[发明专利]引擎发电机系统和其控制方法以及热电联供系统

说明书

提供在使用可变速引擎发电机的引擎发电机系统中使电力转换器的保护电路变小并实现转换器的小型、低成本的引擎发电机系统和其控制方法以及热电联供系统。引擎发电机系统具备引擎、被引擎驱动的发电机以及具有直流电路且进行交流‑交流变换的转换器，转换器以一端连接于发电机的转子或者定子且另一端连接于电力系统的方式被运用，引擎发电机系统的特征在于，具备：第1部件，在电力系统的事故时对转换器的直流电路并联连接电阻；以及第2部件，在电力系统的事故时减少对引擎供给的燃料量。

技术领域

本发明涉及通过可变速的引擎发电机来供给电力的引擎发电机系统(engineelectricity generator systmen)和其控制方法以及热电联供系统(co-generationsystem)，特别是涉及在为了实现发电机的可变速而需要频率变换用转换器的系统中针对在系统事故时发生的过大的电流保护转换器、并且不用将发电机从系统进行解列而继续运转的引擎发电机系统和其控制方法以及热电联供系统。

背景技术

本发明所涉及的引擎发电机系统还能够用作利用其排热还供给热的热电联供系统。因此，在本发明的以下的说明中，以热电联供系统为例子进行说明。

使用引擎发电机的热电联供系统由于能够有效地利用引擎的排热，所以综合能效优良。但是，热电联供系统一般按照引擎的电变换效率良好的额定输出进行运转，所以热和电力的供给量是恒定的。在使电力与需求匹配地进行发电时热的供给能力也变化，但热电比例无法改变，针对某一方而变多或变少。

因此，如专利文献1所示，提出了在引擎发电机中使用交流励磁发电机而成为可变速的方法。这利用了如下原理：即使是相同的电输出，通过改变引擎的转矩和转速的比例，引擎的排热量也会变化。

交流励磁发电机使用转换器将交流供给到转子，通过改变其交流频率，在使引擎的转速可变的同时，将发电频率以与系统匹配的方式保持为恒定。例如在专利文献2中记载有这样的交流励磁发电机。

专利文献2涉及在使用交流励磁发电机的风力发电系统中与在电力系统中发生了停电等电压下降时的转换器保护有关的技术。以往的主要的电源是与系统直接连接的同步发电机，原动机的速度恒定。同步发电机被设计成在由于系统事故等异常时产生的瞬时的电压下降而发生的过电流下不会发生故障。

另一方面，为了将原动机设为可变速，在发电机中需要频率变换用转换器。但是，转换器针对过电流而易于发生故障，所以针对过电流的保护是必不可少的。这是在太阳能发电、风力发电、电池等利用转换器的非同步发电装置中共同的课题，初期的非同步发电装置在系统事故时从系统进行解列来保护。

近年来，由于太阳能发电、风力发电等可再生能源的快速的普及，这些非同步发电装置所占的比例增加，与作为以往的主要的电源的同步发电机相比已变得无法忽略。如果在系统事故时非同步发电装置全部为了自我保护而一齐解列，则由于连锁解列而系统事故扩大，有可能导致大规模停电。

因此，为了系统的稳定化，在利用转换器的非同步发电机装置中，作为系统互连要件而需要FRT(Fault Ride Through，故障穿越)或者LVRT(Low Voltage Ride Through，低电压穿越)这样的功能。具体而言，必须规定为如下：规定电压的下降率和其持续时间，在比规定轻微的系统事故的情况下继续运转。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第5868170号

专利文献2：日本特开2010-213563号公报

发明内容

在热电联供中使用的以往的引擎发电机使用同步发电机，所以不适用FRT规定，但在使用可变速引擎的情况下需要转换器，对于这样的非同步发电装置而言FRT功能是必不可少的。在专利文献1中并未记载其对策。