JP2001041142A - Hydraulic machinery for hydraulic plant with surge tank - Google Patents

Hydraulic machinery for hydraulic plant with surge tank

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JP2001041142A
JP2001041142A JP11218382A JP21838299A JP2001041142A JP 2001041142 A JP2001041142 A JP 2001041142A JP 11218382 A JP11218382 A JP 11218382A JP 21838299 A JP21838299 A JP 21838299A JP 2001041142 A JP2001041142 A JP 2001041142A
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Shinji Yumoto
伸司 湯本
Mitsuhiro Ishiguro
光宏 石黒
Naoyuki Haneda
尚之 羽田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent excessive surging automatically by forming hydraulic machinery having a governor controlling a movable flow control means and a surge tank so as to be capable of being switched between low response setting and high response setting. SOLUTION: The speed detecting signal Xn of a speed detecting part 1 detecting the rotational speed of a pump turbine, the setting value xo of the rotational speed of a speed adjusting part 2, and the restoring signal X0 of a speed settling ratio setting part 12 are added (3). An addition result is inputted into a proportional computing element 4a and an integrating computing element 5a used normally, and a proportional computing element 4b and an integrating computing element 5b used when surging is suppressed through contacts 19a, 19b switched based on the output of a surging sensor 20. The respective output of an integrating computing element 6, the proportional computing elements 4a, 4b, and the integrating computing elements 5a, 5b are added to obtain a guide vane opening command Z (7) and control a hydraulic servo motor 10 through a limiter 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、上流または下流側
にサージタンクを備えた水力プラントに設置され、水量
制御手段と水量制御手段を制御するガバナを備えた水力
機械に係わり、特に当該サージタンクの容量合理化を計
るに好適な水力機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic power plant equipped with a surge tank on the upstream or downstream side and provided with a water amount control means and a governor for controlling the water amount control means. The present invention relates to a hydraulic machine suitable for rationalizing the capacity of a hydraulic power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より電力系統に接続される水力発電
機械においては、系統に連繋されて運転されている時は
系統から強力な回転速度安定化作用が期待できるので、
回転速度を制御するガバナの設定値は安定性より速応性
を重視して比較的高いゲインに設定され、系統から分離
された時や系統から事実上分離され系統側から回転速度
安定化作用があまり期待できない場合には速応性より回
転速度の安定性を重視して比較的低いゲインに設定され
る。そこで、従来は、ガバナのゲインは連繋運転中で考
えられる最高のゲインを想定し、かつ、水量制御手段を
考えられる最大振幅で、しかも、サージタンク固有振動
相当周期で、考えられる最多回数開閉するような信号が
ガバナに与えられたと仮定して、それでも上下流のサー
ジタンクはオーバーフローしないよう十分な容量に設計
していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a hydroelectric machine connected to an electric power system, a strong rotation speed stabilizing action can be expected from the system when operating in connection with the system.
The governor that controls the rotation speed is set to a relatively high gain, focusing on responsiveness rather than stability, and when separated from the system or practically separated from the system, the rotation speed stabilizing action from the system side is not much If it cannot be expected, the gain is set to a relatively low gain, with emphasis placed on stability of the rotational speed rather than quick response. Therefore, conventionally, the governor gain assumes the highest possible gain during the linked operation, and opens and closes the water amount control means at the maximum possible amplitude and at the cycle equivalent to the natural vibration of the surge tank at the maximum possible number of times. Assuming that such a signal was given to the governor, the surge tanks upstream and downstream were designed with sufficient capacity to prevent overflow.

【0003】又、水力発電所の水路系の解析をしたもの
に、日立評論 VOL.56 No.12(1974−1
2) p1155〜1160に記載のものがある。この
文献には、非線形性を考慮して水路系の水撃作用を解析
している。
[0003] An analysis of the waterway system of a hydroelectric power plant is described in Hitachi Review, Vol. 56 No. 12 (1974-1).
2) There are those described in pages 1155 to 1160. This document analyzes the water hammer effect of a waterway system in consideration of nonlinearity.

【0004】又、従来の装置である電力系統に接続され
た発電機、これに直結された水車からなる水力プラント
では、一般に、回転速度検出器を備え該回転速度検出器
の出力信号に応答して水車の流量制御手段(例えばガイ
ドベーン)を制御して水車出力を上げて発電機負荷と比
較してより大きくして回転速度を上げて、あるいは水車
出力を下げて発電機負荷と比較してより小さくして回転
速度を下げて回転速度を所定値に制御する回転速度ガバ
ナを設けているが、回転速度→回転速度検出器→回転速
度ガバナ演算部→回転速度ガバナ増幅部→流量制御手段
→水車出力→発電機負荷との差修正→回転速度修正とな
って一巡する回転速度制御系に対して、一種のバイアス
調整をする部分を回転速度ガバナの演算部に設けてい
る。水力プラントが大電力系統から切り離され、特定の
小負荷だけに電力を供給するような実質的に単独送電や
完全な無負荷運転になった場合には、発電機負荷は一定
と考えられるので、このバイアスの調整は結果的に速度
調整の役割を果たす。すなわち、発電機負荷に見合う水
車出力は変わらないので、バイアス調整分を相殺できる
のは回転速度Nの変化であるためである。
[0004] In addition, a conventional hydropower plant including a generator connected to a power system and a water turbine directly connected to the generator generally has a rotation speed detector and responds to an output signal of the rotation speed detector. By controlling the flow control means (for example, guide vanes) of the turbine to increase the turbine output and increase the rotation speed by comparing with the generator load, or decrease the turbine output to compare with the generator load. A rotation speed governor that controls the rotation speed to a predetermined value by lowering the rotation speed by making it smaller is provided, but rotation speed → rotation speed detector → rotation speed governor calculation unit → rotation speed governor amplification unit → flow rate control means → For the rotation speed control system that goes through a cycle of water turbine output → difference from generator load → rotation speed correction, a kind of bias adjustment is provided in the rotation speed governor calculation unit. If the hydropower plant is disconnected from the high power system and becomes substantially sole power transmission or completely no-load operation that supplies power only to a specific small load, the generator load is considered to be constant. The adjustment of the bias consequently plays the role of speed adjustment. That is, since the turbine output corresponding to the generator load does not change, the bias adjustment can be offset by the change in the rotation speed N.

【0005】これに対して水力プラントが大電力の系統
に同期接続されている場合には、回転速度が電力系統相
当値で固定されるので、バイアスの調整は出力調整の役
割を果たす。すなわち、バイアスの調整によって流量制
御手段の開度が変わり水車出力は変わるが回転速度は変
われないので、発電機負荷が水車出力に直ちに追従す
る。この場合には、バイアスは水車出力調整→電力調整
の役割を果たすことになる。
On the other hand, when the hydropower plant is synchronously connected to a high-power system, the rotation speed is fixed at a value corresponding to the power system, so that the bias adjustment plays a role of output adjustment. That is, the opening of the flow control means changes by adjusting the bias, and the turbine output changes, but the rotation speed does not change. Therefore, the generator load immediately follows the turbine output. In this case, the bias plays a role of water turbine output adjustment → power adjustment.

【0006】ところで、水力プラントが大電力系統に連
繋されている場合に、電力系統全体の電力需給調整制御
やAFC等の周波数調整制御のために、管轄下の各プラ
ントに対して配分指令が出され、水力プラントに対して
遠方の中央制御所から電力の要求値である出力調整指令
が出される場合がある。しかし、従来の水力発電プラン
トでは、この遠方指令に対する応答が極めて遅く、系統
制御という観点では水力発電プラントの貢献度は低過ぎ
るという問題があった。
[0006] When a hydropower plant is connected to a large power system, a distribution command is issued to each plant under its jurisdiction for power supply and demand adjustment control of the entire power system and frequency adjustment control such as AFC. In some cases, a remote central control station issues an output adjustment command, which is a required value of power, to the hydropower plant. However, the conventional hydroelectric power plant has a problem that the response to the remote command is extremely slow, and the contribution of the hydroelectric power plant is too low in terms of system control.

【0007】従来の技術では、ガバナ側で遠方指令と別
途検出した実際の発電機電力を比較して偏差信号を算出
し、その偏差信号を積分演算した結果を回転速度制御系
へ一種のバイアス信号として与えていた。バイアス信号
は、具体的には65Pと称する出力調整部に与えてい
た。しかし、発明者らの解析結果では、積分演算のゲイ
ンを許容限界まで上げてみても遠方指令→実電力との偏
差導出→偏差の積分演算(以下電力偏差積分と呼ぶ)→
ガバナ演算部へのバイアス調整(即ち65P調整)→流量
制御手段の開度調整→水車出力調整→発電機の実電力調
整と一巡する制御回路に致命的な問題があり、抜本的な
応答改善は望めないことが判明した。
In the prior art, a governor side compares a distant command with actual generator power detected separately to calculate a deviation signal, and integrates the deviation signal into a result. Was given as. Specifically, the bias signal was given to an output adjustment unit called 65P. However, according to the analysis results of the inventors, even if the gain of the integration operation is raised to the allowable limit, a remote command → derivation of deviation from actual power → integration operation of deviation (hereinafter referred to as power deviation integration) →
There is a fatal problem in the control circuit that goes around the bias adjustment (that is, the 65P adjustment) to the governor calculation unit → the opening adjustment of the flow control means → the water turbine output adjustment → the actual power adjustment of the generator. It turned out to be impossible.

【0008】その理由の一つにガバナ演算部のPID演
算ゲインが低すぎる問題がある。しかし、ガバナ演算部
のPID演算ゲインは、水力発電プラントが大電力系統
から切り離されて実質的に単独送電状態になる可能性が
あれば、単独送電状態になっても回転速度制御系の安定
性が損なわれないようにする必要があるため、任意に上
げることはできないという事情がある。これを解決する
方法として、ガバナ演算部のPID演算ゲインを大電力
系統と連繋運転中は所望の高さに設定しておいて、単独
送電へ移行した時は低い値に自動切換する方法が考えら
れるが、電力系統の構成が複雑であることを考慮する
と、単独送電への移行が充分な信頼性をもって検出でき
ない限り(実際には困難)採用できない。又、遠方指令
に対する一巡制御回路において流量制御手段の開度調整
→水車出力調整間の伝達関数は線形近似では(1−Tw
S)/(1+0.5Tw・S)と表現されるように、水撃に
よる出力の逆向き応答成分が含まれているため、遠方指
令に対する一巡制御回路にも直接の悪影響を与える。こ
こで、Tw=ΣLi・Vi/(g・H)で、Liは上下流水路
の長さ、Vi は上下流水路内の平均流速、gは重力の加
速度、Hは有効落差、Sはラプラス演算子である。
One of the reasons is that the PID operation gain of the governor operation section is too low. However, the PID operation gain of the governor operation unit is determined to be stable if the hydroelectric power plant is disconnected from the large power system and becomes substantially a single power transmission state. There is a situation that it cannot be arbitrarily raised because it is necessary to ensure that is not damaged. As a method for solving this, a method is considered in which the PID calculation gain of the governor calculation unit is set to a desired height during operation linked to the large power system, and is automatically switched to a low value when shifting to single power transmission. However, in view of the complexity of the configuration of the power system, it cannot be adopted unless transition to single power transmission can be detected with sufficient reliability (actually difficult). Further, in the loop control circuit for the remote command, the transfer function between the opening degree adjustment of the flow control means and the water turbine output adjustment in linear approximation is (1- Tw ·
S) / (1 + 0.5T w · S) As is expressed as, because it contains inverted response component of the output by the water hammer, to round the control circuit for the distant command have a direct adverse effects. Here, at T w = ΣL i · V i / (g · H), L i is the length in the vertical water passage, V i is the average flow velocity of the upstream and downstream in water channel, g is the gravitational acceleration, H is effective head , S are Laplace operators.

【0009】ところで、ガバナ演算部のPIDゲイン
は、回転速度→回転速度検出器→回転速度ガバナ演算部
→回転速度ガバナ増幅部→流量制御手段→水車出力→発
電機負荷との差修正→回転速度修正と一巡する回転速度
制御系の安定性や速応性を考慮して設定され、遠方指令
に対する電力制御の一巡制御回路専用の演算部としては
単に電力偏差積分演算があるだけで適正な設定ができる
構成になっていない。まして、電力の手動操作のための
上げ、下げ指令も電力偏差積分演算器で受けるのが一般
的で、この場合には目視確認しながら調整するすること
になるので電力偏差積分のゲインは自ずと低くならざる
を得ず自由に上げられない。
By the way, the PID gain of the governor calculating section is as follows: rotating speed → rotating speed detector → rotating speed governor calculating section → rotating speed governor amplifying section → flow control means → water turbine output → difference from generator load → rotating speed It is set in consideration of the stability and responsiveness of the rotation speed control system that makes a round with the correction, and the calculation unit dedicated to the circuit for controlling the power control for the remote command can be set properly only by the power deviation integral calculation Not configured. Furthermore, it is general that the power increase / decrease command for the manual operation of the power is also received by the power deviation integration calculator. In this case, since the adjustment is performed while visually confirming, the gain of the power deviation integration is naturally low. I have to be free to raise it.

【0010】電力系統と連繋運転中は、事実上一定速度
で運転される従来の水力発電プラントでは、回転速度制
御系と遠方指令に応答する電力制御系の両方が最終的に
は同一の操作端を制御する。このように従来の技術に
は、遠方指令に対する電力の一巡制御系についても回転
速度制御系の低いPID演算ゲインの影響や水撃の逆応
答等の阻害要因にも拘わらず適正な遅れ補償やゲイン補
償を行うことのできる演算部を設けた例はない。
In a conventional hydroelectric power plant operating at a substantially constant speed during operation linked to the power system, both the rotation speed control system and the power control system responding to the remote command eventually have the same operating terminal. Control. As described above, in the prior art, even in the loop control system of the electric power with respect to the distant command, appropriate delay compensation and gain can be performed regardless of the influence of the low PID calculation gain of the rotation speed control system and the obstruction factors such as the reverse response of the water hammer. There is no example in which an arithmetic unit capable of performing compensation is provided.

【0011】特開平7−279814 号公報に記載の装置で
は、遠方指令自体を一時的に拡大してから回転速度制御
系の一つのバイアス信号として入力する方法が開示され
ている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-279814 discloses a method in which a remote command itself is temporarily expanded and then input as one bias signal of a rotation speed control system.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は、サージ
タンク容量を低減することには配慮されておらず、サー
ジタンク容量増加は地下発電所の場合であれば岩盤の掘
削ボリュームの増大を意味し、土木コストの上昇は大き
な負担になっている。例えば、サージタンクの高さを僅
か1m上げるにしても、サージタンクの横断面積が各水
車の水路断面積の何十倍にもなるため掘削ボリュームで
は膨大になるためである。
The conventional apparatus does not consider reducing the capacity of the surge tank, and an increase in the capacity of the surge tank means an increase in the volume of rock excavation in the case of an underground power plant. However, the rise in civil engineering costs is a heavy burden. For example, even if the height of the surge tank is increased by only 1 m, the cross-sectional area of the surge tank becomes tens of times the cross-sectional area of the water channel of each turbine, so that the excavation volume becomes enormous.

【0013】又、特開平7−279814号公報に記載の装置
のように、遠方からの電力指令の受信部で指令自体を一
時的に拡大する対策を講じれば、その後の一巡制御系の
応答低下をある程度は補償できる可能性がある。しか
し、この方法は、一巡制御系でゲインが1/10になる
なら予め10倍にしておき10×(1/10)=1とゲ
インを1とする考え方であるが、一巡制御系の周波数特
性は複雑で信号の周波数に応じて応答ゲインは大きく変
化し、1/100のところもあれば1に近いところもあ
るのでこのような単純にはいかない。結局、一巡制御系
の外だけで補償するやり方には限界があり、少なくとも
精度低下や非効率性は避けられないため、効率的ではな
く、実用的ではないものであった。
Further, if a measure is taken to temporarily expand the command itself in the receiving section of the power command from a distant place as in the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-279814, then the response of the loop control system will decrease. May be compensated to some extent. However, in this method, if the gain becomes 1/10 in the loop control system, the gain is increased by a factor of 10 in advance and 10 × (1/10) = 1 and the gain is set to 1. Is complicated, and the response gain greatly changes according to the frequency of the signal. In the end, there is a limit to the way of compensating only outside the loop control system, and it is not efficient and not practical because at least a reduction in accuracy and inefficiency are unavoidable.

【0014】又、従来の技術では、たとえ電力指令に対
する一巡制御系の応答性改善に成功したとしても、水力
機械の建設条件によっては上下流水路のサージタンクの
サージング等特定の周波数帯での異常加振が生じるとい
う新たな問題を引き起こす場合も少なくなかった。この
対策としては、サージタンクの容量を増すという高価な
対策か一巡制御系の応答性改善を諦めるかしか対策がな
かった。
Further, in the conventional technology, even if the response of the loop control system to the power command is successfully improved, depending on the construction conditions of the hydraulic machine, abnormalities in a specific frequency band such as surging of a surge tank in an upstream / downstream waterway. In many cases, a new problem of vibration occurred. The only countermeasure against this was to increase the capacity of the surge tank or to give up the response of the loop control system.

【0015】本発明の第1の目的は、サージタンクの設
計条件となっているガバナ印加信号が同じでも、ガバナ
自身をインテリジェント化し過大なサージングを自動的
に防止できるようにして、安価な対策でサージタンクの
設計合理化という大きな経済効果を達成し、水力プラン
トの建設コスト低減に貢献できるサージタンクを備えた
水力プラントの水力機械を提供することにある。
A first object of the present invention is to make the governor intelligent and automatically prevent excessive surging even if the governor applied signal which is the design condition of the surge tank is the same. An object of the present invention is to provide a hydraulic machine for a hydraulic plant equipped with a surge tank that can achieve a great economic effect of streamlining the design of a surge tank and contribute to reducing the construction cost of the hydraulic plant.

【0016】本発明の第2の目的は、サージタンクの固
有振動相当周期で加振されても、ガバナの出力である水
量制御手段の振動振幅は自動的に所望のレベルに抑制さ
れるようガバナをインテリジェント化したサージタンク
を備えた水力プラントの水力機械を提供することにあ
る。
A second object of the present invention is to control the governor so that the vibration amplitude of the water flow control means, which is the output of the governor, is automatically suppressed to a desired level even when the surge tank is vibrated at a period corresponding to the natural vibration of the surge tank. Another object of the present invention is to provide a hydraulic power plant for a hydropower plant equipped with a surge tank that is intelligent.

【0017】本発明の第3の目的は、回転速度制御系と
遠方指令に応答する電力制御系の両方が最終的には同一
の操作端を制御するような場合でも、遠方指令に応答す
る電力制御系の応答性を回転速度制御系の応答性能、特
に安定性を損なうことなく合理的に適正化でき、応答ゲ
インを大幅に改善した水力機械を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a power control system which responds to a remote command even when both a rotational speed control system and a power control system responding to a remote command finally control the same operating end. An object of the present invention is to provide a hydraulic machine in which the responsiveness of a control system can be rationally optimized without impairing the responsiveness of a rotation speed control system, in particular, stability, and the response gain is greatly improved.

【0018】本発明の第4の目的は、電力の手動操作の
ための上げ,下げ指令も電力偏差積分演算器で受ける場
合のように、電力偏差積分のゲインが充分高くない場合
でも、遠方指令に対する電力制御系の応答性を自在に上
げられる水力機械を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide a distant command even when the power deviation integration gain is not sufficiently high, such as when the power deviation integration calculator also receives power up / down commands for manual operation of power. It is an object of the present invention to provide a hydraulic machine capable of freely increasing the response of a power control system to a hydraulic power machine.

【0019】本発明の第5の目的は、上下流水路のサー
ジタンクのサージング等特定の周波数帯での異常加振現
象を合理的に防止し、その他の周波数帯では一巡制御系
の応答性を最大限に保持することのできる水力機械を提
供することにある。
A fifth object of the present invention is to rationally prevent abnormal vibration phenomena in a specific frequency band such as surging of a surge tank in an upstream / downstream waterway, and improve the responsiveness of a loop control system in other frequency bands. An object of the present invention is to provide a hydraulic machine that can be held to the maximum.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサージタンクを備えた水力プラントの水力
機械は、可動の流量制御手段と前記流量制御手段を制御
するガバナと、上流または下流管路にサージタンクを備
えた水力プラントに設置される水力機械であって、前記
ガバナが前記サージタンクの固有振動数近辺の周波数帯
域の入力信号に対しては低い周波数応答特性を与えるた
めの低応答設定と、その他の周波数領域の入力信号に対
してはより高い周波数応答特性を与えるための高応答設
定を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a hydraulic machine of a hydraulic plant having a surge tank according to the present invention comprises a movable flow control means, a governor for controlling the flow control means, and an upstream or downstream flow control means. A hydraulic machine installed in a hydraulic plant having a surge tank in a downstream conduit, wherein the governor provides a low frequency response characteristic to an input signal in a frequency band near a natural frequency of the surge tank. A low-response setting and a high-response setting for giving higher frequency response characteristics to input signals in other frequency regions are provided.

【0021】又、過大なサージングまたはその前兆現象
を検出するサージングセンサーを備え、前記サージング
センサーが動作したことを条件に前記ガバナが低応答設
定を自動選択するものである。
Further, a surging sensor for detecting an excessive surging or a precursory phenomenon thereof is provided, and the governor automatically selects a low response setting on condition that the surging sensor is operated.

【0022】又、可動の流量制御手段と前記流量制御手
段を制御するガバナと、上流または下流管路にサージタ
ンクと、過大なサージングまたはその前兆現象を検出す
るサージングセンサーを備えた水力プラントに設置され
る水力機械であって、前記ガバナの演算部が積分要素ゲ
インを高低切換可能に構成され、前記サージングセンサ
ーが動作した時には低ゲイン側を自動選択することを特
徴とする。
Further, the present invention is installed in a hydraulic power plant having movable flow control means, a governor for controlling the flow control means, a surge tank in an upstream or downstream pipeline, and a surging sensor for detecting excessive surging or its precursory phenomenon. The governor arithmetic unit is configured to switch the integral element gain between high and low, and automatically selects the low gain side when the surging sensor operates.

【0023】又、可動の流量制御手段と前記流量制御手
段を制御するガバナと、上流または下流管路にサージタ
ンクと、前記ガバナの周波数応答特性を設定したバンド
フィルター回路を備えた水力プラントに設置される水力
機械であって、前記バンドフィルター回路の周波数応答
特性が前記サージタンクのサージング固有振動数に近い
周波数帯域の入力に対しては、その他の周波数帯域の入
力に比べて前記ガバナの周波数応答特性が低くなるよう
に設定されていることを特徴とする。
[0023] Further, the present invention is installed in a hydraulic power plant having movable flow control means, a governor for controlling the flow control means, a surge tank in an upstream or downstream pipeline, and a band filter circuit for setting the frequency response characteristics of the governor. A frequency response characteristic of the band filter circuit for an input in a frequency band close to the surging natural frequency of the surge tank, compared to an input in another frequency band, the frequency response of the governor. The characteristic is set so as to be low.

【0024】又、上記目的を達成するために、本発明の
水力機械は、電力指令に対する一巡制御系の電力偏差積
分演算器と並列に配置されてその出力で電力偏差積分演
算器の出力を補正するようにした並列演算手段を設け、
該並列演算手段は電力偏差積分演算器と同じ電力偏差信
号を入力とするものの、電力偏差がある過渡時には電力
偏差積分演算器の応答を高めるような信号を出力し、定
常状態に戻ればその出力をゼロまたは略ゼロに戻すよう
に構成したものである。
In order to achieve the above object, the hydraulic machine of the present invention is arranged in parallel with a power deviation integration calculator of a loop control system for a power command, and corrects the output of the power deviation integration calculator with its output. Parallel computing means,
Although the parallel computing means receives the same power deviation signal as the power deviation integral computing unit, it outputs a signal that enhances the response of the power deviation integral computing unit during a transient when there is a power deviation, and outputs the signal when it returns to a steady state. Is set to zero or almost zero.

【0025】又、並列演算手段には比例演算をさせ、電
力偏差積分演算器の代わりにP+I(比例+積分)演算
要素を入れるものである。このP+I演算要素を使っ
て、電力指令に対する電力制御系の応答を適正化するも
のである。
Further, the parallel operation means performs a proportional operation, and includes a P + I (proportional + integral) operation element instead of the power deviation integral operation unit. Using this P + I operation element, the response of the power control system to the power command is optimized.

【0026】又、並列演算手段には比例演算+微分演算
をさせ、電力偏差積分演算器の代わりにP+I+D(比
例+積分+微分)演算要素を入れるものである。このP
+I+D演算要素を使って、電力指令に対する電力制御
系の応答を適正化することである。
The parallel operation means performs a proportional operation + a differential operation, and includes a P + I + D (proportional + integral + derivative) operation element instead of the power deviation integral operation unit. This P
Using a + I + D operation element to optimize the response of the power control system to the power command.

【0027】又、遠方指令受信部には特定の周波数帯の
変動入力に対しては応答ゲインが他の周波数帯の変動入
力に比べて低下するバンドフィルターを設けるものであ
る。又、上記の電力偏差積分演算器をP+I演算要素で
置換またはP+I+D演算要素で置換した上で遠方指令
受信部に設けるバンドフィルターを組み合わせるもので
ある。
The remote command receiving section is provided with a band filter whose response gain decreases with respect to a variable input in a specific frequency band as compared with a variable input in another frequency band. In addition, the power deviation integration calculator is replaced with a P + I calculation element or replaced with a P + I + D calculation element, and then combined with a band filter provided in the remote command receiving unit.

【0028】又、バンドフィルターの例としては、伝達
関数を[(1+T2・S)*(1+T3・S)]/[(1+T1
・S)*(1+T4・S)]または同等(但し、T1 からT
4 は所定の時定数、Sはラプラス演算子でT1<T2<T
3<T4)とし、サージング共振周波数等制御対象側で共
振が予想される特定の周波数帯が1/(2π・T1)と1
/(2π・T4)の間に入るようにT1 ,T4 を調整する
ことである。より好ましくは1/(2π・T2)と1/(2
π・T3)の間に入るようにT2 ,T3 を調整するもので
ある。
As an example of a band filter, the transfer function is [(1 + T 2 · S) * (1 + T 3 · S)] / [(1 + T 1
.S) * (1 + T 4 · S)] or equivalent (however, T 1 to T
4 is a predetermined time constant, S is a Laplace operator and T 1 <T 2 <T
3 <T 4 ), and the specific frequency band in which resonance is expected on the control target side such as the surging resonance frequency is 1 / (2π · T 1 ) and 1
That is, T 1 and T 4 are adjusted so as to fall between / (2π · T 4 ). More preferably, 1 / (2π · T 2 ) and 1 / (2
T 2 and T 3 are adjusted so as to fall between π · T 3 ).

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図2は上下水路の両方にサージタ
ンクを有する水力プラントの水路構成を示す。105は
上池、101は上池105の導水路、106は導水路1
01に設けられた上流側サージタンク、102は上流側
サージタンク106に接続された水圧鉄管、100は水
圧鉄管102に接続されたポンプ水車、103はポンプ
水車100に接続された吸出管、107は吸出管103
に設けられた下流側サージタンク、104は下流側サー
ジタンク107に接続された放水路を示す。図2中で、
fuはポンプ水車100中心を基準に測った上流側サー
ジタンク水位、HfLはポンプ水車100中心を基準に測
った下流側サージタンク水位、△Hfuは上流側サージタ
ンク106の水位と上池105の水位の差、△HfLは下
流側サージタンク107の水位と下池108の水位の
差、Afuは上流側サージタンク106の断面積、AfL
下流側サージタンク107の断面積、L1 ,A1 ,V1
は、それぞれ導水路101の長さ,管路断面積,流速、
2 ,A2 ,V2 はそれぞれ水圧鉄管102の長さ,管
路断面積,流速、L3 ,A3 ,V3 はそれぞれ吸出管1
03の長さ,管路断面積,流速、L4 ,A4 ,V4 はそ
れぞれ放水路104の長さ,管路断面積,流速を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows a waterway configuration of a hydropower plant having surge tanks in both upper and lower waterways. 105 is the upper pond, 101 is the headrace of the upper pond 105, 106 is the headrace 1
01 is an upstream surge tank, 102 is a penstock connected to the upstream surge tank 106, 100 is a pump turbine connected to the penstock 102, 103 is a suction pipe connected to the pump turbine 100, 107 is Draft tube 103
Is a water discharge channel connected to the downstream surge tank 107. In FIG.
H fu is the upstream surge tank water level measured based on the center of the pump turbine 100, H fL is the downstream surge tank water level measured based on the center of the pump turbine 100, and ΔH fu is the water level of the upstream surge tank 106 and the upper pond. The difference in water level at 105, ΔH fL is the difference between the water level of the downstream surge tank 107 and the water level of the lower pond 108, A fu is the cross-sectional area of the upstream surge tank 106, A fL is the cross-sectional area of the downstream surge tank 107, L 1, A 1, V 1
Are the length of the headrace 101, the cross-sectional area of the pipeline, the flow velocity,
L 2 , A 2 , and V 2 represent the length, cross-sectional area, and flow velocity of the penstock 102, and L 3 , A 3 , and V 3 represent the suction pipe 1 respectively.
The length 03, the pipe cross-sectional area, and the flow velocity, L 4 , A 4 , and V 4 indicate the length, the pipe cross-sectional area, and the flow velocity of the discharge channel 104, respectively.

【0030】図2のように構成された水力プラントの水
撃を含む水車の挙動、すなわち、ガバナの出力であるガ
イドベーン(水量制御手段ともいう)の開度Yを入力と
するガバナの制御対象の挙動を模擬する模擬式の例を次
に説明する。以下の説明では、水柱は非圧縮性流体であ
ると仮定し、剛性理論に基づき近似する。又、説明を簡
単にするためこの水柱には摩擦損失はないと仮定する。
The behavior of the water turbine including the water hammer of the hydraulic power plant constructed as shown in FIG. 2, that is, the control object of the governor which inputs the opening Y of the guide vane (also referred to as water amount control means) which is the output of the governor An example of a simulation formula that simulates the behavior of (1) will be described below. In the following description, it is assumed that the water column is an incompressible fluid, and an approximation is made based on the rigidity theory. It is also assumed that the water column has no friction loss for simplicity.

【0031】先ず、導水路101と上流側サージタンク
106について検討すると、上池105から上流側サー
ジタンク106までの管路内水柱は、断面積A1x 長さ
1 であり、サージタンク水位上昇により水柱に作用す
る力は水柱を押し戻す方向に作用するので、運動方程式
は数1となる。
First, considering the water channel 101 and the upstream surge tank 106, the water column in the pipeline from the upper pond 105 to the upstream surge tank 106 has a sectional area A 1 × length L 1 and a surge tank water level. Since the force acting on the water column due to the rise acts in the direction of pushing the water column back, the equation of motion is represented by the following equation (1).

【0032】[0032]

【数1】 −γ・ΔHfu・A1=[(A1・L1・γ)/g]×(dV1/dt) …(1) ここで、γは水の比重であり、数1を変形すると数2と
なる。
[Number 1] -γ · ΔH fu · A 1 = [(A 1 · L 1 · γ) / g] × (dV 1 / dt) ... (1) where, gamma is the specific gravity of the water, the number 1 Is transformed into Equation 2.

【0033】[0033]

【数2】 −ΔHfu=(L1/g)×(dV1/dt) …(2) 一方、連続の式から、サージタンクへの流入水量と流出
水量の差がサージタンク水位を変化させるから、数3が
成り立つ。
-ΔH fu = (L 1 / g) × (dV 1 / dt) (2) On the other hand, from the continuous equation, the difference between the amount of inflow water and the amount of outflow water into the surge tank changes the surge tank water level. Equation 3 holds.

【0034】[0034]

【数3】 (A1・V1−A2・V2)=Afu・(dΔHfu/dt) …(3) 次に、102水圧鉄管について検討する。水圧鉄管内の
水柱は断面積A2x 長さL2 であり、管路左端の水圧力
変動分は、γ・△Hfu・A2 、他方管路右端の水圧変動
分は、γ・△Hu・A2なので、数4が成り立つ。すなわ
ち、数5となる。
(A 1 · V 1 -A 2 · V 2 ) = A fu · (dΔH fu / dt) (3) Next, the 102 penstock will be examined. The water column in the penstock has a cross-sectional area A 2 × length L 2 , and the water pressure fluctuation at the left end of the pipeline is γ · △ H fu · A 2 , while the water pressure fluctuation at the right end of the pipeline is γ · △ Since H u · A 2, Equation 4 holds. That is, Equation 5 is obtained.

【0035】[0035]

【数4】 γ(ΔHfu−ΔHu)・A2=[(A2・L2・γ)/g]×(dV2/dt) …(4)Γ (ΔH fu −ΔH u ) · A 2 = [(A 2 · L 2 · γ) / g] × (dV 2 / dt) (4)

【0036】[0036]

【数5】 ΔHfu−ΔHu=(L2/g)×(dV2/dt) …(5) 従って、数8となる。ΔH fu −ΔH u = (L 2 / g) × (dV 2 / dt) (5)

【0037】次に、ポンプ水車100について検討す
る。水車の出力Pt は数6で表すことができる。
Next, the pump turbine 100 will be examined. Output P t of the water wheel can be expressed by Equation 6.

【0038】[0038]

【数6】 Pt =9.8η・H・Q …(6) ここで、ηは効率を、Hは有効落差を示す。有効落差H
の変動分は上流側変動△Hu と下流側変動△HL の差で
数7のように表される。
P t = 9.8 η · H · Q (6) where η denotes efficiency and H denotes effective head. Effective head H
Is expressed by the difference between the upstream fluctuation ΔH u and the downstream fluctuation ΔH L as shown in Expression 7.

【0039】[0039]

【数7】 ΔH=ΔHu−△HL …(7) また、流量Qは数8にて近似する。ΔH = ΔH u − △ H L (7) The flow rate Q is approximated by Expression 8.

【0040】[0040]

【数8】 Q=K・Y・√H …(8) ここでYはガイドベーン開度を示す。さらに、連続の方
程式から数9が得られる。
## EQU8 ## Q = KYKH (8) Here, Y indicates the guide vane opening. Further, Equation 9 is obtained from a continuous equation.

【0041】[0041]

【数9】 Q=A2・V2=A3・V3 …(9) 次に、吸出管103について検討する。吸出管の管路内
水柱は断面積A3x 長さL3 であり、管路左端の水圧力
変動分は、γ・△HL・A3、他方管路右端の水圧変動分
は、γ・△HfL・A3なので、数10が成り立つ。
Q = A 2 · V 2 = A 3 · V 3 (9) Next, the suction pipe 103 will be examined. The water column in the pipe of the suction pipe has a cross-sectional area A 3 × length L 3 , and the water pressure fluctuation at the left end of the pipe is γ · △ H L · A 3 , while the water pressure fluctuation at the right end of the pipe is γ • Since ΔH fL · A 3 , Equation 10 holds.

【0042】[0042]

【数10】 γ(△HL−△HfL)・A3=[(A3・L3・γ)/g]×(dV3/dt) …(10) すなわち、数11が得られる。Γ (△ H L − △ H fL ) · A 3 = [(A 3 · L 3 · γ) / g] × (dV 3 / dt) (10) That is, Equation 11 is obtained.

【0043】[0043]

【数11】 △HL−△HfL=(L3/g)×(dV3/dt) …(11) 次に、放水路104と下流側サージタンクについて検討
する。まず、下サージタンクから下池までの管路内水柱
は断面積A4x 長さL4 であり、この水柱に作用する力
は下サージタンク水位上昇により、水柱を加速する方向
に作用するので、数12が成り立つ。
Equation 11] △ H L - △ H fL = Next (L 3 / g) × ( dV 3 / dt) ... (11), consider the spillway 104 and the downstream surge tank. First, the water column in the pipeline from the lower surge tank to the lower pond has a cross-sectional area of A 4 x length L 4 , and the force acting on this water column acts in the direction of accelerating the water column due to the rise in the water level of the lower surge tank. Equation 12 holds.

【0044】[0044]

【数12】 γ・△HfL・A4=[(A4・L4・γ)/g]×(dV4/dt) …(12) すなわち、数13が得られる。Γ △ HfL・ A 4 = [(A 4 · L 4 · γ) / g] × (dV 4 / dt) (12) That is, Expression 13 is obtained.

【0045】[0045]

【数13】 △HfL=(L4/g)×(dV4/dt) …(13) 他方、連続の方程式から下サージタンクへの流入水量と
流出水量の差が下サージタンク水位を変化させるので、
数14が得られる。
ΔH fL = (L 4 / g) × (dV 4 / dt) (13) On the other hand, the difference between the amount of inflow water and the amount of outflow water into the lower surge tank from the continuous equation changes the lower surge tank water level. So
Equation 14 is obtained.

【0046】[0046]

【数14】 (A3・V3−A4・V4)=AfL・(dΔHfL/dt) …(14) ここで、各係数を数15に示すように無次元化して数
2,数3,数5,数6,数7,数8,数9,数11,数
13,数14の線形近似式を求めると数16から数25
が得られる。
(A 3 · V 3 -A 4 · V 4 ) = A fL · (dΔH fL / dt) (14) Here, each coefficient is made dimensionless as shown in Expression 15 to obtain Expression 2, When the linear approximation formulas of Formula 3, Formula 5, Formula 6, Formula 7, Formula 8, Formula 9, Formula 11, Formula 13, and Formula 14 are obtained, Formula 16 to Formula 25 are obtained.
Is obtained.

【0047】[0047]

【数15】 (Equation 15)

【0048】これらの式は、無次元変数v1,v2
3,v4,hfu,hfL,hu,hL,pt,q,yを変数
とする線形近似式であり、これら変数の高次項はneglig
iblesmallとして省略している。
These formulas are used for the dimensionless variables v 1 , v 2 ,
v 3 , v 4 , h fu , h fL , h u , h L , p t , q, y are linear approximations, and the higher-order terms of these variables are neglig
Omitted as iblesmall.

【0049】[0049]

【数16】 v1=−g・H0・hfu/(L1・V10・S) …(16) V 1 = −g · H 0 · h fu / (L 1 · V 10 · S) (16)

【0050】[0050]

【数17】 hfu=(A1・V10・v1−A2・V20・v2)/(H0・Afu・S) …(17)H fu = (A 1 · V 10 · v 1 -A 2 · V 20 · v 2 ) / (H 0 · A fu · S) (17)

【0051】[0051]

【数18】 v2=g(H0・hfu−Hu0・hu)/(L2・V20・S) …(18)
V 2 = g (H 0 · h fu −H u0 · h u ) / (L 2 · V 20 · S) (18)

【0052】[0052]

【数19】 p=h+q …(19)
Pt = h + q (19)

【0053】[0053]

【数20】 h=(Hu0u−HL0L)/(Hu0・HL0)=(Hu0u−HL0L)/H0 …(20) [Number 20] h = (H u0 h u -H L0 h L) / (H u0 · H L0) = (H u0 h u -H L0 h L) / H 0 … (20)

【0054】[0054]

【数21】 q=y+0.5h …(21) [Expression 21] q = y + 0.5h (21)

【0055】[0055]

【数22】 q=v2=v3 …(22) ## EQU22 ## q = v 2 = v 3 (22)

【0056】[0056]

【数23】 v3=g(HL0・hL−H0・hfL)/(L3・V30・S) …(23) V 3 = g (H L0 · h L −H 0 · h fL ) / (L 3 · V 30 · S) (23)

【0057】[0057]

【数24】 v4=g・H0・hfL/(L4・V40・S) …(24) [Number 24] v 4 = g · H 0 · h fL / (L 4 · V 40 · S) ... (24)

【0058】[0058]

【数25】 hfL=(A3・V30・v3−A4・V40・v4)/(H0・AfL・S) …(25) このことから、図2に示す水力プラントのガバナの制御
対象の線形化モデルは、図3のように示すことができ
る。すなわち、ガイドベーン(水量制御手段)の無次元化
された開度yによって無次元化された流量変化qが発生
し、これにより無次元化された上流側サージタンクの水
位hfu,無次元化された下流側サージタンクの水位hfL
が応動することが解る。図3に示す上サージングブロッ
ク図,下サージングブロック図は、それぞれ図4,図5
に示すように構成されている。なお、流量変化に対する
上流側サージタンク水位,下流側サージタンク水位の応
答はいずれも典型的な正弦波発生回路になっており、上
流側サージタンクサージングの周期,下流側サージタン
クサージングの周期はそれぞれ2π√(Afu・L1/A1
・g),2π√(AfL・L4/A4・g)となる。
H fL = (A 3 · V 30 · v 3 -A 4 · V 40 · v 4 ) / (H 0 · A fLS · S) (25) From this, the hydropower plant shown in FIG. A linearized model of the governor to be controlled can be shown in FIG. That is, the dimensionless flow rate change q is generated by the dimensionless opening y of the guide vane (water volume control means), and the dimension of the dimensionless upstream water tank h fu is reduced. Water level h fL of the downstream surge tank
It turns out that responds. The upper surging block diagram and the lower surging block diagram shown in FIG.
It is configured as shown in FIG. The response of the upstream surge tank water level and the downstream surge tank water level to the flow rate change is a typical sine wave generation circuit, and the upstream surge tank surging cycle and the downstream surge tank surging cycle are respectively 2π√ (A fu · L 1 / A 1
G), 2π√ (A fL · L 4 / A 4 · g).

【0059】図1は本実施例のガバナの制御ブロック線
図である。1はポンプ水車100の回転速度Nを検出す
る速度検出部、Xn は速度検出部1で検出された速度検
出信号、2は回転速度の基準値を設定する速度調整部、
0 は速度調整部2から出力される設定値、3は設定値
0 と速度検出信号Xn と後述する速度調定率設定部か
らの復元信号Xσとの加算器、Xεは加算器3で算出さ
れた信号ですぐ下流のPID演算回路の入力信号、20
は上流側サージタンク用サージングセンサー、4aは通
常使用する比例演算要素(P要素)、4bはサージング
センサーが動作した時、すなわち、サージング抑制を行
う場合に使用する比例演算要素(P要素)を示す。なお、
前者の比例演算要素のゲインKpa<後者の比例演算要素
のゲインKpbとなっている。5aは通常使用する積分演
算要素(I要素)、5bはサージングセンサーが動作し
た時、すなわち、サージング抑制を行う場合に使用する
積分演算要素(I要素)を示し、前者の積分ゲインKia
と後者の積分ゲインKibとはKia<Kibとなっている。
19a,19bはそれぞれ比例演算要素4a,4b,積
分演算要素5a,5bの前段に設けられたサージングセ
ンサー20の接点で、サージングセンサー20が動作し
た時にスイング動作して、比例演算要素4aを開き比例
演算要素4bを閉じ、積分演算要素5aを開き積分演算
要素5bを閉じ、比例演算要素,積分演算要素共に切換
える。
FIG. 1 is a control block diagram of the governor of this embodiment. 1 is a speed detection unit for detecting the rotation speed N of the pump turbine 100, Xn is a speed detection signal detected by the speed detection unit 1, 2 is a speed adjustment unit for setting a reference value of the rotation speed,
x 0 is set value outputted from the rate adjustment section 2, 3 set value x 0 and the speed detection signal X n and the adder and the recovered signal X sigma from speed droop setting unit to be described later, X epsilon adder The input signal of the PID operation circuit immediately downstream with the signal calculated in 3, 20
Denotes a surging sensor for an upstream surge tank, 4a denotes a normally used proportional operation element (P element), and 4b denotes a proportional operation element (P element) used when the surging sensor operates, that is, when surging suppression is performed. . In addition,
The gain K pa of the former proportional operation element is smaller than the gain K pb of the latter proportional operation element. Reference numeral 5a denotes an integral operation element (I element) normally used, and reference numeral 5b denotes an integral operation element (I element) used when the surging sensor operates, that is, when surging suppression is performed. The former integral gain K ia
And the latter integral gain Kib is Kia < Kib .
Reference numerals 19a and 19b denote contact points of a surging sensor 20 provided before the proportional operation elements 4a and 4b and the integral operation elements 5a and 5b, respectively, which swing when the surging sensor 20 operates, open the proportional operation element 4a, and The operation element 4b is closed, the integral operation element 5a is opened, and the integral operation element 5b is closed, and both the proportional operation element and the integral operation element are switched.

【0060】6は微分演算要素(D要素)を示し、その
出力信号Zd ,比例演算要素の出力信号Zp ,積分演算
要素の出力信号Zi は、加算部7で加算される。この比
例演算要素の出力信号Zp ,積分演算要素の出力信号Z
i ,微分演算要素の出力信号Zd を総合した信号は、ガ
イドベーン開度指令Zであり、このガイドベーン開度指
令Zに実際のガイドベーン開度Yがフィードバックさ
れ、加算部8で偏差がとられる。この偏差信号Y
ε1 は、リミッター9を介して油圧サーボモータ10に
入力される。リミッター9のθR はガイドベーンの開速
度をθR・Cyに、θL は閉速度をθl・Cy に制限する
ためのものであり、リミッター9の出力信号Yε2は偏
差信号Yε1 を上記開閉速度制限を考慮して制限した信
号となっている。油圧サーボモータ10は一種の油圧増
幅器になっており、伝達関数では一次遅れ要素を構成
し、ガイドベーン開度指令zを増幅して充分なストロー
クと操作力をもつガイドベーン開度Yに変換し、水量制
御手段であるガイドベーンを直接操作する。
Reference numeral 6 denotes a differential operation element (D element). The output signal Z d , the output signal Z p of the proportional operation element, and the output signal Z i of the integral operation element are added by the adder 7. The output signal Z p of the proportional operation element and the output signal Z of the integral operation element
i, total signal of the output signal Z d of differential operation element is a guide vane opening command Z, the actual guide vane opening Y to the guide vane opening command Z is fed back, the deviation adding unit 8 Be taken. This deviation signal Y
ε1 is input to the hydraulic servomotor 10 via the limiter 9. Theta R is the opening speed of the guide vanes θ R · C y limiter 9, theta L is used to limit the closing speed to θ l · C y, the output signal Y .epsilon.2 deviation signal Y limiter 9 The signal is obtained by limiting ε1 in consideration of the above-mentioned opening / closing speed limitation. The hydraulic servomotor 10 is a kind of hydraulic amplifier, and forms a first-order lag element in the transfer function, amplifies the guide vane opening command z and converts it into a guide vane opening Y having a sufficient stroke and operating force. The guide vanes, which are the water amount control means, are directly operated.

【0061】実際のガイドベーン開度Yはフィードバッ
クされ、加算部11で、出力調整部13からのガイドベ
ーン開度設定信号Ya との偏差が与えられる。もし実際
のガイドベーン開度Yがガイドベーン開度設定信号Ya
に達していない場合、すなわち、Y<Ya の場合にはそ
の差がゼロになるまでガバナのPID演算部に開信号σ
(Ya −Y)が送り続けられるので、やがてはY=Ya
なりその段階で落ち着く。開信号σは速度調定率設定部
12で設定され、復元信号Xσを出力する。この開信号
σは速度検出信号Xn の変化に対するガイドベーン開度
Yの変化の割合を決めるゲインで、一般には電力系統の
中でのプラントの役割を考慮して一度決めたら変更され
ないものである。
[0061] The actual guide vane opening Y is fed back, by an adder 11, the deviation between the guide vane opening setting signal Y a from the output adjustment unit 13 is provided. If the actual guide vane opening Y guide vane opening setting signal Y a
If you are not reached, i.e., Y <Y open signal to the PID operation unit of the governor to the difference is zero in the case of a sigma
Since (Y a -Y) is continuously fed, eventually settles at that stage becomes Y = Y a. The open signal σ is set by the speed regulation rate setting unit 12 and outputs a restoration signal . The open signal σ is a gain that determines the ratio of the change in the guide vane opening Y to the change in the speed detection signal Xn , and is generally not changed once determined in consideration of the role of the plant in the power system. .

【0062】14は図3に示すブロック線図全体を示
し、実際のガイドベーン開度Yがフィードバックされて
いる。このブロック線図14は、前述したように、簡単
に表現すると水路系を含むポンプ水車の制御ブロック線
図を示す。ブロック線図14の出力である水車の出力P
t と後述する総合負荷LΣとの偏差がとられ、この偏差
は回転部慣性効果の算出部16に入力され、回転速度N
を算出する。この回転速度Nは、自己制御性の演算部1
7a,電力系統からの同期化作用の演算部17bにフィ
ードバックされる。
Reference numeral 14 denotes the entire block diagram shown in FIG. 3, and the actual guide vane opening Y is fed back. As described above, this block diagram 14 shows a control block diagram of a pump turbine including a water channel system in a simple expression. The output P of the water turbine, which is the output of the block diagram 14
The deviation between t and the total load LΣ to be described later is obtained, and this deviation is input to the rotation unit inertia effect calculation unit 16 and the rotation speed N
Is calculated. The rotation speed N is calculated by the calculation unit 1 of self-controllability.
7a, which is fed back from the power system to the operation section 17b for the synchronization operation.

【0063】演算部17bでは、回転速度Nが定格速度
(同期速度)N0 から外れない様に電力系統が連れ戻す
同期化作用を示す負荷電力RL を算出する。Lは水車軸
に直結された発電機に与えられる外部負荷であり、この
外部負荷Lと負荷電力RL が加算され、発電機負荷Pg
が算出される。ポンプ水車100の自己制御性の演算部
17aでは、回転速度上昇に伴い増加する機械損や効率
低下等を総合した特性を演算しており、回転速度変化に
伴う自己制御性による水車出力のロスRT を算出してい
る。
[0063] The arithmetic unit 17b, the rotational speed N is calculated load power R L indicating a synchronization action bring back the power system so as not deviated from the rated speed (synchronous speed) N 0. L is an external load applied to the generator directly connected to the water axle, and the external load L and the load power RL are added to generate a generator load P g
Is calculated. The calculation unit 17a of the self-controllability of the pump turbine 100 calculates a characteristic in which the mechanical loss and the efficiency decrease, etc., which increase with an increase in the rotation speed, are calculated. T is calculated.

【0064】水車からみれば発電負荷Pg だけでなくロ
スRT も一種の負荷のようにみなすことができ、水車の
出力Pt を消費する総合負荷LΣ=Pg +RT とみなす
ことができる。発電負荷Pg とロスRT が加算されて総
合負荷LΣを算出し、さらに水車の出力Pt との偏差が
とられて、(Pt −LΣ)が回転部慣性効果の算出部1
6に入力され、回転部慣性効果の算出部16の出力とし
て回転速度Nが算出される。
[0064] loss R T not only the power generation load P g when viewed from the water wheel can also be regarded as a kind of load, it can be regarded as a total load LΣ = P g + R T to consume the output P t of the water wheel . Generation load P g and Ross R T is added to calculate the total load Erushiguma, further is taken deviation between the output P t of the water wheel, (P t -LΣ) the calculation of the rotation unit inertia effect 1
6, the rotation speed N is calculated as an output of the rotation unit inertia effect calculation unit 16.

【0065】ところで図1に示すガバナには外部から与
えられる信号として、発電機に与えられる外部負荷Lと
出力調整部13から与えられるガイドベーン開度設定信
号Ya の2つの信号がある。外部負荷Lは、その変動に
よって回転速度Xn の速度変動を生じさせる。一方、出
力調整部13に入力される信号の代表的なものがAFC
(自動周波数制御)であり、AFCの場合には専ら電力
系統の周波数制御の観点で出される指令であるので、サ
ージング異常加振等の水力プラントの特殊事情は感知せ
ずに出され、図示してない遠方の中央制御所から遠隔操
作で与えられる。従って、回転速度Xn ,ガイドベーン
開度設定信号Ya いずれの信号によっても上流側,下流
側いずれのサージタンクも異常加振される可能性がある
ので、サージングセンサーは両信号の総合効果を監視で
きるように両信号の合流点である加算器3より下流側に
配置している。
By the way as a signal given from the outside to the governor shown in FIG. 1, there are two signals of the guide vane opening setting signal Y a externally applied load L and the output adjusting unit 13 provided to the generator. The external load L causes a speed change of the rotation speed Xn due to the change. On the other hand, a typical signal input to the output adjustment unit 13 is AFC
(Automatic frequency control). In the case of AFC, since the command is issued exclusively from the viewpoint of frequency control of the power system, it is issued without sensing the special circumstances of the hydropower plant such as abnormal surge of surging. Provided remotely from a central control station that is not far away. Thus, the rotational speed X n, the guide vane opening setting signal Y a upstream by any signal, it is possible that the surge tank any downstream is abnormally vibrated, the overall effect of surging sensors both signals It is arranged downstream of the adder 3, which is the junction of the two signals, so that it can be monitored.

【0066】図6は、図1に示すガバナのPID演算部
への入力信号Xεを入力しているサージングセンサー2
0の一例を示す図である。20Aは絶対値演算部、20
Bは入力が0.004(pu)以上の時には1をそれ以下の
時には0を出力するスイッチである。20Cは、スイッ
チ20Bの出力が1の時は0を選択し、スイッチ20Bの
出力が0の時は0.2 を選択する信号選択要素、20D
はスイッチ20Bの出力と信号選択要素20Cの出力と
の偏差をとる加算部、20Fは加算部20Dの出力信号
を積分する積分要素、20Eは積分要素20Fの前段に
設けられ、積分要素20Fの上限が25を超えない様
に、下限が0を超えない様に積分要素20Fへ送る信号の
通過/阻止を司るリミッター、20Gは積分要素20F
の出力が設定値の10以上の場合にサージングセンサー
をONし、10未満の場合にサージングセンサーをOF
Fするサージングセンサー作動部である。
[0066] Figure 6 is a surging sensor 2 that receives an input signal X epsilon to the PID computing section of the governor shown in FIG. 1
It is a figure showing an example of 0. 20A is an absolute value calculation unit;
B is a switch that outputs 1 when the input is 0.004 ( pu ) or more, and outputs 0 when the input is less than 0.004 (p u ). 20C is a signal selection element that selects 0 when the output of the switch 20B is 1, and selects 0.2 when the output of the switch 20B is 0.
Is an adder for calculating the deviation between the output of the switch 20B and the output of the signal selector 20C, 20F is an integral element for integrating the output signal of the adder 20D, 20E is provided before the integral element 20F, and the upper limit of the integral element 20F. Is a limiter which controls the passage / rejection of a signal sent to the integration element 20F so that the lower limit does not exceed 25 and the lower limit does not exceed 0.
The surging sensor is turned on when the output of is more than the set value of 10, and the surging sensor is turned off when the output is less than 10.
This is a surging sensor operating section that performs F.

【0067】次に、図6に示すサージングセンサーの動
作について図7,図8のサージングセンサーの動作説明
図を用いて説明する。図7に示すレコード1はガバナの
PID演算部への入力信号Xεを、レコード2はガバナの
PID演算部の出力信号Zを、レコード3は積分要素2
0Fの出力信号を、レコード4はサージングセンサー作
動部20Gの出力信号を夫々示す。又、図8に示すレコ
ード1は回転速度Nを、レコード2はガイドベーン開度
設定信号Ya を、レコード3はガイドベーン開度Yを示
す。なお、この場合、図8に示すレコード2のように出
力調整部13から与えられるガイドベーン開度設定信号
a がサージング加振信号となっている。
Next, the operation of the surging sensor shown in FIG. 6 will be described with reference to FIGS. Record 1 shown in FIG.
The input signal X epsilon to the PID computing section, record 2 an output signal Z of the PID operator of the governor, the record 3 is integral element 2
The record 4 shows the output signal of 0F, and the record 4 shows the output signal of the surging sensor operation unit 20G. Also, record 1 a rotational speed N, record 2 shown in FIG. 8 the guide vane opening setting signal Y a, record 3 shows the guide vane opening Y. In this case, the guide vane opening setting signal Y a given from the output adjustment unit 13 as record 2 shown in FIG. 8 is a surging excitation signal.

【0068】時点taでPID演算部の入力Xε>0.0
04となるとスイッチ20Bは1を出力する。すると信
号選択要素20Cは0を出力する。この結果、加算部2
0Dの出力は1となり、積分要素20Fが積分を開始
し、レコード3で示す積分要素20Fの出力値は直線的
に上昇する。時点tb になると、積分要素20Fの出力
が10を超えるのでこの段階でサージングセンサーがO
Nする。なお時点tc になると積分要素20Fの出力が
25に達すると、リミッター20Eの作用で直ちに上昇
が止む。時点tdになるとPID演算部の入力Xε<0.
004となり、スイッチ20Bは0を出力し、信号選択
要素20Cは0.2 を出力するので加算部20Dの出力
は−0.2 となり、積分要素20Fの出力は上昇時の1
/5勾配で降下し始める。時点teになると再びPID
演算部の入力Xε>0.004となり、積分要素20F
の出力が上昇を始める。
At time t a , the input X ε > 0.0 of the PID operation unit
When it reaches 04, the switch 20B outputs 1. Then, the signal selection element 20C outputs 0. As a result, the addition unit 2
The output of 0D becomes 1, the integration element 20F starts integration, and the output value of the integration element 20F shown in the record 3 rises linearly. Becomes a time t b, the output of the integral element 20F exceeds 10 surging sensor at this stage O
N. Note the output of the integral element 20F At time t c equals 25, immediately increased ceases the action of the limiter 20E. Input X epsilon <0 of the At time t d PID calculation unit.
004, the switch 20B outputs 0, and the signal selection element 20C outputs 0.2, so that the output of the adder 20D becomes -0.2, and the output of the integration element 20F becomes 1 at the time of rising.
Start descending on a / 5 gradient. PID again at time t e
The input X ε > 0.004 of the arithmetic unit is obtained, and the integral element 20F
Output starts to rise.

【0069】絶対値演算部20Aで絶対値を採っている
理由は、PID演算部の入力Xεが正(水量制御手段を
開く場合)の場合でも、負(水量制御手段を閉じる場
合)の場合でも最終的な水量変化が同じであれば、水位
上昇から始まるか、下降から始まるかの差はあれ同じ振
幅のサージングになるためである。もちろん前述したよ
うに、精度が多少悪くなってもサージングセンサーをで
きるだけ簡単化できるためである。
[0069] reason for taking the absolute value absolute value calculation unit 20A, even in the case of (when opening the water amount controlling means) Input X epsilon positive the PID operator, if negative (if closing the water quantity control means) However, if the final change in water volume is the same, the difference in whether the water level starts from rising or falling will be the surging with the same amplitude. Of course, as described above, the surging sensor can be simplified as much as possible even if the accuracy is slightly deteriorated.

【0070】スイッチ20Bで|Xε|の振幅を考慮し
ている理由は正負に関係なく振幅が大きければ大きいほ
どサージングも大きくなるためである。また信号選択要
素20Cの設定値0.2 を大きくすると積分要素20F
の出力の下降を速くすることになり、サージングセンサ
ーのリセットを早めることになる。サージング固有振動
周期よりはるかに長い周期で繰り返されるPID演算部
の入力Xεの振動ならサージングの異常加振の危険性は
かなり小さくなるので、過去の加振歴の影響はほとんど
無視してよくなるが、信号選択要素20Cの設定値0.
2 はこの種の判断をさせるものである。リミッター2
0Eの上限設定値25を下げると、信号選択要素20C
の設定値が同じでもサージングセンサーがリセットしや
すくなるので正確には信号選択要素20Cとリミッター
20Eの設定はセットで検討する。なお、PID演算部
の入力Xεが同じ振幅で加振周期がサージング固有振動
相当周期よりはるかに短くなってもサージングは減衰す
るので、サージングセンサーはOFFしてもよいが、図
4に示すサージングセンサーでもそのように調整するこ
とができる。なお、サージングセンサーの精度は図3を
参照しながらより理論に忠実に模擬して作ればかなり高
い精度が期待でき、サージングセンサーの動作範囲を必
要最小限にし、ガバナの周波数応答性能の犠牲も必要最
小限にできる。
The reason why the amplitude of | X ε | is considered in the switch 20B is that the larger the amplitude is, the larger the surging becomes regardless of the sign. When the set value 0.2 of the signal selection element 20C is increased, the integration element 20F
The output of the sensor will fall faster, and the reset of the surging sensor will be quicker. Since surging becomes inherent risk of abnormal vibration surging if the vibration of the vibration period than much of the PID operator repeated at longer periodic input X epsilon is quite small, but the influence of the past pressurized flexible become better almost negligible , The set value of the signal selection element 20C is 0.
2 makes this kind of judgment. Limiter 2
When the upper limit set value 25 of 0E is lowered, the signal selection element 20C
Since the surging sensor is easily reset even if the set value of the signal selection element is the same, the setting of the signal selection element 20C and the limiter 20E is considered as a set. Incidentally, since the input X epsilon of the PID calculation unit is vibrated periodically in the same amplitude surging even if much shorter than the surging natural vibration corresponding period attenuated, surging sensor may be OFF, surging shown in FIG. 4 Sensors can do that too. The accuracy of the surging sensor can be expected to be quite high if it is made by simulating the theory more faithfully with reference to FIG. 3, and the operating range of the surging sensor must be minimized and the governor frequency response performance must be sacrificed. Can be minimized.

【0071】以上述べたように、図7の時点tb におい
てサージングセンサーがONし、図1に示すサージング
センサーの接点19a,19bが切換り、比例要素4b
(ゲインKpb),積分要素5b(ゲインKib)が選択さ
れ、図6に示すレコード3のようにガイドベーン(Y)
の動作が急に抑制され、サージングが許容レベルに自動
的に抑えられる。なお、図7,図8に示すシミュレーシ
ョン解析では、図8に示すレコード1のように回転速度
Nは終始一定と仮定している。
[0071] As described above, surging sensor is turned ON at time t b of Figure 7, the contact 19a of surging sensor shown in FIG. 1, 19b is Setsu換Ri, proportional element 4b
(Gain K pb ) and the integral element 5b (gain K ib ) are selected, and the guide vane (Y) as shown in record 3 shown in FIG.
Is suddenly suppressed, and surging is automatically suppressed to an acceptable level. In the simulation analysis shown in FIGS. 7 and 8, it is assumed that the rotation speed N is constant throughout like record 1 shown in FIG.

【0072】なお、発明者らは上述のサージングセンサ
ーが実機でどれほど有効に作動するかを確認するために
あるプラントを対象に非線形項を加味してシミュレーシ
ョン解析を行った。その結果を要約したのが図9であ
る。この場合、出力調整部13からのガイドベーン開度
設定信号Ya として正弦波を与えることとし、パラメー
タとして3種類の振幅,5種類の周期の合計12ケース
で検証している。ここで、サージングセンサーの要否の
判定については、サージングセンサーを設けない無対策
では予め決めた対象サージタンクの許容最高水位を超え
る場合を「要」,超えない場合を「不要」とした。ガイ
ドベーン開度設定信号Yaの振幅±0.49で周期が10
0sec,400secの2ケースを除いて、シミュレーショ
ン解析結果が「要」の場合はサージングセンサーは実際
にONし、「不要」の場合には実際にOFFしている。
例外の2ケースはサージングセンサーの簡略化による誤
差であるが、誤差は安全サイドに出ており充分許容でき
るレベルと判断できる。なお、上述の対象のサージタン
クの許容最高水位はこのプラントが電力系統と連繋運転
中の値で、負荷遮断によって上乗せされる追加変動分を
考慮してもサージタンクがオーバーフローしない値に設
定している。
The inventors conducted a simulation analysis of a certain plant in consideration of a non-linear term in order to confirm how effectively the above-mentioned surging sensor operates on a real machine. FIG. 9 summarizes the results. In this case, a sine wave is given as the guide vane opening setting signal Ya from the output adjustment unit 13, and verification is performed with a total of 12 cases of three types of amplitudes and five types of periods as parameters. Here, in the determination of the necessity of the surging sensor, the case where the surging sensor is not provided and the case where the surging sensor does not exceed the predetermined allowable maximum water level of the target surge tank is regarded as “necessary” and the case where the surging sensor does not exceed the predetermined maximum is “unnecessary”. Period amplitude ± 0.49 of the guide vane opening setting signal Y a is 10
Except for the two cases of 0 sec and 400 sec, the surging sensor is actually turned on when the simulation analysis result is “necessary”, and is actually turned off when the simulation analysis result is “unnecessary”.
The two exceptional cases are errors due to the simplification of the surging sensor, but the errors are on the safe side and can be judged to be a sufficiently acceptable level. The permissible maximum water level of the target surge tank described above is a value when this plant is operating in conjunction with the power system, and is set to a value at which the surge tank does not overflow even if additional fluctuations added due to load shedding are considered. I have.

【0073】以上述べたように、ガバナに低い周波数応
答特性を与えるための低応答設定と、より高い周波数応
答特性を与えるための高応答設定を用意しておいて、サ
ージタンクの固有振動数近辺の周波数帯域での運転で
は、低応答設定を使うようにしているので、水量制御手
段までのガバナ自身の総合応答ゲインが低下し、水量制
御手段の振幅を所望のレベルに低下できるので、ガバナ
への印加信号がサージングの固有振動数相当の周波数で
本来なら過大サージングが避けられそうにない振幅で加
振したとしても、過大なサージングには至らない。
As described above, a low-response setting for giving a low frequency response characteristic to the governor and a high-response setting for giving a higher frequency response characteristic are prepared, and the vicinity of the natural frequency of the surge tank is provided. In the operation in the frequency band of, since the low response setting is used, the overall response gain of the governor itself up to the water flow control means decreases, and the amplitude of the water flow control means can be reduced to a desired level. Even if the applied signal is vibrated at a frequency equivalent to the natural frequency of surging and with an amplitude that would not otherwise be avoided, excessive surging does not occur.

【0074】又、サージングセンサーを備えているの
で、過大サージングが懸念される運転条件を的確に検出
できるので、低応答設定の使用範囲も必要最小限に止め
ることができる。すなわち、ガバナの周波数応答特性を
高く維持して、速応性を重視する通常の設定を最大限に
利用することができる。
Further, since a surging sensor is provided, it is possible to accurately detect an operating condition in which excessive surging is concerned, so that the use range of the low response setting can be minimized. In other words, the frequency response characteristics of the governor can be maintained high, and the normal setting that emphasizes the quick response can be used to the maximum.

【0075】ガバナ演算部の積分要素のゲインは、低い
方のゲインは負荷遮断後の回転速度Nの安定性確保のた
めの設定になっているが、このゲインを過大サージング
抑制も可能なレベルに設定しておき、サージングセンサ
ーが動作した時も負荷遮断時と同様に低い方のゲインを
自動選択するようにすれば好都合である。なお、積分要
素の場合には何時ゲイン切換えを行っても出力側が飛ぶ
ことがないので切換対象としては好ましい。
The gain of the integral element of the governor operation section is set so that the lower gain is set to ensure the stability of the rotational speed N after the load is cut off. It is convenient if the gain is set so that the lower gain is automatically selected when the surging sensor operates, similarly to when the load is interrupted. In the case of the integral element, the output side does not fly regardless of the gain switching, so that it is preferable as the switching target.

【0076】ガバナの演算部の積分要素,比例要素の両
方のゲインを高低切換可能とし、サージングセンサーが
動作した時に両要素共に低ゲイン側を自動選択するよう
にした場合には、切換前においても、切換後においても
比例要素がある分だけ自由度が高いので各状態でより好
適な設定が可能になる。但し、比例要素の場合は、過渡
時に切換えが行われると、出力側が飛ぶ可能性があるの
でこの点を配慮して切換えを行う。
When the gain of both the integral element and the proportional element of the governor operation section can be switched between high and low, and the low gain side is automatically selected for both elements when the surging sensor operates, even before switching. Even after the switching, the degree of freedom is high by the proportion of the proportional element, so that more suitable setting can be made in each state. However, in the case of the proportional element, if the switching is performed during the transition, the output side may fly. Therefore, the switching is performed in consideration of this point.

【0077】サージングセンサーとしては幾つかのロジ
ックが考えられるが、あまり複雑にするのは好ましくな
い。そこで、速度検出信号と出力調整信号の合流点より
下流側で前記流量制御手段の変位を含むガバナの状態量
から簡単に演算できて、サージングの大小との相関を確
認できる所定の指標を予めシミュレーション等によって
見つけておく。その上で、この指標の値を刻々のガバナ
状態量から計算して過大サージングを予測/検出する方
法が考えられる。なお、指標を計算するには速度検出信
号と出力調整信号の総合効果が問題になるので、両信号
の合流点より下流側のガバナ状態量をデータとして取り
込む。
Although several logics can be considered as the surging sensor, it is not preferable to make it too complicated. Therefore, a predetermined index that can be easily calculated from the governor state quantity including the displacement of the flow rate control means downstream of the confluence of the speed detection signal and the output adjustment signal and that can confirm the correlation with the magnitude of surging is simulated in advance. Find it by such means. Then, a method of predicting / detecting excessive surging by calculating the value of the index from the governor state amount every moment is considered. Note that since the total effect of the speed detection signal and the output adjustment signal is a problem in calculating the index, the governor state quantity downstream from the confluence of both signals is taken in as data.

【0078】なお、サージングセンサー用の指標を算出
するためのガバナ状態量としては、定常時にゼロまたは
それに近い値に復帰する状態量を選ぶとよい。ガバナが
ある信号によって加振されている時を考えると、サージ
ング(サージタンクの水位変動)に関係するのは、いず
れのガバナ状態量についても変化幅で、絶対値ではない
からである。
As the governor state quantity for calculating the index for the surging sensor, it is preferable to select a state quantity that returns to zero or a value close to it in a steady state. Considering that the governor is vibrated by a certain signal, the reason for surging (fluctuation in the surge tank water level) is that any governor state quantity is a change width, not an absolute value.

【0079】ガバナの状態量自身は定常時にはゼロまた
はそれに近い値に復帰しないとしても、微分等所定の演
算を加えて定常時にはゼロまたはそれに近い値に復帰す
る状態量に変換した上で指標算出に使うのは上述した点
を配慮していることによる。又、サージングセンサーを
適用する場合において、指標の算出のために、刻々の状
態量の瞬時値だけでなく、それ以前の状態量の経歴も反
映されるように、積分演算または記憶演算も含むと効果
的である。同じ水量制御手段の変位、例えば、80%開
度から60%開度への変位、を考えても、サージングの
固有振動の1周期前にも100%開度から80%開度へ
の変位があった場合には、前の変位によるサージングと
今回の変位によるサージングが重なってサージングの変
動幅は約2倍になる。また別の例で、サージングの固有
振動の1/2周期前に100%開度から80%開度への
水量制御手段の変位があった場合には、前の変位による
サージングと今回の変位によるサージングが打ち消し合
ってサージングの変動幅はほとんどゼロになる。
Even if the governor state quantity itself does not return to zero or a value close to zero in a steady state, it is converted to a state quantity that returns to a value close to or close to zero in a steady state by adding a predetermined operation such as differentiation, and then used for index calculation. The use is based on consideration of the above points. In addition, when the surging sensor is applied, the calculation of the index includes not only the instantaneous value of the instantaneous state quantity but also an integration operation or a storage operation so as to reflect the history of the previous state quantity. It is effective. Considering the same displacement of the water amount control means, for example, the displacement from 80% opening to 60% opening, the displacement from 100% opening to 80% opening even one cycle before the natural vibration of surging. If there is, the surging due to the previous displacement and the surging due to the current displacement overlap, and the fluctuation range of the surging is approximately doubled. In another example, if there is a displacement of the water amount control means from 100% opening to 80% opening one half cycle before the natural vibration of surging, the surging by the previous displacement and the current displacement Surging cancels out and the fluctuation range of surging becomes almost zero.

【0080】別の例では、サージングの固有振動の1周
期前に水量制御手段が60%開度から80%開度へ変位
していた場合には、前の変位によるサージングと今回の
変位によるサージングが打ち消し合ってサージングの変
動幅はごく小さくなる。別の例では、サージングの固有
振動の1/2周期前に水量制御手段が60%開度から8
0%開度へ変位していた場合には、前の変位によるサー
ジングと今回の変位によるサージングが重なってサージ
ング変動幅は約2倍になる。このように過去の水量制御
手段の変位幅,方向,タイミングによってサージングの
増幅,減衰が大きく変わるため、前述のようにサージン
グセンサーの指標演算ロジックに過去のデータを反映す
る積分要素等の記憶要素を入れた方が精度を上げること
ができる。しかし、精度を追求し過ぎると指標演算ロジ
ックが難しくなり過ぎるので、実際的には、ある程度の
妥協が必要である。妥協の例としては、水量制御手段に
与えられる変位の方向は無視して変動幅の絶対値と頻度
だけに応答するタイプの指標演算ロジックを作ってもよ
い。しかし、この場合、サージングセンサーが働かない
方向に精度が低下するのは危険であるので、無用でも働
く方向に設計するべきである。前述の例の変動幅の絶対
値と頻度だけに応答するタイプの指標演算ロジックには
このような配慮が働いている。結果としてサージングセ
ンサーは必要以上に動作することになり、その度にガバ
ナゲインが下げられ、周波数応答特性が低下するがこの
程度は一般に充分許容できるものである。
In another example, if the water amount control means is displaced from 60% opening to 80% opening one cycle before the natural vibration of surging, surging by the previous displacement and surging by the current displacement are performed. Cancel each other, and the fluctuation range of the surging becomes very small. In another example, the water amount control means changes the 60% opening degree to 8 cycle before the natural oscillation of surging.
If the displacement is 0%, the surging due to the previous displacement and the surging due to the current displacement are overlapped, and the surging variation width is approximately doubled. As described above, since the amplification and attenuation of the surging greatly change depending on the displacement width, direction, and timing of the past water amount control means, as described above, the storage element such as the integral element that reflects the past data is reflected in the index calculation logic of the surging sensor. Inserting can improve accuracy. However, if the accuracy is pursued too much, the index calculation logic becomes too difficult, and in practice, some compromise is required. As an example of a compromise, an index calculation logic of a type that responds only to the absolute value and frequency of the fluctuation range ignoring the direction of displacement given to the water amount control means may be created. However, in this case, it is dangerous to lower the accuracy in a direction in which the surging sensor does not work. Therefore, the surging sensor should be designed so as to work even when it is unnecessary. Such considerations work for the index calculation logic of the type described above that responds only to the absolute value and frequency of the fluctuation range. As a result, the surging sensor operates more than necessary, and each time the governor gain is reduced and the frequency response characteristic is reduced, this level is generally sufficiently acceptable.

【0081】なお、指標の演算に使う積分または記憶演
算の効果は、入力信号のサージング加振レベルが低下す
れば時間と共に減衰していくようにする。この理由は、
過去の水量制御手段の変位によるサージングは時間の経
過と共に減衰していくためである。
The effect of the integration or storage operation used for calculating the index is such that the surging excitation level of the input signal is reduced with time. The reason for this is
This is because surging caused by displacement of the water amount control means in the past is attenuated with the passage of time.

【0082】バンドフィルター回路を配置するのは出力
調整信号回路に限られるものではなく、最終的に前記流
量制御手段を制御する印加信号であれば必要に応じて同
様に配置する。一般に負荷制限装置と呼ばれている一種
の水量制御手段の開度上限制限装置が遠方信号で繰り返
し操作される構成の場合には、負荷制限装置も対象にな
る。
The arrangement of the band filter circuit is not limited to the output adjustment signal circuit, but may be the same if necessary as long as it is an applied signal that finally controls the flow rate control means. When the opening upper limit device of a kind of water amount control means, which is generally called a load limiting device, is repeatedly operated by a remote signal, the load limiting device is also a target.

【0083】図10は本発明の別の実施例でAFC(系
統の自動周波数制御)運転中のサージング抑制制御に関
するものである。13Aはガバナの出力調整部の演算
部、13Bはガバナ13Aの前段に設けられた加算部、
13Cは加算部13Bの前段に設けられ、電力系統全体
のAFCを司る遠方の制御所から当プラントに指令され
るAFC指令信号Pafc が入力されるバンドフィルター
であり、後述するバンドフィルター13Cの出力と発電
機の発電機電力Pg との偏差がとられる。50は回転速
度Nを入力するガバナ、100はガバナ50に接続され
たポンプ水車、200はポンプ水車100に接続された
発電機を示す。Pxはバンドフィルター13Cの出力、
g は発電機の実際の発電機電力を示す。
FIG. 10 relates to another embodiment of the present invention and relates to surging suppression control during AFC (automatic frequency control of the system) operation. 13A is an arithmetic operation unit of the governor output adjustment unit, 13B is an addition unit provided in the preceding stage of the governor 13A,
13C is a band filter provided before the adder 13B and to which an AFC command signal Pafc commanded to the plant from a distant control station that controls AFC of the entire power system is input. And the generator power Pg of the generator is calculated . Reference numeral 50 denotes a governor for inputting the rotation speed N, 100 denotes a pump turbine connected to the governor 50, and 200 denotes a generator connected to the pump turbine 100. P x is the output of the band filter 13C,
P g indicates the actual generator power of the generator.

【0084】本実施例の説明に入る前に、プラント側で
行う従来のAFC対応制御の説明を行う。ガバナ50の
は図1に示す構成からサージングセンサー20,比例要
素4b,積分要素5b,サージングセンサー接点19
a,19bを削除した構成となっている。AFC指令信
号Pafc は、直接加算部13Bに入力され、これに発電
機電力Pg が追従するよう発電機電力Pg が加算部13
Bに負帰還され、演算部13AはAFC指令信号Pafc
と発電機電力Pg の偏差が小さくなり、最終的にゼロに
なるように積分等の演算を行い、ガイドベーン開度設定
信号Ya を出力する。ガイドベーン開度設定信号Ya
追従してガイドベーン開度Yが制御され、ポンプ水車1
00の出力pt が制御され、機械的出力pt は発電機2
00によって発電機電力Pg に変換されて電力系統に送
り出される。なお、ガバナ50にはガイドベーン開度設
定信号Ya の他に回転速度信号Nも入力されるが、回転
速度信号Nについてはサージング異常加振の心配はない
と想定する。
Prior to the description of this embodiment, a description will be given of the conventional AFC-compatible control performed on the plant side. The governor 50 has the configuration shown in FIG. 1 and includes a surging sensor 20, a proportional element 4b, an integral element 5b, and a surging sensor contact 19.
a, 19b are deleted. AFC command signal P afc is directly input to the adder unit 13B, generator power P g is the addition unit 13 so that the generator power P g is following this
B, and the calculation unit 13A returns the AFC command signal P afc
A deviation of the generator power P g decreases, eventually performs the operation of the integration or the like becomes zero, and outputs the guide vane opening setting signal Y a. To follow the guide vane opening setting signal Y a guide vane opening Y is controlled, pump-turbine 1
00 is output p t is the control of the mechanical output p t generator 2
00 is converted to generator power P g by fed to the power system. Incidentally, the governor 50 is also rotation speed signal N to another guide vane opening setting signal Y a is inputted, it is assumed that there is no fear of the surging abnormal vibration for the rotational speed signal N.

【0085】当然ながらAFCの観点では、AFC指令
信号Pafc から発電機電力Pg までのプラント側の周波
数応答特性が高い方が望ましい。他方、プラント側には
周波数応答特性を上げ過ぎるとガイドベーン開度設定信
号Ya の振れが大きくなり過ぎてサージングが過大にな
るという問題がある。そこで、本実施例では、特にバン
ドフィルター13Cの作用について説明する。図10に
示すバンドフィルター13Cの伝達関数は[(1+T2
S)*(1+T3・S)]/[(1+T1・S)*(1+T4
・S)]である。ここで、T1からT4は所定の時定数、
Sはラプラス演算子である。このバンドフィルターの周
波数応答特性をボード線図で示すと図11となる。図1
1で、横軸は周波数(HZ)、縦軸はゲイン(db)を
示す。周波数1/(2πT1)はサージング共振周波数よ
り低くなるように時定数T1 を設定し、また、周波数1
/(2πT4)はサージング共振周波数より高くなるよう
に時定数T4を設定する。より好ましくは、周波数1/
(2πT2)はサージング共振周波数より低くなるように
時定数T2を設定し、また、周波数1/(2πT3)はサー
ジング共振周波数より高くなるように時定数T3 を設定
する。このように時定数T1,T2,T3,T4を設定すれ
ば、サージング共振周波数近辺の周波数帯域においてA
FC指令信号Pafc に対するバンドフィルターPx の出
力の周波数応答ゲインを何十分の一にすることができ
る。なお、サージング異常加振はサージング共振周波数
1点のみで起こるわけではなく上下にある程度の危険バ
ンドを想定しておく必要がある。このためにはT1
2,T3,T4をサージング共振周波数から所定の余裕を
付けて離す必要がある。他方、このバンドフィルター1
3Cを付ければ、1/(2πT1)より低い周波数や1/
(2πT4)より高い周波数帯域ではサージング異常加振
問題には囚われずに存分に高いゲインを設定してもよい
ことになる。すなわち、この帯域ではAFC応答性能を
随意に上げることができる。図8に示す例では線形化モ
デルのバンドフィルターが示されているが、AFC応答
とサージング抑制が両立できるものであれば線形,非線
形いかなるタイプでも構わない。
[0085] In the course AFC aspect, towards the frequency response characteristics of the plant side from the AFC command signal P afc to generator power P g is high is preferable. On the other hand, the plant-side there is the problem that surging increased excessively frequency response characteristic vibration of the guide vane opening setting signal Y a becomes too large becomes excessive. Therefore, in the present embodiment, the operation of the band filter 13C will be particularly described. The transfer function of the band filter 13C shown in FIG. 10 is [(1 + T 2.
S) * (1 + T 3 · S)] / [(1 + T 1 · S) * (1 + T 4
.S)]. Here, T 1 to T 4 are predetermined time constants,
S is a Laplace operator. FIG. 11 is a Bode diagram showing the frequency response characteristics of this band filter. FIG.
1, the horizontal axis indicates frequency (HZ), and the vertical axis indicates gain (db). The time constant T 1 is set so that the frequency 1 / (2πT 1 ) is lower than the surging resonance frequency.
The time constant T 4 is set so that / (2πT 4 ) is higher than the surging resonance frequency. More preferably, the frequency 1 /
(2? 2) sets the time constant T 2 so as to be lower than the surging resonance frequency, also, the frequency 1 / (2πT 3) sets a time constant T 3 so as to be higher than the surging resonance frequency. By setting the time constants T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 in this manner, A in a frequency band near the surging resonance frequency can be set.
The frequency response gain of the output of the band filter P x for the FC command signal P afc can be many tenths. It should be noted that abnormal surge of surging does not occur only at one surging resonance frequency, but it is necessary to assume some dangerous bands above and below. For this, T 1 ,
It is necessary to separate T 2 , T 3 , and T 4 from the surging resonance frequency with a predetermined margin. On the other hand, this band filter 1
If 3C is added, a frequency lower than 1 / (2πT 1 ) or 1 / (2πT 1 )
In a frequency band higher than (2πT 4 ), a sufficiently high gain may be set without being bound by the surging abnormal excitation problem. That is, in this band, the AFC response performance can be arbitrarily increased. Although the band filter of the linearization model is shown in the example shown in FIG. 8, any type of linear or non-linear type may be used as long as the AFC response and the suppression of surging are compatible.

【0086】以上述べたように、本実施例では、サージ
タンクのサージング固有振動数に近い周波数帯域の入力
に対しては、その他の周波数帯域の入力に比べてガバナ
の周波数応答特性が低くなるように設定したバンドフィ
ルター回路を備えているので、サージングセンサーのよ
うな特別の判断要素を必要としない。過大サージングを
引き起こす可能性のあるような信号が与えられても、ガ
バナの出口である水量制御手段は過度には振られないよ
うバンドフィルターの低い方の周波数応答特性を設定す
るだけでよい。
As described above, in the present embodiment, the frequency response characteristics of the governor are lower for an input in a frequency band near the surging natural frequency of the surge tank than for an input in other frequency bands. Since it has a band filter circuit set to, no special judgment element such as a surging sensor is required. Even if a signal that may cause excessive surging is given, the water volume control means at the governor outlet need only set the lower frequency response characteristic of the band filter so as not to be excessively shaken.

【0087】バンドフィルター回路をガバナの出力調整
信号の印加回路上で、速度検出信号との合流点より手前
に配置しておけば、バンドフィルターを出力調整信号だ
けに作用させ、ガバナ本来の速度制御動作には支障を与
えない様にすることができる。この場合には、過大サー
ジングを引き起こす可能性のある信号を出力調整信号に
限定できる場合を想定している。このような、出力調整
信号の例としては、遠方制御で与えられるAFC(自動
周波数制御)信号等がある。
If the band filter circuit is arranged on the governor output adjustment signal application circuit before the junction with the speed detection signal, the band filter acts only on the output adjustment signal, and the governor's original speed control is achieved. Operation can be prevented from being hindered. In this case, it is assumed that a signal that may cause excessive surging can be limited to an output adjustment signal. An example of such an output adjustment signal is an AFC (automatic frequency control) signal given by remote control.

【0088】バンドフィルターの具体例として、伝達関
数で[(1+T2・S)*(1+T3・S)]/[(1+
1・S)*(1+T4・S)](但し、T1からT4は所
定の時定数、Sはラプラス演算子)を例として挙げたが
もちろんこれに限定されるものではない。ある周波数帯
域fa から周波数帯域fb の間で通常より低い周波数応
答特性をもたせるようにして、サージングの固有振動数
がこの周波数帯域fと周波数帯域fの間に入るよ
うにしたものであれば何でもよい。
As a specific example of the band filter, the transfer function is [(1 + T 2 · S) * (1 + T 3 · S)] / [(1+
T 1 · S) * (1 + T 4 · S)] (where T 1 to T 4 are predetermined time constants, and S is a Laplace operator), but the present invention is not limited to this. And from a certain frequency band f a to impart a low frequency response characteristic than the normal between the frequency band f b, in which the natural frequency of surging were to enter between the frequency band f a and the frequency band f b Anything is fine.

【0089】上述において、水量制御手段は水車やポン
プ水車の発電モードではガイドベーンに相当するが、可
変速揚水発電機械の揚水運転モードを考えれば、ポンプ
のガイドベーンというより回転速度制御手段に相当す
る。揚水量は回転速度を変えれば大きく変化するがガイ
ドベーン開度を変えてもあまり変わらないためである。
又、上記説明では、サージングセンサーとバンドフィル
ターの2つの実施例を単独使用するケースにつき説明し
たが、両者を併用することも可能である。
In the above description, the water amount control means corresponds to a guide vane in the power generation mode of a water turbine or a pump-turbine. However, considering the pumping operation mode of the variable speed pumping power generator, it corresponds to a rotation speed control means rather than a guide vane of a pump. I do. This is because the amount of pumped water changes greatly when the rotation speed is changed, but does not change much even when the guide vane opening is changed.
Further, in the above description, the case where the two embodiments of the surging sensor and the band filter are used alone has been described. However, both can be used in combination.

【0090】なお、本実施例は、次のように構成するこ
とを特徴とすることができる。すなわち、前記ガバナの
演算部がゲインを高低切換可能な比例要素を備えるもの
であって、前記サージングセンサーが動作した時には積
分要素ゲイン及び比例要素ゲインを低ゲインに自動選択
する請求項3に記載のサージタンクを備えた水力プラン
トの水力機械。
This embodiment can be characterized by the following configuration. 4. The method according to claim 3, wherein the governor operation unit includes a proportional element capable of switching the gain between high and low, and automatically selects the integral element gain and the proportional element gain to a low gain when the surging sensor operates. Hydraulic power plant for hydraulic plant with surge tank.

【0091】前記バンドフィルター回路をガバナの出力
調整信号の印加回路上で、速度検出信号との合流点より
手前に配置した請求項4に記載のサージタンクを備えた
水力プラントの水力機械。
5. The hydraulic machine according to claim 4, wherein the band filter circuit is disposed on the governor output adjustment signal application circuit before the junction with the speed detection signal.

【0092】前記サージングセンサーが、速度検出信号
と出力調整信号の合流点より下流側で前記流量制御手段
の変位を含むガバナの状態量のうちの特定の状態量を連
続監視し、サージングの大小との相関を予め確認してあ
る所定の指標の刻々の値を前記特定状態量から算出し、
この刻々の指標の大小で過大サージングを検出するもの
である請求項2に記載のサージタンクを備えた水力プラ
ントの水力機械。
The surging sensor continuously monitors a specific state quantity of the governor state quantity including the displacement of the flow rate control means downstream of the junction of the speed detection signal and the output adjustment signal, and determines whether the surging is large or small. The momentary value of a predetermined index that has been confirmed in advance of the correlation is calculated from the specific state quantity,
The hydraulic machine for a hydraulic plant equipped with a surge tank according to claim 2, wherein excessive hydraulic surge is detected based on the magnitude of the index every moment.

【0093】前記特定の状態量が、定常時にはゼロまた
はそれに近い値に復帰するガバナの状態量、又は定常時
にはゼロまたはそれに近い値に復帰しないとしても、微
分等所定の演算を加えて定常時にはゼロまたはそれに近
い値に復帰する状態量に変換した上で特定の状態量の代
わりに使用するものであるサージタンクを備えた水力プ
ラントの水力機械。
Even if the governor state quantity returns to a value close to or close to zero in a steady state, or does not return to a value close to or close to zero in a steady state, a predetermined operation such as differentiation is performed to add a certain value to the governor state. Or, a hydraulic machine of a hydropower plant having a surge tank that is used in place of a specific state quantity after being converted into a state quantity that returns to a value close to it.

【0094】前記演算部が、前記指標の算出に刻々の状
態量の値の他それ以前の状態量の経歴も反映するための
積分演算または記憶演算を含むものであるサージタンク
を備えた水力プラントの水力機械。
The hydraulic unit of a hydraulic power plant having a surge tank, wherein the calculating unit includes an integration operation or a storage operation for reflecting the instantaneous state value as well as the history of the previous state amount in calculating the index. machine.

【0095】前記積分または記憶演算を、入力信号のサ
ージング加振レベルが低下した時に時間と共に減衰して
いくようにしたサージタンクを備えた水力プラントの水
力機械。
A hydraulic machine of a hydraulic plant including a surge tank, wherein the integration or storage operation is attenuated with time when the surging excitation level of the input signal decreases.

【0096】前記バンドフィルター回路を最終的に前記
流量制御手段を制御するガバナへの特定の印加信号の回
路上に配置した請求項4に記載のサージタンクを備えた
水力プラントの水力機械。
The hydraulic machine of a hydraulic plant equipped with a surge tank according to claim 4, wherein the band filter circuit is disposed on a circuit of a specific application signal to a governor that finally controls the flow rate control means.

【0097】前記バンドフィルターの伝達関数を[(1
+T2・S)*(1+T3・S)]/[(1+T1・S)
*(1+T4・S)]または同等としサージング抑制の
対象となるサージタンクの固有振動数が1/(2π・T
1)と1/(2π・T4)の間に入るようにT1,T2を
調整した請求項4に記載のサージタンクを備えた水力プ
ラントの水力機械。
The transfer function of the band filter is represented by [(1
+ T 2 · S) * ( 1 + T 3 · S)] / [(1 + T 1 · S)
* (1 + T 4 · S)] or equivalent and the natural frequency of the surge tank subject to surging suppression is 1 / (2π · T
The hydraulic machine according to claim 4, wherein T1 and T2 are adjusted so as to fall between 1 ) and 1 / (2π · T 4 ).

【0098】次に、特に電力系統の自動周波数制御(A
FC)等の系統制御に関係して遠方から発電機または電
動機の電力の設定値を高速で調整する場合に好適な水力
機械に関する実施例について説明する。
Next, in particular, automatic frequency control (A
An embodiment of a hydraulic machine suitable for adjusting the set value of the power of the generator or the electric motor at a high speed from a distance in connection with the system control such as FC) will be described.

【0099】図2に示すように構成された水路構成で
は、図2に示す水力プラントの水撃を含む水車の挙動、
すなわち、ガバナの出力であるガイドベーン(水量制御
手段)開度Yを入力とするガバナの制御対象の線形化モ
デルは図3に示す100Fをg/(0.2・V20+L3
30)・Sに置き換えたようになる。ここで、各変数は
無次元化したものであり、数15で表すことができる。
In the water channel configuration shown in FIG. 2, the behavior of the water turbine including the water hammer of the hydropower plant shown in FIG.
That is, the linearized model of the governor controlled by the input of the guide vane (water flow control means) opening Y which is the output of the governor is obtained by converting 100F shown in FIG. 3 into g / (0.2 · V 20 + L 3.
V 30 ) · S. Here, each variable is dimensionless and can be expressed by Expression 15.

【0100】ガイドベーン(水量制御手段)の開度変化
y→加算部100A→水撃の模擬項100B→(pu
単位の水撃を(m)単位に変換する係数100D→加算
部100E→管路内水柱の加速を模擬する項100F→
水車流量変化qと一巡する回路の総合伝達関数は時定数
は(L2・V20+L3.V30)/(2g・H0)であり、ゲ
イン1.0 の一次遅れ要素となる。ガイドベーン(水量
制御手段)開度変化y→加算部100A→水撃の模擬項
100B→有効落差変化hの総合伝達関数は時定数が
(L2・V20+L3・V30)/(2g・H0)でゲイン2.
0の不完全微分要素となる。このことから、ガイドベー
ン(水量制御手段)開度変化yから水車出力変化pt
での総合伝達関数は(1−Tw・S)/(1+0.5Tw
S)となる。ここで、Tw=(L2・V20+L3.V30
/(g・H0)としている。
Change in the opening degree of the guide vane (water amount control means) y → addition unit 100A → simulation term 100B of water hammer → (p u )
A coefficient 100D for converting a unit of water hammer into (m) units → an addition unit 100E → a term 100F simulating acceleration of a water column in a pipeline →
The total transfer function of the circuit that makes a circuit with the water turbine flow rate change q has a time constant of (L 2 · V 20 + L 3 .V 30 ) / (2g · H 0 ), and is a primary delay element with a gain of 1.0. The time constant of the total transfer function of the guide vane (water amount control means) opening degree change y → addition unit 100A → simulation term 100B of water hammer → effective head change h is (L 2 · V 20 + L 3 · V 30 ) / (2 g)・ H 0 ) and gain 2.
It becomes an incomplete differential element of 0. Therefore, the guide vanes overall transfer function from (water control means) opening change y to water turbine output change p t (1-T w · S) / (1 + 0.5T w ·
S). Here, T w = (L 2 · V 20 + L 3 .V 30 )
/ (G · H 0 ).

【0101】すなわち、ガイドベーンを開けた時には水
車出力pt は最終的にはy相当値に増加するものの一時
的には逆に減少し、反対にガイドベーンを閉じた時には
水車出力pt は最終的にはy相当値に減少するものの一
時的には逆に増加することを示している。この水車出力
t の一時的な逆応答の影響は回転速度Nの変化にも現
れ、これがまた回転速度ガバナの入力側へと復元されて
くる。従って、水力プラントが大電力系統から分離さ
れ、実質的に単独送電状態になった場合や、完全に負荷
遮断された後の無負荷運転の場合には、この逆応答があ
っても回転速度制御系の安定性は、回転速度ガバナだけ
で確保する必要があり、後述する回転速度ガバナの比例
ゲインP,積分ゲインIを充分小さく設定する必要があ
る。又、回転速度ガバナの微分ゲインDはある程度まで
は大きくした方が回転速度制御系の安定化に貢献する
が、それを超えると逆に安定性を損なう関係になってい
る。
[0102] That is, when opening the guide vanes decreases temporarily reverse the ones waterwheel output p t eventually increasing the y value corresponding hydraulic turbine output p t when closing the guide vanes as opposed to the final Specifically, it shows that it decreases to a value corresponding to y, but temporarily increases in reverse. The influence of the temporary inverse response of the hydraulic turbine output p t appears to change in the rotational speed N, which also comes restored to the input side of the rotational speed governor. Therefore, if the hydropower plant is separated from the large power system and is in a substantially single power transmission state, or if there is no load operation after the load is completely cut off, the rotation speed control is performed even if this reverse response is present. It is necessary to ensure the stability of the system only with the rotational speed governor, and it is necessary to set the proportional gain P and the integral gain I of the rotational speed governor to be described later sufficiently small. Increasing the differential gain D of the rotational speed governor to a certain extent contributes to the stabilization of the rotational speed control system. However, if it exceeds this, the stability is impaired.

【0102】図12は、本実施例のガバナの制御ブロッ
ク図である。図12において、50は回転速度を入力す
るガバナ(電力制御部あるいは電力制御手段ともい
う)、100はガバナ50に接続されたポンプ水車、2
00はポンプ水車100に接続された発電機または電動
機を示す。
FIG. 12 is a control block diagram of the governor of this embodiment. In FIG. 12, reference numeral 50 denotes a governor (also referred to as a power control unit or a power control unit) for inputting a rotation speed, and 100 denotes a pump turbine connected to the governor 50.
Reference numeral 00 denotes a generator or a motor connected to the pump turbine 100.

【0103】回転速度ガバナ50のブロック線図は図1
5に示すようになっている。1はポンプ水車100の回
転速度Nを検出する速度検出部、Xn は速度検出部1で
検出された速度検出信号、2は回転速度の基準値を設定
する速度調整部、x0 は速度調整部2から出力される設
定値、3は設定値x0 と速度検出信号Xn と後述する速
度調定率設定部からの復元信号Xσとの加算器、Xε
加算器3で算出された信号ですぐ下流のPID演算回路
の入力信号、20は上流側サージタンク用サージングセ
ンサー、4は比例演算要素(P要素)、5は積分演算要
素(I要素)、6は微分演算要素(D要素)を示し、そ
の出力信号Zd ,比例演算要素の出力信号Zp ,積分演
算要素の出力信号Zi は、加算部7で加算される。この
比例演算要素の出力信号Zp ,積分演算要素の出力信号
i ,微分演算要素の出力信号Zd を総合した信号は、
ガイドベーン開度指令Zであり、このガイドベーン開度
指令Zに実際のガイドベーン開度Yがフィードバックさ
れ、加算部8で偏差がとられる。この偏差信号Y
ε1 は、リミッター9を介して油圧サーボモータ10に
入力される。リミッター9のθR はガイドベーンの開速
度をθR・Cyに、θL は閉速度をθl・Cy に制限する
ためのものであり、リミッター9の出力信号Yε2は偏
差信号Yε1 を上記開閉速度制限を考慮して制限した信
号となっている。油圧サーボモータ10は一種の油圧増
幅器になっており、伝達関数では一次遅れ要素を構成
し、ガイドベーン開度指令zを増幅して充分なストロー
クと操作力をもつガイドベーン開度Yに変換し、水量制
御手段であるガイドベーンを直接操作する。
A block diagram of the rotational speed governor 50 is shown in FIG.
As shown in FIG. 1 speed detector for detecting the rotational speed N of the pump-turbine 100, X n is the speed detection signal detected by the speed detector 1, the speed adjustment unit 2 to set a reference value of the rotational speed, x 0 is the speed adjustment set value output from part 2, 3 calculated by the set value x 0 and the speed detection signal X n and the adder and the recovered signal X sigma from speed droop setting unit to be described later, X epsilon adder 3 The signal is an input signal of a PID operation circuit immediately downstream, 20 is a surge sensor for an upstream surge tank, 4 is a proportional operation element (P element), 5 is an integral operation element (I element), and 6 is a differential operation element (D element). ), The output signal Z d , the output signal Z p of the proportional operation element, and the output signal Z i of the integral operation element are added by the adder 7. A signal obtained by integrating the output signal Z p of the proportional operation element, the output signal Z i of the integral operation element, and the output signal Z d of the differential operation element is
The guide vane opening command Z is fed back to the guide vane opening command Z and the actual guide vane opening Y is fed back. This deviation signal Y
ε1 is input to the hydraulic servomotor 10 via the limiter 9. Theta R is the opening speed of the guide vanes θ R · C y limiter 9, theta L is used to limit the closing speed to θ l · C y, the output signal Y .epsilon.2 deviation signal Y limiter 9 The signal is obtained by limiting ε1 in consideration of the above-mentioned opening / closing speed limitation. The hydraulic servomotor 10 is a kind of hydraulic amplifier, and forms a first-order lag element in the transfer function, amplifies the guide vane opening command z and converts it into a guide vane opening Y having a sufficient stroke and operating force. The guide vanes, which are the water amount control means, are directly operated.

【0104】実際のガイドベーン開度Yはフィードバッ
クされ、加算部11で、出力調整部13からのガイドベ
ーン開度設定信号Ya との偏差が与えられる。もし実際
のガイドベーン開度Yがガイドベーン開度設定信号Ya
に達していない場合、すなわち、Y<Ya の場合にはそ
の差がゼロになるまでガバナのPID演算部に開信号σ
(Ya−Y)が送り続けられるので、やがてはY=Ya
なりその段階で落ち着く。開信号σは速度調定率設定部
12で設定され、復元信号Xσを出力する。この開信号
σは速度検出信号Xn の変化に対するガイドベーン開度
Yの変化の割合を決めるゲインで、一般には電力系統の
中でのプラントの役割を考慮して一度決めたら変更され
ないものである。
[0104] The actual guide vane opening Y is fed back, by an adder 11, the deviation between the guide vane opening setting signal Y a from the output adjustment unit 13 is provided. If the actual guide vane opening Y guide vane opening setting signal Y a
If you are not reached, i.e., Y <Y open signal to the PID operation unit of the governor to the difference is zero in the case of a sigma
Since (Y a -Y) is continuously fed, eventually settles at that stage becomes Y = Y a. The open signal σ is set by the speed regulation rate setting unit 12 and outputs a restoration signal . The open signal σ is a gain that determines the ratio of the change in the guide vane opening Y to the change in the speed detection signal Xn , and is generally not changed once determined in consideration of the role of the plant in the power system. .

【0105】ところで図15に示すガバナには外部から
与えられる信号として、発電機に与えられる外部負荷L
と出力調整部13から与えられるガイドベーン開度設定
信号Ya の2つの信号がある。外部負荷Lは、その変動
によって回転速度Xn の速度変動を生じさせる。一方、
出力調整部13に入力される信号の代表的なものがAF
C(自動周波数制御)であり、AFCの場合には専ら電
力系統の周波数制御の観点で出される指令であるので、
サージング異常加振等の水力プラントの特殊事情は感知
せずに出され、図示してない遠方の中央制御所から遠隔
操作で与えられる。
The governor shown in FIG. 15 has an external load L applied to the generator as a signal applied from the outside.
There are two signals of a given guide vane opening setting signal Y a from the output adjusting section 13 and. The external load L causes a speed change of the rotation speed Xn due to the change. on the other hand,
A typical signal input to the output adjustment unit 13 is AF
C (automatic frequency control). In the case of AFC, it is a command issued exclusively from the viewpoint of frequency control of the power system.
Special circumstances of the hydropower plant, such as surging abnormal excitation, are output without being sensed, and are given by remote control from a remote central control station (not shown).

【0106】図12に示すAFC制御系の構成は次のよ
うになっている。出力調整部13がAFCによって遠方
から制御されるが、ここでは、電力の手動操作のための
上げ,下げ指令も受けられる例を示す。Pafc はAFC
指令信号でAFCが要求する電力値を、Pg は実際の発
電機電力を示し、13Cは両者の偏差、すなわち電力偏
差Pε1を求める比較部を示す。電力偏差Pε1は加算部
13Bで手動操作のための上げ,下げ指令と加算され合
成入力信号Pε1 となり、電力偏差積分器13A(積分演
算手段ともいう)に入力される。ここで、電力偏差積分
器13Aは純粋の積分としているが近似的に積分とみな
せるものも含んでいる。例えば、電力偏差Pε1 に応じ
て+1/OFF/−1パルス列を作りこれを積分演算す
るタイプとし、パルス列のOFF時間を電力偏差Pε1
に応じて調整するものもある。電力偏差積分器13Aと
並列に比例要素13D(並列演算器ともいう)が設けられ
ており、この比例要素13Dの出力を電力偏差積分器1
3Aの出力に加算部13Eで加算する。このようにする
ことにより、電力偏差Pε1 の演算がI演算からPI演
算となり応答性が大きく改善できる。加算部13Eの出
力Ya は図8で詳細に説明した回転速度ガバナ50に入
力される。なお、ポンプ水車100は入力であるガイド
ベーン開度Yに応じて水車出力Pt を発生させる。20
0は電力系統と連繋運転中の同期発電機を示し、ここで
機械的な水車出力Pt が電気的出力すなわち発電機の発
電機電力Pg 変換される。
The structure of the AFC control system shown in FIG. 12 is as follows. Although the output adjustment unit 13 is remotely controlled by the AFC, an example in which an increase / decrease command for manual operation of power is also received is shown here. P afc is AFC
The power value AFC is requested by the command signal, P g represents the actual generator power, 13C shows deviation between, i.e. the comparison unit for determining the power difference P .epsilon.1. The power deviation P ε1 is added to an up / down command for manual operation in the adding unit 13B to become a combined input signal P ε1 , which is input to the power deviation integrator 13A (also referred to as integration calculating means). Here, the power deviation integrator 13A is a pure integral, but also includes one that can be approximately regarded as an integral. For example, a + 1 / OFF / -1 pulse train is created according to the power deviation P ε1 and the pulse train is integrated, and the OFF time of the pulse train is set to the power deviation P ε1.
Some are adjusted according to the conditions. A proportional element 13D (also referred to as a parallel computing unit) is provided in parallel with the power deviation integrator 13A.
The output of 3A is added by the adder 13E. By doing so, the calculation of the power deviation P ε1 is changed from the I calculation to the PI calculation, and the responsiveness can be greatly improved. Output Y a of the adder 13E is input to the rotational speed governor 50 as described in detail in FIG. Incidentally, the pump-turbine 100 generates the hydraulic turbine output P t in response to an input guide vane opening Y. 20
0 indicates synchronous generator in cooperative operation with the power system, wherein the mechanical hydraulic turbine output P t is the generator power P g conversion of the electrical output or generator.

【0107】電力偏差積分器13Aは手動操作のための
上げパルス信号がある間はガイドベーン開度設定信号Y
aを毎秒Kの速度で上げ続け、下げパルス信号があ
る間はガイドベーン開度設定信号Ya を毎秒Kの速
度でYa を下げ続ける。パルス信号がなくなればガイド
ベーン開度設定信号Ya の上げ下げを停止する。ところ
で速度Kが大き過ぎるとガイドベーン開度設定信号
aが速く走行し過ぎて所望の値に正確に止められず手
動調整が難しくなるので、速度Kは一般に1(pu)
/50sec〜1(pu)/60secに設定される。
The power deviation integrator 13A outputs the guide vane opening setting signal Y while there is an up pulse signal for manual operation.
a The continued increase at a rate per second K I [theta], while there is reduced pulse signal the guide vane opening setting signal Y a at a rate per second K I [theta] continues lowered Y a. Pulse signal stops raising and lowering of the guide vane opening setting signal Y a when no longer. However since precisely unstoppable not manually adjusted to the desired value speed K when I [theta] is too large guide vane opening setting signal Y a it is too travels faster becomes difficult, the rate K I [theta] is generally 1 (p u)
/ 50 sec to 1 (p u ) / 60 sec.

【0108】回転速度N,ガイドベーン開度設定信号Y
a いずれの変化によっても水車の上流側,下流側いずれ
のサージタンクも異常加振される可能性があるが、ここ
では上流側サージタンクを中心に説明する。
Rotation speed N, guide vane opening setting signal Y
a upstream side of the water wheel by any change, there is a possibility that a surge tank of any downstream is abnormally vibrated, here will be mainly described upstream surge tank.

【0109】図16,図17は図15において出力調整
部13の出力、すなわちガイドベーン開度設定信号Ya
を正弦波状に変化させた場合の上流側サージタンクの応
答例を示すボード線図である。図16は回転速度ガバナ
の比例ゲインKp ,積分ゲインKi を比較的大きく設定
したケース、図17は回転速度ガバナの比例ゲイン
p,積分ゲインKiを比較的小さく設定したケースを示
す。この場合、上流側サージタンクの固有振動数は0.
00474Hzで、いずれのケースも0.00474Hz付近
で上流側サージタンク水位hfuの応答ゲインが急激に立
ち上がっている。なお、上流側サージタンクの固有振動
数における応答ゲインのピーク値は、図16の方が2
4.4(db)で、図17の7.6(db)より高く、この差
16.8(db)は6.9 倍に相当する。図16の設定で
も上サージタンクがオーバーフローしなければ問題ない
が、オーバーフローの可能性があればピーク値を下げる
ため対策が必要である。すなわち、入力であるガイドベ
ーン開度設定信号Ya の振幅を制限するか、比例ゲイン
p 、積分ゲインKi を下げる対策が必要になる。
[0109] Figure 16, Figure 17 is the output of the output adjusting section 13 in FIG. 15, namely the guide vane opening setting signal Y a
FIG. 9 is a Bode diagram showing a response example of the upstream surge tank when the sine wave is changed in a sine wave shape. Figure 16 shows the proportional gain K p of the rotational speed governor, the integral gain K i a relatively large set cases, the proportional gain K p of 17 rotational speed governor, a relatively small set case the integral gain K i. In this case, the natural frequency of the upstream surge tank is 0.1.
In 00474Hz, response gain of the upstream surge tank water level h fu even near 0.00474Hz both cases is up sharply. The peak value of the response gain at the natural frequency of the upstream surge tank is 2 in FIG.
At 4.4 (db), it is higher than 7.6 (db) in FIG. 17, and this difference 16.8 (db) is equivalent to 6.9 times. There is no problem if the upper surge tank does not overflow even with the setting of FIG. 16, but if there is a possibility of overflow, a measure is required to reduce the peak value. I.e., to limit the amplitude of the input guide vane opening setting signal Y a, the proportional gain K p, it is necessary measures to reduce the integral gain K i.

【0110】以下の説明では、上流側サージタンクの固
有振動数における応答ゲインのピーク値の許容最大値は
図17に示す7.6(db)相当と仮定する。図18は、
比例要素13Dを設けない場合のAFCの周波数応答特
性、すなわち、AFC指令Pafc に対する水車出力Pt
の応答性能を示す。なお、水車出力Pt と発電機電力P
g の間にはほとんど遅れがないので、AFC指令Pafc
に対する発電機電力Pgの応答性能としてもよい。な
お、この場合回転速度ガバナの比例ゲインKp,積分ゲ
インKi は図17に示すものと同じに設定している。こ
のように比例要素13Dを設けない場合には、約0.0
1Hz 以上ではAFC応答ゲインは1/100以下に
大きく低下してしまい、約0.01Hz 以上でAFC応
答は期待できない。
In the following description, it is assumed that the allowable maximum value of the response gain peak value at the natural frequency of the upstream surge tank is equivalent to 7.6 (db) shown in FIG. FIG.
Frequency response characteristics of the AFC when the proportional element 13D is not provided, that is, the turbine output P t with respect to the AFC command P afc
The response performance of FIG. Note that the turbine output Pt and the generator power P
Since there is almost no delay between g , the AFC command P afc
The response performance of the generator power Pg to the Incidentally, the proportional gain K p in this case the rotational speed governor, the integral gain K i is set to the same as that shown in FIG. 17. When the proportional element 13D is not provided as described above, about 0.0
At 1 Hz or more, the AFC response gain is greatly reduced to 1/100 or less, and an AFC response cannot be expected at about 0.01 Hz or more.

【0111】図20は本実施例のAFC運転時の電力の
周波数応答特性を示す。並列回路として比例要素13D
を設け、ゲインKを1.0にしているので、図18に
示す周波数応答特性に対し、特に0.01Hz 以上の周
波数帯における特性が大きく改善されることが解る。
FIG. 20 shows the frequency response characteristics of the electric power during the AFC operation of this embodiment. Proportional element 13D as parallel circuit
, And the gain K is set to 1.0, it can be seen that the frequency response characteristic shown in FIG. 18 is greatly improved especially in the frequency band of 0.01 Hz or more.

【0112】図19は本実施例のAFC運転時の上流側
サージタンク水位応答のボード線図である。条件は図2
0に示すものと同じである。図19から分かるように、
AFC応答の改善に伴って上流側サージタンクのサージン
グも拡大している。
FIG. 19 is a Bode diagram of the upstream surge tank water level response during the AFC operation of the present embodiment. Conditions are shown in Fig. 2.
It is the same as that shown in FIG. As can be seen from FIG.
With the improvement of AFC response, surging of the upstream surge tank is also expanding.

【0113】以上説明したように、電力指令に対する一
巡制御系の電力偏差積分演算器と並列に電力偏差積分演
算器と同じ電力偏差信号を入力とする並列演算手段を設
け、電力偏差がある過渡時に限って電力偏差積分演算器
の応答を高めるような信号を出力させるようにしている
ので、定常的には(遠方からの電力指令=実際の電力)の
関係を保持しながらも過渡的には応答の遅れを的確に補
償することができる。特に、電力偏差積分演算器の出力
と並列演算手段の出力を加算した和信号を回転速度制御
系の回転速度ガバナ演算部に一種のバイアス信号として
印加する構成の場合には、並列演算手段が回転速度制御
ループの外にあるので、回転速度制御系の一巡伝達関数
に影響を与えることなく遠方からの電力指令に対する電
力応答を自由に改善することができる。また、電力偏差
積分演算器が電力の手動操作のための上げ,下げ指令も
受けられるように充分低いゲインになっていたとして
も、電力偏差積分演算器をバイパスして遠方からの電力
指令に対する電力応答ゲインを自由に上げることができ
る。
As described above, the parallel operation means for inputting the same power deviation signal as that of the power deviation integration calculator in parallel with the power deviation integration calculator of the loop control system for the power command is provided. As it is designed to output a signal that enhances the response of the power deviation integration calculator, the response (power command from distant = actual power) is constantly maintained, but the response is transient. Can be accurately compensated for. In particular, in a configuration in which a sum signal obtained by adding the output of the power deviation integration calculator and the output of the parallel calculation means is applied as a kind of bias signal to the rotation speed governor calculation unit of the rotation speed control system, the parallel calculation means is not rotated. Since it is outside the speed control loop, the power response to a power command from a distance can be freely improved without affecting the loop transfer function of the rotation speed control system. Further, even if the power deviation integral calculator has a sufficiently low gain so as to be able to receive an increase / decrease command for manual operation of the power, the power deviation integral calculator is bypassed and the power with respect to a power command from a distance is bypassed. The response gain can be increased freely.

【0114】又、並列演算手段として比例演算を設ける
ことによって電力偏差積分器だけの単純なI演算からP
+I(比例+積分)演算に置き換えることができ、周波
数応答で言えばゲイン低下や位相遅れの補償が自在にで
きるようになり、遠方からの電力指令に対する電力制御
系の応答をより的確に適正化することが可能になる。
又、並列演算手段に比例演算+微分演算を設けることに
よって電力偏差積分器だけの単純なI演算からP+I+
D(比例+積分+微分)演算に置き換えることができ、
遠方からの電力指令に対する電力制御の周波数応答特性
を一層的確に改善することができ適正化が可能になる。
回転速度ガバナ演算部より下流の回転速度制御系側の特
殊事情、例えば回転速度ガバナのPIDゲインを自由に
上げることはできない等の事情にも拘わらずより的確に
適正化が可能になる。
Further, by providing a proportional operation as a parallel operation means, a simple I operation using only the power deviation integrator can be used to calculate P
+ I (proportional + integral) operation, which makes it possible to freely compensate for gain reduction and phase delay in terms of frequency response, and more appropriately optimizes the response of the power control system to power commands from a distance. It becomes possible to do.
In addition, by providing a proportional operation and a differential operation in the parallel operation means, a simple I operation using only the power deviation integrator can be performed to obtain P + I +
D (proportional + integral + derivative) operation,
The frequency response characteristics of power control for a power command from a distance can be more accurately improved and optimized.
In spite of special circumstances on the rotation speed control system side downstream of the rotation speed governor calculation unit, for example, circumstances in which the PID gain of the rotation speed governor cannot be increased freely, appropriate optimization can be achieved.

【0115】図13は本発明の他の実施例のAFC制御
系を示す。本実施例は図12に示す実施例と同様に構成
されているが、本実施例では、AFC入力の受信部にバ
ンドフィルター13Fを設けている。なお、図14は図
13に示すバンドフィルター部の周波数応答特性を示
す。すなわち、バンドフィルター13F単独の周波数応
答特性を示すボード線図である。このバンドフィルター
では、応答ゲインが1/(2πT1)(Hz)から低下し始
め、1/(2πT2)(Hz)〜1/(2πT3)(Hz)の範囲
で最低になり、1/(2πT3)(Hz)から再び上昇を始
め、1/(2πT4)(Hz)で元のレベルに戻るように
なっている。そして、上流側サージタンクの固有振動数
0.00474(Hz)が1/(2πT2)(Hz)〜1/(2π
3)(Hz)の周波数帯に入るように時定数T2 ,T3
を設定している。なお、上流側サージタンクの固有振動
数がバンドフィルターの低ゲイン部に正確に入らなくて
も1/(2πT1)(Hz)から1/(2πT4)(Hz)の
間に入るようにしておけば効率的ではないが効果が期待
できる。
FIG. 13 shows an AFC control system according to another embodiment of the present invention. This embodiment has the same configuration as the embodiment shown in FIG. 12, but in this embodiment, a band filter 13F is provided in the AFC input receiving unit. FIG. 14 shows the frequency response characteristics of the band filter section shown in FIG. That is, it is a Bode diagram showing the frequency response characteristics of the band filter 13F alone. In this band filter, the response gain starts to decrease from 1 / (2πT 1 ) (Hz) and becomes the lowest in the range of 1 / (2πT 2 ) (Hz) to 1 / (2πT 3 ) (Hz). It starts rising again from (2πT 3 ) (Hz) and returns to the original level at 1 / (2πT 4 ) (Hz). And the natural frequency of the upstream surge tank
0.00474 (Hz) is 1 / (2πT 2 ) (Hz) to 1 / (2π
The time constants T 2 and T 3 are set to fall within the frequency band T 3 ) (Hz)
Is set. In addition, even if the natural frequency of the upstream surge tank does not accurately enter the low gain portion of the band filter, the natural frequency falls between 1 / (2πT 1 ) (Hz) and 1 / (2πT 4 ) (Hz). If it is not efficient, the effect can be expected.

【0116】図22は本実施例のAFC運転時の電力応
答のボード線図である。条件は0.00474Hzが1/(2
πT2)(Hz)〜1/(2πT3)(Hz)の周波数帯に入
るように設定したバンドフィルターを設けたこととK
を1/10 に下げた以外は、図20に示すものと変
わらない設定としている。この結果、0.00474Hz 前後
の電力応答が若干低下したが0.1Hz以上では全く影
響が出ていない。
FIG. 22 is a Bode diagram of the power response during the AFC operation of this embodiment. The condition is 0.00474 Hz as 1 / (2
The provision of a band filter set to fall within the frequency band from πT 2 ) (Hz) to 1 / (2πT 3 ) (Hz)
The settings are the same as those shown in FIG. 20 except that is reduced to 1/10. As a result, the power response around 0.00474 Hz slightly decreased, but there was no effect above 0.1 Hz.

【0117】図19は本実施例のAFC運転時の上サー
ジタンク水位応答のボード線図で、条件は図20のもの
と同じ設定である。上流側サージタンクの固有振動数0.
00474Hzにおけるピーク値は0.89(db)で、図1
9に示す24.2(db)より大幅に低下している。ま
た、上述したオーバーフロー判定レベルである7.6(d
b)を大幅に下回っている。上述した例では、バンドフ
ィルターとして線形モデル[(1+T2・S)*(1+T3
・S)]/[(1+T1・S)*(1+T4・S)]を例にし
て説明したが、最終的にサージング共振周波数近傍でサ
ージングの周波数応答ゲインを下げる効果を発揮するも
のであれば何でもよい。
FIG. 19 is a Bode diagram of the upper surge tank water level response during the AFC operation of the present embodiment. The conditions are the same as those in FIG. Natural frequency of upstream surge tank 0.
The peak value at 00474 Hz is 0.89 (db), and FIG.
9 is much lower than 24.2 (db). In addition, the overflow determination level 7.6 (d
b) is significantly lower. In the example described above, a linear model [(1 + T 2 · S) * (1 + T 3
[S]] / [(1 + T 1 · S) * (1 + T 4 · S)] has been described as an example, but any one that exerts an effect of finally lowering the surging frequency response gain near the surging resonance frequency will be described. Anything is fine.

【0118】又、上流側,下流側サージタンクの水位変
動だけを共振のポテンシャルとして説明してきたが、回
転速度ガバナ自身及びその制御対象について同様の共振
ポテンシャルがある場合にはその個々について同様の対
策を講じればよい。
Although only the water level fluctuations of the upstream and downstream surge tanks have been described as resonance potentials, when the rotational speed governor itself and its control target have similar resonance potentials, similar measures are taken for each of them. Should be taken.

【0119】以上説明したように、本実施例によれば、
遠方指令受信部にバンドフィルターを設けているので、
たとえ前述の電力制御応答対策の結果、サージタンクの
サージング共振等特定の周波数帯での異常加振の可能性
が出てきてもその特定周波数帯だけの電力制御応答を的
確に下げ問題を回避することができ、その他の危険性の
ない周波数帯では電力制御応答を一杯に上げることが可
能になる。
As described above, according to the present embodiment,
Since a band filter is provided in the remote command receiving unit,
Even if, as a result of the power control response measures described above, the possibility of abnormal excitation in a specific frequency band, such as surge resonance of a surge tank, appears, the power control response in only that specific frequency band is accurately reduced to avoid the problem. In other non-hazardous frequency bands, the power control response can be raised to the fullest.

【0120】遠方電力制御用にP+I+D演算を採用
し、遠方指令受信部にバンドフィルターを採用した場合
は、遠方電力制御用にP+I演算を採用し、遠方指令受
信部にバンドフィルターを採用した場合より、より木目
細かな調整ができる。
When the P + I + D operation is used for the remote power control and the band filter is used in the remote command receiving unit, the P + I operation is used for the remote power control and the band filter is used in the remote command receiving unit. , More fine grained adjustment.

【0121】なお、バンドフィルターの伝達関数を
[(1+T2・S)*(1+T3・S)]/[(1+T1・S)
*(1+T4・S)](但し、T1 からT4 は所定の時定
数、Sはラプラス演算子でT1 <T2 <T3 <T4 )と
すれば、周波数応答特性を1/(2π・T1)から1/(2
π・T4)の周波数帯に限って下げることができるのでサ
ージング共振周波数等制御対象側の共振が予想される特
定の周波数帯がこの範囲に入るようにT1,T4を調整す
れば共振を的確に防止できる。
Note that the transfer function of the band filter is [(1 + T 2 · S) * (1 + T 3 · S)] / [(1 + T 1 · S)
* (1 + T 4 · S)] (where T 1 to T 4 are predetermined time constants, S is a Laplace operator and T 1 <T 2 <T 3 <T 4 ), and the frequency response characteristic is 1 / (2π · T 1 ) to 1 / (2
π · T 4 ) can be reduced only in the frequency band, so that resonance can be achieved by adjusting T 1 and T 4 so that a specific frequency band in which resonance on the control target side such as the surging resonance frequency is expected falls within this range. Can be accurately prevented.

【0122】又、このフィルターの周波数応答特性は1
/(2π・T2)と1/(2π・T3)の間で底になるので共
振が予想される特定の周波数帯がこの間に入るようにT
2 ,T3 を調整すれば一層好ましい。
The frequency response characteristic of this filter is 1
Since the bottom is between / (2π · T 2 ) and 1 / (2π · T 3 ), T is set so that a specific frequency band in which resonance is expected falls within this range.
It is more preferable to adjust 2 , 3 .

【0123】バンドフィルターは上記した例に限定され
るものではなく、ある周波数帯域fa からfb の間で通
常より低い周波数応答特性をもたせるようにし、共振が
予想される特定の周波数帯がこの周波数fa と周波数f
b の間に入るようにしたものであればよい。
The band filter is not limited to the above-described example, but has a frequency response characteristic lower than usual between a certain frequency band f a and f b , and a specific frequency band in which resonance is expected is set to this frequency band. Frequency f a and frequency f
Anything that can be inserted between b may be used.

【0124】なお、本実施例では、次のように構成する
ことを特徴とすることができる。すなわち、ランナーを
有する水車と、該ランナーに機械的に直結され電力系統
と電気的に接続された発電機または電動機と、該発電機
の出力または該電動機の入力を制御する電力制御手段
と、電力の上げ,下げ操作指令を手動で与える手動操作
指令手段と、遠方からの電力の要求値を与える遠方指令
手段と、実際の電力値を復元する電力復元手段と、該遠
方指令手段からの要求値と電力復元手段からの実際の電
力値の偏差を求める偏差導出手段と、該偏差導出手段か
ら出力される電力偏差信号と前記手動操作指令手段から
の指令に応じて目視確認に好適な速度で走行し該電力制
御手段に対して電力の上げ,下げ指令信号とを入力する
積分または同等の演算を行う積分形電力指令演算手段を
備え、遠方からの電力制御の場合には、前記偏差導出手
段→積分形電力指令演算手段→水車および発電機/電動
機→電力復元手段の負帰還回路が構成されるようにした
ものであって、前記電力偏差信号を入力し、前記積分形
電力指令演算手段と並列に配置されその出力で前記積分
形電力指令演算手段の出力を補正するようにした並列演
算手段を設け、該並列演算手段は電力偏差がある過渡時
には該積分形電力指令演算手段の応答を高めるような信
号を出力し、定常状態に戻ればその出力をゼロまたは略
ゼロに戻すようにしたことを特徴とする水力機械。
The present embodiment can be characterized by the following configuration. That is, a water turbine having a runner, a generator or a motor mechanically directly connected to the runner and electrically connected to a power system, power control means for controlling an output of the generator or an input of the motor, Manual operation command means for manually giving a raising or lowering operation command, distant command means for giving a required value of power from a distance, power restoring means for restoring an actual power value, and a request value from the distant command means. A deviation deriving means for calculating a deviation of the actual power value from the power restoring means, and running at a speed suitable for visual confirmation according to a power deviation signal output from the deviation deriving means and a command from the manual operation command means. The power control means further includes an integral power command calculating means for inputting a power increase / decrease command signal to the power control means or performing an equivalent calculation, and in the case of power control from a distance, the deviation derivation is performed. Stage → integral type power command calculating means → water turbine and generator / motor → negative feedback circuit of power restoring means, wherein the power deviation signal is inputted, and the integral type power command calculating means Parallel operation means arranged in parallel with the output of the integral power command operation means so as to correct the output of the integral power command operation means. A hydraulic machine characterized by outputting a signal to increase the output, and returning the output to zero or substantially zero when it returns to a steady state.

【0125】前記並列演算器が比例演算要素と微分演算
要素を直列に接続されたものである請求項5から8のい
ずれかに記載の水力機械。
The hydraulic machine according to any one of claims 5 to 8, wherein said parallel computing unit comprises a proportional computing element and a differential computing element connected in series.

【0126】前記演算部が目視確認に好適な速度で走行
し手動で与える電力の上げ,下げ指令信号を入力するも
のである請求項5から8のいずれかに記載の水力機械。
The hydraulic machine according to any one of claims 5 to 8, wherein the arithmetic unit is configured to run at a speed suitable for visual confirmation and to input a manually increasing or decreasing command signal of electric power.

【0127】前記演算器が前記比較部から出力される電
力偏差信号がある間は、前記電力制御部に対し前記該電
力偏差を減少させるように作用する出力信号を増やし続
けるものである請求項5から8のいずれかに記載の水力
機械。
[0127] While the arithmetic unit has the power deviation signal output from the comparison unit, the output signal that acts on the power control unit to reduce the power deviation is continuously increased. 9. The hydraulic machine according to any one of claims 1 to 8.

【0128】前記比較部もしくは偏差導出手段の前段に
設けられ、前記遠方からの電力の要求値を入力するバン
ドフィルターを備えたものであって、該バンドフィルタ
ーの応答ゲインが特定の周波数帯の変動入力に対しては
他の周波数帯の変動入力に比べて低下するものである請
求項5から8のいずれかに記載の水力機械。
A band filter provided before the comparing section or the deviation deriving means and for inputting the required value of the power from a distance, wherein the response gain of the band filter has a variation in a specific frequency band. The hydraulic machine according to any one of claims 5 to 8, wherein the input power is reduced as compared with the fluctuation input of another frequency band.

【0129】前記演算器の特性が電力偏差がある過渡時
には応答を高めるような信号を出力し、定常状態に戻れ
ばその出力をゼロまたは略ゼロに戻すものである請求項
5、又は8に記載の水力機械。
The method according to claim 5 or 8, wherein the arithmetic unit outputs a signal that enhances the response in a transient state in which there is a power deviation, and returns the output to zero or substantially zero when it returns to a steady state. Hydraulic machine.

【0130】T1,T2,T3,T4を所定の時定数でT1
<T2<T3<T4、Sをラプラス演算子とした時、前記
バンドフィルターの伝達関数を[(1+T2・S)*(1+
3・S)]/[(1+T1・S)*(1+T4・S)]または
同等とし、共振の可能性のある特定の周波数帯が1/
(2π・T1)と1/(2π・T4)の間に入るようにT1
4を設定した水力機械。
T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 are set to T 1 with a predetermined time constant.
<T 2 <T 3 <T 4 , where S is a Laplace operator, the transfer function of the band filter is [(1 + T 2 · S) * (1+
T 3 · S)] / [(1 + T 1 · S) * (1 + T 4 · S)] or equivalent, and the specific frequency band with the possibility of resonance is 1 /
T 1 , which falls between (2π · T 1 ) and 1 / (2π · T 4 ),
Hydraulic machinery set the T 4.

【0131】[0131]

【発明の効果】本発明によれば、サージングの異常加振
を自動的に防止できるという保証ができるので、安全を
損なうことなく、上下流水路に設置されるサージタンク
の容量(具体的には横断面積や高さ)を大幅に低減し土
木コスト低減を計ることができる。しかも、サージング
センサー方式にしても、バンドフィルター方式にしても
ガバナを大幅に変更することなく達成でき、このための
コストアップは効果から比べれば無視できるものであ
る。バンドフィルターを活用することによってサージン
グと矛盾しない形でAFC等のガバナ応答特性を大幅に
改善することができる。
According to the present invention, it is possible to guarantee that abnormal surge of surging can be automatically prevented. Therefore, without impairing safety, the capacity of the surge tank (specifically, (Cross-sectional area and height) can be greatly reduced, and civil engineering costs can be reduced. In addition, even if the surging sensor system or the band filter system is used, the governor can be achieved without drastically changing the governor, and the cost increase for this is negligible compared with the effect. By utilizing the band filter, the governor response characteristics of the AFC or the like can be significantly improved in a manner consistent with surging.

【0132】又、回転速度制御系と遠方指令に応答する
電力制御系の両方が最終的には同一の操作端を制御する
ケースでも、遠方指令に応答する電力制御系の応答性を
回転速度制御系の応答性能、特に安定性を損なうことな
く合理的に適正化でき、特に応答ゲインを大幅に改善す
ることができる。
Further, even when both the rotation speed control system and the power control system responding to the remote command finally control the same operating end, the response of the power control system responding to the remote command is controlled by the rotation speed control. The response performance of the system, particularly the stability, can be reasonably optimized without impairing the stability, and the response gain can be greatly improved.

【0133】また、電力の手動操作のための上げ,下げ
指令も電力偏差積分演算器で受ける場合のように電力偏
差積分のゲインが充分高くできない場合でも、遠方指令
に対する電力制御系の応答性を自在に上げることができ
る。
Further, even when the power deviation integration gain cannot be made sufficiently high, such as when the power deviation integration arithmetic unit receives the power increase / decrease commands for the manual operation of the power, the responsiveness of the power control system to the distant command is improved. Can be raised freely.

【0134】また、上下流水路のサージタンクのサージ
ング等特定の周波数帯での異常加振現象を合理的に防止
することができ、その他の周波数帯では一巡制御系の応
答性を最大限に保持することができる。
Further, abnormal vibration phenomena in a specific frequency band such as surge tank surges in the upstream and downstream waterways can be rationally prevented, and the responsiveness of the loop control system is maintained to a maximum in other frequency bands. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例であるガバナのブロック線図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a governor according to an embodiment of the present invention.

【図2】上下水路の両方にサージタンクを有する水力プ
ラントの水路構成図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a water channel of a hydropower plant having surge tanks in both upper and lower water channels.

【図3】ガバナの制御対象の線形化モデルを示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a linearized model of a governor control object.

【図4】図3に示す上サージングタンクのブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram of an upper surging tank shown in FIG. 3;

【図5】図3に示す下サージングタンクのブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram of a lower surging tank shown in FIG. 3;

【図6】サージングセンサーの一例を示す構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a surging sensor.

【図7】サージングセンサーの動作を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of a surging sensor.

【図8】サージングセンサーの動作を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of a surging sensor.

【図9】サージングセンサーの検出精度の評価の解析例
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an analysis example of evaluation of detection accuracy of a surging sensor.

【図10】バンドフィルターの例を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a band filter.

【図11】図10に示すバンドフィルターの周波数応答
特性を示すボード線図である。
FIG. 11 is a Bode diagram showing a frequency response characteristic of the band filter shown in FIG. 10;

【図12】本発明の他の実施例のAFC制御系の構成を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an AFC control system according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の他の実施例のAFC制御系の構成を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an AFC control system according to another embodiment of the present invention.

【図14】図13のバンドフィルター部の周波数応答特
性を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a frequency response characteristic of the band filter unit of FIG. 13;

【図15】回転速度ガバナのブロック線図である。FIG. 15 is a block diagram of a rotational speed governor.

【図16】図15においてYa を正弦波状に変化させた
場合のサージタンクの応答を示すボード線図である。
FIG. 16 is a Bode diagram showing a response of the surge tank when Ya is changed in a sine wave shape in FIG.

【図17】図15においてYa を正弦波状に変化させた
場合のサージタンクの応答を示すボード線図である。
FIG. 17 is a Bode diagram showing a response of the surge tank when Ya is changed in a sine wave shape in FIG.

【図18】図15の並列回路を設けない場合のAFCの
周波数応答特性を示す図である。
18 is a diagram illustrating the frequency response characteristics of the AFC when the parallel circuit of FIG. 15 is not provided.

【図19】図12の実施例のAFC運転時の上サージタ
ンク水位応答のボード線図である。
FIG. 19 is a Bode diagram of an upper surge tank water level response during the AFC operation of the embodiment in FIG. 12;

【図20】図12の実施例のAFC運転時の電力の周波
数応答特性を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating frequency response characteristics of electric power during the AFC operation of the embodiment in FIG. 12;

【図21】図13の実施例のAFC運転時の上サージタ
ンク水位応答のボード線図である。
FIG. 21 is a Bode diagram of an upper surge tank water level response during the AFC operation of the embodiment in FIG. 13;

【図22】図13の実施例のAFC運転時の電力応答の
ボード線図である。
FIG. 22 is a Bode diagram of a power response during the AFC operation of the embodiment in FIG. 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…速度検出部、2…速度調整部、3…加算器、4,4
a,4b…比例演算要素、5,5a,5b…積分演算要
素、6…微分演算要素、7,8,11…加算部、9…リ
ミッタ−、10…油圧サーボモータ、12…速度調定率
設定部、13…出力調整部、14…ブロック線図、16
…算出部、17a,17b…演算部、20…サージング
センサ、100…ポンプ水車、101…導水路、102
…水圧鉄管、103…吸出管、104…放水路、105
…上池、106…上流側サージタンク、107…下流側
サージタンク、108…下池。
1: speed detector, 2: speed adjuster, 3: adder, 4, 4
a, 4b: Proportional operation element, 5, 5a, 5b: Integral operation element, 6: Differential operation element, 7, 8, 11: Addition unit, 9: Limiter, 10: Hydraulic servomotor, 12: Speed adjustment rate setting Unit, 13: output adjustment unit, 14: block diagram, 16
... Calculation units, 17a, 17b ... Calculation units, 20 ... Surging sensor, 100 ... Pump turbine, 101 ... Headway, 102
... penstock, 103 ... suction pipe, 104 ... discharge channel, 105
... Upper pond, 106 ... Upstream surge tank, 107 ... Downstream surge tank, 108 ... Lower pond.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯本 伸司 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 (72)発明者 石黒 光宏 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 羽田 尚之 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社内 Fターム(参考) 3H073 AA12 BB06 BB33 CC05 CC20 CD03 CD06 CE09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Shinji Yumoto 3-1-1 Kochicho, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Thermal and Hydropower Division (72) Inventor Mitsuhiro Ishiguro 1-Chome Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1-3 Tokyo Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Naoyuki Haneda 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Tokyo Electric Power Co., Inc. 3H073 AA12 BB06 BB33 CC05 CC20 CD03 CD06 CE09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】可動の流量制御手段と前記流量制御手段を
制御するガバナと、上流または下流管路にサージタンク
を備えた水力プラントに設置される水力機械であって、
前記ガバナが前記サージタンクの固有振動数近辺の周波
数帯域の入力信号に対しては低い周波数応答特性を与え
るための低応答設定と、その他の周波数領域の入力信号
に対してはより高い周波数応答特性を与えるための高応
答設定を具備したことを特徴とするサージタンクを備え
た水力プラントの水力機械。
1. A hydraulic machine installed in a hydraulic plant having a movable flow control means, a governor controlling the flow control means, and a surge tank in an upstream or downstream pipe,
A low response setting for the governor to provide a low frequency response characteristic for an input signal in a frequency band near the natural frequency of the surge tank, and a higher frequency response characteristic for an input signal in other frequency regions. A hydraulic machine for a hydraulic plant with a surge tank, characterized in that the hydraulic machine has a high response setting for providing a hydraulic pressure.
【請求項2】過大なサージングまたはその前兆現象を検
出するサージングセンサーを備え、前記サージングセン
サーが動作したことを条件に前記ガバナが低応答設定を
自動選択するものである請求項1に記載のサージタンク
を備えた水力プラントの水力機械。
2. The surge according to claim 1, further comprising a surging sensor for detecting excessive surging or a precursory phenomenon thereof, wherein the governor automatically selects a low response setting on condition that the surging sensor is operated. Hydraulic machinery of a hydraulic plant with tanks.
【請求項3】可動の流量制御手段と前記流量制御手段を
制御するガバナと、上流または下流管路にサージタンク
と、過大なサージングまたはその前兆現象を検出するサ
ージングセンサーを備えた水力プラントに設置される水
力機械であって、前記ガバナの演算部が積分要素ゲイン
を高低切換可能に構成され、前記サージングセンサーが
動作した時には低ゲイン側を自動選択することを特徴と
するサージタンクを備えた水力プラントの水力機械。
3. A hydraulic power plant having a movable flow control means, a governor for controlling the flow control means, a surge tank in an upstream or downstream pipeline, and a surging sensor for detecting excessive surging or a precursory phenomenon thereof. A hydraulic machine provided with a surge tank characterized in that the governor arithmetic unit is configured to be able to switch between high and low integral element gains and automatically selects the low gain side when the surging sensor operates. Plant hydraulic machine.
【請求項4】可動の流量制御手段と前記流量制御手段を
制御するガバナと、上流または下流管路にサージタンク
と、前記ガバナの周波数応答特性を設定したバンドフィ
ルター回路を備えた水力プラントに設置される水力機械
であって、前記バンドフィルター回路の周波数応答特性
が前記サージタンクのサージング固有振動数に近い周波
数帯域の入力に対しては、その他の周波数帯域の入力に
比べて前記ガバナの周波数応答特性が低くなるように設
定されていることを特徴とするサージタンクを備えた水
力プラントの水力機械。
4. A hydraulic power plant having a movable flow control means, a governor for controlling the flow control means, a surge tank in an upstream or downstream pipeline, and a band filter circuit for setting a frequency response characteristic of the governor. A frequency response characteristic of the band filter circuit for an input in a frequency band close to the surging natural frequency of the surge tank, compared to an input in another frequency band, the frequency response of the governor. A hydraulic machine for a hydraulic plant comprising a surge tank, the characteristics of which are set to be low.
【請求項5】電力系統と電気的に接続された発電機また
は電動機と、該発電機または電動機と接続された水車
と、前記発電機または電動機の発電電力を制御する電力
制御部と、遠方からの電力の要求値と実際の電力値との
電力偏差を求める比較部と、該比較部で求められた電力
偏差を入力し前記電力制御部へガイドベーン開度設定信
号を出力する演算器を備え、該演算器を電力偏差積分器
及び該電力偏差積分器に並列に設けられた比例要素を具
備する並列演算器で構成したことを特徴とする水力機
械。
5. A generator or a motor electrically connected to the power system, a water turbine connected to the generator or the motor, a power control unit for controlling the power generated by the generator or the motor, A comparison unit that calculates a power deviation between the required power value and the actual power value, and a calculator that inputs the power deviation obtained by the comparison unit and outputs a guide vane opening setting signal to the power control unit. A hydraulic machine characterized in that the computing unit is constituted by a parallel computing unit including a power deviation integrator and a proportional element provided in parallel with the power deviation integrator.
【請求項6】電力系統と電気的に接続された発電機と、
該発電機と接続された水車と、前記発電機の発電電力を
制御する回転速度ガバナと、遠方からの電力の要求値と
実際の電力値との電力偏差を求める比較部と、該比較部
で求められた電力偏差を入力し前記回転速度ガバナへガ
イドベーン開度設定信号を出力する演算器を備え、該演
算器を電力偏差積分器及び該電力偏差積分器に並列に設
けられた比例要素を具備する並列演算器で構成したこと
を特徴とする水力機械。
6. A generator electrically connected to a power system,
A turbine connected to the generator, a rotation speed governor controlling the generated power of the generator, a comparison unit for calculating a power deviation between a required value of power from a distance and an actual power value, and An arithmetic unit for inputting the determined power deviation and outputting a guide vane opening setting signal to the rotational speed governor is provided, and the arithmetic unit includes a power deviation integrator and a proportional element provided in parallel with the power deviation integrator. A hydraulic machine characterized by comprising a parallel computing unit.
【請求項7】電力系統と電気的に接続された発電機また
は電動機と、該発電機または電動機と接続された水車
と、前記発電機または電動機の発電電力を制御する電力
制御部と、遠方からの電力の要求値と実際の電力値との
電力偏差を求める比較部と、該比較部で求められた電力
偏差を入力し前記電力制御部へガイドベーン開度設定信
号を出力する演算器を備え、該演算器が積分演算器また
は同等の演算器と並列に配置され該積分演算手段または
同等の演算手段の出力を補正する並列演算器を具備する
ものであって、電力偏差がある過渡時には積分演算器ま
たは同等の演算器の応答を高めるような信号を出力し、
定常状態に戻ればその出力をゼロまたは略ゼロに戻す特
性を有することを特徴とする水力機械。
7. A generator or a motor electrically connected to the power system, a water turbine connected to the generator or the motor, a power control unit for controlling the generated power of the generator or the motor, A comparison unit that calculates a power deviation between the required power value and the actual power value, and a calculator that inputs the power deviation obtained by the comparison unit and outputs a guide vane opening setting signal to the power control unit. A parallel computing unit arranged in parallel with the integral computing unit or the equivalent computing unit for correcting the output of the integral computing unit or the equivalent computing unit. Output a signal that enhances the response of the arithmetic unit or an equivalent arithmetic unit,
A hydraulic machine having a characteristic of returning its output to zero or substantially zero when it returns to a steady state.
【請求項8】ランナーを有する水車と、該ランナーに機
械的に直結され電力系統と電気的に接続された発電機ま
たは電動機、前記水車の回転速度を検出する速度検出器
と、該速度検出器の出力信号に応答して前記水車の機械
的出力/入力と発電機出力/電動機入力の偏差を最小に
するように作用する回転速度ガバナと、前記速度検出器
→回転速度ガバナ→水車及び該発電機/電動機→回転速
度→速度検出器よりなる回転速度制御ループの総合伝達
関数は変えずにバイアスを変える形で前記水車の出力/
入力の設定値を調整する電力調整手段と、遠方からの電
力の要求値を与える遠方指令手段と、実際の電力値を復
元する電力復元手段と、前記遠方指令手段からの要求値
と電力復元手段からの実際の電力値の偏差を求める偏差
導出手段と、該偏差導出手段で求められた偏差を入力し
積分演算手段または同等の演算手段と並列に配置されそ
の出力で前記積分演算手段または同等の演算手段の出力
を補正するようにした並列演算手段とを備え、電力偏差
がある過渡時には前記積分演算手段または同等の演算手
段の応答を高めるような信号を出力し、定常状態に戻れ
ばその出力をゼロまたは略ゼロに戻すように構成したこ
とを特徴とする水力機械。
8. A turbine having a runner, a generator or an electric motor mechanically directly connected to the runner and electrically connected to a power system, a speed detector for detecting a rotation speed of the turbine, and the speed detector. A rotational speed governor responsive to the output signal of the turbine for minimizing the deviation between the mechanical output / input of the turbine and the generator output / motor input; the speed detector → the rotational speed governor → the turbine and the power generator The output of the turbine is changed by changing the bias without changing the overall transfer function of the rotation speed control loop consisting of the motor / motor → rotation speed → speed detector.
Power adjusting means for adjusting the set value of the input, distance command means for providing a required value of power from a distance, power restoring means for restoring the actual power value, and a request value and power restoring means from the remote command means And a deviation deriving means for obtaining a deviation of an actual power value from the input signal, and a deviation obtained by the deviation deriving means is input and arranged in parallel with an integration operation means or an equivalent operation means. Parallel operation means for correcting the output of the operation means, and outputs a signal which enhances the response of the integral operation means or an equivalent operation means during a transient with a power deviation, and outputs the signal when the state returns to a steady state. A hydraulic machine, wherein the hydraulic pressure is set to zero or substantially zero.
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