JPH01255500A - 可変速発電システムの制御方法及び同制御装置 - Google Patents
可変速発電システムの制御方法及び同制御装置Info
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- JPH01255500A JPH01255500A JP63078198A JP7819888A JPH01255500A JP H01255500 A JPH01255500 A JP H01255500A JP 63078198 A JP63078198 A JP 63078198A JP 7819888 A JP7819888 A JP 7819888A JP H01255500 A JPH01255500 A JP H01255500A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 19
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電力系統に接続されるとともに水車で駆動さ
れる2次励磁形の交流発電機の、2次励磁制御により該
発電機の出力制御を行なう可変速発電システムの制御方
法に関するものである。
れる2次励磁形の交流発電機の、2次励磁制御により該
発電機の出力制御を行なう可変速発電システムの制御方
法に関するものである。
従来一般に、水力発電所で用いられる発電機は、系統周
波数により決定される一定の回転数、即ち同期速度る運
転しか行えないので、出力及び落差等の変化によりシス
テム効率が変化するという問題があった。このため、近
年、従来の定速度運転の発電機に替つえて2次交流励磁
発TI!機を用いて同期速度以外の回転数でも運転を行
ない、最適効率となる点で運転する可変速発電システ1
1の適用が検討されている。この種の交流可変速システ
ムの電力系統へ適用については、特開昭61−1736
98号に開示された技術が公知である。
波数により決定される一定の回転数、即ち同期速度る運
転しか行えないので、出力及び落差等の変化によりシス
テム効率が変化するという問題があった。このため、近
年、従来の定速度運転の発電機に替つえて2次交流励磁
発TI!機を用いて同期速度以外の回転数でも運転を行
ない、最適効率となる点で運転する可変速発電システ1
1の適用が検討されている。この種の交流可変速システ
ムの電力系統へ適用については、特開昭61−1736
98号に開示された技術が公知である。
一ヒ記従来技術においては、可変速交流発電機を駆動す
る原動機側、即ち水車の制御および水車制御系と2次励
磁制御系との関係については具体的に触れられていなか
った。
る原動機側、即ち水車の制御および水車制御系と2次励
磁制御系との関係については具体的に触れられていなか
った。
2次励磁交流発電機を用いた可変速発電システムでは、
2次励磁量を制御することにより発電機出力を調整でき
る。しかしながら、発電所への適用においては電力の安
定供給という目的から考えた場合、2次励磁量を制御し
て発電機出力を調整すると同時に、水車出力も調整して
定常的に電力を電力系統へ供給することが重要である。
2次励磁量を制御することにより発電機出力を調整でき
る。しかしながら、発電所への適用においては電力の安
定供給という目的から考えた場合、2次励磁量を制御し
て発電機出力を調整すると同時に、水車出力も調整して
定常的に電力を電力系統へ供給することが重要である。
2次励磁交流発電機の回転数は、発電機出力と水車出力
とのバランスで決まり、このバランスが崩れると速度変
動を招くことになる。
とのバランスで決まり、このバランスが崩れると速度変
動を招くことになる。
一方、2次励磁源としては可変電圧源であるサイクロコ
ンバータが用いられ、その最大出力電圧は可変速範囲に
より決定される。即ち、可変速範囲が大きくなれば、サ
イクロコンバータの所要最大出力電圧も大きくなり、2
次励磁源の設備容量も増大することになる。この為、可
変速発電システムに於いては、可変速範囲を制限すると
ともに、これに見合うように、2次励磁源であるサイク
ロコンバータの最大出力電圧を決めている。
ンバータが用いられ、その最大出力電圧は可変速範囲に
より決定される。即ち、可変速範囲が大きくなれば、サ
イクロコンバータの所要最大出力電圧も大きくなり、2
次励磁源の設備容量も増大することになる。この為、可
変速発電システムに於いては、可変速範囲を制限すると
ともに、これに見合うように、2次励磁源であるサイク
ロコンバータの最大出力電圧を決めている。
出力制御を2次励磁制御単独で行なっただけでは水車出
力との協調がとれず、速度変動が可変速範囲を超える場
合があり、2次電圧が前記のサイクロコンバータの最大
出力電圧を超える場合もあり、所定の2次励磁電流が流
せなくなって、このため発電機出力が所期の値とならず
、発電システムとしての機能を満足しなくなる。さらに
は、サイクロコンバータ出力電圧不足により過電流、ひ
いては転流失敗を起こす虞れがある。
力との協調がとれず、速度変動が可変速範囲を超える場
合があり、2次電圧が前記のサイクロコンバータの最大
出力電圧を超える場合もあり、所定の2次励磁電流が流
せなくなって、このため発電機出力が所期の値とならず
、発電システムとしての機能を満足しなくなる。さらに
は、サイクロコンバータ出力電圧不足により過電流、ひ
いては転流失敗を起こす虞れがある。
本発明は、過大な速度変化を生じることなく安定した運
転を行なえるにした可変速発電システムの制御方法及び
制御装置を提供することを目的とする。
転を行なえるにした可変速発電システムの制御方法及び
制御装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成する為に創作した本発明の基本的原理
は、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて、出力制
御装置へ与える出力指令値の変化率を制限するものであ
る。
は、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて、出力制
御装置へ与える出力指令値の変化率を制限するものであ
る。
上記の原理を実用面に適用するため、本発明に係る制御
方法は、(a)1次側が電力系統に接続され、かつ、交
流2次励磁巻線を備えた発電機と、(b)外部から与え
られる出力指令値に基づいて該発電機の2次励磁量を!
l!l整して1次側出力を制御する出力制御装置と、(
e)前記発電機を回転駆動する水車と、(d)該水車の
回転速度を制御する調速機とを備えた可変速発電システ
ムに適用され、(6)前記発電機の目標回転数と実回転
数との偏差を求め、(f)前記出力指令値が変化した場
合、上記の偏差に基づいて該出力指令値の変化率を制限
するものである。
方法は、(a)1次側が電力系統に接続され、かつ、交
流2次励磁巻線を備えた発電機と、(b)外部から与え
られる出力指令値に基づいて該発電機の2次励磁量を!
l!l整して1次側出力を制御する出力制御装置と、(
e)前記発電機を回転駆動する水車と、(d)該水車の
回転速度を制御する調速機とを備えた可変速発電システ
ムに適用され、(6)前記発電機の目標回転数と実回転
数との偏差を求め、(f)前記出力指令値が変化した場
合、上記の偏差に基づいて該出力指令値の変化率を制限
するものである。
また、上記の発明方法を実施する為に創作した本発明の
装置は、上記発明方法と同じく上記(a)〜(d)の可
変速発電システムに適用され、(g)前記74>力指令
値と、前記水車に加えられている落差とに基づいて1発
電機に対して目標回転数を与える回転数指令回路と、(
h)前記発電機の実回転数を検出する手段と、(i)前
記の目標回転数と実回転数との偏差を算出する手段と、
(i)前記出力指令値の値が変化した場合に、その変化
率を加減して出力目標値を出力して、この出力目標値を
出力制御装置に与える変化率制限回路とを設け、かつ、
(j)上記の変化率制限回路は、前記の偏差に応じて出
力目標値の変化率を制御する機能を備えたものとした。
装置は、上記発明方法と同じく上記(a)〜(d)の可
変速発電システムに適用され、(g)前記74>力指令
値と、前記水車に加えられている落差とに基づいて1発
電機に対して目標回転数を与える回転数指令回路と、(
h)前記発電機の実回転数を検出する手段と、(i)前
記の目標回転数と実回転数との偏差を算出する手段と、
(i)前記出力指令値の値が変化した場合に、その変化
率を加減して出力目標値を出力して、この出力目標値を
出力制御装置に与える変化率制限回路とを設け、かつ、
(j)上記の変化率制限回路は、前記の偏差に応じて出
力目標値の変化率を制御する機能を備えたものとした。
後述の実施例について詳しく説明する如く、目標回転数
と実回転数との偏差に応じて、出力制御装置へ与えられ
る出力指令値の変化率を制限することにより、電気的調
整と機械的調整との応答を一致させて回転速度変化を抑
えることができる。
と実回転数との偏差に応じて、出力制御装置へ与えられ
る出力指令値の変化率を制限することにより、電気的調
整と機械的調整との応答を一致させて回転速度変化を抑
えることができる。
第1図は、本発明の装置に係る制御装置の1実施例を示
すブロック図である。本第1図において1は2次励磁交
流発電機で、該発電機】−の回転子は直結された水車2
により駆動され、発電機1の2次巻線はサイクロコンバ
ータ3により励磁され、その交流側は電力系統4に接続
されている。5は出力制御装置、6は電力系統4への発
生電力Peを検出する変換器、7は水車2の調速機、8
は水車2のガイドベーン、9は落差検出器、10は回転
数指令回路、11は回転数検出器、12は変化率制限回
路、Poは外部から与えられる出力指令値、PQIは出
力目標値、Hは落差信号、Noは目標回転数、Nは実回
転数信号である。
すブロック図である。本第1図において1は2次励磁交
流発電機で、該発電機】−の回転子は直結された水車2
により駆動され、発電機1の2次巻線はサイクロコンバ
ータ3により励磁され、その交流側は電力系統4に接続
されている。5は出力制御装置、6は電力系統4への発
生電力Peを検出する変換器、7は水車2の調速機、8
は水車2のガイドベーン、9は落差検出器、10は回転
数指令回路、11は回転数検出器、12は変化率制限回
路、Poは外部から与えられる出力指令値、PQIは出
力目標値、Hは落差信号、Noは目標回転数、Nは実回
転数信号である。
第2図は第1図に示した可変速発電システムの出力の流
れを示す図で、Pmは水車2の軸出力。
れを示す図で、Pmは水車2の軸出力。
Peは電力系統4への発生電力、Nは実回転数を示す。
上記構成の可変速発電システムの動作を以下に説明する
。外部から与えられる出力指令値Poは変化率制限回路
12を通って出力目標値Pot となる、変化率制限回
路12へは変化率制限信号として目標回転数Noと実回
転数Nとの偏差ΔNをはへカしており、回転数偏差ΔN
が小さい場合は入力信号Poに対する出力Pozの変化
率は大きく、ΔNが大きい場合は率化率が小さくなる様
に設定されている。出力制御装置5では、変換器6によ
って検出される出力Peが出力目標値Potと一致する
ように、サイクロコンバータ3を制御して2次励磁量を
調整し、発電機1の電気出力を制御する。同時に、出力
指令値Poは回転数指令回路10へ入力され、この指令
値Poと落差信号Hとに応じて最適効率となる目標回転
数信号N。
。外部から与えられる出力指令値Poは変化率制限回路
12を通って出力目標値Pot となる、変化率制限回
路12へは変化率制限信号として目標回転数Noと実回
転数Nとの偏差ΔNをはへカしており、回転数偏差ΔN
が小さい場合は入力信号Poに対する出力Pozの変化
率は大きく、ΔNが大きい場合は率化率が小さくなる様
に設定されている。出力制御装置5では、変換器6によ
って検出される出力Peが出力目標値Potと一致する
ように、サイクロコンバータ3を制御して2次励磁量を
調整し、発電機1の電気出力を制御する。同時に、出力
指令値Poは回転数指令回路10へ入力され、この指令
値Poと落差信号Hとに応じて最適効率となる目標回転
数信号N。
が出力される。調速機7は目標回転数NOと実回転数N
とが一致するようにガイドベーン8の開度を制御し、水
車2の軸出力Pmを調整する。回転数Nは、水車軸出力
Pmと発電気出力とがバランスしていれば一定となり、
アンバランスが生じると速度偏差ΔNを生じる。本実施
例では、回転数偏差ΔNに応じて出力指令値POに対す
る出力指令値Po1の制限しているため、水車2のガイ
ドベーン8の開度を調整する機械的調整と、発電機】−
の励磁調整による出力制御との応答を一致させることに
より回転数変化を抑えることができる。
とが一致するようにガイドベーン8の開度を制御し、水
車2の軸出力Pmを調整する。回転数Nは、水車軸出力
Pmと発電気出力とがバランスしていれば一定となり、
アンバランスが生じると速度偏差ΔNを生じる。本実施
例では、回転数偏差ΔNに応じて出力指令値POに対す
る出力指令値Po1の制限しているため、水車2のガイ
ドベーン8の開度を調整する機械的調整と、発電機】−
の励磁調整による出力制御との応答を一致させることに
より回転数変化を抑えることができる。
第3図は、第1図に示した本発明の一実施例の効果を説
明する図表である。本図表の」二半は、縦軸に電気出力
をとり、下半は縦軸に回転数をとっである。而して、横
軸は上半、下半に共通する時間軸である。図において、
POは外部からの出力指令値、NOは目標回転数である
。
明する図表である。本図表の」二半は、縦軸に電気出力
をとり、下半は縦軸に回転数をとっである。而して、横
軸は上半、下半に共通する時間軸である。図において、
POは外部からの出力指令値、NOは目標回転数である
。
Peは本実施例における実際の電気出力である。
ただし、実際の電気出力とは、目標出力でない実出力の
意である。Nは、実回転数である。
意である。Nは、実回転数である。
一方、Pe’は従来例における実電気出力、Pe’は従
来例における実回転数である。
来例における実回転数である。
POIは、Poを変化率制限回路に通して得られた出力
目標値である。
目標値である。
この第3図は1時刻tiにて出力指令値POが変更され
た場合を例示している。発電機出力Pe’は指令値Po
にほぼ追従して変化する。同時に速度指令回路において
も目標回転数Noが変更される。電気的な制御状態は、
上述の如く瞬時にして即応・追随し得るが、ガイドベー
ン8を操作する機体的な制御状態の変更は、電気的制御
状態の変化に比して時間的遅れを避は難い。このため、
従来例における実回転数N′は一旦下がり可変速範囲を
逸脱した後に回復していく。一方1本実施例における出
力指令値POは、目標回転数Noと実回転数Nとの偏差
ΔNに応じてその変化率を制限され Po1どなって出力制御装置へ与えられる。このため、
電気出力Paの変化は水車軸出方に見合ったものとなり
回転数の変動を抑えることができる。
た場合を例示している。発電機出力Pe’は指令値Po
にほぼ追従して変化する。同時に速度指令回路において
も目標回転数Noが変更される。電気的な制御状態は、
上述の如く瞬時にして即応・追随し得るが、ガイドベー
ン8を操作する機体的な制御状態の変更は、電気的制御
状態の変化に比して時間的遅れを避は難い。このため、
従来例における実回転数N′は一旦下がり可変速範囲を
逸脱した後に回復していく。一方1本実施例における出
力指令値POは、目標回転数Noと実回転数Nとの偏差
ΔNに応じてその変化率を制限され Po1どなって出力制御装置へ与えられる。このため、
電気出力Paの変化は水車軸出方に見合ったものとなり
回転数の変動を抑えることができる。
以上述べたように、本発明の方法によれば、発電機出力
と水車軸出力との応答速度の違いを考慮して、目標回転
数と実回転数との偏差により2次励磁制御系へ与える目
標値の変化を制限し、過大な速度変化を生じることなく
安定した運転を行なうことができる。
と水車軸出力との応答速度の違いを考慮して、目標回転
数と実回転数との偏差により2次励磁制御系へ与える目
標値の変化を制限し、過大な速度変化を生じることなく
安定した運転を行なうことができる。
また1本発明の制御装置によれば、前記の発明方法を容
易に実施して、その効果を充分に発揮せしめることが出
来る。
易に実施して、その効果を充分に発揮せしめることが出
来る。
第1図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第2
図は可変速発電システムの出力の流れを示す説明図、第
3図は本発明に係る制御方法の効果を示す図表である。 1・・・2次励磁交流発電機、2・・・水車、3・・・
サイクロコンバータ、4・・・電力系統、5・・・出力
制御装置、6・・・変換器、7・・・調速機、8・・・
水車のガイドベーン、9・・・落差検出器、10・・・
回転数指令回路、11・・・回転数検出器、12・・・
変化率制限器、Pm・・・水車軸出力、Pe・・・電気
出力、N・・・回転数、Po・・・出力指令値、Po1
・・・出力目標値、No・・・目標回転数。
図は可変速発電システムの出力の流れを示す説明図、第
3図は本発明に係る制御方法の効果を示す図表である。 1・・・2次励磁交流発電機、2・・・水車、3・・・
サイクロコンバータ、4・・・電力系統、5・・・出力
制御装置、6・・・変換器、7・・・調速機、8・・・
水車のガイドベーン、9・・・落差検出器、10・・・
回転数指令回路、11・・・回転数検出器、12・・・
変化率制限器、Pm・・・水車軸出力、Pe・・・電気
出力、N・・・回転数、Po・・・出力指令値、Po1
・・・出力目標値、No・・・目標回転数。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)1次側が電力系統に接続され、かつ、交流2
次励磁巻線を備えた発電機と、(b)外部から与えられ
る出力指令値に基づいて該発電機の2次励磁量を調整し
て1次側出力を制御する出力制御装置と、(c)前記発
電機を回転駆動する水車と、(d)該水車の回転速度を
制御する調速機とを備えた可変速発電システムにおいて
、(e)前記発電機の目標回転数と実回転数との偏差を
求め、(f)前記出力指令値が変化した場合、上記の偏
差に基づいて該出力指令値の変化率を制限することを特
徴とする、可変速発電システムの制御方法。 2、(a)1次側が電力系統に接続され、かつ、交流2
次励磁巻線を備えた発電機と、(b)外部から与えられ
る出力指令値に基づいて該発電機の2次励磁量を調整し
て1次側出力を制御する出力制御装置と、(c)前記発
電機を回転駆動する水車と、(d)該水車の回転速度を
制御する調速機とを備えた可変速発電システムにおいて
、(g)前記出力指令値と、前記水車に加えられている
落差とに基づいて、発電機に対して目標回転数を与える
回転数指令回路と、(h)前記発電機の実回転数を検出
する手段と、(i)前記の目標回転数と実回転数との偏
差を算出する手段と、(i)前記出力指令値の値が変化
した場合に、その変化率を加減して出力目標値を出力し
て、この出力目標値を出力制御装置に与える変化率制限
回路とを設け、かつ、(j)上記の変化率制限回路は、
前記の偏差に応じて出力目標値の変化率を制御する機能
を備えたものであることを特徴とする、可変速発電シス
テムの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63078198A JP2554123B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 可変速発電システムの制御方法及び同制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63078198A JP2554123B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 可変速発電システムの制御方法及び同制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01255500A true JPH01255500A (ja) | 1989-10-12 |
JP2554123B2 JP2554123B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=13655313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63078198A Expired - Lifetime JP2554123B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 可変速発電システムの制御方法及び同制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2554123B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63078198A patent/JP2554123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2554123B2 (ja) | 1996-11-13 |
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Legal Events
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