發電系統的啟動裝置及啟動方法
2023-05-03 09:11:21
專利名稱：發電系統的啟動裝置及啟動方法
技術領域：
本發明涉及在啟動發電系統時使用的啟動裝置及啟動方法。
背景技術：
以往，作為從工廠的廢熱那樣不具有能夠使蒸氣渦輪機旋轉程度的熱量的低溫熱源回收熱來進行發電的發電系統，引人注目的有二元發電系統(以下稱為發電系統)。這樣的發電系統，若不用使工作介質蒸發而生成的蒸氣來使發電機旋轉，就不能夠進行發電。因此，在啟動發電系統時，換言之，在重新啟動一度停止的發電系統時，需要在最初向使工作介質循環的泵等供給電力。例如，日本特開昭60-88807號公開了具有以下部分的發電系統(蘭金循環 (rankine cycle)發電機)將用發電機發出的交流電力轉換為直流的轉換器；蓄積用轉換器轉換的直流電力的電池；將用電池蓄積的直流電力再轉換為交流的逆變器。由於該發電系統並非未與電力公司等的外部的電力供給系統連接的獨立型，所以可認為在啟動該發電系統時，要將來自商用電源(電力供給系統)的電力供給至上述的泵等。此外，發電機是將動能轉換為電能的設備，但是如果電能供給至該發電機，則所給予的電能被轉換為動能，發電機進行旋轉運動。因此，存在這一問題，即在啟動發電系統時，電池所蓄積的電力供給至發電機時，發電機進行作為電動機來工作這一動作，從而消耗所蓄積的電力。此外，在上述現有技術的發電系統中，存在從電池經由逆變器到達發電機的線路，難以避免向發電機的電力逆流狀況。而且，要將上述現有技術的發電系統作為獨立型的電力供給單元而使用時，在未與電力公司等的外部電力供給系統連接的獨立型的電力供給單元中，由於沒有來自外部的電力供給，所以需要在用發電系統進行發電的期間蓄積電力並在發電系統啟動時將所蓄積的電力輸送至泵使用等的對策。在該情況下，可考慮用逆變器將經由轉換器預先蓄積在電池的直流電力再轉換為交流，將再轉換的電力供給至上述的泵等，從而沒有來自外部的電力供給就進行啟動。然而，即使將上述現有技術的發電系統作為獨立型的電力供給單元來使用，由於存在如前所述在啟動發電系統時電能供給至發電機從而消耗所蓄積的電力這一問題，所以，當然不能夠將所蓄積的電力充分用於泵等的啟動，也有可能不能夠沒有來自外部的電力供給就可靠地啟動發電機。
發明內容
本發明是鑑於上述的問題而完成的，其目的在於，提供發電系統的啟動裝置以及啟動方法，該啟動裝置以及啟動方法通過避免向發電機的電力逆流狀況並使用所蓄積的電力可靠地啟動泵(壓送使發電機工作的工作介質的泵等)，從而即使沒有來自外部的電力供給也能夠開始或者重新開始發電。
為了達到所述目的，本發明闡述以下的技術方案。即，本發明的發電系統的啟動裝置，所述發電系統具備蒸發器，由熱源使液狀的工作介質蒸發而生成蒸氣；發電機，利用在所述蒸發器生成的蒸氣進行發電；凝結器，使已在所述發電機用於發電的蒸氣凝結，生成供給至所述蒸發器的液狀的工作介質；以及泵，壓送在所述凝結器化為液狀的工作介質，所述發電系統使所述工作介質從蒸發器經由發電機及凝結器返回蒸發器並用發電機進行發電，所述啟動裝置具有電力存儲部，存儲用所述發電機發出的電力；線路，能從所述電力存儲部朝向所述泵供給所存儲的電力；以及防逆流單元，在連結所述發電機與所述電力存儲部的線路設置，防止所存儲的電力從所述電力存儲部朝向所述發電機逆流。此外，優選所述防逆流單元具備開關單元，以在截止時截斷從所述電力存儲部向所述發電機的電力供給、在導通時能進行從所述發電機向所述泵或者所述電力存儲部的電力供給的方式，在連結所述發電機與所述電力存儲部及所述泵的線路設置；以及控制部，在用所述發電機發出的電壓值與所述電力存儲部所蓄積的電力的電壓值之差變為小於既定值時，將開關單元設為導通狀態。 另外，優選所述防逆流單元是二極體部，所述二極體部截斷從所述電力存儲部向發電機的電力供給，且能進行從所述發電機向所述泵或者所述電力存儲部的電力供給。另外，優選具有轉換器部，將用所述發電機發出的交流電力轉換為直流電力；電力存儲部，存儲由所述轉換器部轉換的直流電力；以及逆變器部，將從所述電力存儲部取出的直流電力轉換為交流電力後向所述泵供給。另外，優選具備第2開關單元，在從連結所述發電機與所述泵的線路向所述電力存儲部分支的線路設置；以及控制部，在用所述發電機發出的電壓值小於所述電力存儲部所蓄積的電力的電壓值時，將所述第2開關單元設為截止狀態。另一方面，發電系統的啟動方法，所述發電系統具備蒸發器，由熱源使液狀的工作介質蒸發而生成蒸氣；發電機，利用在所述蒸發器生成的蒸氣進行發電；凝結器，使已在所述發電機用於發電的蒸氣凝結，生成供給至所述蒸發器的液狀的工作介質；以及泵，壓送在所述凝結器化為液狀的工作介質，所述發電系統使所述工作介質從蒸發器經由發電機及凝結器返回蒸發器並用發電機進行發電，其中，在用所述發電機發出的電壓值與存儲用所述發電機發出的電力的電力存儲部所蓄積的電力的電壓值之差小於既定值的期間，預先蓄積用所述發電機發出的電力的一部分，防止所述預先蓄積的電力朝向所述發電機逆流的同時，將該蓄積的電力導向所述泵而啟動發電機。依據本發明的發電系統的啟動裝置及啟動方法，通過避免向發電機的電力逆流狀況並使用所蓄積的電力可靠地啟動泵(壓送使發電機工作的工作介質的泵等)，從而即使沒有來自外部的電力供給也能夠開始或者重新開始發電。
圖1(a)是第I實施方式的啟動裝置的說明圖，(b)是示出啟動裝置中的電壓變化的圖。圖2(a)是第2實施方式的啟動裝置的說明圖，(b)是示出啟動裝置中的電壓變化的圖。
圖3(a)是第3實施方式的啟動裝置的說明圖，(b)是示出啟動裝置中的電壓變化的圖。圖4(a)是第4實施方式的啟動裝置的說明圖，(b)是示出啟動裝置中的電壓變化的圖。圖5(a)是第5實施方式的啟動裝置的說明圖，(b)是示出啟動裝置中的電壓變化的圖。
具體實施例方式[第I實施方式]以下，基於圖I對本發明涉及的啟動裝置I的第I實施方式進行詳細說明。首先，對第I實施方式的具備啟動裝置I的發電系統2進行說明。如圖1(a)所示，第I實施方式的發電系統2從如工廠的廢熱、地熱或太陽熱的熱源回收熱來進行發電，並作為獨立於商用電力系統(外部的電力供給系統)的獨立型的電力供給單元而使用。該發電系統2具備蒸發器3，由熱源(圖例中為溫水)使液狀的工作介質蒸發而生成氣體狀的工作介質；發電機4，利用在該蒸發器3生成的工作介質的蒸氣進行發電；凝結器5，使已在該發電機4用於發電的蒸氣凝結而生成供給至蒸發器3的液狀的工作介質；以及泵6，壓送在凝結器5化為液狀的工作介質。這些蒸發器3、發電機4、凝結器5及泵6，由使工作介質循環的循環配管7連接，構成為朝向循環配管7的一個方向輸送工作介質並使工作介質按蒸發器3、發電機4、凝結器5、泵6的順序循環的閉環狀。因此，在該發電系統2中，首先在蒸發器3中，與來自工廠的排水、從地下湧出的溫水或用太陽熱加溫的溫水等的熱源之間進行熱交換，從工作介質的液體生成工作介質的蒸氣。然後，從該蒸發器3輸送至發電機4的工作介質的蒸氣驅動發電機4進行發電。其後，蒸氣被輸送至凝結器5，在凝結器5中與冷卻水之間進行熱交換，工作介質的蒸氣恢復為液體。在凝結器5生成的液狀的工作介質由泵6壓送而返回至蒸發器3。此外，在本發明的發電系統2中，所發出的電力供給至其他的設備等，並且還將發電電力的一部分輸送至泵6也使其能運轉。具體而言，構成為在該發電機4與泵6之間配置連結它們的線路(電力供給線路)，經由該線路將用發電機4發出的電力的一部分供給至泵6，使該泵6運轉。在該發電系統2中，也可以有多個用所發出的電力來運轉的泵6，具體而言該泵6也可以包括壓送液狀的工作介質的泵(循環泵)、從外部將溫水等供給至發電系統2的蒸發器3的泵(溫水泵)、還有將冷卻水供給至發電系統2的凝結器5的泵(冷卻泵)等。此外，為了避免說明變複雜，在各圖中作為這多個泵之中代表性的泵，將壓送工作介質的泵(循環泵)作為泵6而示出。在連結該發電機4與泵6的線路上所設的分支點Y，連接有朝向電力存儲部8側的分支線路。啟動裝置I在進行發電的期間蓄積電力，在重新起動發電時朝向泵6輸送所蓄積的電力，能使發電系統2的運轉所需的工作介質、溫水及冷卻水等循環，由此能進行發電系統2中的發電起動。
具體而言，該啟動裝置I具有存儲用發電機4發出的電力的電力存儲部8、能從該電力存儲部8朝向泵6供給所存儲的電力的線路以及連結髮電機4與電力存儲部8的線路，在該線路(發電機4至電力存儲部8的線路)設有防逆流單元9，防逆流單元9防止電力從電力存儲部8朝向發電機4的逆流。進而，啟動裝置I具有將交流轉換為直流的轉換器10、將直流轉換為交流的逆變器11。如圖I所示，設於啟動裝置I的電力存儲部8是能蓄積直流電力的電池，陽極經由分支點Y與發電機4及泵6連接，並且陰極接地。即，所存儲的電力經由 從電力存儲部8朝向泵6的線路供給至泵6。轉換器10將用發電機4發出的交流轉換為例如電壓280V左右的直流，該轉換器10在從發電機4到分支點Y的布線即發電機4的輸出側設置。逆變器11在從分支點Y到泵6的布線上設於電力存儲部8的輸出側與泵6之間。逆變器11將來自電力存儲部8的直流電力和用轉換器10轉換的直流電力再轉換為例如60Hz、200V左右的電力。依據該構成，將用發電機4發出的交流電力用轉換器10轉換成直流後，再次用逆變器11變為期望的交流，成為驅動泵6的電力。此外，將用發電機4發出的交流電力用轉換器10轉換為直流後，經由分支點Y輸送至電力存儲部8。然後，在重新啟動發電機4時，電力存儲部8所蓄積的電力供給至泵6。這裡，在啟動發電系統時，假如將所蓄積的電力輸送至發電機4，則發電機4進行作為電動機而工作的動作，因此，產生特意蓄積的電力被發電機4消耗這一不良。因此，本發明的啟動裝置I設有防逆流單元，該防逆流單元防止如上述那樣所存儲的電力朝向發電機4逆流、換言之所存儲的電力在發電機4被消耗。本實施方式的防逆流單元9具備開關單元15，以在截止時能截斷從電力存儲部8向發電機4的電力供給、在導通時能進行從發電機4向泵6或者電力存儲部8的電力供給的方式，連接發電機4與電力存儲部8及泵6 ;以及控制部16，在用發電機4發出的電壓值與電力存儲部8所蓄積的電力的電壓值之差變為小於既定值時，將開關單元15設為導通狀態。進而，防逆流單元9具備測定用發電機4發出的電壓值的第I電壓測定單元17，以及測定電力存儲部8所蓄積的電力的電壓值的第2電壓測定單元18，控制部16基於用這些第I電壓測定單元17及第2電壓測定單元18測定的電壓值進行控制。接著，使用圖1(a)，對構成防逆流單元9的開關單元15、第I電壓測定單元17、第2電壓測定單元18及控制部16進行詳細說明。開關單元15由能根據來自控制部16的控制信號進行導通/截止切換的繼電器構成，設於從發電機4朝向分支點Y的布線上。此外,在從該發電機4朝向分支點Y的布線上不只設有開關單元15，還設有第I電壓測定單元17。第I電壓測定單元17是測量用發電機4發出的電力的電壓的電壓計。該第I電壓測定單元17在從發電機4朝向分支點Y的布線上，配置於上述的轉換器10與分支點Y之間。因此，用第I電壓測定單元17測定的電壓值，是用發電機4發出的交流電力由轉換器10轉換後的直流電力的電壓。這樣，用第I電壓測定單元17測定的電壓值輸送至控制部16。另一方面，在設於分支點Y與電力存儲部8之間的布線設有第2電壓測定單元18。該第2電壓測定單元18與第I電壓測定單元17同樣測定直流的電壓值，測定電力存儲部8所蓄積的電力的電壓值，換言之是從電力存儲部8供給至逆變器11 (泵6側)的直流的電壓值。這樣，用第2電壓測定單元18測定的電壓值也與第I電壓測定單元17同樣傳送至控制部16。控制部16由PLC、序列發生器等構成，基於用發電機4發出並轉換為直流後的電壓值與電力存儲部8所蓄積的電力的電壓值之差，來切換自如地控制開關單元15的導通/截止。具體而言，用第I電壓測定單元17及第2電壓測定單元18測定的電壓值被輸入 該控制部16，計算從用第2電壓測定單元18測定的電壓值減去用第I電壓測定單元17測定的電壓值的電壓之差。然後，在控制部16中，在所算出的電壓之差變為小於預先確定的既定值時，將開關單元15設為導通狀態，換言之將用發電機4發出的電力供給至泵6偵U。此外，在逆變器11的出側，在從啟動裝置I分支的電力線路經由開關27連接有電力負載(外部負載)。對該電力線路，例如在開關單元15變為導通的同時或者稍後使開關27導通，將用發電機4發出的電力供給至電力負載側。接著，說明在該控制部16的信號處理，即本發明的發電系統2的啟動方法。首先，考慮發電機4處於輸出充足電力那樣的運轉狀態的情況。在該運轉狀態中，根據從控制部16傳送的控制信號開關單元15成為導通。因此，發電機4的電力經由轉換器10及逆變器11輸送至泵6並用於泵6的運轉。此外，將發出的交流電力用轉換器10轉換為直流後，剩餘電力被輸送至電力存儲部8並由該電力存儲部8蓄積。接著，設發電機4因某種理由(例如定期檢查等)而停止。在發電機4停止時，根據從控制部16傳送的控制信號將開關單元15設為截止，發電機4與電力存儲部8成為非連接狀態。其後，考慮重新啟動發電機4的情況。如圖1(b)所示，在重新啟動發電機4時，使用電力存儲部8所蓄積的電力。S卩，電力存儲部8所蓄積的電力經由分支點Y供給至泵6，通過起動泵6逐漸開始發電。此時，在向電力負載側分支的電力線路設置的開關27被設為截止。這樣，發電系統2起動時，用發電機4發出的電力流至轉換器10，用第I電壓測定單元17測定該轉換器10的輸出電壓。用該第I電壓測定單元17測定的電壓值隨著發電量變大而逐漸變大。另一方面，在電力存儲部8所蓄積的電力消耗於泵6的運轉，因而電力存儲部8的電壓下降，用第2電壓測定單元18測定的電壓值也逐漸下降。然後，用兩個電壓測定單元17、18測定的電壓值之差成為預先確定的既定值，例如，用第I電壓測定單元17測定的電壓值與用第2電壓測定單元18測定的電壓值成為實質上相等(大致相等)。這樣在電壓值之差成為預先確定的既定值的情況下，控制部16將開關單元15從截止切換至導通。然後，在該開關單元15的導通以後，用發電機4發出的電力經由分支點Y也流入電力存儲部8，因而由電力存儲部8再次蓄積啟動用的電力。這樣，若在第I電壓測定單元17的電壓值與第2電壓測定單元18的電壓值成為大致相同的值後將開關單元15設為導通，則對轉換器10、逆變器11和電力存儲部8等設備施加較大的電壓變化的危險性消失，從而能夠緩和對這些設備施加的啟動時的電衝擊(shock)。另外，直到用兩個電壓測定單元17、18測定的電壓值之差大致成為零為止，開關單元15處於截止，因而電力存儲部8所蓄積的電力不會逆流至發電機4，能夠可靠地避免發電機4作為電動機旋轉而消耗蓄積的電力這一不良。S卩，依據本實施方式涉及的發電系統2的啟動裝置I及啟動方法，通過避免向發電機4的電力逆流狀況並使用所蓄積的電力可靠地啟動泵6，能沒有來自外部的電力供給就開始或者重新開始發電。[第2實施方式]
接著，說明第2實施方式的啟動裝置。如圖2(a)所示，第2實施方式的啟動裝置I取代第I實施方式的開關單元15而具有二極體部19 (單向電流通過單元)。該二極體部19能截斷從電力存儲部8向發電機4的電力供給並且能進行從電力存儲部8向泵6的電力供給，且能進行從發電機4向電力存儲部8的電力供給。二極體部19由容許電流從發電機4朝向分支點Y(正向)流動同時能限制電流朝向發電機4側逆向(反向)流動的功率半導體構成。該二極體部19與第I實施方式的開關單元15同樣，也在從發電機4朝向分支點Y的布線上，比轉換器10設置得更靠下遊側。關於二極體部19，以使來自發電機4的電力能夠通過的方式，該二極體部19的陽極與發電機4的輸出側連接、陰極與泵6側連接。因此，在二極體部19中，在發電機4的電壓比電力存儲部8的電壓高的情況下，電流從發電機4朝向電力存儲部8側和泵6側流動而供給電力，而即使發電機4的電壓比電力存儲部8的電壓低，也不發生從電力存儲部8向發電機4的電力逆流。此外，對該第2實施方式的啟動裝置1，也在逆變器11的出側，在從啟動裝置分支的電力線路經由開關27連接有電力負載(外部負載)。對該電力線路，例如在用轉換器10轉換為直流電力的發電機4的發電電力的電壓與電力存儲部8的電壓成為相同電位以後，將開關27設為導通，將用發電機4發出的電力供給至電力負載側。例如，可以用如下的一些方式等構成即可檢知伴隨啟動發電機4而下降的電力存儲部8的電壓轉為增加，從而將開關27設為導通；或者，分別用電壓測定單元測定用轉換器10轉換為直流電力的二極體部19的陽極側的發電機4的發電電力的電壓和電力存儲部8(陰極側)的電壓，比較兩個電壓並在判定兩個電壓成為相同電位以後，將開關27設為導通；或者，在檢知電流經由二極體部19向正向(從發電機4向泵6側)流出以後將開關27設為導通。接著，說明第2實施方式的發電系統2的啟動方法。首先，在發電機4處於運轉狀態的情況下，將用發電機4發出的電力經由轉換器10 —逆變器11而輸送至泵6並用於泵6的運轉。此外，所發出的交流電力的剩餘電力用轉換器10轉換為直流後被輸送至電力存儲部8並由該電力存儲部8蓄積。接著，設發電機4因某種理由(例如定期檢查等)而停止。在發電機4停止時，不進行發電從而發電機4 ( 二極體部19的陽極側)的電壓下降。然而，電力存儲部8的電壓由於為蓄電狀態而保持較高。即通常電流應該是從電壓高的電力存儲部8朝向電壓低的發電機4流動，但由於在本實施方式的啟動裝置I設有二極體部19作為防逆流單元9，所以在發電機4的啟動時電流不從電壓高的電力存儲部8側朝向發電機4流動，發電機4與電力存儲部8實質上成為非連接狀態。其後，重新啟動發電機4。S卩，如圖2 (b)所示，在重新啟動發電機4時，使用電力存儲部8所蓄積的電力。即，將電力存儲部8所蓄積的電力供給至泵6，通過泵6起動逐漸開始發電。此時，在向電力負載側分支的電力線路設置的開關27被設為截止。這樣，發電系統2起動時,發電機4的電壓由於所發出的電力而逐漸上升。另一方面，在電力存儲部8由於所蓄積的電力經由泵6的電力供給線路輸送並消耗於泵6的運轉，所以電力存儲部8的電壓逐漸下降。然後，二極體部19的發電機4側的電壓比電力存儲部8側的電壓實質上更高時， 電流經由二極體部19從發電機4朝向電力存儲部8流動(供給電力)，由電力存儲部8再次蓄積啟動用的電力.如果這樣設置截斷從電力存儲部8向發電機4的電力供給的二極體部19，則在啟動發電機4時，在電力存儲部8的電壓比發電機4的電壓高的情況下，電流不再經由二極體部19向發電機4側流動。然後，由於電力存儲部8的電壓與發電機4的電壓大致相同或變更低後電力被供給至轉換器10、逆變器11和電力存儲部8等設備，所以在起動這些設備時施加較大的電壓變化的危險性消失，從而能夠緩和施加於這些設備的啟動時的電衝擊。另外，如上述那樣，在電力存儲部8的電壓比發電機4的電壓高的期間，電流通過二極體部19朝向發電機4的流動得到限制。因此，沒有電力存儲部8所蓄積的電力逆流至發電機4，能夠可靠地避免發電機4作為電動機旋轉而消耗蓄積的電力這一不良。因此，在第2實施方式涉及的發電系統2的啟動裝置I及啟動方法中，與第I實施方式的情況同樣，也通過避免向發電機4的電力逆流狀況並使用所蓄積的電力可靠地啟動泵6，沒有來自外部的電力供給就能開始或者重新開始發電。此外，由於二極體部19能夠自動地進行上述的動作(無明示的控制)，所以能夠不需要第I實施方式中的控制部16。[第3實施方式]接著，說明第3實施方式的啟動裝置。如圖3(a)所示，第3實施方式的啟動裝置I與第I實施方式同樣具有開關單元15、第I電壓測定單元17、第2電壓測定單元18、逆變器20、轉換器21、控制部16，但與第I實施方式不同，分別具有對於電力存儲部8的轉換器23和逆變器22這一點不同。具體而言，在第3實施方式的啟動裝置I中，與第I實施方式同樣，在開關單元15與泵6之間(開關單元15的下遊側)具有逆變器20，在從該逆變器20的輸出側的線路分支的分支線路上，設有逆變器22、轉換器23、電力存儲部8。此外，以下，稱在從發電機4朝向泵6的線路設置的逆變器20及轉換器21為「第I逆變器20」及「第I轉換器21」，稱在朝向電力存儲部8的分支線路設置的逆變器22及轉換器23為「第2逆變器22」及「第2轉換器23」，加以區別地說明。具體而言，如圖3(a)所示，設置從該第I逆變器20的輸出側的線路分支的線路，該線路經由第2開關單元24 —第2轉換器23 —第2電壓測定單元18而與電力存儲部8的陽極連接。電力存儲部8的陰極接地。第2轉換器23將60Hz、200V左右的交流電力轉換為直流電力。另外，電力存儲部8的陽極經由第2電壓測定單元18 —第2逆變器22 —第3開關單元25而與第I逆變器20的輸出側的線路連接。第2逆變器22將來自電力存儲部8的直流電力和用第I轉換器21轉換的直流電力再轉換為60Hz、200V左右的電力。就是說，上述的第2轉換器23與第2逆變器22並聯配置。此外，關於在逆變器11的出側經由開關27連接有電力負載(外部負載)的方面和開關27的控制，由於與上述的實施方式相同，所以省略其說明。接著，說明第3實施方式的發電系統2的啟動方法。首先，在發電機4處於輸出充足電力那樣的運轉狀態的情況下，用發電機4發出的電力經由第I轉換器21及第I逆變器20輸送至泵6並用於泵6的運轉。在該狀態下，將第2開關單元24設為導通、將第3開關單元25設為截止。通過使第2開關單元24及第3開關單元25處於該狀態，從而在將所發出的交流電力用第2轉換器23轉換為直流後，剩餘電力由電力存儲部8蓄積。·接著，設發電機4因某種理由(例如定期檢查等)而停止。在發電機4停止時，根據從控制部16傳送的控制信號開關單元15被設為截止，發電機4與電力存儲部8成為非連接狀態。其後，考慮重新啟動發電機4的情況。如圖3(b)所示，在重新啟動發電機4時，使用電力存儲部8所蓄積的電力。即通過將第2開關單元24設為截止、將第3開關單元25設為導通，從而將電力存儲部8所蓄積的電力經由第2電壓測定單元18 —第2逆變器22 —第3開關單元25供給至泵6，通過起動泵6逐漸開始發電。此時，在向電力負載側分支的電力線路設置的開關27被設為截止。這樣，發電系統2起動時，用發電機4發出的電力經由第I轉換器21作為用第I電壓測定單元17測定的電壓值來測量，用第I電壓測定單元17測定的電壓值逐漸變大。另一方面，在電力存儲部8由於所蓄積的電力消耗於泵6的運轉，所以用第2電壓測定單元18測定的電壓值逐漸下降。然後，用兩個電壓測定單元測定的電壓值之差成為預先確定的既定值，例如用第I電壓測定單元17測定的電壓值與用第2電壓測定單元18測定的電壓值成為實質上相等(大致相等)，這樣，在電壓值之差變為預先確定的既定值的情況下，控制部16將開關單元15設為導通。此外，將第2開關單元24設為導通，將第3開關單元25設為截止。在開關單元15及第2開關單元24的導通以後，由於用發電機4發出的電力也流入電力存儲部8，所以由電力存儲部8再次蓄積啟動用的電力。此外，由於第3實施方式的作用效果與第I實施方式大致相同，所以省略其詳細的說明。[第4實施方式]接著，說明第4實施方式的啟動裝置I。如在圖4(a)所示，第4實施方式的啟動裝置I與第2實施方式同樣具有逆變器20、轉換器21、二極體部19，但與第2實施方式不同，分別具有對於電力存儲部8的轉換器23和逆變器22這一點不同。
具體而言，在第4實施方式的啟動裝置I中，與第2實施方式同樣，在二極體部19與泵6之間(二極體部19的下遊側)具有逆變器21，在從該逆變器21的輸出側的線路分支的分支線路上設有逆變器22、轉換器23、電力存儲部8。此外，以下稱在從發電機4朝向泵6的布線設置的逆變器20及轉換器21為「第I逆變器20」及「第I轉換器21」，稱在朝向電力存儲部8的分支布線設置的逆變器22及轉換器23為「第2逆變器22」及「第2轉換器23」，加以區別地說明。具體而言，如圖 4(a)所示，從該第I逆變器20的輸出側的線路分支的線路經由第2開關單元24 —第2轉換器23 —第2電壓測定單元18而與電力存儲部8的陽極連接。電力存儲部8的陰極接地。第2轉換器23將60Hz、200V左右的交流電力轉換為直流電力。另外，電力存儲部8的陽極經由第2電壓測定單元18 —第2逆變器22 —第3開關單元25而與第I逆變器20的輸出側的線路連接。第2逆變器22將來自電力存儲部8的直流電力和用第I轉換器21轉換的直流電力再轉換為60Hz、200V左右的電力。上述的第2轉換器23與第2逆變器22並聯配置。此外，關於在逆變器11的出側經由開關27連接有電力負載(外部負載)的方面和開關27的控制，由於與上述的實施方式相同，因此省略其說明。接著，說明第4實施方式的發電系統2的啟動方法。首先，在發電機4處於輸出充足電力那樣的運轉狀態的情況下，用發電機4發出的電力經由第I轉換器21 —二極體部19 —第I逆變器20而輸送至泵6並用於泵6的運轉。在該狀態下，從控制部16輸出將第2開關單元24設為導通、將第3開關單元25設為截止的信號。通過這樣設定第2開關單元24及第3開關單元25，從而在將所發出的交流電力用第2轉換器23轉換為直流後，剩餘電力由電力存儲部8蓄積。接著，考慮因某種理由(例如定期檢查等)而停止發電機4並在其後重新啟動發電機4的情況。如圖4(b)所示，在重新啟動發電機4時，使用電力存儲部8所蓄積的電力。即，通過從控制部16輸出將第2開關單元24設為截止、將第3開關單元25設為導通的信號，從而電力存儲部8所蓄積的電力經由第2電壓測定單元18 —第2逆變器22流至泵6，通過起動泵6逐漸開始發電。此時，在向電力負載側分支的電力線路設置的開關27被設為截止。這樣，起動發電系統2時，發電機4的電壓由於所發出的電力而逐漸上升。另一方面，在電力存儲部8由於所蓄積的電力消耗於泵6的運轉，所以電力存儲部8的電壓逐漸下降。然後，二極體部19的發電機4側的電壓比電力存儲部8側的電壓實質上更高時，電流經由二極體部19從發電機4朝向電力存儲部8流動(供給電力)。在變為該狀態時，再次從控制部16輸出將第2開關單元24設為導通、將第3開關單元25設為截止的信號。通過將第2開關單元24及第3開關單元25設為該狀態，從而在將所發出的交流電力的剩餘電力用第2轉換器23轉換為直流電力後，再次由電力存儲部8蓄積。上述以外的第4實施方式的作用效果與第2實施方式大致相同，因而省略其詳細的說明。[第5實施方式]
接著，說明第5實施方式的啟動裝置I。如圖5(a)所示，第5實施方式的啟動裝置I在第I實施方式的分支點Y與第2電壓測定單元18之間具有第4開關單元26，這一點大不相同。在其他的構成，第5實施方式與第I實施方式相同。該第4開關單元26由控制部16控制，通常設為導通狀態，但在用第I電壓測定單元17測定的電壓值低於用第2電壓測定單元18測定的電壓值的情況下，被設為截止狀態。設置有進行這樣的工作的第4開關單元26時，例如，在電力負載較大地變動時或正在停止發電系統2時發電量下降，在變為「第I電壓測定單元17的電壓值<第2電壓測定單元18的電壓值」的情況下，第4開關單元26變為截止，電力存儲部8被從發電機4的輸出側斷開。如圖5(b)所示，通過該斷開能夠避免從電力存儲部8向發電機4的電力逆流狀 況，能夠防止電力存儲部8的電壓下降和蓄電量(蓄電能量)的浪費，能保存在發電系統2的重新啟動時所需的電力存儲部8的蓄電量和電壓。此外，如圖5(b)所示，在電力存儲部8沒有從發電機4的輸出側斷開的情況下，特別是伴隨發電系統2的輸出部的電壓的下降，電力存儲部8的電壓也下降，因而不是優選的。此外，第5實施方式的其他工作狀態(發電系統2的重新啟動方法)、起到的作用效果與第I實施方式大致相同，因而省略說明。此外，應該認為，本次公開的實施方式在所有方面是例示，而不是限制性的。特別是，在本次公開的實施方式中，未明示地公開的事項，例如運轉條件或操作條件、各種參數、構成物的尺寸、重量、體積等並不脫離本領域技術人員通常實施的範圍，而採用只要是本領域普通技術人員就能容易設想的值。例如，作為發電系統2，雖然例示有二元發電系統，但並不限定於此。也能用於用柴油發動機等的內燃機進行發電的發動機式發電機。在該情況下，並非泵6，而是控制發動機的轉數等即可。
權利要求
1.一種發電系統的啟動裝置，所述發電系統具備蒸發器，由熱源使液狀的工作介質蒸發而生成蒸氣；發電機，利用在所述蒸發器生成的蒸氣進行發電；凝結器，使已在所述發電機用於發電的蒸氣凝結，生成供給至所述蒸發器的液狀的工作介質；以及泵，壓送在所述凝結器化為液狀的工作介質，所述發電系統使所述工作介質從蒸發器經由發電機及凝結器返回蒸發器並用發電機進行發電，其中， 所述啟動裝置具有 電力存儲部，存儲用所述發電機發出的電力； 線路，能從所述電力存儲部朝向所述泵供給所存儲的電力；以及 防逆流單元，在連結所述發電機與所述電力存儲部的線路設置，防止所存儲的電力從 所述電力存儲部朝向所述發電機逆流。
2.根據權利要求I所述的發電系統的啟動裝置，其中， 所述防逆流單元具備 開關單元，以在截止時截斷從所述電力存儲部向所述發電機的電力供給、在導通時能進行從所述發電機向所述泵或者所述電力存儲部的電力供給的方式，在連結所述發電機與所述電力存儲部及所述泵的線路設置；以及 控制部，在用所述發電機發出的電壓值與所述電力存儲部所蓄積的電力的電壓值之差變為小於既定值時，將開關單元設為導通狀態。
3.根據權利要求I所述的發電系統的啟動裝置，其中， 所述防逆流單元是二極體部，所述二極體截斷從所述電力存儲部向發電機的電力供給，且能進行從所述發電機向所述泵或者所述電力存儲部的電力供給。
4.根據權利要求I 3的任一項所述的發電系統的啟動裝置，具有 轉換器部，將用所述發電機發出的交流電力轉換為直流電力； 電力存儲部，存儲由所述轉換器部轉換的直流電力；以及 逆變器部，將從所述電力存儲部取出的直流電力轉換為交流電力後，向所述泵供給。
5.根據權利要求I 3的任一項所述的發電系統的啟動裝置，具備 第2開關單元，在從連結所述發電機與所述泵的線路向所述電力存儲部分支的線路設置；以及 控制部，在用所述發電機發出的電壓值變為小於所述電力存儲部所蓄積的電力的電壓值時，將所述第2開關單元設為截止狀態。
6.一種發電系統的啟動方法，所述發電系統具備蒸發器，由熱源使液狀的工作介質蒸發而生成蒸氣；發電機，利用在所述蒸發器生成的蒸氣進行發電；凝結器，使已在所述發電機用於發電的蒸氣凝結，生成供給至所述蒸發器的液狀的工作介質；以及泵，壓送在所述凝結器化為液狀的工作介質，所述發電系統使所述工作介質從蒸發器經由發電機及凝結器而返回蒸發器並用發電機進行發電，其中， 在用所述發電機發出的電壓值與存儲用所述發電機發出的電力的電力存儲部所蓄積的電力的電壓值之差小於既定值期間，預先蓄積用所述發電機發出的電力的一部分， 防止所述預先蓄積的電力朝向所述發電機逆流的同時將該蓄積的電力導向所述泵而啟動發電機。
全文摘要
本發明涉及的發電系統的啟動裝置，所述發電系統具備蒸發器，使液狀的工作介質蒸發而生成蒸氣；發電機，利用在蒸發器生成的蒸氣進行發電；凝結器，使已在發電機用於發電的蒸氣凝結；以及泵，壓送在凝結器化為液狀的工作介質，所述發電系統使工作介質從蒸發器經由發電機及凝結器而返回蒸發器並用發電機進行發電，該啟動裝置具有電力存儲部，存儲用發電機發出的電力；線路，能從電力存儲部朝向泵供給所存儲的電力；以及防逆流單元，在連結髮電機與電力存儲部的線路設置，且防止所存儲的電力從電力存儲部朝向發電機逆流。依據這樣的構成，在發電系統中沒有來自外部的電力供給就能開始或者重新開始發電。
文檔編號H02P9/00GK102739142SQ20121010372
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優先權日2011年3月31日
發明者足立成人 申請人:株式會社神戶制鋼所