水力发电系统技术方案

设置获取电力供需信息的电力信息获取部(32)，该电力供需信息包括电力系统(5)可接受的电力或与该电力相关的信息。设置获取流体信息的流体信息获取部(17、18)，该流体信息包括与从流路(1)流出的流体的物理量相关的信息。设置控制部(20、30)，其利用电力供需信息，将供往电力系统(5)的电力控制在电力系统(5)可接受的电力以下，并利用流体信息，对所述物理量、所述流路(1)及所述发电机(G)的发电电力中的至少一者进行控制，以使物理量达到期望值。以使物理量达到期望值。以使物理量达到期望值。

【技术实现步骤摘要】
水力发电系统
[0001]本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/JP2017/032620，国际申请日为2017年09月11日，进入中国国家阶段的申请号为201780057649.9，名称为“水力发电系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种水力发电系统。

技术介绍

[0003]一些水力发电系统利用在水路(例如管道)中流动的流体(例如水)进行发电。例如在专利文献1中公开的水力发电系统中，管道与水轮机(流体机械)相连。如果流体驱动水轮机旋转，与水轮机相连的发电机就会被驱动。发电机的输出电力例如因逆流(reverse power flow)而被供往电力系统(例如商用电源)。
[0004]专利文献1：日本公开专利公报特开2014－214710号公报

技术实现思路

[0005]－专利技术要解决的技术问题－
[0006]当要使所发出的电力逆流时，有时法律等会要求商用电源的电压落入规定范围内，在此情况下，为了不让商用电源的电压超出该范围，就需要对要逆流的电力进行控制。
[0007]然而，在水力发电系统中，有时必须让流体(例如水)不断流动(例如在上水道的管道上设置水力发电系统时)，如果仅仅是让水轮机停止运转就会发生问题。
[0008]本专利技术正是鉴于所述问题而提出的，其目的在于，做到：既能够将流体的物理量(例如总流量)维持在期望值，又能够对电力进行控制。
[0009]－用以解决技术问题的技术方案－
[0010]为了解决所述问题，第一方面涉及一种水力发电系统，所述水力发电系统包括流体机械W和发电机G，所述流体机械W布置在供流体流动的流路1中，所述发电机G由所述流体机械W驱动，其特征在于：所述水力发电系统还包括：控制部20、30，其对所述发电机G的发电电力进行控制，并将该发电机G发出的电力供往电力系统5；电力信息获取部32，其获取电力供需信息，该电力供需信息包括所述电力系统5可接受的电力或与该电力相关的信息；以及流体信息获取部17、18，其获取流体信息，该流体信息包括与从所述流路1流出的所述流体的物理量相关的信息，所述控制部20、30利用所述电力供需信息，将供往所述电力系统5的电力控制在所述电力系统5可接受的电力以下，并利用所述流体信息，对所述物理量、所述流路1及所述发电机G的发电电力中的至少一者进行控制，以使所述物理量达到期望值。
[0011]在该构成方式下，考虑到发电机G的电力和流体的物理量这两方面来对水力发电系统进行控制。
[0012]第二方面在第一方面的基础上，其特征在于：在所述流路1中，设有所述流体机械W的旁通路13，所述物理量包括所述流路1中的所述流体的总流量QT，所述控制部20、30通过
对所述旁通路13中的所述流体的流量Q2进行控制，来使所述总流量QT接近规定的目标总流量QT*。
[0013]在该构成方式下，通过在对发电电力进行控制的同时对旁通路13的流量进行控制，从而将总流量QT控制在期望的目标总流量QT*。
[0014]第三方面在第一方面或第二方面的基础上，其特征在于：所述控制部20、30根据关于所述发电机G的可检测出的、且与所述流体机械W的流量Q1和有效水头H相关的特性，来推定所述流体机械W的所述流量Q1和所述有效水头(effective head)H，并且根据示出所述有效水头H与所述流路1的总流量QT的关系的流动阻力特性线S、及推定出的所述流量Q1和所述有效水头H，来推定所述总流量QT。
[0015]在该构成方式下，因为根据流动阻力特性线S来推定流量，所以能够进行不使用流量计的控制。
[0016]第四方面在第一到第三方面中的任一方面的基础上，其特征在于：所述流路1为管道，所述水力发电系统具有流量控制阀15，所述流量控制阀15与所述流体机械W串联，并对流入该流体机械W的所述流体的流量进行控制，所述物理量的值包括从所述流路1流出的所述流体的压力P2，所述控制部20、30通过对所述流量控制阀15的开度进行控制，来使所述压力P2接近规定的目标压力P*。
[0017]在该构成方式下，通过在对发电电力进行控制的同时对流量控制阀15进行控制，来将流体的压力P2控制在期望的目标压力P*。
[0018]第五方面在第一到第四方面中的任一方面的基础上，其特征在于：所述控制部20、30根据所述电力系统5的配电线的电压值Vac，来获取所述电力供需信息。
[0019]在该构成方式下，根据电压值Vac，来检测电力系统5可接受的电力。
[0020]第六方面在第一到第五方面中的任一方面的基础上，其特征在于：所述水力发电系统具有消耗所述发电电力的耗电部40，所述控制部20、30将所述发电电力的一部分或全部供往所述耗电部40，以使供往所述电力系统5的电力达到期望值。
[0021]在该构成方式下，通过用耗电部40对供往电力系统5的电力进行调节，就能够像后述的实施方式那样，在由发电机控制器20和系统互连逆变器(system interconnection inverter)30构成控制部20、30的情况下，使系统互连逆变器30对电力的抑制与发电机控制器20对电力的抑制容易关联起来。
[0022]第七方面在第一到第六方面中的任一方面的基础上，其特征在于：所述控制部20、30对所述流体机械W的流量Q1进行控制，以使供往所述电力系统5的电力达到期望值。
[0023]在该构成方式下，通过对流体机械W的流量Q1进行控制，来调节供往电力系统5的电力。
[0024]第八方面在第四方面的基础上，其特征在于：所述控制部20、30对所述流量控制阀15的开度进行控制，并对所述发电电力进行控制，以使供往所述电力系统5的电力达到期望值。
[0025]在该构成方式下，对流量控制阀15的开度和供往电力系统5的电力进行协同控制。
[0026]－专利技术的效果－
[0027]根据第一方面，既能够将流体的物理量维持在期望值，又能够对供给的电力进行控制。
[0028]根据第二方面，既能够将流路中的流体的总流量维持在期望值，又能够对供给的电力进行控制。
[0029]根据第三方面，能够降低水力发电系统的成本。
[0030]根据第四方面，既能够将从流路流出的流体的压力维持在期望值，又能够对供给的电力进行控制。
[0031]根据第五方面，能够容易获取电力供需信息。
附图说明
[0032]图1示出包括第一实施方式的水力发电系统在内的管道的整体简要构成。
[0033]图2是水力发电系统的电力系统图。
[0034]图3是水力发电系统进行的控制的流程图。
[0035]图4是第一实施方式的变形例的水力发电系统进行的控制的流程图。
[0036]图5是第二实施方式的发电机控制器和系统互连逆变器的方框图。
[0037]图6是第二实施方式的水力发电系统进行的控制的流程图。
[0038]图7是示出流体系统的特性曲线的图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水力发电系统，其特征在于，包括：流体机械(W)，所述流体机械(W)布置在供流体流动的流路(1)中；发电机(G)，所述发电机(G)由所述流体机械(W)驱动；控制部(20、30)，所述控制部(20、30)进行所述发电机(G)的发电电力的控制，并且将所述发电机(G)发出的电力供给至电力系统(5)；AC/DC转换部(21)，所述AC/DC转换部(21)将由所述发电机(G)发出的交流电力转换成直流电力；逆变部(31)，所述逆变部(31)接受来自所述AC/DC转换部(21)的直流电力，将该直流电力转换成交流电力；以及所述流体机械(W)的旁通路(13)，所述旁通路(13)设置于所述流路(1)，所述控制部(20、30)对所述电力系统(5)的交流电压值(Vac)进行检测，所述控制部(20、30)将所述交流电压值(Vac)与第一阈值(Th1)进行比较，在所述交流电压值(Vac)大于所述第一阈值(Th1)的情况下，所述控制部(20、30)进行所述AC/DC转换部(21)中的开关的控制而使向所述电力系统(5)逆流的电力降低，并且控制所述旁通路(13)的流量以使所述流路(1)的总流量(QT)达到目标总流量(QT*)。2.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于：所述控制部(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部敬宏，须原淳，横山贵裕，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：