JP2014124048A5 - - Google Patents
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Description
この発明は、異なる電力系統間で電力融通を行う電力融通装置に係り、例えば小規模電力系統網内での計画外の電源脱落等の異常発生時に、この小規模電力系統網の周波数を維持しながら速やかに大規模電力系統に接続できる電力融通装置に関するものである。 The present invention relates to a power interchange apparatus that performs power interchange between different power systems, and maintains the frequency of the small-scale power system network when an abnormality such as unplanned power loss occurs in the small-scale power system network, for example. The present invention relates to a power interchange apparatus that can be quickly connected to a large-scale power system.
近年、出力が不安定な太陽光発電、風力発電等の自然エネルギーを含む再生可能エネルギーの活用手段として、地域レベルで電力を維持し、送電系統の負担を軽減できる、例えば、マイクログリッド、スマートグリッド等の小規模電力系統網（以下、小規模系統網という。）が検討されている。この小規模系統網は、時々刻々と変化する太陽光発電、風力発電や負荷変動に追従可能な発電設備を有し、小規模系統網全体の電力品質（周波数、電圧）を維持するためにこれらの設備の需給制御を行っている。そして、この小規模系統網を常時大規模電力系統（以下、大規模系統という。）に連系し、需給制御により潮流を一定に維持する方式が一般的に取られている。 In recent years, as a means of utilizing renewable energy including natural energy such as solar power generation and wind power generation whose output is unstable, it is possible to maintain electric power at the local level and reduce the burden on the power transmission system. For example, micro grid, smart grid And other small-scale power grids (hereinafter referred to as small-scale grids) are being studied. This small-scale grid has power generation facilities that can follow the ever-changing photovoltaic power generation, wind power generation and load fluctuations, and these are necessary to maintain the power quality (frequency, voltage) of the entire small-scale grid. Supply and demand control of the equipment. In general, a system in which this small-scale network is always connected to a large-scale power system (hereinafter referred to as a large-scale system) and the power flow is kept constant by supply and demand control is generally used.
このような電力融通装置として、従来、例えば特開昭５９−１２７５３１号公報（特許文献１）に開示されているように、異なる２つの電力系統間の電力潮流量を制御するものがある。この特許文献１に開示された電力融通装置は、一方の商用電源をサイクロコンバータの使用により電圧と周波数を変換し、この電源を再度、サイクロコンバータを使用して別系統の商用電源に戻すものであって、図１３に示すように常時接続の電力融通専用で、エネルギー蓄積用のフライホイールを備えた同期機をそれぞれのサイクロコンバータの間に挿入した装置となっている。 As such a power interchange apparatus, there is a conventional apparatus for controlling the power flow between two different power systems as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-127531 (Patent Document 1). The power interchange device disclosed in Patent Document 1 converts the voltage and frequency of one commercial power supply by using a cycloconverter, and returns this power supply to another commercial power supply using the cycloconverter again. Thus, as shown in FIG. 13, a synchronous machine equipped with a flywheel for storing energy and dedicated to always-on power interchange is inserted between each cycloconverter.
図１３は、特許文献１に開示された電力融通装置を示している。この図１３において、符号Ａは商用周波数の第１の電力系統を示し、符号Ｂは商用周波数の第２の電力系統を示している。第１の電力系統Ａには三相主変圧器１００Ａの一次側が接続され、同様に、第２の電力系統Ｂには三相主変圧器１００Ｂの一次側が接続されている。また、三相主変圧器１００Ａ、１００Ｂの二次側には、ＵＶ相、ＶＷ相、ＷＵ相の各線間ごとに、それぞれサイクロコンバータ１０１Ａ、１０１Ｂが接続されている。そして、サイクロコンバータ１０１Ａと１０１Ｂの間には三相高周波を電源とした同期機１０２が接続され、同期機１０２の回転軸９には機械的にフライホイール７０が接続されている。なお、一般的に、サイクロコンバータは高い周波数の交流電源を入力として、半導体スイッチング素子を使用して波形の選択を行い、低い周波数の交流電源へ変換する動作をするが、ここで使用されるサイクロコンバータ１０１Ａ、１０１Ｂは、上記一般のサイクロコンバータの入力と出力の関係が逆となっている。 FIG. 13 shows a power interchange device disclosed in Patent Document 1. In FIG. 13, a symbol A indicates a first power system having a commercial frequency, and a symbol B indicates a second power system having a commercial frequency. The primary side of the three-phase main transformer 100A is connected to the first power system A, and similarly, the primary side of the three-phase main transformer 100B is connected to the second power system B. In addition, cycloconverters 101A and 101B are connected to the secondary side of the three-phase main transformers 100A and 100B for each line of the UV phase, the VW phase, and the WU phase, respectively. A synchronous machine 102 using a three-phase high frequency as a power source is connected between the cycloconverters 101A and 101B, and a flywheel 70 is mechanically connected to the rotary shaft 9 of the synchronous machine 102. In general, a cycloconverter uses a high-frequency AC power supply as an input, selects a waveform using a semiconductor switching element, and converts it to a low-frequency AC power supply. In the converters 101A and 101B, the relationship between the input and output of the general cycloconverter is reversed.
特許文献１に開示された従来の電力融通装置は、上記のようにサイクロコンバータ１０１Ａ、１０１Ｂの入力側は低い周波数の交流電源に接続され、また、出力側は高い周波数の交流電源に接続となっている。つまり、同期機１０２に接続される高い周波数の三相高周波電圧１０３Ａ、１０３Ｂを、低い周波数（商用周波数）の単相交流電圧１０４Ａ、１０４Ｂへ変換する構成となっている。ここで、三相高周波電圧１０３Ａ、１０３Ｂの周波数はそれぞれの系統周波数の１０倍程度となっている。 In the conventional power interchange device disclosed in Patent Document 1, the input side of the cycloconverters 101A and 101B is connected to a low frequency AC power source as described above, and the output side is connected to a high frequency AC power source. ing. That is, the high-frequency three-phase high-frequency voltages 103A and 103B connected to the synchronous machine 102 are converted into the low-frequency (commercial frequency) single-phase AC voltages 104A and 104B. Here, the frequencies of the three-phase high-frequency voltages 103A and 103B are about 10 times the respective system frequencies.
このサイクロコンバータシステムは２組となっており、第１のシステムは第１の電力系統Ａに、また、第２のシステムは第２の電力系統Ｂに連系され、第１の電力系統Ａ側から第２の電力系統Ｂ側、あるいは第２の電力系統Ｂ側から第１の電力系統Ａ側への電力融通を行う装置となっている。なお、同期機１０２は三相高周波電圧１０３Ａ、１０３Ｂに同期して回転しており、フライホイール７０は、電力融通において融通される側の急峻な電力要求に対応して設けられている。 This cycloconverter system is composed of two sets, the first system is connected to the first power system A, the second system is connected to the second power system B, and the first power system A side. To the second power system B side or the second power system B side to the first power system A side. The synchronous machine 102 rotates in synchronization with the three-phase high-frequency voltages 103A and 103B, and the flywheel 70 is provided in response to a steep power demand on the side to be accommodated in power accommodation.
上記従来の電力融通装置は、常時接続の電力融通専用の装置であり、常時は双方の系統の影響を受け、融通電力容量相当の変換器が２組と、他方の系統の影響を緩和するため回転機で構成されるフライホイールを設ける複雑かつ高価な装置となっていた。また、上記のように半導体を用いた電力変換器で構成されており、短時間の過負荷も許容できないという問題もあった。 The conventional power interchange device is a device that is always connected and dedicated to power interchange, and is always affected by both systems, and two sets of converters corresponding to the interchangeable power capacity and the effect of the other system are alleviated. It was a complicated and expensive device provided with a flywheel composed of a rotating machine. Further, as described above, the power converter using a semiconductor is used, and there is a problem that a short-time overload cannot be allowed.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、常時は双方の系統を分離した状態で、一方の系統で電圧、無効電力を調整する調相設備として運用し、供給可能電力が負荷電力を下回って電力融通を受ける必要がある時に、常時は接続されていない他方の系統に連系し、決められた電力融通が可能な電力融通装置を得ることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be operated and supplied as a phase-adjusting facility that adjusts the voltage and reactive power in one of the systems in a state where both systems are separated at all times. in which power is when there is a need to receive power interchange below the load power always is interconnection to the system of the other that is not connected, and an object thereof is determined power interchange get power interchange device capable is there.
この発明に係る電力融通装置は、
第１の電力系統に接続され、電動機及び発電機として動作する第１の回転機と、上記第１の回転機と同一の回転軸で回転すると共に、第２の電力系統に接続されて電動機及び発電機として動作する第２の回転機と、上記第１及び第２の回転機を可変速機として動作させる制御装置と、を備え、
常時は上記第１の回転機を上記第１の電力系統に接続すると共に、上記第２の回転機を上記第２の電力系統から切離し、上記第１の回転機を上記第１の電力系統の電圧、無効電力を調整する調相手段として運用し、上記第１の電力系統の需給状況により、上記第２の回転機を上記第２の電力系統に接続して上記第１の電力系統と上記第２の電力系統間での電力の授受を行うことを特徴とする
The power interchange apparatus according to the present invention is:
Is connected to a first power system, and the first rotating machine operating as a motor and a generator, the while rotating the first rotating machine and the same rotary shaft, the electric motor is connected to a second power grid and A second rotating machine that operates as a generator, and a control device that operates the first and second rotating machines as a variable speed machine,
Normally, the first rotating machine is connected to the first power system, the second rotating machine is disconnected from the second power system, and the first rotating machine is connected to the first power system. It operates as a phase adjusting means for adjusting voltage and reactive power, and the second rotating machine is connected to the second power system according to the supply and demand situation of the first power system, and the first power system and the above Transferring power between the second power grids
この発明に係る電力融通装置によれば、常時は双方の系統を分離した状態で、一方の系統で電圧、無効電力を調整する調相設備として運用し、供給可能電力が負荷電力を下回って電力融通を受ける必要がある時に、常時は接続されていない他方の系統に連系し、決められた電力融通が可能となる。 According to the power interchange device according to the present invention, the two systems are normally separated and operated as a phase-adjusting facility that adjusts the voltage and reactive power in one system, and the power that can be supplied is less than the load power. When it is necessary to receive the accommodation, it is connected to the other system which is not connected at all times, and the determined electricity accommodation becomes possible.
以下、この発明に係る電力融通装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この発明を小規模系統網と大規模系統間の電力融通に適用した場合について説明するが、小規模系統網と大規模系統間の電力融通に限定されるものでなく、任意の第１の電力系統と第２の電力系統間の電力融通に適用できるものである。 Embodiments of a power interchange apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although the case where this invention is applied to the power interchange between a small-scale system network and a large-scale system is demonstrated, it is not limited to the power interchange between a small-scale system network and a large-scale system, Arbitrary 1st This is applicable to power interchange between the second power system and the second power system.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電力融通装置を説明する図である。図１において、符号Ａは小規模系統網を示し、符号Ｂは大規模系統を示している。ここで、小規模系統網Ａ（以下、系統Ａという。）に接続される装置構成と、大規模系統Ｂ（以下、系統Ｂという。）に接続される装置構成は同様であり、系統Ａに接続される装置にはそれぞれの符号に「Ａ」を、また、系統Ｂに接続される装置にはそれぞれの符号に「Ｂ」を付して図示している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, symbol A indicates a small-scale network, and symbol B indicates a large-scale system. Here, the device configuration connected to the small-scale system network A (hereinafter referred to as system A) is the same as the device configuration connected to the large-scale system B (hereinafter referred to as system B). The devices to be connected are indicated by “A”, and the devices connected to the system B are indicated by “B”.
系統Ａには主遮断器１Ａ、昇圧変圧器２Ａが接続され、系統Ｂには主遮断器１Ｂ、昇圧変圧器２Ｂが接続されている。昇圧変圧器２Ａ，２Ｂは、系統Ａ，Ｂに接続される装置電圧を系統電圧に昇圧する昇圧変圧器であり、可変速発電電動機３Ａ，３Ｂを系統に併入する同期遮断器４Ａ，４Ｂを経由して可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの固定子にそれぞれ接続されている。 A main circuit breaker 1A and a step-up transformer 2A are connected to the system A, and a main circuit breaker 1B and a step-up transformer 2B are connected to the system B. The step-up transformers 2A and 2B are step-up transformers that step up the device voltage connected to the systems A and B to the system voltage, and include the synchronous circuit breakers 4A and 4B that incorporate the variable speed generator motors 3A and 3B into the system. The variable speed generator motors 3A and 3B are connected to the stators via the vias, respectively.
二次励磁装置５Ａ，５Ｂには、主回路として昇圧変圧器２Ａ，２Ｂの二次側で分岐し、励磁遮断器６Ａ，６Ｂと二次励磁変圧器７Ａ，７Ｂを経由してその入力端子に三相交流が入力される。二次励磁装置５Ａ，５Ｂでこの三相交流を電源として、周波数可変の三相交流電圧を発生し、可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの回転子を交流励磁する。なお、符号８Ａ，８Ｂは可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの停止時から起動を行う起動用固定子短絡開閉器を示している。 The secondary excitation devices 5A and 5B branch to the secondary side of the step-up transformers 2A and 2B as a main circuit, and are connected to the input terminals via the excitation breakers 6A and 6B and the secondary excitation transformers 7A and 7B. Three-phase alternating current is input. The secondary excitation devices 5A and 5B use the three-phase alternating current as a power source to generate a variable-frequency three-phase alternating voltage, and the rotors of the variable speed generator motors 3A and 3B are alternatingly excited. Reference numerals 8A and 8B denote starting stator short-circuit switches that start from the time when the variable speed generator motors 3A and 3B are stopped.
可変速発電電動機３Ａは、可変速発電電動機３Ｂと回転軸９で機械的に繋がっており、系統Ａ側の装置は系統Ａに、系統Ｂ側の装置は系統Ｂにそれぞれ接続され、それぞれ可変速システムを構成している。ここで、二次励磁装置５Ａ，５Ｂの主回路変換器としては、交流／直流／交流のように一度直流を介する変換装置でも、交流から交流に直接変換する変換装置でもよい。 The variable speed generator / motor 3A is mechanically connected to the variable speed generator / motor 3B by a rotating shaft 9. The system A side device is connected to the system A, and the system B side device is connected to the system B, respectively. The system is configured. Here, the main circuit converter of the secondary excitation devices 5A and 5B may be a converter that uses DC once, such as AC / DC / AC, or a converter that directly converts AC to AC.
符号１０は系統Ａ全体の監視や需給制御、系統Ｂの状態監視等を行う上位制御装置を示し、起動停止、装置の運転モード、制御指令値を運転制御装置１１に発信し、運転制御装置１１では電力融通装置全体の監視、起動停止、遮断器のシーケンス制御と制御モードの調整を行う。 Reference numeral 10 denotes a host control device that performs monitoring of the entire system A, supply and demand control, status monitoring of the system B, etc., and transmits start / stop, operation mode of the device, and control command value to the operation control device 11. Then, the entire power interchange device is monitored, started and stopped, circuit breaker sequence control, and control mode adjustment.
昇圧変圧器２Ａ，２Ｂの二次側には電圧検出用トランス１２Ａ，１２Ｂが接続されると共に、可変速システムとしての電流検出用トランス１３Ａ，１３Ｂが接続されている。また、可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの回転子に、該回転子の状態である回転子位相θｒ、回転数Ｎを検出するセンサ１４Ａ，１４Ｂが取り付けられている。センサ１４Ａ，１４Ｂとして、具体的にはレゾルバ、エンコーダ等が用いられる。 Voltage detection transformers 12A and 12B are connected to secondary sides of the step-up transformers 2A and 2B, and current detection transformers 13A and 13B as a variable speed system are connected. Further, sensors 14A and 14B for detecting the rotor phase θr and the rotation speed N, which are the states of the rotor, are attached to the rotors of the variable speed generator motors 3A and 3B. Specifically, a resolver, an encoder, or the like is used as the sensors 14A and 14B.
符号１５Ａ，１５Ｂは、励磁制御装置を示し、該励磁制御装置１５Ａ，１５Ｂは、二次励磁装置５Ａ，５Ｂにｄ軸電流指令値ｉｄ*及びｑ軸電流指令値ｉｑ*の指令値を与え、可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの回転数、出力電圧、有効電力、無効電力等を該指令値に安定に制御するものであり、以下にて構成されている。
即ち、励磁制御装置１５Ａ，１５Ｂは、有効電力検出器１６Ａ，１６Ｂ、無効電力検出器１７Ａ，１７Ｂ、電圧検出器１８Ａ，１８Ｂ、回転数制御部１９Ａ，１９Ｂ、有効電力制御部２０Ａ，２０Ｂ、無効電力制御部２１Ａ，２１Ｂ、電圧制御部２２Ａ，２２Ｂ、ｑ軸信号選択部２３Ａ，２３Ｂ、ｄ軸信号選択部２４Ａ，２４Ｂを備えている。
ここでＡ側励磁制御装置１５Ａにおけるｑ軸制御について、電力制御を行う場合にはｑ軸信号選択部２３Ａで有効電力制御部２０Ａ側を選択、回転数制御を行う場合は同じく回転数制御部１９Ａ側を選択する。また、ｄ軸制御について、無効電力制御を行う場合にはｄ軸信号選択部２４Ａで無効電力制御部２１Ａ側を選択、電圧制御を行う場合は同じく電圧制御部２２Ａ側を選択する。
Reference numerals 15A and 15B denote excitation control devices. The excitation control devices 15A and 15B give the command values of the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * to the secondary excitation devices 5A and 5B, The rotational speed, output voltage, active power, reactive power, and the like of the variable speed generator motors 3A and 3B are stably controlled to the command values, and are configured as follows.
That is, the excitation control devices 15A and 15B include active power detectors 16A and 16B, reactive power detectors 17A and 17B, voltage detectors 18A and 18B, rotation speed control units 19A and 19B, active power control units 20A and 20B, and invalidity. Power control units 21A and 21B, voltage control units 22A and 22B, q-axis signal selection units 23A and 23B, and d-axis signal selection units 24A and 24B are provided.
Here, regarding q-axis control in the A-side excitation control device 15A, when performing power control, the q-axis signal selection unit 23A selects the active power control unit 20A side, and when performing rotation speed control, similarly the rotation speed control section 19A. Select the side. For d-axis control, the reactive power control unit 21A is selected by the d-axis signal selection unit 24A when reactive power control is performed, and the voltage control unit 22A side is selected when performing voltage control .
回転数制御部１９Ａ，１９Ｂは、回転数指令値Ｎ*と回転数検出器２５Ａ，２５Ｂから出力されるセンサ１４Ａ，１４Ｂによる検出値のフィードバック信号Ｎとを入力として、また、有効電力制御部２０Ａ，２０Ｂ、無効電力制御部２１Ａ，２１Ｂ、電圧制御部２２Ａ，２２Ｂは、有効電力検出器１６Ａ，１６Ｂ、無効電力検出器１７Ａ，１７Ｂ、電圧検出器１８Ａ，１８Ｂに対するそれぞれの指令値Ｐｇ*，Ｑｇ*，Ｖｇ*とそれぞれの検出値のフィードバック信号とを入力として、偏差演算、ＰＩＤ制御関数等により構成される。 The rotational speed control units 19A and 19B receive the rotational speed command value N * and the feedback signal N detected by the sensors 14A and 14B output from the rotational speed detectors 25A and 25B as inputs, and the active power control unit 20A. , 20B, reactive power control units 21A, 21B, and voltage control units 22A, 22B are active power detectors 16A, 16B, reactive power detectors 17A, 17B, and command values Pg * , Qg for voltage detectors 18A, 18B, respectively. * , Vg * and the feedback signal of each detected value are input, and it is configured by deviation calculation, PID control function, and the like.
また、ｑ軸信号選択部２３Ａ，２３Ｂは、運転制御装置１１からの指令により、二次励磁装置５Ａ，５Ｂに対するｑ軸電流指令値ｉｑ*となる回転数制御部１９Ａ，１９Ｂや有効電力制御部２０Ａ，２０Ｂの出力を選択し、ｄ軸信号選択部２４Ａ，２４Ｂは、運転制御装置１１からの指令により、二次励磁装置５Ａ，５Ｂに対するｄ軸電流指令値ｉｄ*となる無効電力制御部２１Ａ，２１Ｂや電圧制御部２２Ａ，２２Ｂの出力を選択する。なお、回転機として可変速発電電動機３Ａ，３Ｂを用いた制御装置の場合、通常、有効電力、無効電力、電圧、可変速幅（許容できるすべり周波数幅）逸脱防止等の許容できる運転範囲で運転を行うための制限機能が設けられているが、ここでは説明を省略している。 Further, the q-axis signal selection units 23A and 23B are, based on commands from the operation control device 11, rotation speed control units 19A and 19B and active power control units that become q-axis current command values iq * for the secondary excitation devices 5A and 5B. The outputs of 20A and 20B are selected, and the d-axis signal selection units 24A and 24B are reactive power control units 21A that become d-axis current command values id * for the secondary excitation devices 5A and 5B according to commands from the operation control device 11. , 21B and the outputs of the voltage control units 22A, 22B are selected. In the case of a control device using variable speed generator motors 3A and 3B as a rotating machine, operation is normally performed within an allowable operating range such as active power, reactive power, voltage, variable speed width (allowable slip frequency width) deviation prevention, etc. However, the description is omitted here.
実施の形態１に係る電力融通装置は上記のように構成されており、次にその動作について説明する。図１に示す主遮断器１Ａ，１Ｂ、同期遮断器４Ａ，４Ｂ、励磁遮断器６Ａ，６Ｂが全て開の停止状態から、系統Ａ側の可変速システムを調相設備として運用するには、例えば次のステップで行うことができる。 The power interchange apparatus according to Embodiment 1 is configured as described above, and the operation thereof will be described next. In order to operate the variable speed system on the system A side as the phase adjusting equipment from the stop state in which the main circuit breakers 1A and 1B, the synchronous circuit breakers 4A and 4B, and the excitation circuit breakers 6A and 6B shown in FIG. It can be done in the next step.
（１）起動用固定子短絡開閉器８Ａを閉として、昇圧変圧器２Ａの主遮断器１Ａを投入すると共に、二次励磁装置５Ａの励磁遮断器６Ａを投入する。
（２）その後、二次励磁装置５Ａを起動して可変速発電電動機３Ａの回転子を交流励磁すると、回転子に回転磁界が発生する。この回転磁界により固定子に電磁力及びトルクが発生し、回転子が回転を始める。
（３）可変速発電電動機３Ａの回転子の交流二次励磁周波数が、回転子同期速度より高めの回転数を得る周波数に到達した時点で、二次励磁装置５Ａの励磁を停止させ、その後、起動用固定子短絡開閉器８Ａを開放する。
(1) The starting stator short circuit switch 8A is closed, the main circuit breaker 1A of the step-up transformer 2A is turned on, and the excitation breaker 6A of the secondary excitation device 5A is turned on.
(2) After that, when the secondary excitation device 5A is activated and the rotor of the variable speed generator-motor 3A is AC-excited, a rotating magnetic field is generated in the rotor. This rotating magnetic field generates electromagnetic force and torque in the stator, and the rotor starts to rotate.
(3) When the AC secondary excitation frequency of the rotor of the variable speed generator-motor 3A reaches a frequency at which a rotational speed higher than the rotor synchronization speed is obtained, the excitation of the secondary excitation device 5A is stopped, and then The starting stator short circuit switch 8A is opened.
（４）その後、再度、二次励磁装置５Ａを起動させる。固定子開放により、可変速発電電動機３Ａの回転数は徐々に低下するが、二次励磁装置５Ａから回転速度と同期速度の差の交流磁界を加えることで、可変速発電電動機３Ａの固定子電圧位相を系統Ａに同期させ、一致したところで同期遮断器４Ａを投入する。
（５）系統Ａ側の可変速システムを調相設備として運用する時、可変速発電電動機３Ａの回転数を維持するためｑ軸制御は、運転制御装置１１より励磁制御装置１５Ａのｑ軸信号選択部２３Ａに回転数制御部１９Ａを選択する信号が与えられる。
具体的には、回転数指令値Ｎ*に定格回転数を設定し、回転軸９に直結されたセンサ１４Ａの信号を基に回転数検出器２５Ａにより回転数信号とする。この信号は回転数制御部１９Ａにフィードバックされ、回転数指令値Ｎ*との偏差がＰＩＤ制御関数部に入り、二次励磁装置５Ａへのｑ軸電流指令値ｉｑ*信号となる。二次励磁装置５Ａがｑ軸電流をｑ軸電流指令値ｉｑ*信号に制御することにより、可変速発電電動機３Ａの入力電力が変化し、回転数が指令値Ｎ*になるように調整される。
(4) Thereafter, the secondary excitation device 5A is activated again. The rotational speed of the variable speed generator-motor 3A gradually decreases by opening the stator, but the stator voltage of the variable-speed generator motor 3A is applied by applying an alternating magnetic field that is the difference between the rotational speed and the synchronous speed from the secondary excitation device 5A. The phase is synchronized with the system A, and the synchronous circuit breaker 4A is turned on at the coincidence.
(5) When the variable speed system on the system A side is operated as the phase adjusting equipment, the q axis control is selected from the operation control device 11 by the q control of the excitation control device 15A in order to maintain the rotation speed of the variable speed generator motor 3A. A signal for selecting the rotation speed control unit 19A is given to the unit 23A.
Specifically, the rated rotational speed is set to the rotational speed command value N * , and the rotational speed signal is obtained by the rotational speed detector 25A based on the signal of the sensor 14A directly connected to the rotating shaft 9. This signal is fed back to the rotational speed control unit 19A, and the deviation from the rotational speed command value N * enters the PID control function unit to become a q-axis current command value iq * signal to the secondary excitation device 5A. When the secondary excitation device 5A controls the q-axis current to the q-axis current command value iq * signal, the input power of the variable speed generator-motor 3A changes and the rotational speed is adjusted to the command value N *. .
（６）また、ここでは調相設備としての運用でありｄ軸制御は、系統Ａの状況に応じて、上位制御装置１０から運転制御装置１１を介して励磁制御装置１５Ａのｄ軸信号選択部２４Ａに電圧制御部２２Ａあるいは無効電力制御部２１Ａを選択する信号が与えられる。電圧制御選択時は、電圧制御部２２Ａにより電圧検出器１８Ａでの検出値のフィードバック信号と上位制御装置１０からの電圧指令値Ｖｇ*との偏差信号が、また、無効電力制御選択時は、無効電力制御部２１Ａにより無効電力検出器１７Ａでの検出値のフィードバック信号と上位制御装置１０からの無効電力指令値Ｑｇ*との偏差信号がそれぞれのＰＩＤ制御機能を介し、二次励磁装置５Ａへｄ軸電流指令値ｉｄ*の制御信号として与えられる。 (6) In addition, here, the operation is as a phase adjusting facility, and the d-axis control is performed by the d-axis signal selection unit of the excitation control device 15A via the operation control device 11 from the host control device 10 according to the situation of the system A. A signal for selecting the voltage control unit 22A or the reactive power control unit 21A is given to 24A. When voltage control is selected, the deviation signal between the feedback signal of the detection value from the voltage detector 18A and the voltage command value Vg * from the host controller 10 is selected by the voltage control unit 22A, and is invalid when reactive power control is selected. The deviation signal between the feedback signal of the detected value from the reactive power detector 17A and the reactive power command value Qg * from the host controller 10 is supplied to the secondary excitation device 5A via the respective PID control functions by the power controller 21A. It is given as a control signal for the shaft current command value id * .
以上のように、系統Ａ側の可変速システムは調相設備として運用が可能となる。この状態での系統Ｂ側の可変速システムは、系統Ａ側の可変速システムの可変速発電電動機３Ａと同一軸に取り付けられている可変速発電電動機３Ｂが回転しているものの、主遮断器１Ｂ、同期遮断器４Ｂ、励磁遮断器６Ｂは開放状態であって、系統Ｂから切離されており、二次励磁装置５Ｂも停止状態である。 As described above, the variable speed system on the system A side can be operated as a phase adjusting facility. The variable speed system on the system B side in this state is the main circuit breaker 1B, although the variable speed generator motor 3B attached to the same shaft as the variable speed generator motor 3A of the variable speed system on the system A side is rotating. The synchronous circuit breaker 4B and the excitation circuit breaker 6B are open, disconnected from the system B, and the secondary excitation device 5B is also stopped.
次に、系統Ａによる供給可能電力が負荷電力より小さくなった場合の動作について説明する。系統Ａでは複数の制御可能な発電設備が存在し、上位制御装置１０の需給制御により系統Ａの電力品質は維持されているとする。 Next, the operation when the power that can be supplied by the system A becomes smaller than the load power will be described. It is assumed that a plurality of controllable power generation facilities exist in the system A, and the power quality of the system A is maintained by the supply and demand control of the host controller 10.
系統Ａ側の電力供給可能電力が負荷電力より小さくなった場合、供給電力不足により系統Ａでの周波数低下等の現象が発生する。この状況を上位制御装置１０あるいは運転制御装置１１に設けられた後述の連系開始条件検出手段で検出し、系統Ｂ側の可変速システムを系統Ｂに接続する。 When the power supplyable power on the system A side becomes smaller than the load power, a phenomenon such as a frequency drop in the system A occurs due to insufficient supply power. This situation is detected by an after-mentioned interconnection start condition detecting means provided in the host control device 10 or the operation control device 11, and the variable speed system on the system B side is connected to the system B.
連系開始条件検出手段である連系開始条件検出回路の一例を図２に示す。図２おいて、連系開始条件検出回路３０は、上位制御装置１０で監視している系統Ａの供給可能な発電電力合計ＰＧと負荷電力合計ＰＬの差（ＰＧ−ＰＬ）を演算部３１で演算し、その信号を信号比較器３２に入力する。信号比較器３２には判定値ＰＯを設定する。信号比較器３２に入力される発電電力合計ＰＧと負荷電力合計ＰＬの差（ＰＧ−ＰＬ）が判定値ＰＯを下回ると信号比較器３２は動作し、その出力がオンディレイタイマー３３に入力される。オンディレイタイマー３３により誤動作防止のための時限を持たせ、フリップフロップ３４のセット側を動作させＱを出力し、起動インタロック信号とＡＮＤロジック３５を組んで、系統Ｂ側の可変速システム起動信号３６を出力する。この連系開始条件検出回路３０が上位制御装置１０に設けられている場合は、運転制御装置１１を介して系統Ｂ側の可変速システムに与えられる。なお、発電電力合計ＰＧ、負荷電力合計ＰＬはその時点の実値でも予測値でも良い。 An example of a connection start condition detection circuit which is a connection start condition detection means is shown in FIG. In FIG. 2, the interconnection start condition detection circuit 30 calculates the difference (P G −P L ) between the total generated power P G that can be supplied by the grid A and the total load power P L monitored by the host controller 10. The calculation unit 31 calculates and inputs the signal to the signal comparator 32. A determination value PO is set in the signal comparator 32. Signal comparator 32 the difference between the generated power sum P G and load power sum P L that is input to the (P G -P L) falls below the determination value P O when the signal comparator 32 operates, its output on-delay timer 33. The on-delay timer 33 provides a time limit for preventing malfunction, operates the set side of the flip-flop 34, outputs Q, and combines the start interlock signal and the AND logic 35 to form the variable speed system start signal on the system B side. 36 is output. When this interconnection start condition detection circuit 30 is provided in the host control device 10, it is given to the variable speed system on the system B side via the operation control device 11. The generated power total P G and the load power total P L may be actual values or predicted values at that time.
可変速発電電動機３Ｂは上記のように回転しているため、主遮断器１Ｂと励磁遮断器６Ｂを閉にして二次励磁装置５Ｂを起動し、可変速発電電動機３Ｂの固定子に電圧を発生させる。系統Ｂと回転子回転数とのすべり周波数相当の励磁周波数とすることで周波数を、また、ｄ軸制御，ｑ軸制御により電圧及び位相を、それぞれ系統Ｂと一致するように制御し、同期遮断器４Ｂを投入すれば系統Ｂへの連系が完了となる。 Since the variable speed generator-motor 3B rotates as described above, the main circuit breaker 1B and the excitation circuit breaker 6B are closed to activate the secondary exciter 5B, and a voltage is generated in the stator of the variable-speed generator motor 3B. Let The excitation frequency corresponding to the slip frequency between system B and the rotor speed is set to the frequency, and the voltage and phase are controlled to coincide with system B by d-axis control and q-axis control. If the device 4B is turned on, the connection to the system B is completed.
系統Ｂ側の可変速システムが系統Ｂに連系された後は、融通する側の電力を一定とするため系統Ｂ側の可変速システムは、運転制御装置１１によりｑ軸信号選択部２３Ｂに対し、有効電力制御部２０Ｂを選択する選択指令が与えられる。電力指令値Ｐｇ*は、上位制御装置１０の需給制御より電力融通装置の損失等を加味し、融通必要な電力値が与えられる。これにより融通する側の電力を一定に制御できる。 After the variable speed system on the system B side is connected to the system B, the variable speed system on the system B side uses the operation control device 11 to connect the q-axis signal selection unit 23B to keep the power on the accommodative side constant. A selection command for selecting the active power control unit 20B is given. The power command value Pg * is given a power value necessary for accommodation by taking into account the loss of the power accommodation device from the supply and demand control of the host controller 10. As a result, the power on the accommodating side can be controlled to be constant.
ｄ軸制御については、上位制御装置１０あるいは運転制御装置１１により電圧制御部２２Ｂまたは無効電力制御部２１Ｂが選択される。一般的には大規模系統である系統Ｂに接続される場合は、系統Ｂ側の可変速システムが過大な無効電力を供給あるいは吸収するのを防止するため、無効電力指令値Ｑｇ*＝０の無効電力制御が選択される。 For the d-axis control, the host controller 10 or the operation controller 11 selects the voltage controller 22B or the reactive power controller 21B. In general, when connected to the system B, which is a large-scale system, the reactive power command value Qg * = 0 is set in order to prevent the variable speed system on the system B side from supplying or absorbing excessive reactive power. Reactive power control is selected.
以上説明のように、実施の形態１に係る電力融通装置は、常時は系統Ａ側の可変速システムを系統Ａの電圧、無効電力を調整する調相設備として運転し、系統Ａの供給電力不足を検出することにより系統Ｂ側の可変速システムを起動して、系統Ｂ側から系統Ａ側に対して電力融通を行うことができる。 As described above, the power interchange apparatus according to the first embodiment always operates the variable speed system on the system A side as a phase adjusting facility that adjusts the voltage and reactive power of the system A, and the power supply of the system A is insufficient. By detecting this, the variable speed system on the system B side can be started, and power interchange can be performed from the system B side to the system A side.
なお、上記では系統Ｂへの接続条件を、系統Ａの発電電力合計ＰＧと負荷電力合計ＰＬの差（ＰＧ−ＰＬ）で検出する場合を例として説明したが、発電機停止信号や系統周波数の変動、可変速発電電動機３Ａの回転数の変動による検出であってもよい。また、二次励磁装置５Ａ，５Ｂ内の主回路にパワエレ変換器を使用することにより、高速制御が可能であり、起動時間も短時間で電力融通が可能となる。 In the above description, the connection condition to the system B is described as an example of detecting the difference between the total generated power PG of the system A and the total load power PL (PG-PL). It may be detected by fluctuation or fluctuation of the rotation speed of the variable speed generator-motor 3A. Further, by using a power electronics converter for the main circuit in the secondary excitation devices 5A and 5B, high-speed control is possible, and power interchange is possible with a short start-up time.
更に、実施の形態１では回転子位置検出をセンサ１４Ａ，１４Ｂで行う場合について説明したが、同じ回転軸９で繋げているため、一方のセンサのみを使用してもよい。また、系統Ｂ側の可変速システムの連系開始判断について、上記では回路ロジックによる連系開始条件検出回路３０を用いた場合を例として説明したが、ソフトウェアで構成しても同様の効果を得ることができる。 Furthermore, although the case where the rotor position detection is performed by the sensors 14A and 14B has been described in the first embodiment, since the same rotation shaft 9 is used, only one sensor may be used. Further, in the above description, the connection start determination of the variable speed system on the system B side has been described by way of example using the connection start condition detection circuit 30 based on circuit logic. be able to.
また、上記においては、系統Ｂ側から系統Ａ側に電力融通する場合について説明したが、系統Ａ側から系統Ｂ側へ電力融通する場合についても同様である。 In the above description, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side has been described, but the same applies to the case where power is interchanged from the system A side to the system B side.
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る電力融通装置について説明する。実施の形態１では、常時は系統Ａ側の可変速システムを系統Ａの電圧、無効電力を調整する調相設備として運転し、系統Ａによる供給可能電力が負荷電力より小さくなった場合、系統Ｂ側から系統Ａ側へ電力融通する場合について説明したが、実施の形態２では、系統Ａ側の可変速システムを系統Ｂ側の可変速システムに接続するまでの切替え期間、回転エネルギーを利用して電力が不足する系統Ａの周波数低下を抑制するようにしたものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, when the variable speed system on the system A side is normally operated as a phase adjusting equipment for adjusting the voltage and reactive power of the system A, and the power that can be supplied by the system A becomes smaller than the load power, the system B In the second embodiment, power is exchanged from the side to the system A side. However, in the second embodiment, a switching period until the variable speed system on the system A side is connected to the variable speed system on the system B side, using rotational energy. It is intended to suppress the frequency drop of the grid A where power is insufficient.
図３は、実施の形態２に係る電力融通装置を説明する図である。図３において、符号４０Ａ，４０Ｂはそれぞれ励磁制御装置１５Ａ，１５Ｂに設けられた周波数検出部である。なお、その他の構成は図１と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, reference numerals 40A and 40B denote frequency detectors provided in the excitation control devices 15A and 15B, respectively. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted by giving the same reference numerals.
実施の形態２は、励磁制御装置１５Ａに周波数検出部４０Ａを設けると共に、図４に一例を示すように、系統Ａの周波数変化時に周波数制御を行う周波数制御部４１ａの制御部を励磁制御装置１５Ａ、ロジック部を上位制御装置１０あるいは運転制御装置１１に設けたものである。なお、若干応答は遅くなるが周波数制御部４１ａ全てを上位制御装置１０あるいは運転制御装置１１に設けてもよい。即ち、周波数検出部４０Ａにより系統Ａの周波数ｆを検出し、周波数制御部４１ａにて制御して、回転数指令値Ｎ*を補正するようにしたもので、系統Ａが電力融通を受ける系統Ｂに接続されるまでの切替え期間、回転エネルギーを利用して電力が不足する系統Ａの周波数低下を抑制する。従って、この周波数制御部４１ａは、可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの回転エネルギーの放出、吸収を制御する制御手段として機能する。なお、図４において、符号４２は周波数偏差値取得部、符号４３はＰＩＤ制御関数部、符号４４はＮＯＴロジック、符号４５はＡＮＤロジック、符号４６はＡＮＤロジッ４５の出力に基づいて動作するスイッチ、符号４７は加算部、符号４８は補正後の回転数指令値Ｎ*を示している。 In the second embodiment, a frequency detection unit 40A is provided in the excitation control device 15A, and the control unit of the frequency control unit 41a that performs frequency control when the frequency of the system A changes as shown in FIG. The logic unit is provided in the host control device 10 or the operation control device 11. Although the response is slightly delayed, the entire frequency control unit 41a may be provided in the host control device 10 or the operation control device 11. That is, the frequency f of the system A is detected by the frequency detection unit 40A and is controlled by the frequency control unit 41a to correct the rotation speed command value N *. During the switching period until the power is connected to the power supply, the frequency reduction of the system A where power is insufficient is suppressed by using rotational energy. Accordingly, the frequency control unit 41a functions as a control unit that controls the release and absorption of the rotational energy of the variable speed generator-motors 3A and 3B. In FIG. 4, reference numeral 42 is a frequency deviation value acquisition unit, reference numeral 43 is a PID control function unit, reference numeral 44 is NOT logic, reference numeral 45 is AND logic, reference numeral 46 is a switch that operates based on the output of the AND logic 45, Reference numeral 47 denotes an adding unit, and reference numeral 48 denotes a corrected rotation speed command value N * .
即ち、系統Ｂ側の可変速システム起動信号３６（図２参照）により、図４に示すように系統Ａ側の可変速システムの回転数指令値Ｎ*に対し、ＰＩＤ制御関数部４３において周波数偏差値取得部４２で取得した基準周波数ｆ*と系統Ａの周波数ｆの偏差値（ｆ*−ｆ）をＰＩＤ制御関数部４３に入れ、この出力信号を加算部４７で加算して回転数指令値を低下させ、可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを放出させることにより可変速発電電動機３Ａより系統Ａに電力を供給し周波数低下を抑制する。なお、系統Ｂ側も可変速システム構成としているため、この制御により回転数が変化しても問題なく系統Ａに同期させて接続できる。 That is, the frequency deviation in the PID control function unit 43 with respect to the rotational speed command value N * of the variable speed system on the system A side by the variable speed system activation signal 36 (see FIG. 2) on the system B side as shown in FIG. The deviation value (f * −f) between the reference frequency f * acquired by the value acquisition unit 42 and the frequency f of the system A is input to the PID control function unit 43, and this output signal is added by the addition unit 47 to obtain the rotational speed command value. Is reduced, and the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A is released to supply power to the system A from the variable-speed generator motor 3A, thereby suppressing a decrease in frequency. Since the system B side also has a variable speed system configuration, it can be connected to the system A without any problem even if the rotation speed is changed by this control.
以上のように、実施の形態２に係る電力融通装置によれば、可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを放出させ、電力融通開始までの周波数変動を減らすことになるため、系統Ａ側の負荷に対する影響を少なくする効果がある。 As described above, according to the power accommodation device according to the second embodiment, the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A is released, and the frequency fluctuation until the start of power accommodation is reduced. There is an effect to reduce the influence.
なお、上記においては、系統Ｂ側から系統Ａ側に電力融通する場合について説明したが、系統Ａ側から系統Ｂ側へ電力融通する場合についても同様である。 In the above description, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side has been described, but the same applies to the case where power is interchanged from the system A side to the system B side.
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る電力融通装置について説明する。実施の形態２では、可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを放出させ、系統Ａを系統Ｂに接続して電力融通を開始するまでの期間、系統Ｂ側の可変速システム起動信号３６を利用して系統Ａの周波数低下を抑制する実施の形態について説明したが、実施の形態３は、可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを活用した電力平滑設備として運用できる電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 3 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the second embodiment, the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A is released, and during the period from when the system A is connected to the system B to start power interchange, the variable speed system activation signal 36 on the system B side is used. Although the embodiment that suppresses the frequency drop of the system A has been described, the third embodiment describes a power accommodation device that can be operated as a power smoothing facility that uses the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A.
図５は、実施の形態３に係る電力融通装置を説明する図である。図５において、符号４１ｂは励磁制御装置１５Ａに設けられた周波数制御部を示している。この周波数制御部４１ｂでは、系統Ｂ側の可変速システム停止信号と電力平滑制御使用信号を入力とするＡＮＤロジック４９、系統Ｂ側の可変速システム連系信号と電力平滑制御使用信号を入力とするＡＮＤロジック５０、連系開始条件成立信号とＡＮＤロジック５０の出力信号を入力とする第１のＯＲロジック５１、ＡＮＤロジック４９の出力と第１のＯＲロジック５１の出力を入力としてスイッチ４６を動作させる第２のＯＲロジック５４が含まれる。また、符号５５はＰＩＤ制御関数部４３の出力の上限値及び下限値を制限するリミッタであり、ＡＮＤロジック４９が成立すれば符号５２で示す許容すべり周波数−裕度の値がＬＭＴ値となり、第１のＯＲロジック５１が成立すれば符号５３で示す許容すべり周波数の値がＬＭＴ値となる。
なお、その他の構成は実施の形態２と同様であり、説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the power interchange apparatus according to the third embodiment. In FIG. 5, the code | symbol 41b has shown the frequency control part provided in 15 A of excitation control apparatuses. In this frequency control unit 41b, an AND logic 49 that receives the variable speed system stop signal and power smoothing control use signal on the system B side, and a variable speed system interconnection signal and power smoothing control use signal on the system B side are input. The AND logic 50, the first OR logic 51 that receives the connection start condition establishment signal and the output signal of the AND logic 50 as inputs, the output of the AND logic 49 and the output of the first OR logic 51 as inputs, and the switch 46 is operated. Second OR logic 54 is included. Reference numeral 55 denotes a limiter that limits the upper limit value and lower limit value of the output of the PID control function unit 43. If the AND logic 49 is established , the allowable slip frequency-tolerance value indicated by reference numeral 52 becomes the LMT value . If 1 OR logic 51 is established , the allowable slip frequency value indicated by reference numeral 53 becomes the LMT value.
Other configurations are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
上記のように構成された周波数制御部４１ｂの出力、即ち、スイッチ４６からの出力と回転数指令値Ｎ*が加算部４７で加算され、補正後の回転数指令値Ｎ*４８が形成される。 The output of the frequency control unit 41b configured as described above, that is, the output from the switch 46 and the rotational speed command value N * are added by the adding unit 47 to form a corrected rotational speed command value N * 48. .
実施の形態３に係る電力融通装置は、上記のように構成された周波数制御部４１ｂを常時は±（許容すべり周波数−裕度）の範囲で回転数指令値Ｎ*を補正可能として、回転エネルギーを放出・吸収することで可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを活用した電力平滑設備として運用する。また、系統Ｂへの連系前及び連系状態においては、通常より範囲を広げ、±（許容すべり周波数）の範囲で回転数指令値Ｎ*を補正可能とする。よって、常時の電力平滑化で可変速発電電動機３Ａの回転数が（許容すべり周波数−裕度）のリミット値となっていても、連系前及び連系状態ではさらに（許容すべり周波数）までエネルギーを使用して電力平滑化できる。このように、系統Ａの電力平滑化を実現でき、系統Ａの電力品質を向上させる効果がある。また、系統Ｂに連系している場合は、系統Ｂ側の可変速システムを同様の制御とすることで、系統Ｂの電力平滑化を図ることも可能である。 In the power accommodation apparatus according to Embodiment 3, the frequency control unit 41b configured as described above can always correct the rotational speed command value N * within a range of ± (allowable slip frequency−tolerance), so that the rotational energy Is used as a power smoothing facility that utilizes the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A. In addition, before the connection to the system B and in the connection state, the range is expanded more than usual, and the rotational speed command value N * can be corrected within a range of ± (allowable slip frequency). Therefore, even if the rotational speed of the variable speed generator-motor 3A is a limit value of (allowable slip frequency-tolerance) due to normal power smoothing, the energy is further increased to (allowable slip frequency) before and in the connected state. Can be used to smooth the power. Thus, the power smoothing of the system A can be realized, and the power quality of the system A is improved. Further, when connected to the system B, the power smoothing of the system B can be achieved by setting the variable speed system on the system B side to the same control.
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る電力融通装置について説明する。実施の形態３では可変速発電電動機３Ａの回転エネルギーを電力平滑の目的で活用する場合について説明したが、実施の形態４は、系統事故等により発生する電力動揺（系統全体の加速、減速）を速やかに収束させることができる電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 4 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the third embodiment, the case where the rotational energy of the variable speed generator-motor 3A is used for the purpose of power smoothing has been described. However, the fourth embodiment is based on power fluctuations (acceleration and deceleration of the entire system) caused by a grid fault or the like. The power interchange apparatus that can be quickly converged will be described.
図６は、実施の形態４に係る電力融通装置を説明する図である。図６において、符号６０は制御位相部を示し、この制御位相部６０は、系統Ａの周波数変化を実施の形態２あるいは実施の形態３で説明したＰＩＤ制御関数部４３の代わりに用いたもので、ゲイン、不完全微分、進み遅れ関数等の関数で構成される。そして、制御位相部６０を介した信号を加算部４７において回転数指令値Ｎ*に加算し、回転数制御部６１に出力してｑ軸電流指令値ｉｑ*を変化させ、適切なタイミングで回転エネルギーの放出、吸収を行うようにしたものである。即ち、制御位相部６０は、系統全体が減速している時は回転エネルギーを放出して減速を抑制、系統全体が加速されている時は回転エネルギーとして吸収し加速を抑制で回転エネルギーの放出、吸収を行わせる抑制手段として機能する。なお、周波数偏差値取得部４２と制御位相部６０により、周波数制御部４１ｃを構成している。その他の構成は実施の形態２あるいは実施の形態３と同様であり、説明を省略する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a power interchange apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 6, reference numeral 60 denotes a control phase unit, and this control phase unit 60 uses the frequency change of the system A in place of the PID control function unit 43 described in the second or third embodiment. , Gain, incomplete differentiation, and lead / lag function. Then, the signal via the control phase unit 60 is added to the rotational speed command value N * by the adding unit 47 and output to the rotational speed control unit 61 to change the q-axis current command value iq * and rotate at an appropriate timing. It is designed to release and absorb energy. That is, when the entire system is decelerating, the control phase unit 60 releases rotational energy to suppress deceleration, and when the entire system is accelerated, absorbs it as rotational energy and suppresses acceleration to release rotational energy. It functions as a suppression means for causing absorption. The frequency deviation value acquisition unit 42 and the control phase unit 60 constitute a frequency control unit 41c. Other configurations are the same as those in the second embodiment or the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
実施の形態４に係る電力融通装置は、上記のように構成された制御位相部６０を備えたことにより、系統Ａにおける系統事故等により発生する電力動揺（系統全体の加速、減速）を速やかに収束させることができ、系統の安定性を向上させる効果がある。なお、この制御は、系統Ｂ側の可変速システムを系統Ｂに連系し電力融通を行っている場合でも有効である。また、系統Ｂに連系している場合は、系統Ｂ側の可変速システムを同様の制御とすることで、系統Ｂの安定化を図ることも可能である。また、上記においては、系統Ｂ側から系統Ａ側に電力融通する場合について説明したが、系統Ａ側から系統Ｂ側へ電力融通する場合についても同様である。 The power interchange apparatus according to the fourth embodiment includes the control phase unit 60 configured as described above, so that power fluctuations (acceleration and deceleration of the entire system) that occur due to a system fault or the like in the system A can be promptly performed. It can be converged and has the effect of improving the stability of the system. Note that this control is effective even when the variable speed system on the system B side is connected to the system B for power interchange. Further, when connected to the system B, it is possible to stabilize the system B by setting the variable speed system on the system B side to the same control. In the above description, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side has been described, but the same applies to the case where power is interchanged from the system A side to the system B side.
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る電力融通装置について説明する。実施の形態１から実施の形態４では、小規模系統網を系統Ａ、大規模系統を系統Ｂとして、系統Ｂ側から系統Ａ側へ電力融通する場合について説明したが、実施の形態５は、双方向への電力融通を可能とする電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 5 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described. In the first to fourth embodiments, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side with the small-scale system network as the system A and the large-scale system as the system B has been described. A power interchange apparatus that enables bidirectional power interchange will be described.
図７は、実施の形態５に係る電力融通装置を説明する図である。図７において、符号６５は制御選択機能部を示し、この制御選択機能部６５を運転制御装置１１に設けることにより、系統Ｂが電力を必要とする場合には、系統Ｂからの要求で同様な起動、連系制御により電力融通できる。即ち、ＡＮＤロジック６６は、系統Ｂ側からの融通要求信号と系統Ｂへの併入完了信号のＡＮＤ条件により、系統Ａ側の可変速システムに電力制御選択信号６７を出力し、系統Ｂ側の可変速システムに回転数制御選択信号６８を出力する。つまり、電力融通する方向が変化し、系統Ａ側の可変速システムが融通する側、系統Ｂ側の可変速システムが融通を受ける側となるため、図７に示す制御選択機能部６５の付加機能により、系統Ａ側の可変速システムのｑ軸制御として電力制御、系統Ｂ側の可変速システムのｑ軸制御として回転数制御を選択し、電力融通する側の電力を一定とすることができる。なお、その他の構成は、実施の形態１から４と同様であり、説明を省略する。 FIG. 7 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to the fifth embodiment. In FIG. 7, reference numeral 65 denotes a control selection function unit. When the control selection function unit 65 is provided in the operation control device 11, when the system B requires power, the same applies to a request from the system B. Power can be accommodated by start-up and interconnection control. That is, the AND logic 66 outputs the power control selection signal 67 to the variable speed system on the system A side according to the AND condition of the interchange request signal from the system B side and the parallel completion signal to the system B, and The rotational speed control selection signal 68 is output to the variable speed system. That is, the direction in which power is interchanged changes, and the variable speed system on the system A side becomes the side where the variable speed system is accommodated, and the variable speed system on the system B side becomes the side on which the accommodation is accommodated. Thus, the power control can be selected as the q-axis control of the variable speed system on the system A side, and the rotation speed control can be selected as the q-axis control of the variable speed system on the system B side, and the power on the power interchange side can be made constant. Other configurations are the same as those in the first to fourth embodiments, and a description thereof will be omitted.
実施の形態５に係る電力融通装置は、上記のように構成された制御選択機能部６５を備え、この制御選択機能部６５が可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの制御モードを切替えることにより、双方の電力系統が通常時にある程度の電力供給余裕を有している規模の場合、事故等で緊急融通が必要なった時に効果がある。なお、融通を受ける側の電力一定制御での運用が許容される場合は、逆が選択される。 The power accommodation apparatus according to the fifth embodiment includes the control selection function unit 65 configured as described above. When the control selection function unit 65 switches the control mode of the variable speed generator motors 3A and 3B, When the power system has a certain amount of power supply margin during normal times, it is effective when emergency accommodation becomes necessary due to an accident or the like. Note that the reverse is selected when operation with constant power control on the receiving side is allowed.
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る電力融通装置について説明する。実施の形態１から実施の形態５では、２台の可変速発電電動機３Ａ，３Ｂの回転軸９に回転子のみが機械的に繋がっている実施の形態について説明したが、実施の形態６は、回転軸９にフライホイールを設け、回転体において蓄積できる回転エネルギーを増加させる電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 6 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described. In the first to fifth embodiments, the embodiment in which only the rotor is mechanically connected to the rotary shaft 9 of the two variable speed generator motors 3A and 3B has been described. A power accommodation apparatus will be described in which a flywheel is provided on the rotating shaft 9 to increase the rotational energy that can be accumulated in the rotating body.
図８は、実施の形態６に係る電力融通装置を説明する図である。図８において、符号７０は回転軸９に設けられたフライホイールを示している。なお、その他の構成は実施の形態１から５と同様であり、説明を省略する。 FIG. 8 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to the sixth embodiment. In FIG. 8, reference numeral 70 denotes a flywheel provided on the rotary shaft 9. Other configurations are the same as those in the first to fifth embodiments, and the description thereof is omitted.
実施の形態６に係る電力融通装置は、上記のように回転軸９に慣性の大きなフライホイール７０を設けたので、回転体において蓄積できる回転エネルギーを増加させることができ、系統のより大きな電力変動に対し回転エネルギーの吸収、放出が可能となり電力平滑能力、電力系統安定化の能力を上げる効果がある。 Since the power accommodation apparatus according to the sixth embodiment is provided with the flywheel 70 having a large inertia on the rotating shaft 9 as described above, the rotational energy that can be accumulated in the rotating body can be increased, and the power fluctuation of the system can be further increased. In contrast, the rotational energy can be absorbed and released, and the power smoothing ability and the power system stabilization ability are improved.
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７に係る電力融通装置について説明する。実施の形態１から６では、２台の可変速発電電動機３Ａ，３Ｂを同一の回転軸９で回転するように構成した場合について説明したが、実施の形態７では、系統Ａ側の可変速システムを同期機、励磁装置、励磁用変圧器からなる同期機システムとし、常時は電圧、無効電力の調整のための調相機として運用し、電力融通が必要な場合に系統Ｂ側の可変速システムを系統Ｂに接続して電力融通を行う方式とする電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 7 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described. In the first embodiment 6, two variable speed generator-motor 3A, has been described as being configured to rotate 3B at the same rotational shaft 9, in the seventh embodiment, system A side of the variable speed system Is a synchronous machine system consisting of a synchronous machine, an excitation device, and an excitation transformer, and is always operated as a phase adjuster for adjusting voltage and reactive power, and a variable speed system on the system B side is required when power interchange is required. A power accommodation apparatus that is connected to the system B and performs power accommodation will be described.
図９は、実施の形態７に係る電力融通装置を説明する図である。図９において、符号７５は同期機、符号７６は同期機７５の励磁装置、符号７７は励磁用変圧器を示しており、同期機７５、励磁装置７６、励磁用変圧器７７により同期機システムを構成している。なお、その他の構成は実施の形態１または実施の形態２から６と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to the seventh embodiment. In FIG. 9, reference numeral 75 denotes a synchronous machine, reference numeral 76 denotes an excitation device for the synchronous machine 75, and reference numeral 77 denotes an excitation transformer. The synchronous machine system is configured by the synchronous machine 75, the excitation device 76, and the excitation transformer 77. It is composed. Other configurations are the same as those of the first embodiment or the second to sixth embodiments, and the description thereof is omitted by giving the same reference numerals.
実施の形態７のように系統Ａ側が同期機７５であっても、停止時からの装置起動は、次のような手順で起動し、同期機７５を系統Ａに併入することができる。即ち、
（１）起動時に系統Ｂ側の可変速システムの電源を系統Ａに切替え、実施の形態１にて説明した系統Ａ側の可変速システムの起動方式と同様にして回転数を上昇させる。
（２）通常の発電設備と同様に、系統Ｂ側の可変速システムで同期機７５の速度(周波
数)を調整すると共に、同期機７５の励磁装置７６にて同期機７５の電圧調整を行い、系
統Ａと同期を取って系統Ａに併入する。
（３）系統Ｂ側の可変速システムの電源を系統Ａから切離し、系統Ｂ側の可変速システムの励磁を停止し、可変速発電電動機３Ｂが回転しているのみの状態とする。
（４）その後は、常時は同期調相機として運転し、電力融通が必要な時には実施の形態１と同様な方法で電力融通することができる。
実施の形態７に係る電力融通装置は、上記のように系統Ａ側の可変速システムを同期機７５、励磁装置７６、励磁用変圧器７７からなる同期機システムとしたので、経済性に優れた電力融通装置を得ることができる。なお、同期機７５の励磁方式としてはサイリスタ励磁方式であっても、ブラシレス励磁方式等であっても同様の効果がある。
Even if the system A side is the synchronous machine 75 as in the seventh embodiment, the apparatus activation from the stop time can be activated by the following procedure and the synchronous machine 75 can be inserted into the system A. That is,
(1) At the time of startup, the power source of the variable speed system on the system B side is switched to the system A, and the rotational speed is increased in the same manner as the system A side variable speed system startup method described in the first embodiment.
(2) As with normal power generation equipment, the speed (frequency) of the synchronous machine 75 is adjusted by the variable speed system on the system B side, and the voltage of the synchronous machine 75 is adjusted by the excitation device 76 of the synchronous machine 75. Synchronize with system A and enter system A.
(3) The power source of the variable speed system on the system B side is disconnected from the system A, the excitation of the variable speed system on the system B side is stopped, and only the variable speed generator motor 3B is rotating.
(4) After that, it is always operated as a synchronous phase adjuster, and when power accommodation is necessary, power accommodation can be performed in the same manner as in the first embodiment.
In the power interchange apparatus according to the seventh embodiment, the variable speed system on the system A side is a synchronous machine system including the synchronous machine 75, the excitation device 76, and the excitation transformer 77 as described above. A power interchange device can be obtained. The synchronous machine 75 has the same effect regardless of whether it is a thyristor excitation system or a brushless excitation system.
上記実施の形態７では、系統Ａ側の可変速システムを同期機７５、励磁装置７６、励磁用変圧器７７からなる同期機システムとし、常時は電圧、無効電力の調整のための調相機として運用し、電力融通が必要な場合に系統Ｂ側の可変速システムを系統Ｂに接続して電力融通を行う方式について説明したが、系統Ａと系統Ｂを逆にして、系統Ｂ側の可変速システムを同期機、励磁装置、励磁用変圧器からなる同期機システムとし、常時は電圧、無効電力の調整のための調相機として運用し、電力融通が必要な場合に系統Ａ側の可変速システムを系統Ａに接続して電力融通を行う方式にしてもよい。 In the seventh embodiment, the variable speed system on the system A side is a synchronous machine system including a synchronous machine 75, an excitation device 76, and an excitation transformer 77, and is always operated as a phase adjuster for adjusting voltage and reactive power. In the case where power interchange is necessary, the system for connecting the variable speed system on the system B side to the system B to perform power interchange has been described. However, the system A and the system B are reversed, and the system B side variable speed system is used. Is a synchronous machine system consisting of a synchronous machine, exciter, and exciting transformer, and is always operated as a phase adjuster for adjusting the voltage and reactive power. When power interchange is required, a variable speed system on the system A side is used. A method of connecting to the grid A and performing power interchange may be adopted.
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８に係る電力融通装置について説明する。実施の形態１から７においては、電力融通時、電力融通する側の電力一定制御で行う場合について説明したが、二次励磁方式の場合、許容すべり周波数相当の二次励磁装置容量で良く、一次励磁方式より経済性に優れる。しかし、融通を受ける側で電力平滑制御あるいは電力系統安定化制御を行うと、変化量が大きくなると回転数が大きく変化して許容すべり周波数幅である可変速幅を超えることになる。
Embodiment 8 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 8 of the present invention will be described. In the first to seventh embodiments, the description has been given of the case of performing the power constant control on the power interchange side at the time of power interchange. However, in the case of the secondary excitation method, the secondary excitation device capacity corresponding to the allowable slip frequency may be used. It is more economical than the excitation method. However, if power smoothing control or power system stabilization control is performed on the side receiving the accommodation, if the amount of change increases, the rotational speed changes greatly, exceeding the variable speed width that is the allowable slip frequency width.
この場合、通常は可変速システムの励磁制御装置１５Ａ，１５Ｂに付加されている可変速幅逸脱制限制御が動作し、すべり周波数は可変速幅限界値で維持される。この制限動作としては、すべりが変化しないように融通する側と融通を受ける側の電力を同じにすることで実現できるが、大電力系統である系統Ｂから小電力系統網である系統Ａに電力融通を行っている場合は、電力を変化させても影響が少ない系統Ｂ側の電力を変化させることになる。 In this case, the variable speed deviation deviation control that is normally added to the excitation control devices 15A and 15B of the variable speed system operates, and the slip frequency is maintained at the variable speed width limit value. This limiting operation can be realized by making the power of the accommodating side and the receiving side the same so that the slip does not change, but the power from the system B which is a large power system to the system A which is a small power system network In the case of accommodation, the electric power on the system B side having little influence even if the electric power is changed is changed.
つまり、融通電力が一定となるように制御している方の電力指令値Ｐｇ * を変化させることになり、融通電力一定制御が維持できなくなったことを意味する。通常は系統Ａ側の需給制御によりこの状態から元の融通電力に復帰されるが、この間、融通電力が変化したままとなる。実施の形態８では、このように瞬時電力を一定に維持できなくなった場合でも、電力指令値Ｐｇ*を補正し、所定時間の電力量を一定にすることができる電力融通装
置を説明するものである。
That is, the power command value Pg * that is controlled so that the accommodation power is constant is changed, which means that the accommodation power constant control cannot be maintained. Normally, the supply / demand control on the system A side returns to the original interchangeable power from this state, but the interchangeable power remains changed during this period. In the eighth embodiment, a power interchange apparatus that can correct the power command value Pg * and keep the power amount for a predetermined time even when the instantaneous power cannot be kept constant in this way will be described. is there.
図１０は、実施の形態８に係る電力融通装置を説明する図である。図１０において、符号８０は電力指令値補正部を示し、符号８１は第１の電力量演算部、符号８２は第２の電力量演算部、符号８３は電力量偏差値取得部、符号８４はＰＩ関数部を示している。第１の電力量演算部８１は、一定に維持すべき電力を所定時間融通した場合の電力量を演算し、第２の電力量演算部８２は、実際の積算された融通電力量を演算する。この電力指令値補正部８０は、励磁制御装置１５Ｂに備えられている。また、符号８５は電力指令値Ｐｇ*とＰＩ関数部８４の出力との加算部、符号８６は電力指令値補正後信号を示している。
なお、その他の構成は実施の形態１から７と同様であり、説明を省略する。
FIG. 10 is a diagram for explaining a power interchange apparatus according to the eighth embodiment. In FIG. 10, reference numeral 80 denotes a power command value correction unit, reference numeral 81 denotes a first electric energy calculation unit, reference numeral 82 denotes a second electric energy calculation unit, reference numeral 83 denotes an electric energy deviation value acquisition unit, and reference numeral 84 denotes an electric power deviation value acquisition unit. The PI function part is shown. The first power amount calculation unit 81 calculates the power amount when the power to be maintained constant is accommodated for a predetermined time, and the second power amount calculation unit 82 calculates the actual integrated power amount. . The power command value correction unit 80 is provided in the excitation control device 15B. Reference numeral 85 denotes an adding section between the power command value Pg * and the output of the PI function section 84, and reference numeral 86 denotes a signal after correcting the power command value.
Other configurations are the same as those in the first to seventh embodiments, and a description thereof will be omitted.
実施の形態８に係る電力融通装置は、上記のように、一定に維持すべき電力を所定時間融通した場合の電力量と実際の積算された融通電力量との偏差により電力指令値Ｐｇ*を補正するので、所定時間の電力量を一定とすることができる。これにより、許容すべり範囲の制約を持った可変速システムにおいても、所定時間の電力量を一定に維持できる効果がある。また、上記においては、系統Ｂ側から系統Ａ側に電力融通する場合について説明したが、系統Ａ側から系統Ｂ側へ電力融通する場合についても同様である。 As described above, the power accommodation apparatus according to the eighth embodiment obtains the power command value Pg * based on the deviation between the electric energy when the electric power to be maintained constant is accommodated for a predetermined time and the actual accumulated electric energy. Since the correction is performed, the amount of power for a predetermined time can be made constant. As a result, even in a variable speed system having a restriction on the allowable slip range, there is an effect that the electric energy for a predetermined time can be kept constant. In the above description, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side has been described, but the same applies to the case where power is interchanged from the system A side to the system B side.
実施の形態９．
次に、この発明の実施の形態９に係る電力融通装置について説明する。実施の形態８では、瞬時電力を一定に維持できなくなった場合の制御として所定時間の電力量で電力指令値Ｐｇ*を補正する方式を説明したが、実施の形態９は、実電力値Ｐの一定時間の平均電力値と電力指令値Ｐｇ*とを比較し、平均電力値が電力指令値Ｐｇ*となるよう制御することにより、所定時間の融通電力が電力指令値Ｐｇ*が一定となる制御を実現するものであ
る。
Embodiment 9 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 9 of the present invention will be described. In the eighth embodiment, the method of correcting the power command value Pg * with the amount of power for a predetermined time as the control when the instantaneous power cannot be maintained constant has been described. Control that makes the power command value Pg * constant for a predetermined time by comparing the average power value for a certain time with the power command value Pg * and controlling the average power value to be the power command value Pg *. Is realized.
図１１は、実施の形態９に係る電力融通装置を説明する図である。図１１において、符号９０は実電力値平均化部、符号９１は有効電力制御部、符号９２は電力制御値を示している。実電力値平均化部９０は、実電力値の一定時間の平均（移動平均等)を演算し、有効電力制御部９１は、実電力値平均化部９０で平均化された平均電力値と電力指令値Ｐｇ*とを比較部９３で比較し、ＰＩＤ制御関数部９４でＰＩＤ制御し、電力制御値９２を得る。なお、その他の構成は実施の形態８と同様であり、説明を省略する。 FIG. 11 is a diagram illustrating a power interchange apparatus according to the ninth embodiment. In FIG. 11, reference numeral 90 indicates an actual power value averaging unit, reference numeral 91 indicates an active power control unit, and reference numeral 92 indicates a power control value. The actual power value averaging unit 90 calculates an average (moving average, etc.) of the actual power value for a certain time, and the active power control unit 91 calculates the average power value and power averaged by the actual power value averaging unit 90. The command value Pg * is compared with the comparison unit 93, and PID control is performed with the PID control function unit 94 to obtain a power control value 92. Other configurations are the same as those in the eighth embodiment, and a description thereof will be omitted.
実施の形態９に係る電力融通装置は、上記のように、実電力値の一定時間の平均（移動平均等)を演算する機能を設け、この平均電力値と電力指令値Ｐｇ*とを比較して、平均電力値が電力指令値Ｐｇ*となるよう制御するので、所定時間の融通電力が電力指令値Ｐｇ*が一定となる制御を実現できる。なお、上記では平均電力値と電力指令値Ｐｇ*との偏差で直接制御する方式を示したが、平均電力値で電力指令値Ｐｇ*を補正する方式でも同様の効果を得ることができる。また、実施の形態８と実施の形態９とを併用しても同様な効果が得られる。また、上記においては、系統Ｂ側から系統Ａ側に電力融通する場合について説明したが、系統Ａ側から系統Ｂ側へ電力融通する場合についても同様である。 As described above, the power accommodation apparatus according to the ninth embodiment has a function of calculating the average (moving average, etc.) of the actual power value over a certain period of time, and compares this average power value with the power command value Pg *. Thus, since the average power value is controlled to be the power command value Pg * , it is possible to realize the control in which the power command value Pg * is constant for the interchanged power for a predetermined time. In addition, although the system directly controlling by the deviation between the average power value and the power command value Pg * has been described above, the same effect can be obtained by a method of correcting the power command value Pg * by the average power value. Further, the same effect can be obtained even when the eighth embodiment and the ninth embodiment are used together. In the above description, the case where power is interchanged from the system B side to the system A side has been described, but the same applies to the case where power is interchanged from the system A side to the system B side.
実施の形態１０．
次に、この発明の実施の形態１０に係る電力融通装置について説明する。上記実施の形態１から９においては、常時は同期機あるいは系統Ａ側の可変速システムを系統Ａに接続し、調相や回転エネルギーを活用した電力平滑運転を行って、電力不足の際に系統Ａと系統Ｂを接続して電力融通することとして説明した。実施の形態１０は、常時それぞれを異なった系統へ接続し、系統Ａ側と系統Ｂ側の両者が可変速システムの場合は、系統Ｂで調相及び電力指令値０ｋｗ運転、系統Ａで調相及び回転エネルギーを活用した電力平滑運転あるいは電力系統安定化制御を行い、電力融通が必要となった場合は、融通方向により適切な制御の選択や指令値を与えることにより電力融通を行う電力融通装置を説明するものである。
Embodiment 10 FIG.
Next, a power interchange apparatus according to Embodiment 10 of the present invention will be described. In the above first to ninth embodiments, a synchronous machine or a variable speed system on the system A side is always connected to the system A, and power smoothing operation utilizing phase adjustment and rotational energy is performed. It explained as connecting A and system | strain B and carrying out electric power interchange. In the tenth embodiment, each is always connected to a different system, and when both the system A side and the system B side are variable speed systems, the system B performs phase adjustment and power command value 0 kW operation, and the system A performs phase adjustment. And power smoothing operation that utilizes rotational energy or power system stabilization control, and when power accommodation becomes necessary, a power accommodation device that performs power accommodation by selecting an appropriate control and giving a command value depending on the accommodation direction Is described.
図１２（ａ）（ｂ）は、実施の形態１０に係る電力融通装置を説明する図であり、図１２（ａ）は系統Ａ側と系統Ｂ側の両者が可変速システムの場合、図１２（ｂ）は同期機と可変速システムの場合のロジックである。図１２（ａ）において、符号９５は第１のＡＮＤロジックを示し、電力融通運転信号と系統Ａ側から系統Ｂ側への電力融通信号とを入力し、そのＡＮＤ条件により系統Ａ側の電力制御選択信号及び系統Ｂ側の回転数制御選択信号、及びＡ側励磁制御装置１５Ａに融通電力指令値Ｐｇａを出力する。また、符号９６は第２のＡＮＤロジックを示し、電力融通運転信号と、系統Ｂ側から系統Ａ側への電力融通信号のＡＮＤ条件により融通電力指令値Ｐｇｂを出力する。更に、符号９７はＯＲロジックを示し、電力融通運転無信号と第２のＡＮＤロジック９６の出力とのＯＲ条件により、系統Ａ側の回転数制御選択信号または系統Ｂ側の電力制御信号を出力する。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）と同様の回路であるが系統Ａ側が可変速システムから同期機による同期機システムであるため、系統Ｂ側の可変速システムは常に電力制御モードになる。また、融通電力指令値Ｐｇｂについて、系統Ａ側から系統Ｂ側への電力融通では負極性の融通電力指令値、系統Ｂ側から系統Ａ側への電力融通では正極性の融通電力指令値ＰｇｂをＢ側励磁制御装置１５Ｂに出力する。なお、図１２のロジックは運転制御装置１１または上位制御装置１０に設ける。
12 (a) and 12 (b) are diagrams for explaining the power interchange apparatus according to the tenth embodiment. FIG. 12 (a) shows a case where both the system A side and the system B side are variable speed systems. (B) is the logic in the case of a synchronous machine and a variable speed system. In FIG. 12A, reference numeral 95 denotes a first AND logic, which inputs a power accommodation operation signal and a power accommodation signal from the system A side to the system B side, and controls power on the system A side according to the AND condition. The selection power, the rotation speed control selection signal on the system B side, and the accommodation power command value Pga are output to the A side excitation control device 15A. Reference numeral 96 denotes a second AND logic, which outputs an accommodation power command value Pgb according to an AND condition of the electricity accommodation operation signal and the electricity accommodation signal from the system B side to the system A side. Reference numeral 97 denotes an OR logic, which outputs a rotational speed control selection signal on the system A side or a power control signal on the system B side according to an OR condition between the power interchange operation no signal and the output of the second AND logic 96. .
FIG. 12B is a circuit similar to FIG. 12A, but since the system A side is a synchronous machine system using a synchronous machine from the variable speed system, the variable speed system on the system B side is always in the power control mode. . In addition, regarding the interchangeable power command value Pgb, the negative interchangeable power command value is used for power interchange from the system A side to the system B side, and the positive interchangeable power command value Pgb is used for power interchange from the system B side to the system A side. Output to the B-side excitation control device 15B. 12 is provided in the operation control device 11 or the host control device 10.
実施の形態１０に係る電力融通装置は、上記のように、常時、系統Ａ側の可変速システムと系統Ｂ側の可変速システムのそれぞれを異なった系統へ接続し、系統Ｂで調相及び電力指令値０ｋｗ運転、系統Ａで調相及び回転エネルギーを活用した電力平滑運転あるいは電力系統安定化制御を行い、電力融通が必要となった場合は、融通方向により適切な制御の選択や指令値を与えることができる。通常、電力融通を行う連系点は双方の電力系統の端部付近であり、電圧維持のために調相設備が設置されるが、上記運用を行うことで他の調相設備が不要になる経済的な効果と共に、装置の運用率を高める効果がある。 As described above, the power accommodation apparatus according to the tenth embodiment always connects the variable speed system on the system A side and the variable speed system on the system B side to different systems. When command value 0 kw operation, power smoothing operation using power adjustment and phase stabilization in system A or power system stabilization control is required, and power interchange is required, select appropriate control and command value depending on the interchange direction. Can be given. Normally, the interconnection point for power interchange is near the ends of both power systems, and phase adjustment equipment is installed to maintain the voltage, but the above operation eliminates the need for other phase adjustment equipment. In addition to the economic effect, there is an effect of increasing the operation rate of the apparatus.
以上、この発明に係る電力融通装置の実施の形態について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。また、この発明に係る電力融通装置は、同一周波数の系統間だけでなく、５０Ｈｚから６０Ｈｚ、６０Ｈｚから５０Ｈｚ等への異周波数間の系統での電力融通が可能で、回転エネルギーを利用して融通電力一定制御と共に電力平滑、電力系統安定化制御が可能であり、設備容量を大きくすることにより、自家発電設備網と大規模電力系統、あるいは大規模電力系統間の電力融通に適用が可能である。 As mentioned above, although the embodiment of the power interchange apparatus according to the present invention has been described, the present invention can be freely combined with each other within the scope of the present invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted. It is possible. In addition, the power accommodation apparatus according to the present invention can accommodate power not only between systems of the same frequency but also between systems of different frequencies such as 50 Hz to 60 Hz, 60 Hz to 50 Hz, etc. Power smoothing and power system stabilization control are possible as well as constant power control. By increasing the equipment capacity, it can be applied to private power generation equipment networks and large-scale power systems, or power interchange between large-scale power systems. .
Ａ 小規模系統網、Ｂ 大規模系統、１Ａ，１Ｂ 主遮断器、２Ａ，２Ｂ 昇圧変圧器、３Ａ，３Ｂ 可変速発電電動機、４Ａ，４Ｂ 同期遮断器、５Ａ，５Ｂ 二次励磁装置、６Ａ，６Ｂ 励磁遮断器、７Ａ，７Ｂ 二次励磁変圧器、８Ａ，８Ｂ 起動用固定子短絡開閉器、９ 回転軸、１０ 上位制御装置、１１ 運転制御装置、１２Ａ，１２Ｂ 電圧検出用トランス、１３Ａ，１３Ｂ 電流検出用トランス、１４Ａ，１４Ｂ センサ、１５Ａ，１５Ｂ 励磁制御装置、１６Ａ，１６Ｂ 有効電力検出器、１７Ａ，１７Ｂ 無効電力検出器、１８Ａ，１８Ｂ 電圧検出器、１９Ａ，１９Ｂ 回転数制御部、２０Ａ，２０Ｂ 有効電力制御部、２１Ａ，２１Ｂ 無効電力制御部、２２Ａ，２２Ｂ 電圧制御部、２３Ａ，２３Ｂ ｑ軸信号選択部、２４Ａ，２４Ｂ ｄ軸信号選択部、２５Ａ，２５Ｂ 回転数検出器、３０ 連系開始条件検出回路、３１ 演算部、３２ 信号比較器、３３ オンディレイタイマー、３４ フリップフロップ、３５，４５，４９，５０，６６ ＡＮＤロジック、３６ 可変速システム起動信号、４０Ａ，４０Ｂ 周波数検出部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 周波数制御部、４２ 周波数偏差値取得部、４３ ＰＩＤ制御関数部、４４ ＮＯＴロジック、４６ スイッチ、４７，８５ 加算部、４８ 補正後の回転数指令信号、５１ 第１のＯＲロジック、５２ 第１のＬＭＴ信号、５３ 第２のＬＭＴ信号、５４ 第２のＯＲロジック、５５ リミッタ、６０ 制御位相部、６１ 回転数制御部、６５ 制御選択機能部、６７ 電力制御選択信号、６８ 回転数制御選択信号、７０ フライホイール、７５，１０２ 同期機、７６ 励磁装置、７７ 励磁用変圧器、８０ 電力指令値補正部、８１ 第１の電力量演算部、８２ 第２の電力量演算部、８３ 電力量偏差値取得部、８４ ＰＩ関数部、８６ 電力指令値補正後信号、９０ 実電力値平均化部、９１ 有効電力制御部、９２ 電力制御値、９３ 比較部、９４ ＰＩＤ制御関数部、１００Ａ，１００Ｂ 三相主変圧器、１０１Ａ，１０１Ｂ サイクロコンバータ、１０３Ａ、１０３Ｂ 三相高周波電圧、１０４Ａ、１０４Ｂ 単相交流電圧。 A small network, B large system, 1A, 1B main circuit breaker, 2A, 2B step-up transformer, 3A, 3B variable speed generator motor, 4A, 4B synchronous circuit breaker, 5A, 5B secondary exciter, 6A, 6B Excitation breaker, 7A, 7B Secondary excitation transformer, 8A, 8B Startup stator short circuit switch, 9 rotary shaft, 10 host controller, 11 operation controller, 12A, 12B Voltage detection transformer, 13A, 13B Current detection transformer, 14A, 14B sensor, 15A, 15B excitation controller, 16A, 16B active power detector, 17A, 17B reactive power detector, 18A, 18B voltage detector, 19A, 19B Rotational speed control unit, 20A, 20B active power control unit, 21A, 21B reactive power control unit, 22A, 22B voltage control unit, 23A, 23B q-axis signal selection unit, 24A, 2 B d-axis signal selection unit, 25A, 25B rotation speed detector, 30 linkage start condition detection circuit, 31 calculation unit, 32 signal comparator, 33 on-delay timer, 34 flip-flop, 35, 45, 49, 50, 66 AND logic, 36 variable speed system activation signal, 40A, 40B frequency detection unit, 41a, 41b, 41c frequency control unit, 42 frequency deviation value acquisition unit, 43 PID control function unit, 44 NOT logic, 46 switch, 47, 85 addition , 48 Rotational speed command signal after correction, 51 First OR logic, 52 First LMT signal, 53 Second LMT signal, 54 Second OR logic, 55 Limiter, 60 Control phase section, 61 Rotational speed Control unit, 65 Control selection function unit, 67 Power control selection signal, 68 Speed control selection signal, 70 75, 102 synchronous machine, 76 excitation device, 77 excitation transformer, 80 power command value correction unit, 81 first power amount calculation unit, 82 second power amount calculation unit, 83 power amount deviation value acquisition Part, 84 PI function part, 86 power command value corrected signal, 90 actual power value averaging part, 91 active power control part, 92 power control value, 93 comparison part, 94 PID control function part, 100A, 100B three-phase main Transformer, 101A, 101B cycloconverter, 103A, 103B three-phase high-frequency voltage, 104A, 104B single-phase AC voltage.
Claims (10)
上記第１の回転機と同一の回転軸で回転すると共に、第２の電力系統に接続されて電動機及び発電機として動作する第２の回転機と、
上記第１及び第２の回転機を可変速機として動作させる制御装置と、
を備え、
常時は上記第１の回転機を上記第１の電力系統に接続すると共に、上記第２の回転機を上記第２の電力系統から切離し、上記第１の回転機を上記第１の電力系統の電圧、無効電力を調整する調相手段として運用し、上記第１の電力系統の需給状況により、上記第２の回転機を上記第２の電力系統に接続して上記第１の電力系統と上記第２の電力系統間での電力の授受を行うことを特徴とする電力融通装置。 A first rotating machine connected to the first power system and operating as a motor and a generator;
While rotating at the same rotational shaft and the first rotating machine, a second rotating machine is connected to the second power system operates as a motor and a generator,
A control device for operating the first and second rotating machines as a variable speed machine;
With
Normally, the first rotating machine is connected to the first power system, the second rotating machine is disconnected from the second power system, and the first rotating machine is connected to the first power system. It operates as a phase adjusting means for adjusting voltage and reactive power, and the second rotating machine is connected to the second power system according to the supply and demand situation of the first power system, and the first power system and the above A power interchange apparatus characterized in that power is exchanged between second power systems.
上記第１の電力系統と上記第２の電力系統が分離されている時は上記第１の電力系統に接続されている電力融通装置により、
上記第１の電力系統と上記第２の電力系統が接続されている時は上記第１の電力系統に接続されている電力融通装置と上記第２の電力系統に接続されている電力融通装置の何れか一方あるいは両方により上記電力動揺を抑制すること特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電力融通装置。 Comprising suppression means for releasing and absorbing rotational energy of the first and second rotating machines at a timing at which power fluctuation can be suppressed;
When the first power system and the second power system are separated, the power interchange device connected to the first power system
When the first power system and the second power system are connected, a power accommodation device connected to the first power system and a power accommodation device connected to the second power system. The power interchange apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the power fluctuation is suppressed by either one or both.
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