JP2000166101A - 発電設備の系統連係保護装置 - Google Patents
発電設備の系統連係保護装置Info
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Abstract
に検知する。 【解決手段】 発電設備12と系統電源1とが連係する
系統連系システムであって、発電設備の出力周波数変化
率を求める周波数変化率検出手段32と、この周波数変
化率が正のとき発電設備の進み無効電力を増加させ、負
のとき遅れ無効電力を増加させる電圧変動基準を決定す
る電圧変動基準決定手段40と、調速機15から出力さ
れる原動機制御信号から操作量と制御方向を検出する検
出手段41と、周波数変化率の極性と制御方向の極性と
を比較し、異極性のとき電圧変動基準を大きくするよう
な補正信号を出力する電圧変動基準補正手段42と、電
圧変動基準と補正信号とを発電設備の自動電圧調整器に
印加し助長される周波数変動から単独運転を検知し、系
統から発電設備を解列させる保護手段とを設けた発電設
備の系統連系保護装置である。
Description
ステム,コージェネレーション等の自家発電設備と系統
電源とを連係する系統連系システムに利用される発電設
備の系統連系保護装置に関する。
等の自家用発電設備とを連係する系統連系システムとし
ては、図15に示すような構成となっている。
力電圧を変圧器2で降圧し、遮断器3を通して電力を供
給する上位変電所4と、この上位変電所4側から送られ
てくる電力を遮断器5を介して負荷6に供給される一般
需要家7と、前記上位変電所4の系統電源1と連系する
自家用発電設備10と、この自家用発電設備10に対す
る系統連系保護装置20とで構成されている。
し遮断器11を介して交流発電機12が連系されてい
る。交流発電機12の出力電圧の制御は、自動電圧調整
器(AVR)13にて界磁巻線14の電圧を制御するこ
とにより行い、また発電機12の出力周波数の制御は、
調速機15により交流発電機用エンジン16のエンジン
パワーを制御することにより行っている。
から発電機12の出力電流を検出し、この出力電流と発
電機12の出力電圧との関係から異常電流を検出する異
常検出回路22、この異常検出回路22の検出異常に基
づいて前記遮断器11を開放する故障トリップ回路2
3、遮断器11の出力側に設置される変流器24の出力
電流に基づいて故障トリップ回路23を動作させる過電
流継電器(OC)25などが設けられている。
源1が例えば遮断器3の開放によって遮断されたとき、
交流発電機12の出力電力と負荷6の負荷電力とのアン
バランスから、周波数や電圧が異常になることを検出す
る周波数低下継電器(UF)26、周波数上昇継電器
(OF)27、過電圧継電器(OV)28、不足電圧継
電器(UV)29を設け、これら継電器の検出信号に基
づいて故障トリップ回路23を動作させ、トリップ信号
を出力して遮断器11を開放し、遮断器3の再閉路が可
能な状態に設定する。
な系統連系システムでは、系統電源1の異常によって遮
断器3が開となったとき、交流発電機2の出力電力と負
荷6の所要電力が有効分および無効分ともにほぼ等しく
なっていると、周波数も電圧もほとんど変化しないの
で、何れの継電器25〜29も動作せず、運転を継続す
る状態となる。いわゆる発電設備の単独運転(アイラン
ディング)現象が発生し、遮断器3の再閉路を妨げるこ
とになる。
変電所4側に転送遮断システム8を設け、専用線を介し
て遮断器11を転送遮断する方法が採り入れられてい
る。この転送遮断システム8は、上位変電所4の遮断器
3が開となった信号を検出したときに遮断信号を送出
し、遮断器11を開放するシステムである。
数百キロワット程度の出力である中小容量の自家用発電
設備10にとつては、非常にコストが高ものとなり、さ
らに伝送手段や伝送経路を設置する必要から複雑化する
問題がある。
ので、高価な転送遮断システムを設けることなく、系統
連系中の自家発電設備の単独運転を、自身の自家発電設
備側で確実に検知し保護する発電設備の系統連系保護装
置を提供することにある。
統電源とが遮断器を介して連係する系統連系システムに
おいて、前記発電設備の出力周波数を検出する周波数検
出手段と、この周波数検出手段により検出される周波数
の変化率を求める周波数変化率検出手段と、この周波数
変化率検出手段により検出される周波数変化率をもと
に、当該周波数変化率が正であるとき前記発電設備の進
み無効電力を増加させ、前記周波数変化率が負であると
き遅れ無効電力を増加させるような電圧変動基準を決定
する電圧変動基準決定手段と、調速機から発電機用エン
ジンに送出する原動機制御信号から操作量と制御方向と
を検出する原動機制御信号検出手段と、前記周波数変化
率の極性と前記制御方向の極性とを比較し、異極性の場
合には前記電圧変動基準を大きくするような電圧変動基
準補正信号を出力する電圧変動基準補正手段と、前記電
圧変動基準と前記電圧変動基準補正信号とを前記発電設
備の自動電圧調整器に印加することにより生じる前記発
電設備の電圧変動に伴って助長される周波数変動を検知
し、前記遮断器にて系統から発電設備を解列させる保護
手段とを備えたものである。
により、周波数変化率検出手段が周波数検出手段で検出
される発電設備の出力周波数の変化率を求めた後、電圧
変動基準決定手段に送出する。ここで、電圧変動基準決
定手段は、周波数変化率が正であるとき前記発電設備の
進み無効電力を増加させ、前記周波数変化率が負である
とき遅れ無効電力を増加させるような電圧変動基準を決
定し自動電圧調整器に供給し、正帰還作用により周波数
変動を増大させる。
系では、速度指令に追従させるようにエンジン回転数を
制御し、電圧変動基準による周波数変動を助長させる作
用を妨げる。
る観点から、電圧変動基準補正手段は、前記周波数変化
率の極性と調速機から発電機用エンジンに送出する原動
機制御信号から取り出す制御方向の極性とを比較し、異
極性の場合には前記電圧変動基準を大きくするような電
圧変動基準補正信号を出力する。そして、電圧変動基準
と電圧変動基準補正信号とを前記発電設備の自動電圧調
整器に印加することにより生じる前記発電設備の電圧変
動に伴って助長する周波数変動を検知し、遮断器にて系
統から発電設備を解列し保護するものである。
段、周波数変化率検出手段、原動機制御信号検出手段、
電圧変動基準補正手段および保護手段の他、前記電圧変
動基準決定手段として、周波数変化率検出手段により検
出される周波数変化率をもとに、当該周波数変化率が正
であるとき前記発電設備の進み無効電力を増加させ、前
記周波数変化率が負であるとき遅れ無効電力を増加させ
る電圧変動基準を決定するために周波数変化率と電圧変
動基準との関係を複数段の関数ゲインまたは関数形状で
定義するとともに、この関数ゲインまたは関数形状を複
数段切換え可能な構成にし、さらに新たに予め複数の周
波数変化率しきい値が設定され、前記周波数変化率が各
周波数変化率しきい値を超えるごとに、前記電圧変動基
準決定手段に対して関数ゲインまたは関数形状の切換指
令を出力する電圧変動基準切換手段を設けた構成とす
る。
とにより、周波数変化率が各周波数変化率しきい値を超
えるごとに段階的に大きな電圧変動基準を与えることに
より、徐々に周波数変動を大きくし、よって確実に単独
運転を検出できる。
に新たに調速機から出力される原動機制御信号に対して
位相補償を行って原動機制御信号検出手段に送出する位
相補償手段を付加することにより、電圧変動基準に基づ
いて自動電圧調整器が発電機の電圧変動を生じさせる電
圧制御系と調速機,発電機用エンジンからなる速度制御
系において当該電圧制御系の指令値に対する遅れと当該
速度制御系の調速機に対する遅れとのずれを補償する。
て図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明に係わる系統連係保
護装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。な
お、同図において図15と同一部分には同一符号を付
し、その詳しい説明は省略する。
ける代わりに、交流発電機12の出力周波数の変化率を
検出し遮断器11を開放する機能、交流発電機12の出
力から有効電力を検出しエンジン16を制御する速度制
御機能、電圧変動,無効電力および有効電力を考慮した
電圧制御機能を設けた構成である。
ら周波数を検出する周波数検出手段31、この周波数検
出手段31の検出周波数から周波数変化率V30を検出
する周波数変化率検出手段32、この周波数変化率V3
0が予め定める設定値以上か否かを判断し、設定値以上
になったとき異常出力信号V31を故障トリップ回路2
3に送出する周波数変化率過大検出手段33を設け、こ
の故障トリップ回路23が異常出力信号V31を受けて
遮断器11にトリップ信号を送出し電路を開放する構成
となっている。
1により検出される発電機12の出力電流と発電機12
の出力電圧とから無効電力を検出する無効電力検出手段
35と、同じく変流器21により検出される発電機12
の出力電流と発電機12の出力電圧とから有効電力を検
出する有効電力検出手段36と、有効電力基準設定部3
7に設定される有効電力基準P*と有効電力検出手段3
6からの有効電力Pとを比較し、この有効電力偏差を調
速機15に与えてエンジン16の原動機制御を実施する
有効電力制御手段38とからなる速度制御機能が設けら
れている。
手段40、原動機制御信号検出手段41、電圧変動基準
補正手段42および無効電力制御手段43などが設けら
れている。
変化率検出手段32からの周波数変化率V30を受け、
周波数変化率が正(周波数が上昇中)の場合には発電機
12の出力電圧を低下させて周波数上昇を助長させ、ま
た周波数変化率が負(周波数が下降中)の場合には発電
機12の出力電圧を上昇させて周波数下降を助長させる
ような電圧変動基準ΔV*1を出力する機能をもってい
る。この周波数変化率V30と電圧変動基準ΔV*1と
の関係は図2に示すような関数で定義されている。この
関数の定義には例えば同図(a)、(b)の2つの関数
形状例がある。
機15から出力されるエンジン16の原動機制御信号C
Sを受け、当該原動機制御信号から操作量と制御方向
(トルク増方向を+極性、トルク減方向を−極性)を検
出する。図3は調速機15とエンジン16との関係を説
明する図である。すなわち、調速機15において有効電
力制御手段38からの有効電力偏差に応じて出力される
速度設定値151と速度検出値152との偏差を増幅器
153にて増幅して得られる原動機制御信号CSを取り
出し、エンジン16のアクチュエータ161に供給す
る。このアクチュエータ161は、操作弁162の開度
を操作し、原動機駆動部163に送り込む燃料等の供給
量を制御する。
変化率検出手段32で検出される周波数変化率V30の
極性と原動機制御信号検出手段41で検出される制御方
向(極性)とを比較し、異極性の場合には電圧変動基準
ΔV*1が大きくなるような電圧変動基準補正信号ΔV*
2を出力する。
準設定部44に設定される無効電力基準Q*と無効電力
検出手段35で検出された無効電力とを一致させるため
の電圧基準ΔVQ*を出力し前記自動電圧調整器13に
送出する。
部45の電圧基準V*と、無効電力制御手段43からの
電圧基準ΔVQ*と、電圧変動基準決定手段41からの
電圧変動基準ΔV*1と、電圧変動基準補正手段42か
らの電圧変動基準補正信号ΔV*2とを用いて、発電機
12の出力電圧を制御するために界磁巻線14の界磁を
調整する機能をもっている。
制御手段38、調速機15、エンジン16によって速度
制御ループを構成し、無効電力基準設定部44、無効電
力検出手段35、無効電力制御手段43によって無効電
力制御ループを構成する。また、電圧基準設定部45、
無効電力制御手段43の出力である電圧基準ΔVQ
*と、電圧変動基準決定手段41からの電圧変動基準Δ
V*1と、電圧変動基準補正手段42からの電圧変動基
準補正信号ΔV*2と、自動電圧調整器12によつて電
圧制御ループを構成する。
護装置の動作について図4ないし図7を参照して説明す
る。
力をP、無効電力をQとし、一方、負荷6が必要とする
有効電力をPL、無効電力をQLとすると、系統電源1へ
流出する有効電力ΔPおよび無効電力ΔQは次の式で表
される。
負荷6の電圧をV、周波数をfとする。
≒0に近い状態で遮断器3が開となっても、負荷6の電
圧V、周波数fはほとんど変化しないので、継電器25
〜29の何れも動作せず、自家発電設備が単独運転を継
続することになる。
くりとずれてくるので、遮断器3の再投入は事故拡大に
つながり危険な状態となり、配電系統の安定性を低下さ
せることになる。
り、一方、単独運転中の周波数fはQ=(V2ωC)−
(V2/ωL)で決まる。特に、周波数fに着目する
と、負荷6が要求する無効電力QLよりも発電機12か
ら供給される無効電力が進み方向にずれているときは、
周波数fが上昇してコンデンサCの電流icが増加し、
インダクタンス電流iLが減少して無効電力がバランス
する方向に変化する。
が負荷6の要求する無効電力QLよりも遅れ方向にずれ
ている場合、周波数fが下降してインダクタンス電流i
Lが増加し、コンデンサ電流icが減少して無効電力が
バランスする方向に変化する。
単独運転となった場合の周波数変動は、図5に示すよう
に系統遮断(to)後、周波数fが変動しながら安定点f
1,f2に接近する。f1はΔQがわずかに進みの場
合、f2はΔQがわずかに遅れの場合である。図5に示
す+Δf、−Δfは継電器25ないし29が単独運転を
検出できるレベルである。
手段31で検出した周波数f、周波数変化率検出手段3
2で検出した周波数変化率df/dtおよび電圧変動基
準決定手段40で検出した電圧変動基準ΔV*1の関係
を示す図である。
数fが図6に示すように変化する場合、df/dtはこ
れより90°位相が進んだ波形となる。よって、この図
から明らかなように、df/dt〉0の場合には周波数
が上昇中であるので、この間には電圧変動基準決定手段
40から電圧低下指令(進み無効電力指令)が出力さ
れ、周波数fがさらに上昇するように作用する。また、
df/dt〈0場合には周波数が下降中であるので、こ
の間には電圧変動基準決定手段40から電圧上昇指令
(遅れ無効電力指令)が出力され、周波数fがさらに下
降するように作用する。
周波数変動が増大する。周波数変化率過大検出手段33
は、周波数変動の増大による周波数異常や周波数変化率
過大を検出することにより、従来使用している高価な転
送遮断システムを設けることなく、単独運転を検出する
ことが可能となる。
で構成される速度制御系では、発電機電圧を制御する電
圧制御系の動作とは関係なくエンジン回転数を速度指令
に追従させるように動作し、また速度制御系には定常偏
差も存在するので、電圧変動基準ΔV*1による周波数
変動の助長を妨げる方向に作用する。
系統解列直後からスムーズに周波数を変動させることが
望ましい。一旦、十分な周波数変動が生じた後であれば
速度制御系の速度を一定にしようとする動作は構わない
が、系統解列直後では速度制御系の動作によってなかな
か周波数変動が拡大できないといった問題がある。その
ためには、電圧変動基準ΔV*1による周波数変動を助
長する作用を妨げる速度制御系の動作をキャンセルする
ことが望ましい。
波数変化率から定まる周波数変動方向と原動機制御の制
御方向とを比較し、電圧変動基準ΔV*1の働きを妨げ
る異極性となるときに補正信号を与えることにより電圧
変動基準ΔV*1の働きを妨げる要素を除去するように
補償する。このとき、原動機制御信号検出手段41は、
原動機制御の制御方向の情報を電圧変動基準補正手段4
2に与えることになる。
段32、電圧変動基準決定手段40、原動機制御信号検
出手段41および電圧変動基準補正手段42を設けるこ
とにより、単独運転時での図5に示す周波数変動特性を
図7に示す周波数変動特性に拡大することが可能とな
り、周波数異常や周波数変化率異常を検出でき、迅速、
かつ、確実に自家発電設備の単独運転を検出できる。
数変化率df/dtを検出し、df/dt〉0の場合に
は電圧変動基準決定手段40から電圧低下指令を得、d
f/dt〈0場合には電圧上昇指令を得、さらに速度制
御系の動作を考慮して先の電圧低下指令または電圧上昇
指令を補正し、この補正された電圧変動基準を自動電圧
調整器13に与えて発電機12の出力電圧を変化させる
ことにより、周波数変動を拡大でき、単独運転を迅速、
かつ、確実に検出できる。 (第2の実施の形態)図8は本発明に係わる系統連系保
護装置の他の実施の形態を示すブロック構成図である。
なお、同図において図1と同一部分には同一符号を付
し、その詳しい説明は省略する。
相補償手段50を設けたことにある。
ついて説明する。図1の構成においては、電圧変動基準
決定手段40が周波数変化率から電圧変動基準を決定
し、また電圧変動基準補正手段42が電動機制御信号検
出手段41にて検出される原動機制御の情報に基づいて
電圧変動基準の補正信号を取り出す。そして、補正され
た電圧変動基準に従って電圧変動を起こすことにより周
波数変動を助長させ、単独運転を判定する。この点は本
実施の形態も同じである。
電圧調整器13に入力して発電機電圧を変動させること
で周波数変動が生じるのは、発電機電圧変動に伴う負荷
電力変動がエンジン16に対して負荷トルクの変動とし
て影響を与えることにより生ずると解釈できる。しか
し、電圧制御系は、電圧低下指令または電圧上昇指令に
対する応答遅れがある。そのため、補正された電圧変動
基準を自動電圧調整器13に入力した後に負荷トルクの
変動が生じるまでの間に遅れが生じる。
速度制御系においても、調速機15からの制御信号に対
応してエンジントルクが変動するまでには遅れがある。
1の実施の形態の構成,つまり電圧変動基準補正手段4
2を用いて電圧変動基準の補正を効果的に行うことがで
きる。
は別々に設計されることが常であり、両者の遅れが同程
度になるとは限らない。その結果、電圧変動基準の補正
が効果的になされるとは限らない。
指令値に対する遅れと速度制御系の調速機15からの制
御信号に対する遅れとのずれを補償するために、位相補
償手段50を設けたものである。
成図である。
表現する伝達関数であって、図1の構成要素で言えば交
流発電機12、界磁巻線14および自動電圧調整器13
からなる電圧制御系の応答を表現しており、時定数Ta
の一時遅れで代表的に表現されている。52は原動機制
御信号に対するエンジントルクの応答を表現する伝達関
数であって、図3の構成要素で言えば原動機制御信号C
Sに対するアクチュエータ161、操作弁162および
電動機駆動部163によるエンジントルクの応答を表現
しており、時定数Tbの一時遅れで代表的に表現されて
いる。
遅れのずれを補償するために、例えば(1+Ta・S)
/(1+Tb・S)で構成することができる。53はト
ルク変動による速度変動を表現する伝達関数であって、
図1の構成要素で言えば交流発電機12とエンジン16
の回転体から決まる慣性定数Mとに従うトルク変動に対
する速度変動の応答を表すものである。
ば、電圧変動基準補正手段42の入力側に位相補償手段
50を設け、電圧制御系の指令値に対する遅れと速度制
御系の調速機からの制御信号に対する遅れとのずれを補
償する要素で構成することにより、両者の遅れのずれを
補償でき、電圧変動基準を適切に補正することができ、
ひいては第1の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる。すなわち、発電機12の出力電圧を変化させる
ことにより、周波数変動を拡大し容易に単独運転を検出
できる。 (第3の実施の形態)図10は本発明に係わる系統連系
保護システムのさらに他の実施の形態を示す構成図であ
る。なお、同図において図1と同一部分には同一符号を
付し、その詳しい説明は省略し、以下,図1と異なる部
分について説明する。
に応じて電圧変動基準を徐々に大きくし、周波数変動を
迅速に拡大する実施例である。
は、周波数変化率検出手段32から周波数変化率V30
を受けて電圧変動基準ΔV*1を出力するが、このとき
周波数変化率が正(周波数が上昇中)の場合には発電機
12の出力電圧を低下させて周波数上昇を助長させ、一
方,周波数変化率が負(周波数が下降中)の場合には発
電機12の出力電圧を上昇させて周波数下降を助長させ
るような電圧変動基準ΔV*1を出力する。このこと
は、第1の実施の形態と同じである。
は、電圧変動が大きくなると周波数変動も大きくなる。
よって、単独運転であるか系統連系中であるかを判定さ
せるためには、単独運転に陥ったときに十分な周波数変
動を招く電圧変動を与える必要がある。しかし、連系中
に大きな電圧変動指令を与えることは系統に擾乱を招く
ことが懸念される。
に悪影響を与えないレベルの小さな電圧変動基準ΔV*
1を与えておく。その後、最初の電圧変動基準ΔV*1
の働きにより周波数変化率が予め設定するしきい値を超
えたとき、比較的大きな電圧変動基準ΔV*1を与え
る。この影響を受けて、さらに周波数変化率が予め定め
る次のしきい値を超えたとき、さらに大きな電圧変動基
準ΔV*1を与える。このような繰り返しを何回か実施
すれば、単独運転らしさを確認しながら電圧変動基準Δ
V*1による作用を段階的に大きくすれば、系統への影
響を無くすことができる。以下、このような手法を多段
階検出の手法と呼ぶ。
現する本実施の形態としては、新たに予め複数の周波数
変化率しきい値を設定し、周波数変化率検出手段32で
検出される周波数変化率が各しきい値を超える毎に電圧
変動基準決定手段40に対して切換指令を出力する電圧
変動基準切変手段56と、多段階検出の進行に合わせて
電圧変動基準補正信号ΔV*2による補正を停止するス
イッチ手段57とを設けた構成とする。
は、周波数変化率検出手段32で検出される周波数変化
率をもとに、周波数変化率が正であるとき発電設備の進
み無効電力を増加(出力電圧を低下)させ、周波数変化
率が負であるときに遅れ無効電力を増加(出力電圧を上
昇)させる電圧変動基準を決定するために、周波数変化
率と電圧変動基準との関係を関数で定義するとともに、
関数のゲインまたは関数の形状を複数段で切換え可能と
し、前記電圧変動基準切変手段56からの切換指令に応
じて切り換える構成とする。図11は、電圧変動基準を
決定する関数の一例を示すイメージ図である。この図か
ら明らかなように、関数が複数段用意され、さらにリミ
ットレベルが設けられている。
び電圧変動基準補正手段42は、第1の実施の形態と同
じであるが、周波数変化率の拡大がある程度進行する
と、電圧変動基準補正信号ΔV*2がなくても、多段階
検出の手法において十分な電圧変動基準ΔV*1が得ら
れる。そこで、多段階検出の進行に合わせて、スイッチ
手段57により、電圧変動基準補正信号ΔV*2による
補正を停止させる構成としている。
ば、多段階検出の手法により連系中には系統に与える影
響を少なくし、単独運転時には周波数変動を迅速に拡大
する動作に加え、電圧変動基準切変手段56が予め複数
のしきい値をもち、周波数変化率が各しきい値を超える
ごとに切換指令を出力し、電圧変動基準決定手段40に
て、その切換指令に基づいて関数のゲインまたは関数の
形状をもつ大きな電圧変動基準に切り換えて出力するの
で、単独運転時に図5に示す周波数変動特性から図7に
示す周波数変動特性に拡大するので、周波数異常や周波
数変化率異常を検出でき、迅速、かつ、確実に自家発電
設備の単独運転を検出できる。 (第4の実施の形態)図12は本発明に係わる系統連系
保護装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。
なお、同図において図1および図12と同一部分には同
一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
に新たに位相補償手段50(図12参照)を付加したも
のである。
態で述べたように、多段階検出の手法を採用し、電圧変
動基準決定手段40にて周波数変化率をもとに決定され
た電圧変動基準ΔV*1と電圧変動基準補正手段42に
て決定された電圧変動基準補正信号ΔV*2とによって
電圧変動を起こすことにより、周波数変動を助長し、こ
の助長された周波数変動に基づいて単独運転を判定する
ことは同じである。
第2の実施の形態で述べたように、位相補償手段50を
設け、電圧制御系の指令値に対する遅れと速度制御系の
調速機からの制御信号に対する遅れとのずれを補償し、
電圧変動基準補正信号ΔV*2を効果的に作用させるも
のである。
ば、第2の実施の形態と同様の効果の他、多段階検出の
手法により連系中には系統に与える影響を少なくし、単
独運転時には周波数変動を迅速に拡大する動作に加え、
電圧変動基準切換手段56が予め複数のしきい値をも
ち、周波数変化率が各しきい値を超えるごとに切換指令
を出力し、電圧変動基準決定手段40にて、その切換指
令に基づいて関数のゲインまたは関数の形状をもつ大き
な電圧変動基準に切り換えて出力するので、単独運転時
に図5に示す周波数変動特性から図7に示す周波数変動
特性に拡大するので、周波数異常や周波数変化率異常を
検出でき、迅速、かつ、確実に自家発電設備の単独運転
を検出できる。 (第5の実施の形態)この実施の形態は、原動機制御信
号検出手段41による原動機制御信号の取得手段を改良
したものである。
から出力されるエンジン16の原動機制御信号CSから
操作量と制御方向とを検出するものであるが、この検出
方法としては、図13に示すように周波数変化率検出手
段32における周波数変化率の検出と同期させたサンプ
リングタイミングにより原動機制御信号を読み込み、サ
ンプリングタイミング間の原動機制御信号の変化量から
決定するように構成する。
31〜33、40〜42等はマイクロコンピュータを用
いて所要の処理を実行するが、そのうち周波数の検出手
段として例えば電圧瞬時波形のゼロクロス区間の時間の
逆数をとることによって周波数を求める。さらに、マイ
クロコンピュータを用いて、ゼロクロスのタイミングを
サンプリングタイミングとして捉え、先に求めた周波数
とサンプリング間の時間から周波数変化率、さらに電圧
変動基準ΔV*1を求めることが可能である。
V*1を求める場合、原動機制御信号検出手段41とし
てマイクロコンピュータを用いることにより、サンプリ
ングタイミングにより原動機制御信号CSを読み取り、
サンプリングタイミング間の原動機制御信号の変化量か
ら操作量および制御方向(極性)を検出する。
ば、マイクロコンピュータを用いて、電圧瞬時波形のゼ
ロクロス時間の逆数をとつて周波数を求めるが、この周
波数とサンプリング間の時間から周波数変化率および電
圧変動基準ΔV*1を検出するが、このとき原動機制御
信号検出手段41は周波数変化率ないし電圧変動基準Δ
V*1の検出と同期したタイミングで原動機制御信号ひ
いては電圧変動基準補正信号ΔV*2を得ることがで
き、よって、容易、かつ、的確に電圧変動基準を補正す
ることにより発電機12の出力電圧を変化でき、周波数
変動を拡大して容易に単独運転を検出できる。 (第6の実施の形態)この実施の形態は、電圧変動基準
補正手段42から出力する補正信号ΔV*2の制限に関
する例である。
出力する補正信号ΔV*2としては、例えば図14に示
すように原動機制御信号検出手段41により検出された
操作量に応じて徐々に大きくなる補正信号ΔV*2を出
力するが、操作量がある所定値以上となったとき、一定
の補正信号ΔV*2を出力する構成とする。
は、図14に示すように原動機制御の操作量と補正信号
との関係を定義し、電圧変動基準による周波数変動を妨
げる量が多いときには補正信号を大きくする。一方、補
正信号が大きくなると、連系中に電圧変動基準が必要以
上に大きくなり、無効電力変動も大きくなる。
めに、図14に示すように原動機制御の操作量と補正信
号との定義に基づき補正信号を制限する。
ば、制限をもたせた電圧変動基準補正信号を用いること
により、系統の無効電力変動を抑制しながら発電機12
の出力電圧を変化させて周波数変動を拡大でき、ひいて
は単独運転を容易に検出できる。
価な転送遮断システムを設けることなく、系統連系中の
自家発電設備の単独運転を自身の自家発電設備側で確実
に検知でき、この単独運転を検知できれば系統から迅速
に発電設備を解列し保護することができる。
の第1の実施の形態を示すブロック構成図。
する図。
成を示す図。
を説明する図。
る図。
と電圧変動基準との関係を説明する図。
の第2の実施の形態を示すブロック構成図。
置の第3の実施の形態を示すブロック構成図。
す図。
置の第4の実施の形態を示すブロック構成図。
5の実施の形態を説明するための図であって、特に原動
機制御信号検出手段を説明するための各信号の関係特性
図。
6の実施の形態を説明するための図であって、特に電圧
変動基準補整手段の補正信号の出力制限を説明する図。
Claims (5)
- 【請求項1】 発電設備と系統電源とが遮断器を介して
連係する系統連系システムにおいて、 前記発電設備の出力周波数を検出する周波数検出手段
と、 この周波数検出手段により検出される周波数の変化率を
求める周波数変化率検出手段と、 この周波数変化率検出手段により検出される周波数変化
率をもとに、当該周波数変化率が正であるとき前記発電
設備の進み無効電力を増加させ、前記周波数変化率が負
であるとき遅れ無効電力を増加させるような電圧変動基
準を決定する電圧変動基準決定手段と、 調速機から発電機用エンジンに送出する原動機制御信号
から操作量と制御方向とを検出する原動機制御信号検出
手段と、 前記周波数変化率の極性と前記制御方向の極性とを比較
し、異極性の場合には前記電圧変動基準を大きくするよ
うな電圧変動基準補正信号を出力する電圧変動基準補正
手段と、 前記電圧変動基準と前記電圧変動基準補正信号とを前記
発電設備の自動電圧調整器に印加することにより生じる
前記発電設備の電圧変動に伴って助長される周波数変動
を検知し、前記遮断器にて系統から前記発電設備を解列
させる保護手段とを備えたことを特徴とする発電設備の
系統連系保護装置。 - 【請求項2】 発電設備と系統電源とが遮断器を介して
連係する系統連系システムにおいて、 前記発電設備の出力周波数を検出する周波数検出手段
と、 この周波数検出手段により検出される周波数の変化率を
求める周波数変化率検出手段と、 この周波数変化率検出手段により検出される周波数変化
率をもとに、当該周波数変化率が正であるとき前記発電
設備の進み無効電力を増加させ、前記周波数変化率が負
であるとき遅れ無効電力を増加させる電圧変動基準を決
定するために周波数変化率と電圧変動基準との関係を複
数段の関数で定義するとともに、これら複数段の関数を
切換え可能とした電圧変動基準決定手段と、 予め複数の周波数変化率しきい値が設定され、前記周波
数変化率が各周波数変化率しきい値を超えるごとに、前
記電圧変動基準決定手段に対して関数の切換指令を出力
する電圧変動基準切換手段と、 調速機から発電機用エンジンに送出する原動機制御信号
から操作量と制御方向とを検出する原動機制御信号検出
手段と、 前記周波数変化率の極性と前記制御方向の極性とを比較
し、異極性の場合には前記電圧変動基準を大きくするよ
うな電圧変動基準補正信号を出力する電圧変動基準補正
手段と、 前記電圧変動基準と前記電圧変動基準補正信号とを前記
発電設備の自動電圧調整器に印加することにより生じる
前記発電設備の電圧変動に伴って助長される周波数変動
を検知し、前記遮断器にて系統から前記発電設備を解列
させる保護手段とを備えたことを特徴とする発電設備の
系統連系保護装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載する発電
設備の系統連系保護装置において、 前記調速機から出力される原動機制御信号に対して位相
補償を行って前記原動機制御信号検出手段に送出する位
相補償手段を設けたことを特徴とする発電設備の系統連
系保護装置。 - 【請求項4】 前記原動機制御信号検出手段による原動
機制御信号の操作量および制御方向は、前記周波数変化
率検出手段から出力される周波数変化率の検出と同期し
たサンプリングタイミングで原動機制御信号を読み取
り、サンプリングタイミング間の当該原動機制御信号の
変化量から検出することを特徴とする請求項1ないし請
求項3の何れか1つに記載の発電設備の系統連系保護装
置。 - 【請求項5】 前記電圧変動基準補正手段から出力する
電圧変動基準補正信号は、前記電動機制御信号検出手段
により検出される操作量に応じて大きくし、かつ、前記
操作量が予め定める値以上となったとき一定の値に制限
することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか
1つに記載の発電設備の系統連系保護装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33448398A JP3634645B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 発電設備の系統連係保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33448398A JP3634645B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 発電設備の系統連係保護装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000166101A true JP2000166101A (ja) | 2000-06-16 |
JP3634645B2 JP3634645B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=18277908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33448398A Expired - Lifetime JP3634645B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 発電設備の系統連係保護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3634645B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015180122A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | オムロン株式会社 | 制御装置、電力変換装置、電源システム、プログラム、および制御方法 |
JP2015180123A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | オムロン株式会社 | 制御装置、電力変換装置、電源システム、プログラム、および制御方法 |
CN117856267A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-09 | 上海融和元储能源有限公司 | 一种从数据源头抗扰优化处理的孤网***控制策略及*** |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP33448398A patent/JP3634645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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