JP5462554B2 - エンジン発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備えたエンジン発電装置に関する。

従来のエンジン発電装置では、例えば、３相出力巻線を有する発電機をエンジンにより駆動し、発電機から出力された交流電力を直流電力に変換するコンバータを備え、インバータが、コンバータからの直流電力を商用電力系統の周波数及び電圧と合致する交流電力に変換することにより、発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系している（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の装置では、発電機が故障しているか否かを監視することが求められていることから、インバータに入力されるコンバータからの直流電圧を監視しておき、その直流電圧が予定値以下に低下すると、発電機の故障と判定している。

特許第３６７６６６０号公報

上記特許文献１に記載の装置では、発電機が故障しているとインバータに入力される直流電圧が低下することを利用して、インバータの直流電圧が予定値以下に低下することにより発電機の故障と判定している。しかしながら、インバータの直流電圧が低下する要因としては、発電機の故障だけでなく、エンジンに一時的な失火が生じたときにもインバータの直流電圧が低下することになる。よって、上記特許文献１に記載の装置では、エンジンに一時的な失火が生じているときにも発電機の故障と判定してしまう可能性がある。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができるエンジン発電装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係るエンジン発電装置の特徴構成は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備えたエンジン発電装置において、
前記発電機の発電出力を示す発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値が回転速度の変化基準値としての失火発生基準値より大きい場合には、前記エンジンの失火が発生している失火発生状態であると判定し、前記発電電力値が前記電圧低下基準値以下であり且つ前記低下側変化値が前記失火発生基準値以下である場合には、前記発電機の故障が発生している発電機故障発生状態であると判定する失火・発電機故障判定手段を備え、
前記エンジンの回転速度又はその回転速度の変化を示す回転速度値が低回転基準値以下であると、前記エンジンの回転速度が異常に低下している低回転異常状態と判定する低回転異常判定手段を備え、
前記失火・発電機故障判定手段は、前記低下側変化値として、第１演算時間の間における前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す値を求めており、前記低回転異常判定手段は、前記回転速度値として、第２演算時間の間における前記エンジンの回転速度の変化を示す値を求めており、前記第１演算時間が前記第２演算時間よりも短い時間に設定されている点にある。
また、本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記失火・発電機故障判定手段は、前記失火発生状態と前記発電機故障発生状態とを区別して判定する点にある。

エンジンの失火が発生すると、発電電力値が低下するとともに、エンジンの回転速度も低下側に変化することになる。一方、発電機の故障が発生すると、発電電力値が低下するが、エンジンの回転速度が低下側に変化しない。そこで、本特徴構成によれば、失火・発電機故障判定手段が、単に、発電機の発電出力を示す発電電力値を用いるのではなく、発電電力値に加えて、エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値を用いて、発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ低下側変化値が失火発生基準値より大きいと、エンジンの回転速度が実際に低下しているとして、失火発生状態であると判定し、発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ低下側変化値が失火発生基準値以下であると、エンジンの回転速度が低下していないとして、発電機故障発生状態であると判定する。したがって、発電電力値と電圧低下基準値との大小の比較だけでなく、低下側変化値と失火発生基準値との大小の比較を行うことによって、エンジンの回転速度が実際に低下しているか否かを判別して、失火発生状態であるか発電機故障発生状態であるかを的確に区別して判定することができる。しかも、エンジンの失火は瞬時に発生するものであるが、回転速度の低下側変化値は、エンジンの回転速度の低下側への変化を示すものであるので、低下側変化値は失火の発生が的確に反映された値となる。よって、低下側変化値と失火発生基準値との大小を比較することで、失火発生状態の判定を精度よく行うことができる。

以上のことから、エンジンに一時的な失火が生じたときには、失火発生状態であると精度よく判定することができながら、発電機の故障が発生しているときには、発電機故障発生状態であると判定することができ、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができ、エンジンに一時的な失火が生じているときに発電機の故障との誤判定を行うことのないエンジン発電装置を実現できる。

本特徴構成によれば、低回転異常判定手段が、エンジンの回転速度又はその回転速度の変化を示す回転速度値が低回転基準値以下であると、低回転異常状態と判定するので、エンジンの故障が発生している状態を判定することができる。そして、この低回転異常判定手段による低回転異常状態の判定を行った上で、さらに、上述の如く、失火・発電機故障判定手段による失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定を行うことで、失火も含めてエンジンの故障を的確に判定することができながら、その失火も含めたエンジンの故障と発電機の故障とを的確に区別して判定することができる。

本特徴構成によれば、低下側変化値も回転速度値も、エンジンの回転速度の変化についての値であるが、第１演算時間が第２演算時間よりも短い時間に設定されているので、低下側変化値の方が回転速度値よりも短時間で繰り返し求めることができる。これにより、失火・発電機故障判定手段の判定を低回転異常判定手段の判定よりも短時間で繰り返し行うことができる。したがって、基本的には低回転異常判定手段の判定によりエンジンの故障を判定できながら、瞬時に発生する失火によるエンジンの故障については失火・発電機故障判定手段の判定により的確に判定することができ、エンジンの故障をより精度よく判定することができる。

本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記失火・発電機故障判定手段は、前記発電電力値として、前記第１演算時間の間における前記発電機の発電出力の変化を示す値を求めている点にある。

本特徴構成によれば、失火・発電機故障判定手段は、低下側変化値だけでなく、発電電力値も、第１演算時間の間における値を求めているので、同一タイミングにおける低下側変化値及び発電電力値を用いて、失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定を行うことができる。よって、失火発生状態と発電機故障発生状態との区別をより一層精度よく行うことができる。

本発明に係るエンジン発電装置の更なる特徴構成は、前記エンジンの回転速度を目標回転速度に調整する回転速度調整手段が備えられ、前記失火発生基準値及び前記低回転基準値が前記エンジンの目標回転速度に応じた値に変更設定自在に構成されている点にある。

本特徴構成によれば、回転速度調整手段が、目標回転速度にエンジンの回転速度を調整するので、目標回転速度を変更設定することによりエンジンの回転速度を変更させることができ、そのエンジンの回転速度の変更に伴って発電機の発電出力を変更することができる。よって、例えば、電力負荷での要求電力量に応じて発電機の発電出力を変更させることもでき、必要に応じて発電機の発電出力を変更させることができる。そして、失火発生基準値及び低回転基準値がエンジンの目標回転速度に応じた値に変更設定されるので、変更される目標回転速度に適切に対応した状態で、失火発生状態と発電機故障発生状態とを判定することができる。

コージェネレーションシステムの概略構成を示す図 低下側変化値、発電電力値、及び、回転速度値の求め方を説明するための運転制御部のブロック図 失火発生状態及び発電機故障発生状態を判定する動作を示すフローチャート 低回転異常状態を判定する動作を示すフローチャート

本発明に係るエンジン発電装置を適応させたコージェネレーションシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、図１に示すように、エンジン１によって発電機２を駆動するように構成された本発明に係るエンジン発電装置３と、エンジン１にて発生する排熱を回収して貯湯タンク４への貯湯および熱消費端末５への熱媒供給を行う排熱回収部６と、このコージェネレーションシステムの運転を制御する運転制御部７等を備えている。

エンジン発電装置３は、エンジン１の出力軸に連結されてエンジン１の駆動により交流電力を発電する発電機２（永久磁石式２０極三相交流発電機）と、発電機２から出力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ８と、コンバータ８から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ９とを備えている。商用電力系統１０は、電力供給ライン１１を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力負荷１２に電気的に接続されている。インバータ９は、コンバータ８からの直流電力を商用電力系統１０の周波数及び電圧と合致する交流電力に変換することにより、発電機２の発電出力を商用電力系統１０に系統連系している。

インバータ９は、コージェネ用電力供給ライン１３を介して電力供給ライン１１に電気的に接続されており、発電機２からの発電電力が電力負荷１２に供給自在に構成されている。電力供給ライン１１には、図示は省略するが、電力負荷１２の負荷電力を計測する電力負荷計測手段が設けられ、この電力負荷計測手段は、電力供給ライン１１を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。そして、逆潮流が生じないように、インバータ９により発電機２から電力供給ライン１１に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に変換自在な電気ヒータＨに供給されるように構成されている。

電気ヒータＨは、冷却水回路１４を通流するエンジン冷却水を加熱自在に設けられている。冷却水回路１４は、冷却水ポンプ１５の作動によりエンジン１と排熱回収用熱交換器１６との間でエンジン冷却水を循環させている。電気ヒータＨは、余剰電力の大きさが大きくなるほど消費電力を大きくしてエンジン冷却水の加熱量が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じてエンジン冷却水の加熱量を調整自在に構成されている。

エンジン１の運転は、運転制御部７により制御されている。エンジン１は、図示は省略するが、通常の４サイクルエンジンと同様の構成を有しており、燃料ガス（例えば天然ガス）と空気の混合気を燃焼室に吸気したのち、燃焼室において混合気を圧縮し、その後、燃焼室において混合気を点火して燃焼膨張させ、燃焼により発生した排ガスを排気路に排気させる。そして、エンジン１のピストンは連結棒に揺動自在に連結されており、ピストンの往復動は連結棒によってクランク軸の回転運動に変換されている。エンジン１には、クランク軸の角度を検出することでエンジン回転速度を検出可能な回転センサ１７が備えられており、回転センサ１７は、クランク軸が１回転すると１パルス出力するように構成されている。

排熱回収部６は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク４、湯水通流路１８を通して貯湯タンク４内の湯水等を循環させる湯水循環ポンプ１９、湯水通流路１８を通流する湯水を加熱させる排熱回収用熱交換器１６、ファン２０を作動させた状態でのバーナ２１の燃焼により湯水通流路１８を通流する湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器２２等を備えている。湯水通流路１８と貯湯タンク４の下部と連通する取り出し路２３、及び、湯水通流路１８と貯湯タンク４の上部と連通する貯湯路２４が設けられ、貯湯路２４には、貯湯弁２５が設けられている。また、貯湯路２４は、貯湯タンク４の上部から取り出した湯水や補助加熱用熱交換器２２を通過した湯水を給湯栓等に供給して給湯できるように構成されている。

湯水循環ポンプ１９の作動により、取り出し路２３により貯湯タンク４の下部から取り出した湯水を湯水通流路１８により排熱回収用熱交換器１６に供給される。排熱回収用熱交換器１６においては、エンジン１の排熱を有する冷却水回路１４のエンジン冷却水と湯水通流路１８の湯水とを熱交換させて、エンジン冷却水にて湯水を加熱させるように構成されている。そして、貯湯弁２５を開弁させることで、排熱回収用熱交換器１６を通過した湯水を貯湯タンク４の上部に戻すことができ、エンジン１の排熱により貯湯タンク４に高温の湯水を貯湯することができるように構成されている。

湯水通流路１８に連なる熱消費用通流路２６には、湯水の通流を断続する断続弁２７、熱媒加熱用熱交換器２８が設けられている。熱媒循環路２９を通して熱媒を熱媒加熱用熱交換器２８と熱消費端末５との間で循環させる熱媒循環ポンプ３０が設けられている。これにより、熱媒加熱用熱交換器２８においては、排熱回収用熱交換器１６や補助加熱用熱交換器２２にて加熱された湯水を通流させることにより、熱媒循環路２９を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。熱消費端末５は、床暖房装置や浴室暖房装置等の暖房端末にて構成されている。

運転制御部７は、所定のコンピュータプログラムを実行することによりエンジン１の運転等を制御するように構成されている。例えば、電力負荷１２での要求電力量及び熱消費端末５や給湯での要求熱量について、運転制御部７は、過去の要求電力量及び過去の要求熱量に基づいて、将来の要求電力量及び要求熱量を予測自在に構成されている。そして、運転制御部７は、電力負荷１２での要求電力量又は熱消費端末５や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御するように構成されている。運転制御部７は、エンジン１を運転させるときに、冷却水ポンプ１５及び湯水循環ポンプ１９を作動させて、エンジン１の排熱を湯水通流路１８の湯水にて回収して貯湯タンク４に貯湯するように構成されている。

上述の如く、運転制御部７は、電力負荷１２での要求電力量又は熱消費端末５や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御するが、例えば、熱消費端末５や給湯での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御する所謂熱主運転を行う場合等に、発電機２の発電電力の電力負荷１２に対する余剰分である余剰電力が発生する。このとき、余剰電力は、インバータ９により電気ヒータＨに供給される。これにより、電気ヒータＨは、余剰電力により冷却水回路１４のエンジン冷却水を加熱することになり、エンジン１の排熱に回収することに加えて、余剰電力を熱に変換してその変換した熱をも回収自在に構成されている。

本発明に係るエンジン発電装置３では、図２に示すように、発電機２の故障が発生している状態とエンジン１の失火が発生している状態とを区別して判定するために、失火・発電機故障判定部３１、及び、各種の演算を行う演算部３３が運転制御部７に備えられている。本発明に係るエンジン発電装置３では、運転制御部７が、定格の回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）にてエンジン１を運転させており、この定格の回転速度でのエンジン１の駆動により発電機２からの発電電力を出力するように構成されている。

運転制御部７は、第１演算周期（例えば０．５ｍｓ（２ｋＨｚ））が経過するごとに発電機１からの交流電圧Ｖ２を計測しており、その計測された交流電圧Ｖ２が演算部３３に入力されている。演算部３３は、入力された交流電圧Ｖ２の周波数からエンジン１の回転速度を求めている。例えば発電機２が永久磁石式２０極三相交流発電機の場合、交流電圧Ｖ２の周波数が２００Ｈｚであれば、エンジン１の回転速度を１２００ｒｐｍと求めている。そして、演算部３３は、第１演算時間（例えば１００ｍｓ）の間におけるエンジン１の回転速度の移動平均値を求め、前回求めた移動平均値と今回求めた移動平均値との差を回転速度の低下側変化値Ｎ１として失火・発電機故障判定部３１に出力している。回転速度の低下側変化値Ｎ１は、エンジン１の回転速度の低下側への変化を示すものであり、第１演算時間の間におけるエンジン１の回転速度の移動平均値の差としている。移動平均値の求め方については、現時点から第１演算時間（例えば１００ｍｓ）前の間において第１演算周期（例えば０．５ｍｓ）ごとに求められたエンジン１の回転速度の平均値としており、第１演算周期（例えば０．５ｍｓ）が経過して次のエンジン１の回転速度が求められるごとに次の移動平均値を求めている。

運転制御部７は、第１演算周期（例えば０．５ｍｓ（２ｋＨｚ））が経過するごとにコンバータ８からインバータ９に入力される直流電圧Ｖ３を計測しており、その計測された直流電圧Ｖ３を演算部３３に入力している。演算部３３は、第１演算時間（例えば１００ｍｓ）の間における直流電圧Ｖ３の移動平均値を求め、その求めた移動平均値を発電電力値Ｖ１として失火・発電機故障判定部３１に出力している。発電電力値Ｖ１は、発電機２の発電出力を示すものであり、第１演算時間の間における直流電圧Ｖ３の移動平均値としている。移動平均値の求め方については、上述のエンジン１の回転速度の移動平均値と同様にして求めている。

これにより、失火・発電機故障判定部３１には、演算部３３にて演算された低下側変化値Ｎ１（第１演算時間の間におけるエンジン１の回転速度の移動平均値の差）及び発電電力値Ｖ１（第１演算時間の間における直流電圧Ｖ３の移動平均値）が入力される。失火・発電機故障判定部３１は、発電電力値Ｖ１が電圧低下基準値Ｖａ以下であり且つ低下側変化値Ｎ１が失火発生基準値Ｎａより大きい場合には、エンジン１の失火が発生している失火発生状態であると判定する。また、失火・発電機故障判定部３１は、発電電力値Ｖ１が電圧低下基準値Ｖａ以下であり且つ低下側変化値Ｎ１が失火発生基準値Ｎａ以下である場合には、発電機１が故障している発電機故障発生状態であると判定する。よって、失火・発電機故障判定手段が、失火・発電機故障判定部３１及び演算部３３から構成されている。ここで、電圧低下基準値Ｖａについては、例えば３００Ｖとしており、ＡＣ２００Ｖの出力が不能になる値に設定することができる。失火発生基準値Ｎａは、エンジン１の回転速度の変化基準値であり、例えばエンジン１の目標回転速度×０．１としている。このエンジン１は定格の回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）を目標回転速度としているので、失火発生基準値Ｎａを１２０ｒｐｍと設定している。

以下、失火発生状態及び発電機故障発生状態の判定について、図３のフローチャートに基づいて説明する。
運転制御部７は、エンジン１の運転を開始したのち発電機２による発電を開始してその発電機２による発電を継続させる（ステップ＃１，２）。そして、失火・発電機故障判定部３１は、演算部３３にて演算された発電電力値Ｖ１が入力されて、発電電力値Ｖ１が電圧低下基準値Ｖａ以下であると、演算部３３にて演算された低下側変化値Ｎ１が失火発生基準値Ｎａよりも大きいか否かを判別する（ステップ＃３，４）。失火・発電機故障判定部３１は、低下側変化値Ｎ１が失火発生基準値Ｎａよりも大きいと、失火発生状態であると判定し、その失火発生状態との判定を設定時間（例えば３０分）に設定回数（例えば５回）以上行っていると、エンジン１の失火故障であるとして、エンジン１の運転を停止させる（ステップ＃５〜＃８）。失火・発電機故障判定部３１は、ステップ＃４において、低下側変化値Ｎ１が失火発生基準値Ｎａ以下であると、発電機故障発生状態であると判定し、その発電機故障発生状態との判定を設定時間（例えば１秒）以上継続していると、発電機２の故障であるとして、エンジン１の運転を停止させる（ステップ＃９〜＃１１、ステップ＃８）。そして、失火、発電機故障判定部３１は、演算部３３にて演算された発電電力値Ｖ１及び低下側変化値Ｎ１が入力される毎に、ステップ＃３，４等の動作を繰り返し行っている。

このようにして、演算部３３が、第１演算時間（例えば１００ｍｓ）における回転速度の低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１を求めており、失火・発電機故障判定部３１は、回転速度の低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１に基づいて、失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定することができる。また、失火・発電機故障判定部３１は、第１演算周期（例えば０．５ｍｓ）が経過する毎に演算部３３から低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１が出力されるので、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定を短時間で繰り返し行うことができる。よって、本発明では、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定を迅速に且つ的確に行うことができる。また、回転速度の低下側変化値Ｎ１を求めるときのエンジン１の回転速度については、回転センサ１７の出力情報を用いるのではなく、発電機１からの交流電圧Ｖ２の周波数から求めることで、瞬時に発生する失火の失火発生状態を精度よく判定することができる。さらに、低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１の双方が第１演算時間における値であるので、同一タイミングにおける低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１を用いて判定することができ、失火発生状態と発電機故障発生状態との区別をより精度よく行うことができる。

図２に示すように、運転制御部７には、失火・発電機故障判定部３１に加えて、エンジン１の回転速度が異常に低下している低回転異常状態を判定する低回転異常判定部３２が備えられている。
運転制御部７は、回転センサ１７の出力情報Ｐ（クランク軸が１回転するごとに１パルス出力）を計測しており、その計測された回転センサ１７の出力情報Ｐを演算部３３に入力している。演算部３３は、第２演算時間（例えば５００ｍｓ）の間におけるエンジン１の回転速度の回転速度の移動平均値を求め、その求めた移動平均値を回転速度値Ｎ２として低回転異常判定部３２に出力している。回転速度値Ｎ２は、エンジン１の回転速度を示すものであり、第２演算時間の間におけるエンジン１の回転速度の移動平均値としている。低回転異常判定部３２は、演算部３３から入力された回転速度値Ｎ２が低回転基準値Ｎｂ以下であると、エンジン１の回転速度が異常に低下している低回転異常状態と判定する。よって、低回転異常判定手段が、低回転異常判定部３２及び演算部３３から構成されている。低回転基準値Ｎｂについては、例えばエンジン１の目標回転速度×０．８としており、このエンジン１は定格の回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）を目標回転速度としているので、低回転基準値Ｎｂを９６０ｒｐｍと設定している。

以下、低回転異常状態の判定について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
運転制御部７は、エンジン１の運転を開始したのち回転センサ１７の出力情報に基づいてエンジン１の回転速度を監視している。そして、低回転異常判定部３２は、演算部３３にて演算された回転速度値Ｎ２が入力されて、回転速度値Ｎ２が低回転基準値Ｎｂ以下であると、低回転異常状態であると判定して、エンジン１の運転を停止させる（ステップ＃１２〜１４）。運転制御部７は、回転速度値Ｎ２が低回転基準値Ｎｂよりも大きいと、エンジン１の運転を継続させる（ステップ＃１５）。

図３のフローチャートにて示した動作と図４のフローチャートにて示した動作とは併行して行われており、失火・発電機故障判定部３１が、第１演算時間（例えば１００ｍｓ）において求められた低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１に基づいて、失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定するとともに、低回転異常判定部３２が、第２演算時間（例えば５００ｍｓ）における回転速度値Ｎ２に基づいて、低回転異常状態を判定している。第１演算時間は、第２演算時間よりも短い時間が設定されており、失火発生状態と発電機故障発生状態との判定が、低回転異常状態の判定よりも短時間で繰り返し行われる。ここで、例えばエンジン１の回転速度が１２００ｒｐｍである場合、低下側変化値Ｎ１及び発電電力値Ｖ１を求める際の第１演算時間である１００ｍｓは１サイクルに相当することになり、回転速度値Ｎ２を求める際の第２演算時間である５００ｍｓは５サイクルに相当することになる。

したがって、本発明では、エンジン系統での故障によりエンジン１の回転速度が低下している低回転異常状態を低回転異常判定部３２にて判定することで、基本的にエンジン系統の故障を判定した上で、さらに、低回転異常状態を判定するよりも短い時間にて失火・発電機故障判定部３１が失火発生状態と発電機故障発生状態とを区別して判定することで、瞬時に発生する失火のエンジン系統の故障が発生しているときに、発電機等の電気系統の故障であると誤って判定することなく、エンジン系統の故障か発電機等の電気系統の故障かを的確に区別して判定することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、第１演算時間の間におけるエンジン１の回転速度の移動平均値を求めた上で前回求めた移動平均値から今回求めた移動平均値を引いた移動平均値の差を、低下側変化値Ｎ１としているが、例えば、単位時間当たりのエンジン１の回転速度の低下側への変化率を低下側変化値Ｎ１とすることもでき、この場合、単位時間を第１演算時間とすることができる。

（２）上記実施形態では、発電電力値Ｖ１を求めるに当たり、インバータ９に入力される直流電圧Ｖ３を用いているが、例えば、発電機２から出力される交流電圧Ｖ２を用いて発電電力値Ｖ１を求めることもできる。

（３）上記実施形態では、第２演算時間（例えば５００ｍｓ）の間におけるエンジン１の回転速度の回転速度の移動平均値を、回転速度値Ｎ２としているが、単位時間当たりのエンジン１の平均回転速度を回転速度値Ｎ２とすることもでき、この場合、単位時間を第２演算時間とすることができる。また、単に、エンジン１の回転速度を回転速度値Ｎ２とすることもできる。

（４）上記実施形態では、エンジン１を定格の回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）にて運転させるようにしているが、例えば、運転制御部７が、電力負荷１２での要求電力量の大きさに応じて、その要求電力量が大きくなるほど目標回転速度として高い回転速度を設定し、その設定した目標回転速度になるようにエンジン１の回転速度を制御することもできる。このように、運転制御部７がエンジン１の回転速度を制御することで、運転制御部７が回転速度調整手段に相当する。この場合、運転制御部７が、失火発生基準値Ｎａ及び低回転基準値Ｎｂをエンジン１の目標回転速度に応じた値に変更設定している。ここで、失火発生基準値Ｎａについては、上述の如く、例えばエンジン１の目標回転速度×０．１と設定することができ、低回転基準値Ｎｂについても、上述の如く、エンジン１の目標回転速度×０．８と設定することができる。

本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備え、発電機の故障が発生している状態とエンジンに一時的な失火が発生している状態とを的確に区別して判定することができる各種のエンジン発電装置に適応可能である。

１ エンジン
２ 発電機
３ エンジン発電装置
９ インバータ
１０ 商用電力系統
３１ 失火・発電機故障判定部（失火・発電機故障判定手段）
３２ 低回転異常判定部（低回転異常判定手段）
３３ 演算部（失火・発電機故障判定手段及び低回転異常判定手段）
Ｎ１ 回転速度の低下側変化値
Ｎ２ 回転速度値
Ｎａ 失火発生基準値
Ｎｂ 低回転基準値
Ｖ１ 発電電力値
Ｖａ 電圧低下基準値

Claims (4)

1. エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を商用電力系統に系統連系するインバータとを備えたエンジン発電装置において、
   前記発電機の発電出力を示す発電電力値が電圧低下基準値以下であり且つ前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す回転速度の低下側変化値が回転速度の変化基準値としての失火発生基準値より大きい場合には、前記エンジンの失火が発生している失火発生状態であると判定し、前記発電電力値が前記電圧低下基準値以下であり且つ前記低下側変化値が前記失火発生基準値以下である場合には、前記発電機の故障が発生している発電機故障発生状態であると判定する失火・発電機故障判定手段を備え、
   前記エンジンの回転速度又はその回転速度の変化を示す回転速度値が低回転基準値以下であると、前記エンジンの回転速度が異常に低下している低回転異常状態と判定する低回転異常判定手段を備え、
   前記失火・発電機故障判定手段は、前記低下側変化値として、第１演算時間の間における前記エンジンの回転速度の低下側への変化を示す値を求めており、前記低回転異常判定手段は、前記回転速度値として、第２演算時間の間における前記エンジンの回転速度の変化を示す値を求めており、前記第１演算時間が前記第２演算時間よりも短い時間に設定されているエンジン発電装置。
2. 前記失火・発電機故障判定手段は、前記失火発生状態と前記発電機故障発生状態とを区別して判定する請求項１に記載のエンジン発電装置。
3. 前記失火・発電機故障判定手段は、前記発電電力値として、前記第１演算時間の間における前記発電機の発電出力の変化を示す値を求めている請求項１又は２に記載のエンジン発電装置。
4. 前記エンジンの回転速度を目標回転速度に調整する回転速度調整手段が備えられ、前記失火発生基準値及び前記低回転基準値が前記エンジンの目標回転速度に応じた値に変更設定自在に構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン発電装置。

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