专利汇可以提供열병합 발전 시스템 및 그 제어방법专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且A cogeneration system and a control method thereof are provided to prevent sudden stop of the cogeneration system by providing emergency power when necessary. A cogeneration system comprises cogeneration units(10~18), and an emergency generation unit(30). The power generation units are connected to a load(20) and utility-interactive with commercial electricity, and generates power from the commercial electricity provided through the utility-interaction spot and supplies it to the load. The emergency generation unit detects the power level of the commercial electricity at the utility-interaction spot and supplies emergency power to the cogeneration units based on the detected power level.,下面是열병합 발전 시스템 및 그 제어방법专利的具体信息内容。
본 발명은 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 부하로 발전 전력을 안정적으로 공급하는 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 열병합 발전 시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다.
이와 같은, 열병합 발전 시스템은 엔진 또는 터빈을 구동하여 발전을 하면서 발생되는 배기가스 열 또는 냉각수의 폐열을 회수하여 종합 열효율을 70 ~ 80% 까지 높이는 것이 가능하여, 건축물의 전력, 열원으로 주목받고 있으며, 특히 회수 폐열을 냉난방, 급탕 등에 많이 활용하고 있는 고효율 에너지 이용 방식이다.
최근에는 열병합 발전 시스템은 발전기를 구동시켜 전력을 생성시킴과 아울러 발전기의 구동시 발생 된 열을 이용하는 것으로서, 발전 장치를 건물에 설치하고, 발전 장치에서 생성된 전력을 발전 장치가 설치된 건물 내의 조명이나 각종 전 기 기기에 공급시키며, 발전 장치에서 발생 된 열을 급탕 등에 이용하는 추세이다.
그러나, 종래의 열병합 발전 시스템은 적어도 하나의 열병합 유닛으로 공급되는 상용 전력을 통하여 전력 부하로 발전 전력을 공급하지만, 상기 상용 전력의 이상 유무에 따라 상기 전력 부하로 상기 발전 전력이 공급되지 않거나, 열병합 발전 시스템의 운전이 멈추는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 전력 부하로 발전 전력을 안정적으로 공급하는 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 열병합 발전 시스템은, 전력 부하에 상용 전력과 계통 연계되고, 계통 연계 지점을 통해 공급되는 상용 전력을 이용하여 발전 전력을 발생시켜 전력 부하로 공급하는 열병합 발전 유닛 및 상기 계통 연계 지점에서 상기 상용 전력에 대한 전력값을 감지하고, 상기 전력값에 따라 상기 열병합 발전 유닛으로 비상 전력을 공급하는 비상 발전 유닛을 포함한다.
또한, 본 발명의 열병합 발전 시스템의 제어방법은, 전력 부하에 상용 전력과 열병합 발전 유닛이 계통 연계되는 지점에서의 상기 상용 전력의 전력값을 감지하는 단계, 상기 전력값에 따라 비상 전력을 발생시키는 비상 발전 유닛의 동작을 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 비상 전력을 발생시켜 상기 열병합 발전 유닛으로 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법은 적어도 하나의 열병합 유닛과 전력 부하가 계통 연계되고, 계통 연계 지점을 통하여 공급되는 상용 전력을 감지하여 전력값과 설정값을 통하여 상용 전력의 이상 유무를 판단하여, 상용 전력에 이상이 발생한 경우 비상 발전 유닛으로 비상 전력을 발생시켜 적어도 하나의 열병 합 유닛으로 공급하여 전력 부하로 발전 전력을 공급하여, 전력 부하로 안정적으로 발전 전력이 공급하는 이점이 있다.
또한, 열병합 발전 시스템으로 비상 전력이 공급됨에 따라, 열병합 발전 시스템의 운전이 급작스럽게 멈추지 않아 운전 효율이 증대되는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코제너레이션 시스템 및 그 제에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템을 나타내는 시스템도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 열병합 발전 시스템은 전력 부하(20)와 계통 연계되며, 상용 전력이 계통 연계 지점(A)에 발전 전력 라인(P)을 통하여 공급되면 상기 상용 전력을 통하여 발전 전력을 생성하여 전력 부하(20)로 공급하는 적어도 하나의 열병합 발전 유닛(10, 12, N) 및 적어도 하나의 열병합 발전 유닛(10, 12, N)으로 공급되는 상기 상용 전력을 계통 연계 지점(A)에서 감지하여 전력값에 따라 비상 전력을 생성하는 비상 발전 유닛(30)을 포함한다.
우선, 열병합 발전 유닛(10, 12, N)은 실질적으로 동일한 구조를 나타냄으로, 제1 열병합 발전 유닛(10)으로 설명을 간략하게 한다.
제1 열병합 발전 유닛(10)은 발전 장치(미도시) 및 상기 발전 장치를 제어하는 제어 장치를 포함한다.
상기 발전 장치는 열 및 발전 전력을 생성하여 전력 부하(20)로 공급한다.
여기서, 상기 발전 장치는 유도 발전기(미도시) 및 상기 유도 발전기를 운전시키는 엔진(미도시)을 포함한다.
상기 유도 발전기는 상기 엔진의 출력축에 회전자가 연결되어 출력축의 회전시 전력을 생산한다.
상기 엔진은 연료 전지로 이루어지거나, 가스 또는 석유 등 화석 연료를 이용하여 운전된다.
또한, 상기 엔진에는 가스나 석유 등의 연료가 주입되는 연료 주입구와, 외부의 공기가 흡입되는 흡기구와, 엔진에서 배기 된 배기 가스가 통과하는 배기구가 설치된다.
비상 발전 유닛(30)은 계통 연계 지점(A)에서 상기 상용 전력을 감지하여 상기 전력값에 따라 상기 비상 전력을 발생시킨다.
즉, 비상 발전 유닛(30)은 상기 비상 전력을 발생시키는 비상 발전기(32) 및 열병합 발전 유닛(10, 12, N)으로 상기 비상 전력이 공급되도록 스위칭하는 스위치 수단(34)을 포함한다.
여기서, 비상 발전기(32)는 상기 전력값에 따라 운전 온 또는 오프되어 선택적으로 상기 비상 전력을 발생시킨다. 또한, 스위치 수단(34)은 일측이 계통 연계 지점(A)과 열병합 발전 유닛(10, 12, N) 사이의 발전 전력 라인(P)과 연결되어, 상기 비상 전력이 열병합 발전 유닛(10, 12, N)으로 공급되도록 스위칭 동작한다.
전력 부하(20)는 상기 발전 전력에 따라 동작을 한다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템을 나타내는 제어 블록도이다.
먼저, 도 1 에서 적어도 하나의 열병합 발전 유닛(10, 12, N) 중 제1 열병합 발전 유닛(10)이며, 도 2 에서는 하나의 열병합 발전 유닛(10)으로 설명한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 열병합 발전 시스템은 연계 계통 지점(A)과 연결된 발전 전력 라인(P)을 통하여 상용 전력이 공급되며, 상기 상용 전력으로 발전 전력을 발생시켜 전력 부하(20)로 공급하는 열병합 발전 유닛(10) 및 연계 계통 지점(A)에서 상기 상용 전력의 전력값을 감지하여 비상 전력을 생성하는 비상 발전 유닛(30)을 포함한다.
여기서, 열병합 발전 유닛(10)은 도 1 에서 설명하였으므로 생략 또는 간략하게 설명한다.
비상 발전 유닛(30)은 상기 비상 전력을 발생시키는 비상 발전기(32), 상기 비상 전력이 열병합 발전 유닛(10)으로 공급되도록 스위칭 동작하는 스위치 수단(34) 및 연계 계통 지점(A)에서 상기 전력값을 감지하여 비상 발전기(32) 및 스위치 수단(34)의 동작을 제어하는 컨트롤 수단(36)을 포함한다.
여기서, 스위치 수단(34)은 일측이 연계 계통 지점(A)과 열병합 발전 유닛(10) 사이의 상기 발전 전력 라인과 연결되며, 타측이 비상 발전기(32)에서 발생된 상기 비상 전력이 출력되는 부분과 연결된다.
또한, 스위치 수단(34)은 컨트롤 수단(36)으로부터 스위칭 온 또는 오프에 대한 제어를 받아 스위칭 동작한다.
스위치 수단(34)은 마그네틱 스위치인 것이 바람직하며, 이 외에 다른 스위 치를 사용할 수 있다.
비상 발전기(32)는 컨트롤 수단(36)의 제어에 따라 상기 비상 전력을 생성하도록 운전 온 또는 오프된다.
컨트롤 수단(36)은 연계 계통 지점(A)에서 상기 전력값을 감지하는 감지부(36a), 상기 전력값과 설정값을 통하여 비상 발전기(32) 및 스위치 수단(34)의 동작을 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부(36b) 및 상기 제어 신호에 따라 비상 발전기(32) 및 스위치 수단(34)의 동작시키는 구동부(36c)를 포함한다.
즉, 감지부(36a)는 연계 계통 지점(A)에서 상기 전력값을 소정 시간 또는 실시간으로 감지하여 제어부(36b)로 전달한다.
이때, 제어부(36b)는 상기 전력값과 상기 설정값을 비교하며, 상기 전력값이 상기 설정값 보다 크면 구동부(36c)로 비상 발전기(32)를 운전 오프 및 스위치 수단(34)을 스위치 오프시켜, 비상 발전 유닛(30)과 상기 발전 전력 라인이 연결되지 않도록 하는 제어신호를 전달한다.
또한, 제어부(36b)는 상기 전력값과 상기 설정값을 비교하며, 상기 전력값이 상기 설정값 보다 작으면 구동부(36c)로 비상 발전기(32)를 운전 온시켜 상기 비상 전력을 발생시키고, 스위치 수단(34)을 스위치 온시켜 비상 발전 유닛(30)과 상기 발전 전력 라인이 연결되도록 하는 제어신호를 전달한다.
즉, 제어부(36b)는 상기 소정 시간 또는 실시간으로 입력되는 상기 전력값과 상기 설정값을 비교함으로써, 상기 상용 전력이 정전시 입력되지 않아도 열병합 발전 유닛(10)으로 상기 비상 전력을 공급함으로써, 전력 부하(20)로 상기 발전 전력 을 안정적으로 공급하도록 제어한다.
구동부(36c)는 상기 제어 신호에 기초하여, 비상 발전기(32)를 운전 온 또는 오프 시켜 상기 비상 전력을 발생시키거나 발생시키지 않도록 하며, 스위치 수단(34)을 스위치 온 또는 오프시키도록 제어한다.
따라서, 본 발명의 열병합 발전 시스템은 상용 전력의 변동 여부에 따라 비상 전력을 열병합 발전 유닛으로 공급함으로써, 전력 부하로 안정된 발전 전력을 공급하여 시스템의 운전이 원활하게 동작되도록 하는 장점이 있다.
도 3 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 은 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한다.
열병합 발전 유닛(10)은 계통 연계 지점(A)에 연결된 발전 전력 라인(P)을 통해 공급된 상용 전력으로 발전 전력을 발생시켜 전력 부하(20)로 공급한다(S100).
여기서, 비상 발전 유닛(30)은 계통 연계 지점(A)에서 상기 상용 전력에 대한 전력값을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 감지하고(S102), 상기 전력값과 설정값을 비교 판단한다(S104).
즉, 비상 발전 유닛(30)은 상기 전력값이 상기 설정값보다 크다고 판단되면 비상 발전기(32)를 운전 오프시키고 스위치 수단(34)을 스위칭 오프시키고, 상기 전력값이 상기 설정값 보다 작다고 판단되면 비상 발전기(32)를 운전시켜 상기 비상 전력을 발생시키고 스위치 수단(34)을 스위칭 온시켜 상기 비상 전력이 열병합 발전 유닛(10)으로 공급되도록 한다(S106).
따라서, 열병합 발전 유닛(10)은 상기 비상 전력을 통하여 상기 발전 전력을 발생시켜 전력 부하(20)로 공급한다.
본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법은 적어도 하나의 열병합 발전 유닛과 건물 부하로 공급되는 상용 전력이 정전에 순간 전력이 공급되지 않는 경우, 비상 발전 유닛을 통해 생성된 비상 전력을 적어도 하나의 열병합 발전 유닛으로 공급하여 전력 부하 및 열병합 발전 유닛의 비상 정지 없이 안정적으로 운전되도록 하는 장점이 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템을 나타내는 시스템도이다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템을 나타내는 제어 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10, 12, 18: 열병합 발전 유닛 20: 전력 부하
30: 비상 발전 유닛
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