JP2539519B2 - Control device for variable speed pumped storage generator motor - Google Patents
Control device for variable speed pumped storage generator motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数変換器を用いて発電電動機の二次巻線
を交流励磁する可変速揚水発電電動機の制御装置に係
り、特に負荷遮断された場合でも出力電圧の上昇を防ぐ
ことができる可変速揚水発電電動機の制御装置に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a variable speed pumped-storage generator motor, which AC excites a secondary winding of a generator motor using a frequency converter, and in particular, the load is cut off. The present invention also relates to a control device for a variable speed pumped storage generator / motor that can prevent an increase in output voltage.
従来、揚水発電システムの発電電動機としては一般に
同期機が用いられている。その場合、一定回転速度によ
る運転しか行えないので、発電量、揚水量及び落差によ
りポンプ水車の効率が低下すること、また、揚水運転時
の負荷調整が行えないという問題があつた。Conventionally, a synchronous machine is generally used as a generator motor of a pumped storage power generation system. In that case, since only the operation at a constant rotation speed can be performed, there are problems that the efficiency of the pump turbine decreases due to the amount of power generation, the amount of pumped water, and the head, and that the load cannot be adjusted during the pumping operation.
そこで、ポンプ水車の回転速度を可変にすることによ
り上記問題点を解決する可変速揚水発電システムが提案
されている。このシステムは、大容量の巻線形の交流励
磁同期機からなる可変速発電電動機(以下、可変速機と
称する。)の2次巻線を2次励磁する方式とし、この励
磁周波数を調整して可変速度で発電及び揚水運転を実現
するものである。Therefore, a variable speed pumped-storage power generation system has been proposed which solves the above-mentioned problems by making the rotation speed of the pump turbine variable. This system is a system in which the secondary winding of a variable speed generator-motor (hereinafter referred to as variable speed machine) consisting of a large-capacity winding type AC excitation synchronous machine is secondarily excited, and the excitation frequency is adjusted. It realizes power generation and pumping operation at variable speed.
このような可変速機が前述の同期機と大きく異なる点
は、同期機にあつては負荷トルク(有効電力)に見合つ
たトルクは内部相差角が変化することにより発生される
ものであり、励磁電流がトルクに寄与するものではない
のに対し、可変速機にあつては2次励磁電流をトルク成
分(有効電力合成又はq軸成分とも称される)と、磁束
方向成分(無効電力成分、電圧成分及びd軸成分とも称
される)とに分解して制御できることから、それぞれ独
立に有効電力と無効電力を制御することができることに
ある(例えば、特開昭62−181698号公報参照)。The main difference between such a variable speed machine and the above-mentioned synchronous machine is that, in the case of a synchronous machine, the torque commensurate with the load torque (active power) is generated by changing the internal phase difference angle. While the current does not contribute to the torque, in the case of a variable speed machine, the secondary excitation current is a torque component (also called active power combination or q-axis component) and a magnetic flux direction component (reactive power component, Since it can be decomposed into a voltage component and a d-axis component) and controlled, the active power and the reactive power can be controlled independently (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-181698).
しかし、上述した可変速機にあつては、その特徴点に
起因して次に述べるような問題が生ずるおそれがある。However, the above-described variable speed machine may cause the following problems due to its features.
すなわち、電力系統の近端、遠端遮断時又は可変速機
の負荷遮断時(以下、電力系統遮断時と総称する)に、
出力電圧が急上昇してしまう現象が現われることであ
る。同期機の場合は、系統の負荷がなくなると内部相差
角が零に戻され、出力電力の上昇ΔVに対しては直流励
磁電流が絞られ、出力電圧は指令値に保持制御される。
しかし、可変速機においては、系統の負荷がなくなると
トルク電流成分も電圧制御にかかる磁束方向成分に寄与
することになるため、出力電圧の上昇分ΔVが増大する
ようになる。つまり、磁束の方向が遮断前の磁束方向電
流成分Idとトルク電流成分Iqのベクトル合成した励磁電
流の方向に移る。この合成された励磁電流の振幅は前記
Idの振幅より大きいので、ΔVが増大するのである。That is, when the near end or far end of the power system is cut off or when the load of the variable speed machine is cut off (hereinafter, generally referred to as “when the power system is cut off”),
That is, a phenomenon in which the output voltage rises sharply appears. In the case of a synchronous machine, the internal phase difference angle is returned to zero when the system load is removed, the DC excitation current is throttled with respect to the increase ΔV in output power, and the output voltage is controlled to be held at the command value.
However, in the variable speed machine, when the system load is removed, the torque current component also contributes to the magnetic flux direction component for voltage control, so that the increase ΔV in the output voltage increases. That is, the direction of the magnetic flux shifts to the direction of the exciting current obtained by vector-synthesizing the magnetic flux direction current component Id and the torque current component Iq before the interruption. The amplitude of the synthesized excitation current is
Since it is larger than the amplitude of Id, ΔV increases.
また、系統負荷がなくなると有効電力制御は、Iqを増
大する方向へ動作し、無効電力制御(電圧制御)はIdを
小さくする方向へ動作することから、それらの電流Iq,I
dはそれぞれ制御上定められた上限値,下限値に達し、
出力電圧の制御が不能になる。When the system load is removed, active power control operates in the direction of increasing Iq, and reactive power control (voltage control) operates in the direction of decreasing Id. Therefore, those currents Iq, I
d reaches the upper limit value and the lower limit value, which are set in control respectively,
The output voltage cannot be controlled.
なお、上述のような場合に、2次励磁を停止すれば出
力電圧上昇などの問題は解決されるのであるが、通常、
電力系統の運用面から高速又は急速に遮断を回復させる
ことが要求されるので、励磁を停止することはできな
い。In the case described above, stopping the secondary excitation can solve problems such as an increase in output voltage.
Excitation cannot be stopped because the operation of the power system requires high-speed or rapid recovery of the interruption.
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決
することにある。すなわち、電力系統遮断時の出力電圧
上昇による不具合を抑制することができる可変速揚水発
電電動機の励磁方法及び装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art. That is, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for exciting a variable speed pumped storage generator motor that can suppress a problem caused by an increase in output voltage when the power system is cut off.
本発明は、遮断器を介して電力系統に一次巻線が接続
された発電電動機と、この発電電動機の二次巻線を交流
励磁する周波数変換器と、発電電動機の有効電力指令値
と出力検出有効電力値との偏差を零にするトルク電流成
分を算出するトルク電流成分算出手段と、発電電動機の
出力電圧指令値と出力検出電圧値との偏差を零にする磁
束方向電流成分を算出する磁束方向電流成分算出手段と
を有する電力制御装置とを備え、トルク電流成分算出手
段および磁束方向電流成分算出手段はトルク電流成分、
磁束方向電流成分を互いに独立して制御し、周波数変換
器はトルク電流成分および磁束方向電流成分とをベクト
ル合成演算した結果に応じて交流励磁出力することを特
徴とする可変速揚水発電電動機の制御装置において、遮
断器の開閉状態によって負荷遮断されたことを検出する
負荷遮断検出器と、この負荷遮断検出器からの負荷遮断
信号によりトルク電流成分が零になるようにトルク電流
成分を第1の設定値に切り替えるトルク電流成分切替え
手段と、負荷遮断検出器からの負荷遮断信号により磁束
方向電流成分を無負荷時に定格電圧値を発生させるよう
に磁束方向電流成分を第2の設定値に切り替える磁束方
向電流成分切替え手段とを備え、周波数変換器はトルク
電流成分切替え手段および磁束方向電流成分切替え手段
により交流励磁出力を制御するようにしたものである。The present invention relates to a generator motor in which a primary winding is connected to a power system via a circuit breaker, a frequency converter for AC-exciting a secondary winding of the generator motor, an active power command value and output detection of the generator motor. A torque current component calculating means for calculating a torque current component for making the deviation from the active power value zero, and a magnetic flux for calculating a magnetic flux direction current component for making the deviation between the output voltage command value of the generator motor and the output detection voltage value zero. A power control device having a directional current component calculation means, wherein the torque current component calculation means and the magnetic flux direction current component calculation means are torque current components,
Control of variable speed pumped-storage generator motor characterized in that the current components in the magnetic flux direction are controlled independently of each other, and the frequency converter outputs AC excitation in accordance with the result of vector composition calculation of the torque current component and the magnetic flux direction current component. In the device, a load cutoff detector that detects that the load has been cut off depending on the open / close state of the circuit breaker, and a torque current component is set so that the torque current component becomes zero by a load cutoff signal from the load cutoff detector. A torque current component switching means for switching to a set value, and a magnetic flux for switching the magnetic flux direction current component to a second set value so that a rated voltage value is generated in the magnetic flux direction current component in response to a load cutoff signal from a load cutoff detector. The directional current component switching means is provided, and the frequency converter outputs the AC excitation by the torque current component switching means and the magnetic flux direction current component switching means. It is obtained so as to control.
ここで、本発明の作用について説明する。 Here, the operation of the present invention will be described.
まず、電力系統が遮断されると、可変速揚水発電電動
機(以下、単に発電電動機と称する)は電力系統から開
放されるので、出力有効電力は零となり、有効電力制御
手段は、有効電力を指令値に保持すべくトルク電流成分
Iqを増大させる方向へ作用し、電力制御手段は出力電圧
の上昇を制御すべく磁束方向電流成分Idを小さくする方
向へ作用する。そして、実際には有効電力は出力されな
いので増大されるトルク電流成分Iqは出力電圧を上昇さ
せる方向に作用し、電圧制御手段は機能を失なつて出力
電圧が急激に上昇されることになる。First, when the power system is cut off, the variable speed pumped storage generator motor (hereinafter, simply referred to as the generator motor) is released from the power system, so that the output active power becomes zero, and the active power control means commands the active power. Torque current component to keep the value
The power control means acts to increase the Iq, and the power control means acts to decrease the magnetic flux direction current component Id in order to control the increase in the output voltage. Then, since the active power is not actually output, the increased torque current component Iq acts in the direction of increasing the output voltage, and the voltage control means loses its function and the output voltage is rapidly increased.
しかし、本発明によれば電力系統が遮断されたとき
に、遮断を検出してトルク電流成分が零になるように第
1の設定値の切替え、さらに、磁束方向電流成分を出力
電圧が無負荷時に定格電圧を発生させる第2の設定値に
切替えるので、結果としてベクトル合成した結果による
交流励磁出力は瞬時に絞り込まれる。したがって、前述
したトルク電流成分による出力電圧の上昇作用が抑制さ
れ、さらに、磁束方向電流も無負荷電流となるので、そ
れ以降、出力電圧が過渡的に不安定状態になることが抑
制されることになる。However, according to the present invention, when the power system is interrupted, the interruption is detected and the first set value is switched so that the torque current component becomes zero. Since the setting value is switched to the second set value for generating the rated voltage at some times, the AC excitation output resulting from the vector combination is narrowed down instantaneously. Therefore, the above-mentioned action of increasing the output voltage due to the torque current component is suppressed, and further, the current in the magnetic flux direction also becomes a no-load current, so that the output voltage is suppressed from becoming a transient unstable state thereafter. become.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第2図に本発明の一実施例である可変速揚水発電シス
テムの全体構成図を示し、第1図にその励磁装置の励磁
電流指令の演算ブロツク図を示す。FIG. 2 shows an overall configuration diagram of a variable speed pumped storage hydropower system that is an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a calculation block diagram of an exciting current command of the exciter.
第2図において、水車1に連結されている可変速発電
電動機2の1次端子は、遮断器3,8と主変圧器4を介し
て電力系統5に接続されている。発電電動機2の2次巻
線は、中性点を持つ4線式とされ、3相の交流励磁電流
が周波数変換器としてのサイクロコンバータ6(6A〜6
C)から供給されるようになつている。各サイクロコン
バータ6A〜6Cは、励磁用変圧器7(7A〜7C)と、遮断器
8を介して主変圧器4の1次側に接続されている。In FIG. 2, the primary terminal of the variable speed generator-motor 2 connected to the water turbine 1 is connected to the power system 5 via the circuit breakers 3 and 8 and the main transformer 4. The secondary winding of the generator motor 2 is a 4-wire type having a neutral point, and the three-phase AC exciting current is used as a cycloconverter 6 (6A to 6A) as a frequency converter.
C). Each of the cycloconverters 6A to 6C is connected to the primary side of the main transformer 4 via an exciting transformer 7 (7A to 7C) and a circuit breaker 8.
発電電動機2から流出される有効電力PLと出力電圧VG
の検出値は、計器用変圧器9と交流器10と電力、電圧検
出器11により得られるようになつている。また、検出器
11は、遮断器8,16A,16Bによつて電力系統から負荷遮断
されたことを検出し負荷遮断検出信号CBTを出力する。
位相検出器12は発電電動機2の2次誘起電力の位相を検
出するものである。基準信号演算回路13は2次励磁用の
基準信号波形を形成するもので、入力される2次誘起電
圧の位相に基づいて、すべり周波数ωSを有し、一定の
振幅を持ち、かつ2次誘起電力とそれぞれ同相およびπ
/2位相差を有するcosωst,sinωstなる信号を形成し、
励磁電流制御装置14(14A〜14C)に出力するようになつ
ている。Active power P L flowing out of the generator motor 2 and output voltage V G
The detection value of is obtained by the transformer 9 for an instrument, the AC 10, and the power / voltage detector 11. Also the detector
Reference numeral 11 detects that the load is cut off from the power system by the breakers 8, 16A, 16B and outputs a load cutoff detection signal CBT.
The phase detector 12 detects the phase of the secondary induced electric power of the generator motor 2. The reference signal calculation circuit 13 forms a reference signal waveform for secondary excitation, has a slip frequency ω S , has a constant amplitude, and has a secondary amplitude based on the phase of the secondary induced voltage input. Inductive power and in-phase and π, respectively
/ 2 form a signal with cosωst, sinωst with a phase difference,
It is designed to output to the exciting current control device 14 (14A to 14C).
電力制御装置15は外部から入力される有効電力の指令
値POと検出値PLに基づいてトルク電流成分Iqを決定する
とともに、出力電圧の指令値VOと検出値VGに基づいて磁
束方向電流Idを決定し、各相ごとにそれぞれ励磁電流制
御装置14に出力するようになつている。すなわち、第1
図に示す励磁電流指令の演算ブロツク図のように、POと
PLは加算器171によりそれらの偏差ΔPLが求められ、次
に有効電力制御手段としての電力調整演算器18におい
て、ΔPLを零にすべくトルク電流成分Iqが求められ、こ
のIqは切換スイツチ251を介して励磁電流制御装置14
(第2図)の電流パターン演算器22に出力されるように
なつている。The power controller 15 determines the torque current component Iq based on the command value P O and the detection value P L of the active power input from the outside, and the magnetic flux based on the command value V O and the detection value V G of the output voltage. The direction current Id is determined and output to the exciting current control device 14 for each phase. That is, the first
As computation block diagram of the excitation current command shown in FIG, and P O
With respect to P L, the deviation ΔP L is obtained by the adder 171, and then, in the power adjustment calculator 18 as the active power control means, the torque current component Iq is obtained so as to make ΔP L zero, and this Iq is switched. Excitation current controller 14 via switch 251
It is adapted to be output to the current pattern calculator 22 (FIG. 2).
同様に、VOとVGは加算器172により偏差ΔVGが求めら
れ、次に出力電圧制御手段としての電圧調整演算器19に
おいて、ΔVGを零にすべく磁束方向電流Idが求められ、
Id切換スイツチ251を通して励磁電流制御装置14(第2
図)の電流パターン演算器22に出力される。Similarly, for V O and V G, the deviation ΔV G is obtained by the adder 172, and then in the voltage adjustment calculator 19 as the output voltage control means, the magnetic flux direction current Id is obtained in order to make ΔV G zero,
Exciting current controller 14 (second switch)
It is output to the current pattern calculator 22 of FIG.
トルク電流Iqの切換スイツチ251は検出器11からの負
荷遮断検出信号CBTにより、有効電力調整演算器18から
設定値26へ切換わる。一方、磁束方向電流Idの切換スイ
ツチ252は、負荷遮断検出信号CBTを状態保持用のフリツ
プフロツプ20と自己保持時間設定用タイマー21により予
めタイマー21で設定した時間だけ電圧調整演算器19と設
定値27が切換わる。よつて、負荷遮断検出後、一次的に
電圧制御を止めてIdを設定値とするが、その後、電圧制
御は復帰する。The switching switch 251 of the torque current Iq switches from the active power adjustment calculator 18 to the set value 26 in response to the load cutoff detection signal CBT from the detector 11. On the other hand, the switching switch 252 for the magnetic flux direction current Id has the voltage adjustment calculator 19 and the set value 27 for the time set in advance by the timer 21 for the flip-flop 20 for holding the state and the self-holding time setting timer 21 for the load cutoff detection signal CBT. Are switched. Therefore, after detecting the load shedding, the voltage control is temporarily stopped to set Id to the set value, but thereafter, the voltage control is restored.
励磁電流制御装置14は電流パターン演算器22,電流制
御演算器23,自動パルス移相器24を含んで形成されてい
る。電流パターン演算器22は、第1図に示すように、入
力されるトルク電流成分Iqに基本波信号cosωstを乗じ
る掛算器281、同じく磁束方向電流成分Idに基本波信号s
inωstを乗じる掛算器282の出力とそれぞれベクトル合
成して励磁電流指令値I2を出力するベクトル合成演算器
29を含んで形成されている。ここでは、次式(1)に示
す演算処理がなされる。The excitation current controller 14 is formed to include a current pattern calculator 22, a current control calculator 23, and an automatic pulse phase shifter 24. As shown in FIG. 1, the current pattern calculator 22 is a multiplier 281 that multiplies the input torque current component Iq by the fundamental wave signal cosωst, and the magnetic flux direction current component Id is also the fundamental wave signal s.
A vector composition operator that combines the output of the multiplier 282 that multiplies inωst with the respective vector and outputs the excitation current command value I 2 .
It is formed including 29. Here, the arithmetic processing shown in the following equation (1) is performed.
I2=Iq cosωst+Id sinωst =I2cos(ωst+) …(1) なお、式(1)をベクトル表示すると次式(2)のよ
うになる。2 =d+q …(2) 電流制御演算器23は変流器29により検出される励磁電
流の検出値と指令値I2との偏差を零にすべくサイクロコ
ンバータ6の制御位相角Ecを求める。自動パルス位相器
24は入力される制御位相角Ecと変成器30から入力される
電源電圧信号に基づいてサイクロコンバータ6のサイリ
スタに点弧パルスを出力するようになつている。I 2 = Iq cos ωst + Id sin ωst = I 2 cos (ωst +) (1) In addition, when the equation (1) is displayed as a vector, the following equation (2) is obtained. 2 = d + q (2) The current control calculator 23 obtains the control phase angle Ec of the cycloconverter 6 so that the deviation between the detected value of the exciting current detected by the current transformer 29 and the command value I 2 becomes zero. Automatic pulse phaser
Reference numeral 24 outputs an ignition pulse to the thyristor of the cycloconverter 6 based on the control phase angle Ec input and the power supply voltage signal input from the transformer 30.
このように構成される実施例の動作を第3図,第4図
を参照しながら次に説明する。なお、第3図と第4図の
符号の添字が同一のものは同一の量を表わすものとし、
また第3図に示すタイムチヤートにおいてt1時に電力系
統の遮断が発生したものとして説明する。The operation of the embodiment thus constructed will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. The same subscripts in FIGS. 3 and 4 represent the same quantity,
Further, in the time chart shown in FIG. 3, description will be made assuming that the power system is interrupted at t1.
まず、通常の状態にあるとする。すなわち第2図の遮
断器3及び8と電力系統5に設けられている遮断器16A,
16Bが投入状態にあるときは、発電電動機2から系統に
電力が供給される。このときの有効電力PLと出力電圧G
は、第1図における電力調整器18と電圧調整器19により
求められたトルク電流成分Iq1と磁束方向電流成分Id1に
基づいて制御される。この状態における励磁電流I21と
出力電圧VGのレベルは第3図に示すように安定したもの
となる。また、Iq1,Id1,I21のベクトルは第4図に示し
たものとなり、磁束方向Φ1と電流Id1の位相が同一な
ので、出力電圧制御および有効電力制御の応答性が良
い。First, assume that the normal state. That is, the circuit breakers 3 and 8 shown in FIG.
When the 16B is turned on, the generator motor 2 supplies power to the grid. Active power P L and output voltage G at this time
Is controlled based on the torque current component Iq 1 and the magnetic flux direction current component Id 1 obtained by the power regulator 18 and the voltage regulator 19 in FIG. In this state, the levels of the exciting current I 21 and the output voltage V G are stable as shown in FIG. Further, the vectors of Iq 1 , Id 1 , and I 21 are as shown in FIG. 4, and since the phases of the magnetic flux direction Φ 1 and the current Id 1 are the same, the responsiveness of the output voltage control and the active power control is good.
次に、t1時において電力系統5で遮断が生じたとする
と、有効電力の検出値PLは瞬時に零になるので、発電電
動機3の内部の関係において、磁束方向は瞬時に第4図
のΦ1からΦ2に移る。これにより励磁電流I21が電圧
発生の要因となるので、第3図に示すように出力電圧VG
は急激に上昇する。一方、電力調整器18と電圧調整器19
についてみると、それらの制御系の制御遅れ時間後のt2
時において、有効電力制御のフイードバツク値である検
出値PLが零になるのでトルク電流成分Iqを増大させる方
向に動作を開始し、また、出力電圧VGの上昇により磁束
方向電流成分Idを減少する方向に動作を開始する。Then, when the cut-off in the electric power system 5 occurs at time t 1, the detection value P L of the effective power becomes zero instantly, in the interior of the relationship of the generator motor 3, a magnetic flux direction of FIG. 4 in an instant Turning to Φ 2 from Φ 1. Thus since the exciting current I 21 is a factor of the voltage generator, the output voltage V G as shown in FIG. 3
Rises sharply. On the other hand, the power regulator 18 and the voltage regulator 19
, T 2 after the control delay time of those control systems
At this time, the detected value P L that is the feedback value of active power control becomes zero, so the operation starts in the direction to increase the torque current component Iq, and the magnetic flux direction current component Id decreases due to the increase in the output voltage V G. The operation is started in the direction of.
t3時点で負荷遮断が検出されたとすると、磁束方向電
流の指令値Idはフリツプフロツプ20がセツトされId3に
なり、Iqは設定値(Iq3=0とする)になる。これによ
り、励磁電流は、瞬時にI23に低減されるので、出力電
圧VGが立下がり始める。その後時刻t4からは電圧調整器
19の機能により、出力電圧VGを指令値VOに保持するよう
に、磁束方向電流成分Idが制御され、安定な運転が継続
できる。If load shedding is detected at time t 3 , the command value Id of the magnetic flux direction current is set to Id 3 with the flip-flop 20 set, and Iq becomes a set value (Iq 3 = 0). As a result, the exciting current is instantly reduced to I 23 , and the output voltage V G begins to fall. After that, from time t 4 , the voltage regulator
With the function of 19, the magnetic flux direction current component Id is controlled so that the output voltage V G is held at the command value V O , and stable operation can be continued.
ちなみに、従来の方法によれば、第1図における負荷
遮断検出による切換を有していないことから、第3図中
に点線で示したように、トルク電流成分Iqと磁束方向電
流成分Idはそれぞれ図中Iq4,Id4で示した上限値,下限
値にまで達する。これにより励磁電流I2はI24となり、
高い出力電圧VGが発生し続けることになるのである。こ
のときのベクトル関係は第4図に示したとおりである。By the way, according to the conventional method, since the switching by the load cutoff detection in FIG. 1 is not provided, as shown by the dotted line in FIG. 3, the torque current component Iq and the magnetic flux direction current component Id are respectively The upper and lower limits indicated by Iq 4 and Id 4 in the figure are reached. As a result, the exciting current I 2 becomes I 24 ,
The high output voltage V G will continue to be generated. The vector relationship at this time is as shown in FIG.
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、
電力系統の遮断を検知してトルク2次励磁電流I2を絞る
ように抑制することにより、出力電圧の上昇を制御する
ことに要点がある。The present invention is not limited to the above embodiment,
The point is to control the rise of the output voltage by detecting the interruption of the power system and suppressing the torque secondary excitation current I 2 so as to reduce it.
例えば、第1図の演算ブロツクを制御装置に割当てた
一実施例を第5図に示す。第5図では、励磁電流制御装
置14に、磁束方向電流指令Idを設定値27に、トルク電流
成分Iqを設定値26にそれぞれ切換えるスイツチ251及び2
52を設け、負荷遮断検出信号CBTを入力し負荷遮断検出
でIqを設定値に切換えるように構成した。なお、これら
の切換スイツチ251,252等は、電力制御装置15内に設け
ることも出来るが、第5図の構成にすると、電力制御装
置15内に設置した場合と比較して電力制御装置15から励
磁制御装置14へのデータ伝送等のむだ時間を短く出来る
ので、電圧上昇の抑制に効果がある。For example, FIG. 5 shows an embodiment in which the arithmetic block of FIG. 1 is assigned to a control device. In FIG. 5, the excitation current control device 14 is provided with switches 251 and 2 for switching the magnetic flux direction current command Id to the set value 27 and the torque current component Iq to the set value 26, respectively.
52 is provided, and the load cutoff detection signal CBT is input to switch the Iq to the set value when the load cutoff is detected. Although the switching switches 251, 252 and the like can be provided in the power control device 15, the configuration of FIG. 5 allows the power control device 15 to perform the excitation control as compared with the case of being installed in the power control device 15. Since the dead time such as data transmission to the device 14 can be shortened, it is effective in suppressing the voltage rise.
以上、本発明によれば、電力系統の遮断器開閉情報を
用いて迅速にトルク電流成分、および磁束方向成分をそ
れぞれ独立に制御することにより出力電圧の上昇が抑制
されるようになると共に、トルク電流成分,磁束電流成
分それぞれを互いに負荷遮断時の状態に合わせた設定値
に制御しているので、出力電圧の変動を過渡的な電圧ふ
らつきをなるべく少なくしながら無負荷時の安定状態へ
と急速に移行できるようになる。As described above, according to the present invention, the rise of the output voltage is suppressed by rapidly controlling the torque current component and the magnetic flux direction component independently using the circuit breaker switching information of the power system, and the torque is increased. Since the current component and the magnetic flux current component are controlled to the setting values that match each other when the load is cut off, the fluctuation of the output voltage is reduced to the stable state at no load while minimizing the transient voltage fluctuation. Will be able to move to.
第1図は本発明の一実施例装置の要部ブロツク図、第2
図は本発明の一実施例である可変速揚水発電システムの
全体構成図、第3図は第2図に示す実施例の動作を説明
するためのタイムチヤート図、第4図は第2図に示す実
施例の動作を説明するための各部信号のベクトル図、第
5図は本発明の他の実施例を示す図である。 1……ポンプ水車、2……可変速発電電動機、3,8,16…
…遮断器、4,7……変圧器、5……電力系統、6……周
波数変換器(サイクロコンバータ)、12,13……位相検
出、15……電力制御装置、14……電流制御装置、18,19
……制御演算器、20……フリツプフロツプ、21……タイ
マー、22……ベクトル演算器、35……変化レートリミツ
タ、36……論理積回路、38……関数発生器、251,252,25
3,254,255……切換スイツチ、CBT……負荷遮断検出信
号、Id……磁束方向電流指令,Iq……トルク方向電流指
令、Ec……制御角、PL……有効電力、PO……電力指令
値、VG……電圧、VO……電圧指令。FIG. 1 is a block diagram of an essential part of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a variable speed pumped storage power generation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 4 is shown in FIG. FIG. 5 is a vector diagram of signals of respective parts for explaining the operation of the embodiment shown, and FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 1 ... Pump turbine, 2 ... Variable speed generator motor, 3,8,16 ...
… Breaker, 4,7 Transformer, 5 …… Power system, 6 …… Frequency converter (cyclo converter), 12,13 …… Phase detection, 15 …… Power control device, 14 …… Current control device , 18,19
...... Control calculator, 20 …… Flip-flop, 21 …… Timer, 22 …… Vector calculator, 35 …… Change rate limiter, 36 …… AND circuit, 38 …… Function generator, 251,252,25
3,254,255 ... Switching switch, CBT ... Load cutoff detection signal, Id ... Flux direction current command, Iq ... Torque direction current command, Ec ... Control angle, P L ...... Active power, P O・ ・ ・ Power command value , V G ... voltage, V O ... voltage command.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原嶋 敏彦 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 杉坂 弘志 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 大浦 征夫 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 中川 博人 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 葛坂 聡 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−60400(JP,A) 特開 平1−243895(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiko Harashima 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Omika factory (72) Inventor Hiroshi Sugisaka 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd. Omika Plant (72) Inventor Masao Oura 3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture 3-22 Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Hiroto Nakagawa 3 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Chome 3-22 Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Satoshi Kuzusaka 3-3-22 Nakanoshima Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (56) Reference Kansai Electric Power Co., Ltd. (JP) 3-60400 (JP, A) JP-A-1-243895 (JP, A)
Claims (2)
された発電電動機と、該発電電動機の二次巻線を交流励
磁する周波数変換器と、前記発電電動機の有効電力指令
値と出力検出有効電力値との偏差を零にするトルク電流
成分を算出するトルク電流成分算出手段と、前記発電電
動機の出力電圧指令値と出力検出電圧値との偏差を零に
する磁束方向電流成分を算出する磁束方向電流成分算出
手段とを有する電力制御装置とを備え、前記トルク電流
成分算出手段および磁束方向電流成分算出手段は前記ト
ルク電流成分、前記磁束方向電流成分を互いに独立して
制御し、前記周波数変換器は前記トルク電流成分および
磁束方向電流成分とをベクトル合成演算した結果に応じ
て交流励磁出力することを特徴とする可変速揚水発電電
動機の制御装置において、前記遮断器の開閉状態によっ
て負荷遮断されたことを検出する負荷遮断検出器と、該
負荷遮断検出器からの負荷遮断信号により前記トルク電
流成分が零になるように前記トルク電流成分を第1の設
定値に切り替えるトルク電流成分切替え手段と、前記負
荷遮断検出器からの負荷遮断信号により前記磁束方向電
流成分を無負荷時に定格電圧値を発生させるように前記
磁束方向電流成分を第2の設定値に切り替える磁束方向
電流成分切替え手段とを備え、前記周波数変換器は前記
トルク電流成分切替え手段および磁束方向電流成分切替
え手段により交流励磁出力を制御することを特徴とする
可変速揚水発電電動機の制御装置。1. A generator motor having a primary winding connected to a power system via a circuit breaker, a frequency converter for AC-exciting a secondary winding of the generator motor, and an active power command value for the generator motor. A torque current component calculating means for calculating a torque current component that makes the deviation from the output detection active power value zero, and a magnetic flux direction current component that makes the deviation between the output voltage command value of the generator motor and the output detection voltage value zero. A power control device having a magnetic flux direction current component calculating means for calculating, wherein the torque current component calculating means and the magnetic flux direction current component calculating means control the torque current component and the magnetic flux direction current component independently of each other, In the control device of the variable speed pumped storage generator-motor, wherein the frequency converter outputs an alternating-current excitation according to a result of vector composition calculation of the torque current component and the magnetic flux direction current component. And a load cutoff detector for detecting that the load has been cut off depending on the open / closed state of the circuit breaker, and a torque cutoff signal from the load cutoff signal from the load cutoff detector so that the torque current component becomes zero. The torque current component switching means for switching to the set value of 1 and the magnetic flux direction current component so as to generate the rated voltage value when the load magnetic flux direction current component is no load by the load cutoff signal from the load cutoff detector. And a magnetic flux direction current component switching means for switching to a set value, wherein the frequency converter controls the AC excitation output by the torque current component switching means and the magnetic flux direction current component switching means. Control device.
動機の制御装置において、前記磁束方向電流成分切替え
手段は、所定の期間だけ前記第2の設定値に切り替えた
後、前記出力電圧指令値と前記出力検出電圧値との偏差
を零にすることを特徴とする可変速揚水発電電動機の制
御装置。2. The control device for a variable speed pumped storage generator motor according to claim 1, wherein the magnetic flux direction current component switching means switches to the second set value for a predetermined period and then outputs the output voltage. A control device for a variable speed pumped storage generator motor, wherein a deviation between a command value and the output detection voltage value is set to zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1288907A JP2539519B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Control device for variable speed pumped storage generator motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1288907A JP2539519B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Control device for variable speed pumped storage generator motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03155398A JPH03155398A (en) | 1991-07-03 |
JP2539519B2 true JP2539519B2 (en) | 1996-10-02 |
Family
ID=17736335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1288907A Expired - Lifetime JP2539519B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Control device for variable speed pumped storage generator motor |
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Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP3433285B2 (en) * | 1998-10-22 | 2003-08-04 | 株式会社日立製作所 | Variable speed generator motor system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62181698A (en) * | 1986-02-05 | 1987-08-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Controlling device for variable-speed generating system |
JP2652029B2 (en) * | 1988-03-22 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | Excitation method and apparatus for variable speed pumped generator motor |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1288907A patent/JP2539519B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH03155398A (en) | 1991-07-03 |
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