逆變?04由于與例如流過電力系統(tǒng)的電力的電壓、頻率、或者相位變得相等的方式將直流轉(zhuǎn)換為交流，若逆變器104停止，則不能夠?qū)⒅绷麟娏D(zhuǎn)換為交流。于是，在圖4所示的發(fā)電系統(tǒng)中，不能夠?qū)l(fā)電的電力送至負(fù)載111，不能夠繼續(xù)發(fā)電。
[0052]如此，在圖4的發(fā)電系統(tǒng)中，在電力系統(tǒng)停電時(shí)，盡管與電力系統(tǒng)分開地設(shè)置有能夠自家發(fā)電的發(fā)電裝置102，也變得不能夠?qū)ω?fù)載供應(yīng)電力。
[0053]另一方面，在本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)I中，通過在轉(zhuǎn)換器3與互連型逆變器4之間設(shè)置如上所述的負(fù)載輸出部12,從負(fù)載輸出部12直接對負(fù)載11供應(yīng)電力而不經(jīng)由互連型逆變器4，從而即使在因電力系統(tǒng)的停電等理由而互連型逆變器4停止時(shí)，因?yàn)楠?dú)立型逆變器14繼續(xù)動作，所以也能夠?qū)l(fā)電的電力供應(yīng)至負(fù)載11。若如此，在能夠通過負(fù)載11持續(xù)消耗通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力，即使互連型逆變器4停止也能夠繼續(xù)發(fā)電裝置2的發(fā)電。
[0054]不久，若停電的電力系統(tǒng)恢復(fù)而能夠進(jìn)行來自電力系統(tǒng)的電力供應(yīng),則使處于停止?fàn)顟B(tài)的互連型逆變器4再起動。于是，能夠?qū)l(fā)電的電力供應(yīng)至電力系統(tǒng)。
[0055]此外，在將上述負(fù)載輸出部12設(shè)于轉(zhuǎn)換器3和互連型逆變器4之間，將通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力供應(yīng)至負(fù)載時(shí)，優(yōu)選在轉(zhuǎn)換器3與負(fù)載輸出部12之間具備電壓穩(wěn)定化單元13，電壓穩(wěn)定化單元13使如例圖那樣伴隨負(fù)載變動而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換器3的輸出端的電壓變動穩(wěn)定化。
[0056]如圖1所示，電壓穩(wěn)定化單元13設(shè)于從轉(zhuǎn)換器3到達(dá)獨(dú)立型逆變器14的直線布線，使伴隨負(fù)載變動而在這些直流布線間產(chǎn)生的電壓變動穩(wěn)定化。換言之，電壓穩(wěn)定化單元13還能夠通過使在直流布線間產(chǎn)生的電壓變動穩(wěn)定化從而吸收負(fù)載(電壓)的變動。
[0057]具體而言，電壓穩(wěn)定化單元13具有設(shè)于連結(jié)直線布線間(極間)的布線上的電阻15和測定直流布線間的電壓的電壓測定器16。而且，電壓穩(wěn)定化單元13具備比較(判斷)通過電壓測定器16測定的電壓是否為既定的電壓的比較部17(比較器(comparator)等)、以及根據(jù)比較部17的判斷結(jié)果而例如以20kHz的高頻率動作的開關(guān)部18。開關(guān)部18具備高頻柵極指令部19 (指令部)和該高頻柵極指令部19的信號輸入柵極的IGBT20(功率開關(guān)元件)，通過IGBT20的開關(guān)動作而調(diào)節(jié)在直流布線間產(chǎn)生的負(fù)載(電壓)。此外，在連結(jié)直流布線間的布線上，還可以與開關(guān)部18并聯(lián)地設(shè)有整流子。
[0058]此外，還能夠替代構(gòu)成開關(guān)部18的IGBT20而使用SSR(固態(tài)繼電器:Solid StateRelay)、接觸器(SSC)。另外，在本發(fā)明的電壓穩(wěn)定化單元13中，還能夠通過晶體管(TR)等構(gòu)成開關(guān)部18。若由晶體管構(gòu)成，則能夠不需要高速的開關(guān)動作，雖然為簡便的構(gòu)成但能夠避免噪聲產(chǎn)生等問題。
[0059]此外，從負(fù)載輸出部12送至負(fù)載11的電力一般多為交流，但也可以是直流。這是因?yàn)樵谪?fù)載為例如以直流動作的設(shè)備時(shí)，保持直流的狀態(tài)對負(fù)載供應(yīng)電力更好。
[0060]接下來，對比在上述發(fā)電系統(tǒng)I中電力系統(tǒng)停電時(shí)進(jìn)行的操作與在比較例所涉及的發(fā)電系統(tǒng)I中電力系統(tǒng)停電時(shí)進(jìn)行的操作，詳細(xì)地說明本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)I所具有的作用效果。
[0061]考慮例如打雷在送電線、或者發(fā)電站遭受災(zāi)害而電力系統(tǒng)停電的情況。若如此電力系統(tǒng)停電，則從電力系統(tǒng)對互連型逆變器4輸入的信號消失，不能夠?qū)⒅绷麟娏D(zhuǎn)換為交流，互連型逆變器4停止。
[0062]在此，若是圖4所示的發(fā)電系統(tǒng)101 (參考的發(fā)電系統(tǒng)101)，則由于負(fù)載111與互連型逆變器104相比設(shè)于電力系統(tǒng)端，故互連型逆變器104停止時(shí)，不能夠從發(fā)電裝置102端對負(fù)載111輸送具備既定的電壓、頻率、相位的交流。其結(jié)果，對負(fù)載111的電力供應(yīng)完全停止。而且，由于發(fā)電裝置102變?yōu)闊o負(fù)載進(jìn)行發(fā)電，所以發(fā)電裝置102自身最終也停止。
[0063]S卩，在圖4的發(fā)電系統(tǒng)101中，電力系統(tǒng)停電的情況下，盡管與電力系統(tǒng)分開地設(shè)置有能夠自家發(fā)電的發(fā)電裝置102，也變得不能夠?qū)ω?fù)載供應(yīng)電力。
[0064]另一方面，如果是圖1所示的第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I的情況，則在伴隨電力系統(tǒng)的停電而互連型逆變器4停止時(shí)，負(fù)載輸出部12也對負(fù)載11繼續(xù)供應(yīng)電力。即，負(fù)載輸出部12的獨(dú)立型逆變器14將通過轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，繼續(xù)供應(yīng)配合負(fù)載11的電壓、頻率、或者相位的交流。因此，在電力系統(tǒng)停電后，通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力也輸送至負(fù)載11，即使電力系統(tǒng)停電，作為負(fù)載11的設(shè)備等也能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。即，第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I為具有高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)I。而且，由于在第一實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I的情況下發(fā)電裝置2不停止，故不需要用于如以往的發(fā)電系統(tǒng)I那樣地使發(fā)電裝置2再起動的復(fù)雜操作。
[0065][第二實(shí)施方式]
接著，使用圖2說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。
[0066]如圖2所示，第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I的在轉(zhuǎn)換器3與負(fù)載輸出部12之間與上述電壓穩(wěn)定化單兀13并聯(lián)地具備電池21 (蓄電單兀)這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式大不相同。
[0067]具體而言，該第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I具有將直流電力蓄電的電池21。該電池21是從轉(zhuǎn)換器3朝向獨(dú)立型逆變器14的直流布線(或分支布線)的蓄電單元，能夠供應(yīng)電力僅一定時(shí)間。該電池21經(jīng)由0N/0FF開關(guān)與直線布線連接。蓄積于電池21的電力用于例如制冷劑泵10、發(fā)電裝置2的起動。另外，該電力還可以供應(yīng)至發(fā)電系統(tǒng)I以外的設(shè)備。
[0068]另外，在第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I中，在上述電壓穩(wěn)定化單元13以外還設(shè)置電池21的理由如下。
[0069]例如，考慮在上述發(fā)電系統(tǒng)I中，在負(fù)載端消耗的電量變大得超出想象的情況。在該情況下，希望配合負(fù)載的增大而迅速地增加通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力。
[0070]然而，第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I中的發(fā)電裝置2為使用雙元循環(huán)的發(fā)電裝置2，在雙元循環(huán)中不能夠急劇地增加動作介質(zhì)的循環(huán)量，因此發(fā)電的電力不會立即增加，相對于增大的負(fù)載，發(fā)電的電力的追隨往往延遲。另外，與由電阻15、IGBT20等構(gòu)成的第一實(shí)施方式大致相同的電壓穩(wěn)定化單元13是將流過直流布線的直流電力的一部分通過電阻15而消耗的單元，不具有配合負(fù)載的增大而增加供應(yīng)電力的作用。
[0071]因此，在第二實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I中，在電壓穩(wěn)定化單元以外還設(shè)置電池21，在負(fù)載變動導(dǎo)致負(fù)載端的消耗電力變大時(shí)，使電池21的開關(guān)為導(dǎo)通(0N)，將充電于電池21的電力向負(fù)載輸出部12端供應(yīng)。通過此種來自電池21的電力供應(yīng)，能夠避免獨(dú)立型逆變器14的入端的電力不足、電壓降低，能夠可靠地防止在獨(dú)立型逆變器14的輸出(即負(fù)載端)處電壓降低等不良。
[0072]而且，在使用電池21補(bǔ)償增加的負(fù)載11期間，增大雙元循環(huán)中的動作介質(zhì)等，從而使通過發(fā)電裝置2發(fā)電的電力增大。不久，若變得能夠通過發(fā)電裝置2發(fā)電與負(fù)載11的增量對應(yīng)的電力，則使電池21為斷開(0FF)，從轉(zhuǎn)換器3?獨(dú)立型逆變器14之間的直流布線斷離。相反，當(dāng)在負(fù)載端消耗的電量變小得超出想象時(shí)，使電池21的開關(guān)為斷開(OFF)不變，使用與第一實(shí)施方式同樣的電壓穩(wěn)定化單兀13消耗電力的一部分，減小流過轉(zhuǎn)換器3與獨(dú)立型逆變器14之間的直流布線的直流電力的電壓即可。此時(shí)，還可以使電池21的開關(guān)為導(dǎo)通(ON)而進(jìn)行向電池21的充電。由此，能夠多多少少避免浪費(fèi)地使用電力的情況(使用電壓穩(wěn)定化單元13將電力的一部分作為熱而消耗)。
[0073]如此，若設(shè)置電壓穩(wěn)定化單元13以及電池21，則能夠?qū)崿F(xiàn)能夠與負(fù)載的增大、減少也可靠地對應(yīng)，補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器3?獨(dú)立型逆變器14之間的直流布線中的電壓變動而始終供應(yīng)穩(wěn)定的電力的具備高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)I。此外，由于第二實(shí)施方式的其他構(gòu)成、其他作用效果與第一實(shí)施方式大致相同，故省略詳細(xì)說明。
[0074][第三實(shí)施方式]
接著，使用圖3說明第三實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。
[0075]如圖3所示，第三實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I在使用利用高溫高壓的蒸汽等而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置2這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式大不相同。
[0076]S卩，設(shè)于第三實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I的發(fā)電裝置2具備螺桿膨脹機(jī)6和通過利用該螺桿膨脹機(jī)6產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)7。而且，還具備將高溫高壓的蒸汽導(dǎo)入螺桿膨脹機(jī)6內(nèi)的高壓蒸汽配管23和將在螺桿膨脹機(jī)6內(nèi)膨脹的低壓蒸汽排出的低壓蒸汽配管24。在該高壓蒸汽配管23中，具備測量流入螺桿膨脹機(jī)6內(nèi)的蒸汽的壓力的入端的壓力計(jì)25和調(diào)節(jié)流入膨脹機(jī)內(nèi)的蒸汽的壓力、流量的調(diào)節(jié)閥26。
[0077]另外，在低壓配管24中，具備測量從螺桿膨脹機(jī)6排氣至外部的蒸汽的壓力的出端的壓力計(jì)27和存積已利用該螺桿膨脹機(jī)膨脹的低壓蒸汽的緩沖罐(buffer tank) 28。存積于該緩沖罐28的低壓蒸汽在其他設(shè)備中被二次利用。
[0078]在如上所述的第三實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I中，通過高壓蒸汽配管24而被弓I導(dǎo)至螺桿膨脹機(jī)6內(nèi)的高壓蒸汽使螺桿膨脹機(jī)6的螺桿渦輪旋轉(zhuǎn)，利用與螺桿渦輪連結(jié)的發(fā)電機(jī)7而進(jìn)行發(fā)電。
[0079]S卩，若與第一實(shí)施方式同樣，例如將使用發(fā)電機(jī)7而產(chǎn)生的交流電力通過轉(zhuǎn)換器3而轉(zhuǎn)換為直流電力，在將通過轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換的直流電力通過互連型逆變器4而轉(zhuǎn)換為能夠與系統(tǒng)互連的交流電力之后，從轉(zhuǎn)換器3與互連型逆變器4之間使用負(fù)載輸出部12對負(fù)載11供應(yīng)直流或者交流電力，則在處于互連下的電力系統(tǒng)停電時(shí)也能夠繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電，能夠維持高可靠性。
[0080]由于第三實(shí)施方式的其他構(gòu)成、其他作用效果與第一實(shí)施方式大致相同，故省略詳細(xì)說明。
[0081][第四實(shí)施方式]
接著，使用圖5說明第四實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。發(fā)電系統(tǒng)I的構(gòu)成與第二實(shí)施方式的裝置(參照圖2)大致相同。第一電池30與從轉(zhuǎn)換器3朝向系統(tǒng)的直流布線38(以下稱為“母線38”)連接，在第一電池30與母線38之間設(shè)有接點(diǎn)331。第一電池30的額定電壓為342V。第一電池30能夠?qū)⑿铍姷碾娏?IOkW)對負(fù)載11供應(yīng)30分鐘。
[0082]接點(diǎn)331的開閉通過控制部39而進(jìn)行。接點(diǎn)331為常開接點(diǎn)。使用IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)作為接點(diǎn)331。產(chǎn)生于母線38的電壓穩(wěn)態(tài)地控制于345V以上350V以下的范圍。以下，將產(chǎn)生于母線38的電壓稱為“母線電壓”，將該范圍稱為“穩(wěn)態(tài)范圍”。但是，發(fā)電系統(tǒng)I能夠輸出至340V以上380V以下的范圍。以下，將該范圍稱為“容許范圍”。
[0083]接著，參照圖6說明第一電池30的充電以及放電的次序。首先，測定第一電池30的正端的位置即B點(diǎn)的電位Vb，判斷電位Vb是否為預(yù)先設(shè)定的第一開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)以下(步驟S101)。電位Vb將負(fù)端母線382作為基準(zhǔn)而求，實(shí)質(zhì)上與第一電池30的電壓相等。若判斷為電位Vb為第一開閉閾值以下，則閉合接點(diǎn)331 (步驟S102)。如已經(jīng)說明的那樣，由于母線電壓的穩(wěn)態(tài)范圍為345V以上350V以下，故第一電池30的電壓比母線電壓低，第一電池30被充電。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331返回初始狀態(tài)，即打開，返回步驟S101，再次比較電位Vb與第一開閉閾值。
[0084]在步驟SlOl中，若判斷為電位Vb比第一開閉閾值大，則測定圖5中的A點(diǎn)，即正端母線381的電位Va，判斷電位Va是否為預(yù)先設(shè)定的第二開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)以下(步驟S103)。當(dāng)電位Va為第二開閉閾值以下時(shí)，即當(dāng)電位Va比穩(wěn)態(tài)范圍低時(shí)，閉合接點(diǎn)331 (步驟S102)。在第一電池30被充分充電的狀態(tài)下，第一電池30向母線38放電。由此，即使母線電壓降低也能夠補(bǔ)償向負(fù)載11供應(yīng)的電量的降低。經(jīng)過一定時(shí)間后，打開接點(diǎn)331，返回步驟S101。另一方面，當(dāng)電位Va比第二開閉閾值大時(shí)，維持打開接點(diǎn)331的狀態(tài)(步驟S104)。經(jīng)過一定時(shí)間后，返回步驟SlOl。
[0085]如以上所說明地，在發(fā)電系統(tǒng)I中，通過與第一電池30的電壓以及母線電壓對應(yīng)地開閉接點(diǎn)331，從而與始終閉合接點(diǎn)331的情況相比，能夠降低第一電池30的負(fù)載，使第一電池30為長壽命。
[0086]第一開閉閾值以及第二開閉閾值若為母線電壓的下限值(在本實(shí)施方式中為340V)以上，第一電池30的額定電壓(在本實(shí)施方式中為342V)以下則也可以是其他值。
[0087]若額定電壓為340V以上則第一電池30也可以使用其他電池。在發(fā)電系統(tǒng)I中，作為接點(diǎn)331，也可以使用機(jī)械繼電器代替半導(dǎo)體繼電器。關(guān)于以下的實(shí)施方式中的各種接點(diǎn)也同樣。在發(fā)電系統(tǒng)I中，實(shí)質(zhì)上，如果能夠進(jìn)行第一電池30的電壓與第一開閉閾值的比較以及母線電壓與第二開閉閾值的比較，則不一定需要以負(fù)端母線382為基準(zhǔn)進(jìn)行電位的測定。關(guān)于以下的實(shí)施方式中的電池以及母線與閾值的比較也同樣。
[0088][第五實(shí)施方式]
接著，使用圖7說明第五實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。發(fā)電系統(tǒng)I的構(gòu)成具備經(jīng)由第一電池30以及接點(diǎn)331而與母線38連接的分支路徑、以及經(jīng)由第一電池30、電阻31以及接點(diǎn)332而與母線38連接的分支路徑。其他構(gòu)造與第四實(shí)施方式的裝置相同。接點(diǎn)331、332為常開接點(diǎn)。
[0089]圖8是示出第一電池30的充電以及放電的次序的圖。首先，測定B點(diǎn)的電位Vb，判斷電位Vb是否為預(yù)先設(shè)定的第一開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)以下(步驟S201)。當(dāng)電位Vb為第一開閉閾值以下時(shí)，轉(zhuǎn)移至步驟S202。當(dāng)電位Vb比第一開閉閾值大時(shí)，轉(zhuǎn)移至步驟S203 (對于詳細(xì)情況之后敘述)。
[0090]在步驟S202中，測定A點(diǎn)的電位Va，比較電位Va與預(yù)先設(shè)定的第三開閉閾值(在本實(shí)施方式中為345V)。當(dāng)電位Va為第三開閉閾值以上時(shí)，閉合接點(diǎn)332且打開接點(diǎn)331 (步驟S204)，第一電池30被充電。通過第一電池30經(jīng)由電阻31而被充電，從而即使在母線電壓大的情況下，也能夠防止沖擊電流。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331、332恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S201。
[0091]另一方面，在步驟S202中，當(dāng)電位Va比第三開閉閾值小時(shí)，閉合接點(diǎn)331并且打開接點(diǎn)332(步驟S205)。當(dāng)母線電壓比第一電池30的電壓大時(shí)，第一電池30被充電。由于母線電壓與第一電池30的電壓之差小，故無需經(jīng)由電阻31而能夠進(jìn)行充電，能夠防止無用的電力消耗。當(dāng)母線電壓比第一電池30的電壓小時(shí)，第一電池30放電。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331、332恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S201。
[0092]在步驟S201中，當(dāng)判斷為電位Vb比第一開閉閾值大時(shí)，測定A點(diǎn)的電位Va，比較電位Va與預(yù)先設(shè)定的第二開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)(步驟S203)。當(dāng)電位Va為第二開閉閾值以下時(shí)，閉合接點(diǎn)331并且打開接點(diǎn)332 (步驟S205)。由于第一電池30的電壓比母線電壓大，故第一電池30向母線38放電。經(jīng)過一定時(shí)間后，返回步驟S201。
[0093]當(dāng)電位Va比第二開閉閾值大時(shí)，打開接點(diǎn)331以及接點(diǎn)332，第一電池30與母線38斷開(步驟S206)。經(jīng)過一定時(shí)間后，返回步驟S201。
[0094]在第五實(shí)施方式中，也與第四實(shí)施方式同樣，與第一電池30始終與母線38連接的情況相比，能夠使第一電池30為長壽命。若第三開閉閾值在母線電壓的容許范圍內(nèi)設(shè)定為比第二閾值大的值,則可任意地設(shè)定。
[0095][第六實(shí)施方式]
接著，使用圖9說明第六實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。發(fā)電系統(tǒng)I具備:經(jīng)由第一電池30、接點(diǎn)331以及接點(diǎn)333而與母線38連接的分支路徑；經(jīng)由第一電池30、接點(diǎn)331、第二電池32以及接點(diǎn)334而與母線38連接的分支路徑；經(jīng)由第一電池30、電阻31、接點(diǎn)332以及接點(diǎn)333而與母線38連接的分支路徑；以及經(jīng)由第一電池30、電阻31、接點(diǎn)332、第二電池32以及接點(diǎn)334而與母線38連接的分支路徑。在本實(shí)施方式中，第二電池32的額定電壓為30V。其他構(gòu)成與第五實(shí)施方式相同。接點(diǎn)333為常閉接點(diǎn)。接點(diǎn)331、332、334為常開接點(diǎn)。第一電池30以及第二電池32優(yōu)選使用內(nèi)部電阻小的電池。
[0096]接著，參照圖10說明第一電池30以及第二電池32的充放電的流程。首先，測定正端母線381的位置即A點(diǎn)的電位Va，比較電位Va與預(yù)先設(shè)定的第四開閉閾值(在本實(shí)施方式中為375V)(步驟S301)。當(dāng)判斷電位Va為第四開閉閾值以下時(shí)，閉合接點(diǎn)333，打開接點(diǎn)334 (步驟S312)。但是，打開接點(diǎn)331、332。此外，關(guān)于電位Va比第四開閉閾值大的情況，即，母線電壓上升至容許電壓的上限值附近的情況，之后進(jìn)行敘述。
[0097]接著，比較電位Va與第二電池32的正端的位置即C點(diǎn)的電位Vc (步驟S302)。換言之，比較母線電壓與第一電池30以及第二電池32的電壓之和。若判斷為電位Va比電位Vc低，則求第二電池32的負(fù)端的位置即D點(diǎn)處的電位Vd，求電位Vc與電位Vd之差，即第二電池32的電壓(Vc —Vd)。關(guān)于電位Va為電位Vc以上時(shí)的動作，之后敘述。然后，比較第二電池32的電壓與預(yù)先設(shè)定的第五開閉閾值(在本實(shí)施方式中為10V)(步驟S303)。
[0098]當(dāng)?shù)诙姵?2的電壓比第五開閉閾值大時(shí)，打開接點(diǎn)332、333，且閉合接點(diǎn)331、334(步驟S313)。由此，第一電池30以及第二電池32與母線38連接，第一電池30以及第二電池32向母線38放電。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331?334恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S301。
[0099]另外，在步驟S302中電位Va為電位Vc以上時(shí)，以及，在步驟303中電位Vc與電位Vd之差(Vc-Vd)為第五開閉閾值以下時(shí)，測定A點(diǎn)的電位Va，比較電位Va與預(yù)先設(shè)定的第六開閉閾值(在本實(shí)施方式中為345V)(步驟S306)。當(dāng)電位Va為第六開閉閾值以上時(shí)，閉合接點(diǎn)332并且打開接點(diǎn)331 (步驟S307)。由此，第一電池30經(jīng)由電阻31而被充電。通過在母線38與第一電池30之間設(shè)置電阻31，能夠防止沖擊電流。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331?334恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S301。
[0100]另一方面，在步驟S306中，當(dāng)判斷為電位Va比第六開閉閾值小時(shí)，測定第一電池30的正端的位置即B點(diǎn)的電位Vb，比較電位Vb與第一開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)(步驟S308)。當(dāng)判斷電位Vb為第一開閉閾值以下時(shí)，閉合接點(diǎn)331，且打開接點(diǎn)332(步驟S309)。由此，根據(jù)母線電壓而進(jìn)行第一電池30的充電或者放電。當(dāng)母線電壓與第一電池30的電壓之差小時(shí)，通過不經(jīng)由電阻31而進(jìn)行充放電，能夠防止無用的電力消耗。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331?334恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S301。
[0101]在步驟308中，當(dāng)判斷為電位Vb比第一開閉閾值大時(shí)，打開接點(diǎn)331、332(步驟S310)，第一電池30與母線38斷開。經(jīng)過一定時(shí)間后，返回步驟S301。此外，如果第一電池30與母線38的連接斷開，則打開接點(diǎn)333、334也可。
[0102]另外，在步驟S301中，當(dāng)電位Va比第四開閉閾值大時(shí)，閉合接點(diǎn)332、334并且打開接點(diǎn)331、333(步驟S304)。由此，第一電池30以及第二電池32與母線38連接，這些電池30、32被充電。在發(fā)電系統(tǒng)I中，即使在母線電壓上升至容許電壓的上限值附近的情況下，也能夠通過第一電池30以及第二電池32吸收電力，母線電壓的急劇的上升導(dǎo)致的向負(fù)載11端的過大的電力供應(yīng)得到抑制。經(jīng)過一定時(shí)間后，接點(diǎn)331?334恢復(fù)至初始狀態(tài)，返回步驟S301。
[0103]以上，對第一電池30以及第二電池32的充放電的流程進(jìn)行了說明，但在發(fā)電系統(tǒng)I中，通過第一電池30以及第二電池32的充放電，即使母線電壓變動，也能夠向負(fù)載11端供應(yīng)穩(wěn)定的電力。與使用負(fù)載消耗電力的情況相比，能夠高效地利用生成的電力。在第六實(shí)施方式中，若第四開閉閾值為母線電壓的穩(wěn)態(tài)范圍的上限值以上，且小于容許范圍的上限值則可設(shè)定為任意的值。若第六開閉閾值小于第四開閉閾值，為第一電池30的電壓以上，則可設(shè)定為任意的值。在第一電池30與第二電池32的電壓之和比母線電壓大時(shí)，第五開閉閾值小于第二電池32的額定電壓，可設(shè)定為從母線電壓減去第一電池30的電壓的值以上的任意的值。
[0104]圖11是示出變形例所涉及的充電以及放電的次序的流程圖。在圖11中，替代圖10的步驟S308而進(jìn)行步驟S311。其他動作與圖10相同。
[0105]在步驟S306中，當(dāng)判斷為電位Va比第六開閉閾值低時(shí)，判斷電位Va是否為第二開閉閾值(在本實(shí)施方式中為341.5V)以下(步驟S311)。當(dāng)判斷電位Va為第二開閉閾值以下時(shí)，閉合接點(diǎn)331，打開接點(diǎn)332 (步驟S309)。根據(jù)母線電壓而對第一電池30進(jìn)行充放電。另外，當(dāng)判斷為電位Va比第二開閉閾值大時(shí)，打開接點(diǎn)331、332 (步驟S310)，第一電池30與母線38斷開。即使在圖11所示的情況下，也能夠向負(fù)載11端供應(yīng)穩(wěn)定的電力。
[0106][第七實(shí)施方式]
接著，使用圖12說明第七實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)I。發(fā)電系統(tǒng)I具備:經(jīng)由第一電池30、接點(diǎn)331以及接點(diǎn)333而與母線38連接的分支路徑；經(jīng)由第一電池30、接點(diǎn)331、第二電池32以及接點(diǎn)334而與母線38連接的分支路徑；以及經(jīng)由電阻31、接點(diǎn)332、第二電池32以及接點(diǎn)334而與母線38連接的分支路徑。在本實(shí)施方式中，第一電池30的額定電壓為350V，第二電池32的額定電壓為50V。母線電壓的容許范圍為330V以上380V以下。其他構(gòu)成與第六實(shí)施方式相同。
[0107]在發(fā)電系統(tǒng)I中，通過閉合接點(diǎn)331以及接點(diǎn)333，第一電池30與母線38連接，通過閉合接點(diǎn)332以及接點(diǎn)334，第二電池32與母線38連接。通過閉合接點(diǎn)331以及接點(diǎn)334，第一電池30以及串聯(lián)連接于第一電池30的第二電池32與母線38連接。如此，通過作為第一接點(diǎn)部的接點(diǎn)331以及接點(diǎn)333的組及接點(diǎn)332以及接點(diǎn)334的組，切換母線38與第一電池30的連接以及母線38與第二電池32的連接，個(gè)別地進(jìn)行第一電池30的充放電和向第二電池32的充電。另外，通過作為第二接點(diǎn)部的接點(diǎn)331以及接點(diǎn)334的組，第一電池30以及第二電池32與母線38連接，同時(shí)進(jìn)行這些電池30、32的充放電。
[0108]圖13是示出第一電池30以及第二電池32的充電以及放電的次序的圖。首先，測定A點(diǎn)的電位Va，判斷電位Va是否在容許母線38中的瞬時(shí)電壓變動的范圍即第一設(shè)定電位范圍(在本實(shí)施方式中為340V以上375V以下的范圍)內(nèi)(步驟S401)。當(dāng)電位Va為第一設(shè)定電位范圍內(nèi)時(shí)，閉合接點(diǎn)331、333并且打開接點(diǎn)332、334(步驟S402)。對于電位Va為第一設(shè)定電位范圍外的情況，之后敘述。由此，第一電池30與母線38連接。當(dāng)?shù)谝浑姵?0的電壓比母線電壓低時(shí)，對第一電池30進(jìn)行充電，當(dāng)?shù)谝浑姵?0的電壓比母線電壓大時(shí)，第一電池30放電。如此，通過在第一電池30中進(jìn)行充放電，即使母線電壓變動也能夠向負(fù)載11端供應(yīng)穩(wěn)定的電力。另外，由于對第一電池30進(jìn)行所謂涓流充電，故能夠補(bǔ)償?shù)谝浑姵?0的自然放電。
[0109]經(jīng)過一定時(shí)間后，測定A點(diǎn)的電流la, S卩，第一電池30與母線38之間的電流(步驟S403)，比較電流Ia與第一電流設(shè)定值(在本實(shí)施方式中為0.5A)。若判斷為電流Ia比第一電流設(shè)定值大，則返回步驟S401。若判斷電流Ia為第一電流設(shè)定值以下，則判斷電位Va是否在母線電壓的穩(wěn)態(tài)范圍(345V以上350V以下的范圍)即第二設(shè)定電位范圍內(nèi)(步驟 S404)。
[0110]若判斷電位Va為第二設(shè)定電位范圍外，則返回步驟S401。若判斷電位Va在第二設(shè)定電位范圍內(nèi)，則測定第二電池32的負(fù)端的位置即D點(diǎn)處的電位Vd和正端的位置即C點(diǎn)的電位Vc，比較第二電池32的電壓(Vc - Vd)和第七開閉閾值(在本實(shí)施方式中為40V)(步驟S405)。當(dāng)?shù)诙姵?2的電壓(Vc-Vd)為第七開閉閾值以上時(shí)，返回步驟S401。
[0111]當(dāng)?shù)诙姵?2的電壓(Vc-Vd)比第七開閉閾值低時(shí)，打開接點(diǎn)331、333，閉合接點(diǎn)332、334(步驟S406)。其結(jié)果，第二電池32被充電。在發(fā)電系統(tǒng)I中，母線電壓在第二設(shè)定電位范圍內(nèi)，從而能夠穩(wěn)定地進(jìn)行第二電池32的充電。此外，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行接點(diǎn)331、333以及接點(diǎn)332、334的開閉，但在打開接點(diǎn)331、333之后閉合接點(diǎn)332、334也可。
[0112]經(jīng)過一定時(shí)間后，判斷流過從正端母線381向第二電池32分支的路徑的電流Ie(圖12中的E點(diǎn)的電流)是否為第二電流設(shè)定值(在本實(shí)施方式中為0.5A)以下(步驟S407)。在本實(shí)施方式中，將第二電池32的充電量的比例變?yōu)?0%時(shí)的電流值設(shè)定為第二電流設(shè)定值。但是，第二電流設(shè)定值也可為其他值。若電流Ie為第二電流設(shè)定值以下，則返回步驟S401。當(dāng)電流Ie比第二電流設(shè)定值大時(shí)，判斷電位Va是否為第二設(shè)定電位范圍內(nèi)(步驟S410)。當(dāng)電位Va為第二設(shè)定電位范圍內(nèi)時(shí)，再次比較電流Ie與第二電流設(shè)定值(步驟S407)，若判斷電流Ie為第二電流設(shè)定值以下，則返回步驟S401。當(dāng)電流Ie比第二電流設(shè)定值大時(shí)，比較電位Va與第二設(shè)定電位范圍(步驟S410)，若判斷電位Va為第二設(shè)定電位范圍內(nèi)，則返回步驟S407。如此，重復(fù)步驟S407、S410直到電流Ie變?yōu)榈诙娏髟O(shè)定值以下，第二電池32被充電直到充電量變?yōu)?0%。但是，在步驟S410中，若判斷為電位Va超過第二設(shè)定電位范圍，則強(qiáng)制性地返回步驟S401。
[0113]另外，在步驟S401中，若判斷測定的電位Va為第一設(shè)定電位范圍外，則閉合接點(diǎn)331、334，打開接點(diǎn)332、333(步驟S408)。當(dāng)電位Va比第一設(shè)定電位范圍的上限值大，即，母線電壓為容許范圍的上限值附近時(shí)，第一電池30以及第二電池32被充電。經(jīng)過一定時(shí)間后，確認(rèn)E點(diǎn)處的電流Ie是否為第三電流設(shè)定值(在本實(shí)施方式中為2A)以下(步驟S409)，若電流Ie為第三電流設(shè)定值以下，則接點(diǎn)331?334返回初始狀態(tài)，返回步驟S401。另外，當(dāng)電流Ie比第三電流設(shè)定值大時(shí)，每既定時(shí)間反復(fù)確認(rèn)電流Ie的大小,直到電流Ie變?yōu)榈谌娏髟O(shè)定值以下。
[0114]另一方面，當(dāng)電位Va比第一設(shè)定電位范圍的下限值低，即，為容許范圍的下限值附近時(shí)，第一電池30以及第二電池32放電。經(jīng)過一定時(shí)間后，確認(rèn)電流Ie是否為第三電流設(shè)定值以下(步驟S409)，若電流Ie為第三電流設(shè)定值以下，則返回步驟S401。當(dāng)電流Ie比第三電流設(shè)定值大時(shí)，每既定時(shí)間反復(fù)確認(rèn)電流Ie的大小，直到變?yōu)榈谌娏髟O(shè)定值以下。
[0115]在使用鉛蓄電池等內(nèi)部電阻大的電池作為第一電池的發(fā)電系統(tǒng)中，若母線電壓降低至容許范圍的下限值附近，則由于放電時(shí)電壓降大，故不能夠?qū)δ妇€供應(yīng)足夠的電力。相對于此，在發(fā)電系統(tǒng)I中，能夠通過蓄電于第二電池32的電力而補(bǔ)償?shù)谝浑姵?0的內(nèi)部電阻造成的電壓降。
[0116]如上所述，在發(fā)電系統(tǒng)I中，即使在母線電壓變?yōu)槿菰S范圍的上限值或者下限值時(shí)，也能夠向負(fù)載11端供應(yīng)穩(wěn)定的電力。
[0117]以上，對第一電池30以及第二電池32的動作進(jìn)行了說明，而第一設(shè)定電位范圍內(nèi)，通過第一電池30與第二電池32被個(gè)別地充電，因而能夠抑制第一電池30以及第二電池32的過充電。另外，能夠利用鉛蓄電池等內(nèi)部電阻大的電池作為第一電池30，能夠提高電池的選擇自由度。其結(jié)果，能夠抑制發(fā)電系統(tǒng)I的制造成本。在本實(shí)施方式中，若以比第二電池32的額定電壓小的值設(shè)定第七開閉閾值，則也可以是其他值。第一設(shè)定電位范圍的上限值可設(shè)定為穩(wěn)態(tài)范圍的上限值與容許范圍的上限值之間的任意的值，下限值可設(shè)定為穩(wěn)態(tài)范圍的下限值與容許范圍的下限值之間的任意的值。第二設(shè)定電位范圍不一定需要與母線電壓的穩(wěn)態(tài)范圍相同。第二設(shè)定電位范圍的下限值以及上限值優(yōu)選設(shè)定為從第一電池30的額定電壓即350V減去IOV的值以上、在額定電壓上加上IOV的值以下的范圍。但是，第二設(shè)定電位范圍的下限值設(shè)為比第一設(shè)定電位范圍的下限值大，上限值設(shè)為比第一設(shè)定電位范圍的上限值小。
[0118]此外，應(yīng)認(rèn)為本次公開的實(shí)施方式在所有方面均為示例而非限制性內(nèi)容。尤其在本次公開的實(shí)施方式中，非明示地公開的事項(xiàng)，例如，運(yùn)行條件、操作條件、各種參數(shù)、構(gòu)成物的尺寸、重量、體積等不脫離本領(lǐng)域技術(shù)人員通常實(shí)施的范圍，若為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員則能夠采用容易想到的值。在第二實(shí)施方式中，還可以替代電池21而設(shè)置電容器作為蓄電單元，還可以并聯(lián)地設(shè)置電池以及電容器雙方。第一電池30還可以使用將多個(gè)單元(cell)串聯(lián)配置的電池、將多個(gè)單元并聯(lián)配置的電池。第二電池32也同樣。在上述第四至第七實(shí)施方式中的電池與母線的連接動作中，將接點(diǎn)恢復(fù)至初始狀態(tài)的操作還可以基于電池的電壓、母線電壓而進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，其中具備: 發(fā)電裝置； 轉(zhuǎn)換器，將通過所述發(fā)電裝置發(fā)電的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力； 互連型逆變器，將通過所述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為能夠與系統(tǒng)互連的交流電力；以及 負(fù)載輸出部，從所述轉(zhuǎn)換器與互連型逆變器之間對負(fù)載供應(yīng)直流或者交流電力。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 所述負(fù)載輸出部具有將通過所述轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力并對所述負(fù)載輸出的獨(dú)立型逆變器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 在所述轉(zhuǎn)換器與所述負(fù)載輸出部之間，具備使伴隨負(fù)載變動而產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)換器的輸出端的電壓變動穩(wěn)定化的電壓穩(wěn)定化單元。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 在所述轉(zhuǎn)換器與所述負(fù)載輸出部之間，與所述電壓穩(wěn)定化單元并聯(lián)地具有電池。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 具備控制所述電池的充放電的控制部， 所述控制部在所述電池 的電壓為第一開閉閾值以下時(shí)，或者，在所述電池的電壓比所述第一開閉閾值高，且連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線的電壓為第二開閉閾值以下時(shí)，將所述電池與所述直流布線連接。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 具備與所述電池串聯(lián)連接的電阻， 所述控制部在所述電池的電壓為第一開閉閾值以下，且所述直流布線的電壓為第三開閉閾值以上時(shí)，將所述電池以及所述電阻與所述直流布線連接。
7.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中具備: 第一電池； 第二電池，與所述第一電池串聯(lián)連接，額定電壓比所述第一電池低；以及 控制部，控制所述第一電池以及所述第二電池的充放電， 所述控制部在連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線的電壓比第四開閉閾值大時(shí)，將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 所述控制部在所述直流布線的電壓為所述第四開閉閾值以下，且所述第二電池的電壓比第五開閉閾值大時(shí)，將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
9.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中具備: 第一電池； 第二電池，額定電壓比所述第一電池低； 第一接點(diǎn)部，切換連結(jié)所述轉(zhuǎn)換器以及所述負(fù)載輸出部的直流布線與所述第一電池的連接、以及所述直流布線與所述第二電池的連接；以及控制部，控制所述第一接點(diǎn)部的切換， 所述控制部通過所述第一接點(diǎn)部的切換而將所述第一電池以及所述第二電池個(gè)別地充電。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 具備將所述第二電池與所述第一電池串聯(lián)連結(jié)的第二接點(diǎn)部， 所述控制部控制所述第二接點(diǎn)部的切換，在所述直流布線的電壓比第一電位設(shè)定范圍的上限值大或比下限值小時(shí)，閉合所述第二接點(diǎn)部以將所述第一電池以及所述第二電池與所述直流布線連接。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中， 作為發(fā)電系統(tǒng)，采用雙元循環(huán)發(fā)電裝置，所述雙元循環(huán)發(fā)電裝置在閉環(huán)狀的循環(huán)配管上具有使動作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器、使通過所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的動作介質(zhì)的蒸汽膨脹以產(chǎn)生驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的膨脹機(jī)、將通過所述膨脹機(jī)膨脹的動作介質(zhì)的蒸汽凝結(jié)為液體的凝結(jié)器、以及使通過所述凝結(jié)器凝結(jié)的液體的動作介質(zhì)循環(huán)的動作介質(zhì)泵。
【文檔編號】H02J3/28GK103683275SQ201310386851
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月30日
【發(fā)明者】足立成人, 松村昌義, 小林明, 下田敏章, 小川徹也, 橋本宏一郎, 吉成聰志 申請人:株式會社神戶制鋼所