船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法
【專利摘要】船舶的電力管理裝置(10)對廢熱回收裝置及發(fā)電機進行控制，該廢熱回收裝置回收主機發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力。并且，電力量導(dǎo)出部(71)基于燃氣渦輪及蒸氣渦輪的入口處的氣體的物理量、燃氣渦輪及蒸氣渦輪的出口處的氣體的物理量、與廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出廢熱回收裝置發(fā)出的電力量，廢熱回收裝置控制器(72)基于導(dǎo)出的電力量，來控制廢熱回收裝置。另外，減法運算器(73)算出由電力量導(dǎo)出部(71)導(dǎo)出的導(dǎo)出電力量與船內(nèi)電力負載的差量，且發(fā)電機控制器(74)基于由減法運算器(73)算出的差量，對其他的發(fā)電機進行控制。因此，更準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
【專利說明】船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，進行了用于防止能量的供給不足的各種技術(shù)開發(fā)。
[0003] 例如，在專利文獻1中記載有如下技術(shù)：通過求出人流到達社會的時刻的能量需 要量的從計劃值變化的變動量，來適時地供給社會真正需要的能量，從而避免產(chǎn)生供給不 足的情況。
[0004] 另一方面，在具備回收主機發(fā)動機的廢氣而進行發(fā)電的廢熱回收裝置的船舶中， 對于廢熱回收系統(tǒng)具有的發(fā)電機、柴油發(fā)電機、軸發(fā)電機等各發(fā)電機，電力管理裝置控制船 內(nèi)的電力負載的分擔率。
[0005] 對于上述分擔率而言，考慮節(jié)能，并基于由廢熱回收裝置生成的電力量，根據(jù)其他 的發(fā)電機的額定發(fā)電量和船內(nèi)的電力負載來決定廢熱回收裝置不能供應(yīng)的電力。此時，廢 熱回收裝置的發(fā)電量因主機發(fā)動機的發(fā)動機負載而不同，因此對發(fā)動機負載進行測定，根 據(jù)測定結(jié)果來決定分擔率。
[0006] 并且，由廢熱回收裝置對發(fā)動機負載可供給的電力量預(yù)先基于主機發(fā)動機的設(shè)計 值來算出。
[0007] 在先技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開平4-131600號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 然而，因計算誤差、主機發(fā)動機的時效變化，算出的電力量和實際可供給的電力量 可能不同。
[0012] 若實際可供給的電力量比算出的電力量大，則由廢熱回收裝置產(chǎn)生的發(fā)電量被估 計得比實際小，因此將其他的發(fā)電機徒勞地驅(qū)動。
[0013] 另一方面，若實際可供給的電力量比算出的電力量小，則在船內(nèi)的電力負載的增 加時，由廢熱回收裝置進行的電力的供給與計劃相比不足，如果通過其他的發(fā)電機進行電 力供給不及時的話，在船內(nèi)會產(chǎn)生停電。另外，當廢熱回收裝置在最大計劃值附近進行電力 供給的情況下，以備于船內(nèi)的電力負載的增加，需要提前使其他的發(fā)電機成為就緒狀態(tài)，從 而就緒所需的能量白白地浪費。
[0014] 本發(fā)明鑒于這樣的情況而提出，其目的在于提供一種能夠更準確地求出由船舶所 具備的廢熱回收裝置生成的電力量的船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法。
[0015] 為了解決上述課題，本發(fā)明的船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法 采用以下的方案。
[0016] 即，本發(fā)明的第一形態(tài)的發(fā)電控制裝置為船舶的發(fā)電控制裝置，該船舶具備廢熱 回收裝置及發(fā)電機，該廢熱回收裝置回收發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力，所述 船舶的發(fā)電控制裝置具備：導(dǎo)出機構(gòu)，其基于所述渦輪的入口處的氣體的物理量、所述渦輪 的出口處的氣體的物理量、與所述廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā) 出的電力量；算出機構(gòu)，其算出由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量與在船內(nèi)所需的電力量的差 量；第一控制機構(gòu)，其基于由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量，來控制所述廢熱回收裝置；第二 控制機構(gòu)，其基于由所述算出機構(gòu)算出的差量，來控制所述發(fā)電機。
[0017] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，船舶的發(fā)電控制裝置對廢熱回收裝置及發(fā)電機進行控制，該廢熱 回收裝置回收發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力。
[0018] 并且，通過導(dǎo)出機構(gòu)，基于渦輪的入口處的氣體的物理量、渦輪的出口處的氣體的 物理量、與廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出廢熱回收裝置發(fā)出的電力量，并通過第一控制 裝置，基于由導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量，來控制廢熱回收裝置。
[0019] 渦輪的入口處的氣體的物理量及渦輪的出口處的氣體的物理量例如是渦輪的入 口處的氣體的溫度及壓力、渦輪的出口處的氣體的溫度及壓力、向渦輪供給的氣體的物理 量的實測值。
[0020] 而且，通過算出機構(gòu)，算出由導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量與在船內(nèi)所需的電力量的差 量，并通過第二控制機構(gòu)，基于由算出機構(gòu)算出的差量，來控制發(fā)電機。
[0021] 這樣，該結(jié)構(gòu)基于向渦輪供給的氣體的物理量的實測值，來導(dǎo)出廢熱回收裝置發(fā) 出的電力量，因此能夠更準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
[0022] 而且，該結(jié)構(gòu)基于更準確地導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電力量來控制發(fā)電機，因此能 夠進行基于廢熱回收裝置和發(fā)電機的效率良好的電力分擔。
[0023] 在上述第一形態(tài)中，優(yōu)選所述船舶的發(fā)電控制裝置具備調(diào)整機構(gòu)，該調(diào)整機構(gòu)以 使由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量即導(dǎo)出電力量與由所述廢熱回收裝置實際發(fā)出的實際電 力量之差變小的方式，調(diào)整所述參數(shù)的值。
[0024] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整機構(gòu)，以使由導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量即導(dǎo)出電力量與由廢 熱回收裝置實際發(fā)出的實際電力量之差變小的方式，調(diào)整為了將導(dǎo)出電力量導(dǎo)出而使用的 與廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)的值。
[0025] 因此，該結(jié)構(gòu)能夠提高導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電力量的精度。
[0026] 在上述第一形態(tài)中，優(yōu)選所述導(dǎo)出機構(gòu)通過模型，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā)出 的電力量，該模型是將所述廢熱回收裝置的入口處的氣體的焓與所述廢熱回收裝置的出口 處的氣體的焓之差乘以向所述廢熱回收裝置供給的氣體的流量及發(fā)電效率的模型。
[0027] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使用向渦輪供給的氣體的物理量的實測值，能夠簡單地求出由船舶 所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
[0028] 在上述第一形態(tài)中，優(yōu)選所述氣體是從所述發(fā)動機排出的廢氣，所述渦輪是燃氣 渦輪。
[0029] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在廢熱回收裝置使用燃氣渦輪來生成電力的情況下，也能夠更 準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
[0030] 在上述第一形態(tài)中，優(yōu)選所述氣體是通過所述發(fā)動機的廢熱生成的蒸氣，且所述 渦輪是蒸氣渦輪。
[0031] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在廢熱回收裝置使用蒸氣渦輪來生成電力的情況下，也能夠更 準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
[0032] 另外，本發(fā)明的第二形態(tài)的船舶具備發(fā)電機、通過回收發(fā)動機的廢熱并向渦輪供 給而生成電力的廢熱回收裝置、上述記載的發(fā)電控制裝置。
[0033] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基于廢熱回收裝置的更準確的電力量來控制發(fā)電機，因此能夠進行 基于廢熱回收裝置和發(fā)電機的效率良好的電力分擔。
[0034] 另外，本發(fā)明的第三形態(tài)的發(fā)電控制方法為船舶的發(fā)電控制方法，該船舶具備廢 熱回收裝置及發(fā)電機，該廢熱回收裝置回收發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力，所 述船舶的發(fā)電控制方法包括：基于所述渦輪的入口處的氣體的物理量、所述渦輪的出口處 的氣體的物理量、與所述廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā)出的電力 量，并基于導(dǎo)出的該電力量，來控制所述廢熱回收裝置的第一工序；算出導(dǎo)出的電力量與在 船內(nèi)所需的電力量的差量，并基于算出的差量，來控制所述發(fā)電機的第二工序。
[0035] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基于向渦輪供給的氣體的物理量的實測值，來導(dǎo)出廢熱回收裝置發(fā) 出的電力量，因此能夠更準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量。
[0036] 而且，基于更準確地導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電力量來控制發(fā)電機，因此能夠進行 基于廢熱回收裝置和發(fā)電機的效率良好的電力分擔。
[0037] 發(fā)明效果
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，具有能夠更準確地求出由船舶所具備的廢熱回收裝置生成的電力量 這樣的優(yōu)良的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明的第一實施方式的船舶的簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的電力管理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0041] 圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的電力管理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

【具體實施方式】
[0042] 以下，參照附圖，對本發(fā)明的船舶的發(fā)電控制裝置、船舶及船舶的發(fā)電控制方法的 一實施方式進行說明。
[0043] 〔第一實施方式〕
[0044] 以下，對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。
[0045] 如圖1所示，搬運船1具備：調(diào)整搬運船1內(nèi)的電力的需要和供給的電力管理裝置 10 ;使搬運船1推進的主機發(fā)動機20 ;動力渦輪（燃氣渦輪）23 ;蒸氣渦輪26 ;與上述動力 渦輪23及蒸氣渦輪26連接，回收主機發(fā)動機20的廢熱而進行發(fā)電的渦輪發(fā)電機（廢熱回 收發(fā)電機）31 ;使用了與主機發(fā)動機20獨立地構(gòu)成的發(fā)電用發(fā)動機22的柴油發(fā)電機（內(nèi) 燃機發(fā)電機）32。需要說明的是，該第一實施方式的船舶1作為一例，具備2臺柴油發(fā)電機 32〇
[0046] 由渦輪發(fā)電機31或柴油發(fā)電機32發(fā)出的電力經(jīng)由電力線51，向例如進行搬運船 1內(nèi)的換氣的通風(fēng)器、在搬運船1內(nèi)設(shè)置的照明燈、插座及在搬運船1的發(fā)動機室內(nèi)配置的 海水泵等各設(shè)備41、軸發(fā)電機馬達42以及推進器43等輸送而被消耗。
[0047] 主機發(fā)動機20由發(fā)動機控制系統(tǒng)（未圖示）來控制動作。另外，動力渦輪23、蒸 氣渦輪26及渦輪發(fā)電機31由電力管理裝置10來控制動作。
[0048] 主機發(fā)動機20例如為低速2沖程柴油發(fā)動機。
[0049] 在主機發(fā)動機20的輸出軸上連接有軸發(fā)電機馬達42,在該軸發(fā)電機馬達42上經(jīng) 由螺旋槳軸44而安裝有螺旋槳45。
[0050] 軸發(fā)電機馬達42得到搬運船1內(nèi)的剩余電力而進行輔助主機發(fā)動機20的馬達運 轉(zhuǎn)。另外，軸發(fā)電機馬達42也能夠由主機發(fā)動機20驅(qū)動而進行發(fā)電。
[0051] 主機發(fā)動機20的各工作缸的排氣端口經(jīng)由排氣岐管而與排氣渦輪增壓器、動力 渦輪23的入口連接，并經(jīng)由閥21而與廢氣節(jié)能器30連接。
[0052] 需要說明的是，來自動力渦輪23的廢氣也向廢氣節(jié)能器30導(dǎo)入。
[0053] 并且，在廢氣節(jié)能器30的熱交換部中，通過導(dǎo)入的廢氣的熱量將從供水管供給的 水加熱?蒸發(fā)而產(chǎn)生過熱蒸氣。在熱交換部中生成的過熱蒸氣作為主蒸氣而向蒸氣渦輪 26導(dǎo)入，并且，在該蒸氣渦輪26中結(jié)束作功后的蒸氣被向冷凝器引導(dǎo)而返回成水（圖示省 略）。由冷凝器冷凝后的水對空氣冷卻器或主機發(fā)動機20的壁部進行冷卻而升溫后，再次 向廢氣節(jié)能器30供給。
[0054] 動力渦輪23由從主機發(fā)動機20的排氣岐管抽出的廢氣驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。另外，蒸氣 渦輪26被供給由廢氣節(jié)能器30生成的蒸氣進行驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
[0055] 動力渦輪23和蒸氣渦輪26串聯(lián)結(jié)合而對渦輪發(fā)電機31進行驅(qū)動。蒸氣渦輪26 的輸出軸經(jīng)由減速器27及聯(lián)軸器而與渦輪發(fā)電機31連接。另外，動力渦輪23的輸出軸經(jīng) 由減速器24及離合器25而與蒸氣渦輪26的輸入軸連結(jié)。
[0056] 在動力渦輪23的廢氣流動上游側(cè)設(shè)有對向動力渦輪23導(dǎo)入的氣體量進行控制的 動力渦輪用控制閥（廢氣量調(diào)整閥）28。另外，在蒸氣渦輪26的蒸氣流動上游側(cè)設(shè)有對向 蒸氣渦輪26導(dǎo)入的蒸氣量進行控制的蒸氣渦輪用控制閥（蒸氣量調(diào)整閥）29。
[0057] 動力渦輪用控制閥28及蒸氣渦輪用控制閥29的各自的開度由電力管理裝置10 控制。
[0058] 這樣，渦輪發(fā)電機31將主機發(fā)動機20的廢氣（燃燒氣體）的排氣能量回收并作 為動力而被驅(qū)動。
[0059] S卩，該第一實施方式的船舶1通過動力渦輪23、蒸氣渦輪26及渦輪發(fā)電機31，構(gòu) 成將主機發(fā)動機20的排氣能量回收來生成電力的廢熱回收裝置。
[0060] 上述電力管理裝置10配置在搬運船1的發(fā)動機控制室內(nèi)，通過電力線52而與渦 輪發(fā)電機31 (廢熱回收裝置）、柴油發(fā)電機32、搬運船1內(nèi)的各設(shè)備41、軸發(fā)電機馬達42、 推進器43電連接。
[0061] 由此，電力管理裝置10基于搬運船1內(nèi)的各設(shè)備41、軸發(fā)電機馬達42、推進器43 等需要的需要電力和由廢熱回收裝置發(fā)出的發(fā)電量，來控制柴油發(fā)電機32、軸發(fā)電機馬達 42的發(fā)電量。
[0062] 需要說明的是，在該第一實施方式中，具備測定動力渦輪23的入口氣體壓力的入 口氣體壓力傳感器60、測定動力渦輪23的入口氣體溫度的入口氣體溫度傳感器61、測定動 力渦輪23的出口氣體壓力的出口氣體壓力傳感器62、測定動力渦輪23的出口氣體溫度的 出口氣體溫度傳感器63。另外，具備測定蒸氣渦輪26的入口蒸氣壓力的入口蒸氣壓力傳感 器64、測定蒸氣渦輪26的入口蒸氣溫度的入口蒸氣溫度傳感器65、測定蒸氣渦輪26的出 口蒸氣壓力的出口蒸氣壓力傳感器66、測定蒸氣渦輪26的出口蒸氣溫度的出口蒸氣溫度 傳感器67。
[0063] 圖2是表示第一實施方式的電力管理裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0064] 電力管理裝置10具備存儲部70、電力量導(dǎo)出部71、廢熱回收裝置控制器72、減法 運算器73及發(fā)電機控制器74。
[0065] 存儲部70由磁存儲裝置或半導(dǎo)體存儲裝置構(gòu)成，對各種數(shù)據(jù)進行存儲。需要說明 的是，存儲部70對與廢熱回收裝置相關(guān)的各種參數(shù)進行存儲。各種參數(shù)是廢熱回收裝置的 設(shè)計值等，具體而言，是從主機發(fā)動機20排出的廢氣的組成、動力渦輪用控制閥28的特性、 蒸氣渦輪用控制閥29的特性、廢熱回收裝置的發(fā)電效率等的設(shè)計值。
[0066] 電力量導(dǎo)出部71基于廢熱回收裝置的入口處的氣體（在該第一實施方式中，為廢 氣及蒸氣）的物理量、廢熱回收裝置的出口處的氣體的物理量、與廢熱回收裝置相關(guān)的參 數(shù)，依次導(dǎo)出廢熱回收裝置發(fā)出的電力量。
[0067] 需要說明的是，在該第一實施方式中，廢熱回收裝置的入口處的氣體的物理量是 由入口氣體壓力傳感器60測定的動力渦輪23的入口氣體壓力、由入口氣體溫度傳感器61 測定的動力渦輪23的入口氣體溫度、由入口蒸氣壓力傳感器64測定的蒸氣渦輪26的入口 蒸氣壓力及由入口蒸氣溫度傳感器65測定的蒸氣渦輪26的入口蒸氣溫度。
[0068] 另外，在該第一實施方式中，廢熱回收裝置的出口處的氣體的物理量是由出口氣 體壓力傳感器62測定的動力渦輪23的出口氣體壓力、由出口氣體溫度傳感器63測定的動 力渦輪23的出口氣體溫度、由出口蒸氣壓力傳感器66測定的蒸氣渦輪26的出口蒸氣壓力 及由出口蒸氣溫度傳感器67測定的蒸氣渦輪26的出口蒸氣溫度。
[0069] 這樣，向電力量導(dǎo)出部71輸入向構(gòu)成廢熱回收裝置的動力渦輪23及蒸氣渦輪26 供給的氣體的物理量的實測值。
[0070] 另外，向電力量導(dǎo)出部71輸入從廢熱回收裝置控制器72輸出的閥開度。需要說 明的是，閥開度是動力渦輪用控制閥28及蒸氣渦輪用控制閥29的開度。
[0071] 并且，電力量導(dǎo)出部71能夠讀出存儲在存儲部70中的各種參數(shù)。
[0072] 并且，由電力量導(dǎo)出部71導(dǎo)出的電力量（以下，稱為"導(dǎo)出電力量"。）作為對廢 熱回收裝置的發(fā)電指令值而向廢熱回收裝置控制器72輸出。
[0073] 廢熱回收裝置控制器72基于輸入的發(fā)電指令值，運算對構(gòu)成廢熱回收裝置的動 力渦輪23及蒸氣渦輪26的控制量（例如，動力渦輪用控制閥28及蒸氣渦輪用控制閥29 的開度）即廢熱回收裝置控制量，并將廢熱回收裝置控制量向廢熱回收裝置（動力渦輪23 及蒸氣渦輪26)輸出，由此控制廢熱回收裝置。
[0074] 另外，減法運算器73算出由電力量導(dǎo)出部71導(dǎo)出的導(dǎo)出電力量與在船舶1內(nèi)所 需的電力量（為上述的需要電力，以下，稱為"船內(nèi)電力負載"。）的差量，并將該差量作為 對柴油發(fā)電機32或軸發(fā)電機馬達42的發(fā)電指令值而向發(fā)電機控制器74輸出。
[0075] 發(fā)電機控制器74基于輸入的發(fā)電指令值，運算對柴油發(fā)電機32或軸發(fā)電機馬達 42的控制量即發(fā)電機控制量，并將發(fā)電機控制量向柴油發(fā)電機32或軸發(fā)電機馬達42輸出， 由此控制柴油發(fā)電機32或軸發(fā)電機馬達42。
[0076] 具體而言，在從減法運算器73輸出的發(fā)電指令值為0 (零）的情況下，廢熱回收裝 置生成的電力量與船內(nèi)電力負載相同，因此不需要新生成電力，從而發(fā)電機控制器74不進 行對柴油發(fā)電機32、軸發(fā)電機馬達42的控制。
[0077] 另一方面，在從減法運算器73輸出的發(fā)電指令值小于0 (零）的情況下，對于廢熱 回收裝置生成的電力量而言，不能供應(yīng)船內(nèi)電力負載，因此需要新生成電力，從而發(fā)電機控 制器74對柴油發(fā)電機32及軸發(fā)電機馬達42中的至少一方進行控制來生成電力。需要說 明的是，驅(qū)動柴油發(fā)電機32及軸發(fā)電機馬達42中的哪一方可以根據(jù)柴油發(fā)電機32及軸發(fā) 電機馬達42的額定發(fā)電量和發(fā)電控制量的大小來預(yù)先確定。
[0078] 并且，在從減法運算器73輸出的發(fā)電指令值超過0 (零）的情況下，廢熱回收裝置 生成的電力量中包含超過船內(nèi)電力負載的剩余電力，因此發(fā)電機控制器74既可以控制成 對軸發(fā)電機馬達42供給剩余電力，從而進行輔助主機發(fā)動機20的馬達運轉(zhuǎn)，也可以將剩余 電力向設(shè)于船舶1的蓄電裝置充電。
[0079] 接著，對由電力量導(dǎo)出部71執(zhí)行的電力量的導(dǎo)出進行詳細地說明。
[0080] 該第一實施方式的電力量導(dǎo)出部71使用廢熱回收裝置數(shù)學(xué)式模型來算出導(dǎo)出電 力量。
[0081] 當導(dǎo)出電力量為P，廢熱回收裝置的入口處的氣體的焓為He，廢熱回收裝置的出 口處的氣體的焓為Ho,向廢熱回收裝置供給的氣體的流量為Q，發(fā)電效率為η，且渦輪無負 載損失為P MSS時，廢熱回收裝置數(shù)學(xué)式模型由下述（1)式表示。
[0082] [數(shù)學(xué)式1]
[0083] P = {(He-Ho) XQ-Ploss} X η …（1)
[0084] 需要說明的是，在該第一實施方式中，通過將使用動力渦輪23而生成的電力量 (導(dǎo)出電力量Ρρ)和使用蒸氣渦輪26而生成的電力量（導(dǎo)出電力量Ps)相加，來求出導(dǎo)出 電力量P。
[0085] 動力渦輪23的入口處的廢氣的焓Hep使用作為參數(shù)而存儲在存儲部70中的廢氣 的組成、向電力量導(dǎo)出部71輸入的入口氣體壓力及入口氣體溫度等的值來求出。
[0086] 動力渦輪23的出口處的廢氣的焓Hop使用作為參數(shù)而存儲在存儲部70中的廢氣 的組成、向電力量導(dǎo)出部71輸入的出口氣體壓力及出口氣體溫度等的值來求出。
[0087] 需要說明的是，焓Η印、Heo既可以將各種值代入預(yù)先確定的數(shù)學(xué)式來求出，也可 以使存儲部70存儲表示對應(yīng)于廢氣的組成的焓與壓力或溫度的關(guān)系的表格，并根據(jù)該表 格求出。
[0088] 蒸氣潤輪26的入口處的蒸氣的i：含Hes及蒸氣潤輪26的出口處的蒸氣的Hos也使 用向電力量導(dǎo)出部71輸入的入口蒸氣壓力、入口蒸氣溫度、出口蒸氣壓力及出口蒸氣溫度 等的值，與洽Hep、Heo同樣地求出。
[0089] 另外，廢氣的流量Qp根據(jù)存儲在存儲部70中的動力渦輪用控制閥28的特性、入 口氣體壓力及動力渦輪用控制閥28的閥開度來求出。另一方面，蒸氣的流量Qs根據(jù)存儲 在存儲部70中的蒸氣渦輪用控制閥29的特性、入口蒸氣壓力及蒸氣渦輪用控制閥29的閥 開度來求出。
[0090] 另外，動力潤輪23的無負載損失Ppg和蒸氣潤輪26的無負載損失PsMSS作為設(shè) 計值而被導(dǎo)出，并作為參數(shù)而存儲在存儲部70中。
[0091] 而且，動力渦輪23的發(fā)電效率ηp和蒸氣渦輪26的發(fā)電效率ns作為參數(shù)而存 儲在存儲部70中。
[0092] 根據(jù)以上，動力渦輪23的導(dǎo)出電力量Pp由下述（2)式表示，蒸氣渦輪26的導(dǎo)出 電力量Ps由下述（3)式表示。
[0093] [數(shù)學(xué)式2]
[0094] Pp = {(Hep-Hop) XQp_PpL0SS} X ηρ... (2)
[0095] [數(shù)學(xué)式3]
[0096] Ps = {(Hes-Hos) X Qs_PsL0SS} X η s... (3)
[0097] 然后，該第一實施方式的電力量導(dǎo)出部71將電力量Pp和電力量Ps相加，來導(dǎo)出 廢熱回收裝置的電力量，并將其作為廢熱回收裝置的發(fā)電指令值輸出。
[0098] 如以上說明的那樣，該第一實施方式的電力管理裝置10基于動力渦輪23及蒸氣 渦輪26的入口處的氣體的物理量、動力渦輪23及蒸氣渦輪26的出口處的氣體的物理量、 與廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出由廢熱回收裝置發(fā)出的電力量，并基于導(dǎo)出的電力量 來控制廢熱回收裝置。然后，電力管理裝置10算出導(dǎo)出的導(dǎo)出電力量與船內(nèi)電力負載的差 量，并基于算出的差量來控制柴油發(fā)電機32、軸發(fā)電機馬達42。
[0099] 因此，該第一實施方式的電力管理裝置10能夠更準確地求出由船舶1所具備的廢 熱回收裝置生成的電力量。并且，電力管理裝置10基于更準確地導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電 力量來控制柴油發(fā)電機32、軸發(fā)電機馬達42,因此能夠通過廢熱回收裝置、柴油發(fā)電機32 及軸發(fā)電機馬達42進行效率良好的電力分擔。
[0100] 〔第二實施方式〕
[0101] 以下，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。
[0102] 需要說明的是，該第二實施方式的船舶1的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實施方式的船 舶1的結(jié)構(gòu)同樣，因此省略說明。
[0103] 圖3中示出該第二實施方式的電力管理裝置10的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，對于圖3 中的與圖2相同的構(gòu)成部分，標注與圖2相同的符號并省略其說明。
[0104] 該第二實施方式的電力管理裝置10具備減法運算器80、參數(shù)同定部81。
[0105] 向該第二實施方式的電力管理裝置10輸入由廢熱回收裝置實際發(fā)出的電力量的 值（以下，稱為"實際發(fā)電量"。）。
[0106] 減法運算器80算出實際發(fā)電量與從電力量導(dǎo)出部71輸出的導(dǎo)出電力量（發(fā)電指 令值）的差量，并將該差量向參數(shù)同定部81輸出。
[0107] 參數(shù)同定部81以使導(dǎo)出電力量與實際電力量之差減小的方式，來調(diào)整為了將導(dǎo) 出電力量導(dǎo)出而使用的與廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)的值，并對導(dǎo)出電力量與實際電力量一 致的參數(shù)的值進行同定。然后，將調(diào)整后的參數(shù)向電力量導(dǎo)出部71輸出。
[0108] 電力量導(dǎo)出部71被輸入調(diào)整后的參數(shù)的值時，在之后的廢熱回收裝置的發(fā)電量 的導(dǎo)出中使用調(diào)整后的參數(shù)的值。
[0109] 需要說明的是，參數(shù)同定部81對參數(shù)的值進行調(diào)整的情況是導(dǎo)出電力量與實際 電力量之差成為規(guī)定的大小以上（例如，差為5%以上）的情況。
[0110] 在該第二實施方式中，作為調(diào)整的參數(shù)的一例，對動力渦輪23的發(fā)電效率ηρ和 蒸氣渦輪26的發(fā)電效率ns的值進行調(diào)整。這是由于假定因廢熱回收裝置的時效變化而 發(fā)電效率np、ns降低，其結(jié)果是，導(dǎo)出電力量與實際電力量上產(chǎn)生差異的緣故。
[0111] 并且，參數(shù)同定部81在導(dǎo)出電力量與實際電力量之差成為規(guī)定的大小以上的情 況下，以使發(fā)電效率np、ns變小的方式進行調(diào)整，并將調(diào)整后的發(fā)電效率np、ns的值向 電力量導(dǎo)出部71輸出。
[0112] 需要說明的是，根據(jù)導(dǎo)出電力量與實際電力量之差，例如實驗性地、經(jīng)驗性地、或 通過模擬而預(yù)先決定參數(shù)的調(diào)整量。
[0113] 如以上說明的那樣，該第一實施方式的電力管理裝置10以使廢熱回收裝置的導(dǎo) 出電力量與實際電力量之差變小的方式，調(diào)整為了將導(dǎo)出電力量導(dǎo)出而使用的與廢熱回收 裝置相關(guān)的參數(shù)的值，并使用調(diào)整后的參數(shù)來導(dǎo)出廢熱回收裝置的電力量。
[0114] 因此，電力管理裝置10能夠提高導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電力量的精度。
[0115] 以上，使用上述各實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明的技術(shù)的范圍沒有限 定為上述實施方式所記載的范圍。在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)ι鲜龈鲗嵤┓绞绞?加各種變更或改良，施加了該變更或改良后的方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)的范圍內(nèi)。
[0116] 例如，在上述各實施方式中，作為廢熱回收裝置，對使用了動力渦輪23和蒸氣渦 輪26的方式進行了說明，但本發(fā)明并未限定于此，也可以為僅使用動力渦輪23及蒸氣渦輪 26中的任一方的方式。
[0117] 另外，作為廢熱回收裝置，也可以為使用混合動力增壓器的方式，該混合動力增壓 器利用搭載于主機發(fā)動機20上的排氣渦輪增壓器的渦輪動力來進行發(fā)電。在使用混合動 力增壓器作為廢熱回收裝置的方式中，基于排氣渦輪增壓器的入口處的廢氣的物理量、排 氣渦輪增壓器的出口處的廢氣的物理量、與混合動力增壓器相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出發(fā)出的電 力量。
[0118] 另外，上述記載的廢熱回收裝置數(shù)學(xué)式模型為一例，也可以將渦輪無負載損失設(shè) 為未加入P MSS的模型。
[0119] 而且，上述記載的廢熱回收裝置數(shù)學(xué)式模型也可以為如下這樣的數(shù)學(xué)式模型，即， 為了提高導(dǎo)出的廢熱回收裝置的電力量的精度，作為為了將廢熱回收裝置的電力量導(dǎo)出而 使用的參數(shù)，除了上述記載的參數(shù)以外，還使用渦輪力矩（渦輪的慣性力）等其他的參數(shù)。 例如，可以計測渦輪轉(zhuǎn)速ω，根據(jù)下述（4)、（5)式所示的運動方程式，來求出發(fā)電量。
[0120] [數(shù)學(xué)式4]
[0121]

【權(quán)利要求】
1. 一種船舶的發(fā)電控制裝置，該船舶具備廢熱回收裝置及發(fā)電機，該廢熱回收裝置回 收發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力，所述船舶的發(fā)電控制裝置具備： 導(dǎo)出機構(gòu)，其基于所述渦輪的入口處的氣體的物理量、所述渦輪的出口處的氣體的物 理量、與所述廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā)出的電力量； 算出機構(gòu)，其算出由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量與在船內(nèi)所需的電力量的差量； 第一控制機構(gòu)，其基于由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力量，來控制所述廢熱回收裝置； 第二控制機構(gòu)，其基于由所述算出機構(gòu)算出的差量，來控制所述發(fā)電機。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶的發(fā)電控制裝置，其中， 所述船舶的發(fā)電控制裝置具備調(diào)整機構(gòu)，該調(diào)整機構(gòu)以使由所述導(dǎo)出機構(gòu)導(dǎo)出的電力 量即導(dǎo)出電力量與由所述廢熱回收裝置實際發(fā)出的實際電力量之差變小的方式，調(diào)整所述 參數(shù)的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶的發(fā)電控制裝置，其中， 所述導(dǎo)出機構(gòu)通過模型，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā)出的電力量，該模型是將所述廢 熱回收裝置的入口處的氣體的焓與所述廢熱回收裝置的出口處的氣體的焓之差乘以向所 述廢熱回收裝置供給的氣體的流量及發(fā)電效率的模型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的船舶的發(fā)電控制裝置，其中， 所述氣體是從所述發(fā)動機排出的廢氣， 所述渦輪是燃氣渦輪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的船舶的發(fā)電控制裝置，其中， 所述氣體是通過所述發(fā)動機的廢熱生成的蒸氣， 所述渦輪是蒸氣渦輪。
6. -種船舶，其具備： 發(fā)電機； 廢熱回收裝置，其通過回收發(fā)動機的廢熱并向渦輪供給而生成電力； 權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的發(fā)電控制裝置。
7. -種船舶的發(fā)電控制方法，該船舶具備廢熱回收裝置及發(fā)電機，該廢熱回收裝置回 收發(fā)動機的排氣能量并使用渦輪來生成電力，所述船舶的發(fā)電控制方法包括： 基于所述渦輪的入口處的氣體的物理量、所述渦輪的出口處的氣體的物理量、與所述 廢熱回收裝置相關(guān)的參數(shù)，來導(dǎo)出所述廢熱回收裝置發(fā)出的電力量，并基于導(dǎo)出的該電力 量，來控制所述廢熱回收裝置的第一工序； 算出導(dǎo)出的電力量與在船內(nèi)所需的電力量的差量，并基于算出的差量來控制所述發(fā)電 機的第二工序。
【文檔編號】F01N5/04GK104093961SQ201280067527
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】太田裕二, 金星隆之 申請人:三菱重工業(yè)株式會社