JP2002233195A - Generator control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は発電機制御装置に係
わり、特に発電機の回転駆動力と出力とのエネルギーバ
ランスを調整するガバナ系と電力系統の動態を安定化さ
せる電力系統安定化装置とを協調制御する発電機制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator control device, and more particularly to a governor system for adjusting the energy balance between the rotational driving force and the output of the generator, and a power system stabilizing device for stabilizing the dynamics of the power system. The present invention relates to a generator control device for cooperatively controlling the generator.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力系統に接続される発電機は、安定し
た電圧のもとに安定した電力を供給することが望まれて
いる。2. Description of the Related Art It is desired that a generator connected to a power system supply stable power under a stable voltage.
【0003】一般に発電機を制御する制御装置において
は、水力、蒸気、ガスなどのエネルギーにより回転駆動
されるタービンの回転力を発電機の出力に応じて制御す
るタービン調速制御系またはガバナ系と、電力系統の状
態の変動などに対応して安定した電圧を確保する励磁制
御系との2つの制御系が設けられている。In general, a control device for controlling a generator includes a turbine speed control system or a governor system for controlling the rotational force of a turbine rotationally driven by energy such as hydraulic power, steam, gas, etc., in accordance with the output of the generator. And an excitation control system that secures a stable voltage in response to fluctuations in the state of the power system.
【0004】図4は、かかる従来の発電機制御装置とし
て、特開平11−252998号公報に開示されている
ような構成の発電機ガバナと系統安定化手段(以下必要
に応じPSSと略称する)とを協調制御するものがあ
る。FIG. 4 shows such a conventional generator control device, which has a generator governor and a system stabilizing means (hereinafter abbreviated as PSS as necessary) having a configuration as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-252998. And cooperative control.
【0005】図4において、電力系統1に接続された発
電機2に機械トルクを入力するタービンなどの機械トル
ク供給手段3と、この機械トルク供給手段3を制御する
ガバナなどのトルク制御手段5と、発電機2の固定子側
界磁巻線に界磁電流を供給する発電機励磁手段4と、発
電機2の端子電圧を検出してその検出信号を出力する端
子電圧検出手段18と、発電機2の端子電圧検出手段1
8から入力される端子電圧が所定の目標値19となるよ
うに制御する端子電圧制御手段(以下AVRと略称す
る)8と、発電機2により発電された電力が供給される
電力系統1の有効電力に基いて端子電圧制御手段8の所
定の目標値の補正量を加算器13に出力して発電機2の
運転の安定化を図る系統安定化手段(以下必要に応じP
SSと略称する)9とを備えている。In FIG. 4, a mechanical torque supply means 3 such as a turbine for inputting a mechanical torque to a generator 2 connected to an electric power system 1 and a torque control means 5 such as a governor for controlling the mechanical torque supply means 3 are provided. A generator exciting means 4 for supplying a field current to a stator side field winding of the generator 2, a terminal voltage detecting means 18 for detecting a terminal voltage of the generator 2 and outputting a detection signal thereof, Terminal voltage detecting means 1 of machine 2
A terminal voltage control means (hereinafter abbreviated as AVR) 8 for controlling the terminal voltage inputted from 8 to a predetermined target value 19, and an effective power system 1 to which the power generated by the generator 2 is supplied. A system stabilizing means (hereinafter, if necessary, a stabilizing means for stabilizing the operation of the generator 2 by outputting a correction amount of a predetermined target value of the terminal voltage control means 8 to the adder 13 based on the electric power.
SS).
【0006】上記のような構成において、トルク制御手
段5と電力系統安定化手段9とを備えた協調制御手段1
0には、発電機2の回転数を検出する回転数検出手段1
1より出力される回転数検出信号と、発電機2の発電出
力から有効電力を検出する有効電力検出手段12より出
力される有効電力信号と、発電機2の端子電圧を検出す
る端子電圧検出手段18より出力される端子電圧信号が
それぞれ与えられ、これら各信号の高周波、低周波のそ
れぞれの周波数成分の変動に応じて電力系統安定化手段
9及びトルク制御手段5を動作させる。In the above-described configuration, the cooperative control means 1 including the torque control means 5 and the power system stabilizing means 9
0 is a rotational speed detecting means 1 for detecting the rotational speed of the generator 2.
1; an active power signal output from an active power detecting means 12 for detecting active power from a power output of the generator 2; and a terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the generator 2. Terminal voltage signals output from 18 are provided, and the power system stabilizing means 9 and the torque control means 5 are operated in accordance with the fluctuations of the respective high-frequency and low-frequency components of these signals.
【0007】すなわち、協調制御手段10は、有効電力
と所定の設定値との偏差についての高周波、低周波のそ
れぞれの周波数成分の変動に応じて、前記周波数成分の
高周波帯域の変動に対しては端子電圧制御手段8の端子
電圧目標値19との偏差であるものとしてその補正量を
加算器13に与えるように電力系統安定化手段9を動作
させ、前記周波数成分の低周波帯域の変動に対してはこ
の変動が実質的には機械トルクの変動であるものとして
この実質的な機械トルクの変動を抑制するようにトルク
制御手段5を動作させることにより、トルク制御手段5
及び電力系統安定化手段9とを協調的に制御するもので
ある。That is, the cooperative control means 10 responds to the fluctuation of the high frequency band and the low frequency band of the deviation between the active power and the predetermined set value, and The power system stabilizing means 9 is operated so that the correction amount is provided to the adder 13 assuming that the correction value is a deviation from the terminal voltage target value 19 of the terminal voltage control means 8. Assuming that the change is substantially a change in mechanical torque, the torque control means 5 is operated so as to suppress the change in the substantial mechanical torque.
And the power system stabilizing means 9 in a coordinated manner.
【0008】このような協調制御手段10は、ガバナ制
御と励磁制御を協調動作させることにより、従来のPS
Sとガバナ制御において、ガバナ制御を電力動揺に応動
するよう高速化した場合に発生する両制御操作の干渉に
よる蒸気流量と発電機電圧の持続振動や発散を防止して
いる。[0008] Such a cooperative control means 10 operates the governor control and the excitation control in a cooperative manner to provide a conventional PS.
In S and governor control, the continuous oscillation and divergence of the steam flow rate and the generator voltage due to the interference between the two control operations that occur when the governor control is accelerated to respond to the power fluctuation are prevented.
【0009】これにより、ガバナ制御を高速化すること
ができるので、PSSによる励磁制御では十分な能力が
得られなかった長周期の電力動揺に対するダンピング能
力を向上させることができ、さらに大きな過渡外乱時に
発電機のエネルギーの過不足を速やかに補償することが
できるので、過渡安定度確保に有効である。しかも、A
VRは従来の制御装置のものを用いることができるた
め、電圧維持速度は劣化することが無く、電力系統の安
定化に好都合である。As a result, the governor control can be sped up, so that it is possible to improve the damping capability for long-period power fluctuations, for which the excitation control by the PSS has not been able to provide sufficient power. Since excess or deficiency of the energy of the generator can be quickly compensated, it is effective for securing the transient stability. Moreover, A
Since a VR of a conventional control device can be used as the VR, the voltage maintenance speed does not deteriorate, which is convenient for stabilizing the power system.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した協調
制御手段10においては、検出する信号の周波数成分に
よる選択特性を持っているとはいえ、センサーノイズな
どのホワイトノイズや、発電機軸のすりこぎ運動を回転
数検出手段11が検出する有色ノイズなどに対して、微
少ながらも定常的に信号を出力してしまい、機械トルク
供給手段3が動作してしまう問題があった。However, although the above-described cooperative control means 10 has a selection characteristic depending on the frequency component of the signal to be detected, it is difficult to detect white noise such as sensor noise, or to scrape the generator shaft. There is a problem that a small but steady signal is output for colored noise or the like whose motion is detected by the rotation number detecting means 11 and the mechanical torque supplying means 3 operates.
【0011】また、大規模事故時には検出信号が大きく
変動し、協調制御手段10も大きな信号を出力するが、
これは機械トルク供給手段3のタービンやボイラなどを
保護する上で問題があった。In a large-scale accident, the detection signal fluctuates greatly, and the cooperative control means 10 outputs a large signal.
This has a problem in protecting the turbine and the boiler of the mechanical torque supply means 3.
【0012】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、発電機の回転駆動力を調整するガバ
ナ系への定常的あるいは過大な入力を制限し、発電機の
機械トルク供給手段を保護することができる発電機制御
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is intended to limit a steady or excessive input to a governor system for adjusting a rotational driving force of a generator so as to supply a mechanical torque to the generator. It is an object of the present invention to provide a generator control device capable of protecting the means.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により発電機制御装置を構
成する。In order to achieve the above object, the present invention constitutes a generator control device by the following means.
【0014】請求項1に対応する発明は、発電機の回転
数設定値と前記発電機の回転数との偏差に基いて調定率
演算器によりトルク変化指示値を求めて前記発電機に機
械トルクを供給する機械トルク供給手段と、前記機械ト
ルクを制御するトルク制御手段と、前記発電機に界磁を
供給する発電機励磁手段と、前記発電機の端子電圧が所
定の目標値となるように前記発電機励磁手段を制御する
端子電圧制御手段と、前記端子電圧制御手段の前記目標
値を補正する補正量を出力して前記発電機により発電さ
れた電力が供給される電力系統の有効電力を制御する電
力系統安定化手段とを備えた発電機制御装置において、
前記発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、前記
発電機により発電された電力の有効電力を検出する有効
電力検出手段と、前記発電機の前記端子電圧を検出する
端子電圧検出手段と、これら各検出手段からの検出信号
がそれぞれ入力され、且つ前記有効電力信号と所定の設
定値との偏差についての高周波、低周波のそれぞれの周
波数成分の変動に応じて、前記周波数成分の高周波帯域
の変動に対しては前記端子電圧制御手段の前記目標値の
偏差であるものとして前記補正量を与えるように前記電
力系統安定化手段を動作させると共に、前記周波数成分
の低周波帯域の変動に対してはこの変動が実質的には前
記機械トルクの変動であるものとしてこの実質的な機械
トルクの変動を抑制するように前記トルク制御手段を動
作させることにより、前記電力系統安定化手段と前記ト
ルク制御手段を協調的に制御する協調制御手段とを備
え、前記トルク制御手段の出力信号に、出力制限、不感
帯及び周波数帯域除去の少なくとも一つの処理を加える
第1のフィルタを設ける。According to a first aspect of the present invention, a torque change instruction value is obtained by a stabilization rate calculator based on a deviation between a set value of the number of revolutions of the generator and the number of revolutions of the generator, and a mechanical torque is applied to the generator. Mechanical torque supplying means for supplying a magnetic field, a torque control means for controlling the mechanical torque, a generator exciting means for supplying a field to the generator, and a terminal voltage of the generator so as to be a predetermined target value. A terminal voltage control unit that controls the generator excitation unit, and outputs a correction amount for correcting the target value of the terminal voltage control unit to output an active power of a power system to which power generated by the generator is supplied. In a generator control device comprising a power system stabilizing means for controlling,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the generator, active power detection means for detecting the active power of the power generated by the generator, and terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the generator A detection signal from each of these detection means is input, and a high-frequency band of the frequency component is changed according to a variation of each of a high-frequency component and a low-frequency component with respect to a deviation between the active power signal and a predetermined set value. The power system stabilizing means is operated so as to give the correction amount as a deviation of the target value of the terminal voltage control means with respect to the fluctuation of the terminal voltage control means. In this case, it is assumed that the fluctuation is substantially the fluctuation of the mechanical torque, and the torque control means is operated so as to suppress the fluctuation of the substantial mechanical torque. A coordination control unit that cooperatively controls the power system stabilization unit and the torque control unit, and performs at least one process of output limitation, dead zone, and frequency band removal on an output signal of the torque control unit. One filter is provided.
【0015】このような構成の発電機制御装置とすれ
ば、協調制御手段はセンサーノイズなどのホワイトノイ
ズや、発電機軸のすりこぎ運動を回転数検出手段が検出
する有色ノイズなどに対して、定常的に機械トルク供給
手段を動作させることなく、ガバナ制御と励磁制御を協
調動作させるとともに、大規模事故時に機械トルク供給
手段を過大に動作させないので、タービンやボイラなど
の保護を図ることができる。According to the generator control device having such a configuration, the cooperative control means is capable of steadily responding to white noise such as sensor noise and colored noise in which the rotational speed detecting means detects the rubbing motion of the generator shaft. The governor control and the excitation control are cooperatively operated without mechanically operating the mechanical torque supply means, and the mechanical torque supply means is not excessively operated at the time of a large-scale accident, so that the turbine, the boiler, and the like can be protected.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は本発明による発電機制御装置の第1
の実施の形態を示すブロック図で、第4図と同一構成要
素には同一符号を付して説明する。FIG. 1 shows a first embodiment of a generator control device according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG.
【0018】第1の実施の形態の発電機制御装置は、図
1に示すように電力を発電して電力系統1に供給する発
電機2と、この発電機2に機械トルクを供給する機械ト
ルク供給手段3と、この機械トルク供給手段3を制御す
るトルク制御手段5と、発電機2の界磁巻線に界磁電流
を流す発電機励磁手段4と、発電機2の端子電圧を検出
して出力する端子電圧検出手段18と、発電機2の端子
電圧が所定の目標値となるように制御するAVR等の端
子電圧制御手段8と、発電機2により発電された電力が
供給される電力系統1の有効電力に基づいて端子電圧制
御手段8の前記目標値19の補正量を加算器13に与え
るPSS等の電力系統安定化手段9とを備えている。As shown in FIG. 1, a generator control device according to the first embodiment generates a power and supplies the power to a power system 1, and a mechanical torque that supplies a mechanical torque to the power generator 2. Supply means 3; torque control means 5 for controlling the mechanical torque supply means 3; generator excitation means 4 for flowing a field current through the field winding of the generator 2; Terminal voltage detecting means 18 for controlling the terminal voltage of the generator 2 to be a predetermined target value, and a terminal voltage control means 8 such as an AVR for controlling the terminal voltage of the generator 2 to a predetermined target value. A power system stabilizing unit 9 such as a PSS that provides the adder 13 with a correction amount of the target value 19 of the terminal voltage control unit 8 based on the active power of the system 1.
【0019】上記のような基本構成の発電機制御装置に
おいて、さらに発電機2の回転数を検出して回転数信号
を機械トルク供給手段3に出力する回転数検出手段11
と、発電機2により発電された電力の有効電力を検出し
て有効電力信号を出力する有効電力検出手段12と、ト
ルク制御手段5および電力系統安定化手段9を含み、且
つ回転数検出手段11により検出された回転数検出信
号、有効電力検出手段12で検出された有効電力検出信
号及び端子電圧検出手段18により検出された端子電圧
検出信号を取込んで、トルク制御手段5および電力系統
安定化手段9を協調的に制御する協調制御手段10を備
えている。In the generator control device having the basic configuration as described above, a rotation speed detecting means 11 for detecting the rotation speed of the generator 2 and outputting a rotation speed signal to the mechanical torque supply means 3.
An active power detecting means 12 for detecting active power of the power generated by the generator 2 and outputting an active power signal; a torque control means 5 and a power system stabilizing means 9; , The active power detection signal detected by the active power detection means 12 and the terminal voltage detection signal detected by the terminal voltage detection means 18 to obtain the torque control means 5 and the power system stabilization. A coordination control means 10 for cooperatively controlling the means 9 is provided.
【0020】ここで、上記協調制御手段10は、有効電
力と所定の設定値との偏差についての高周波、低周波の
それぞれの周波数成分の変動に応じて、前記周波数成分
の高周波帯域の変動に対しては端子電圧制御手段8の端
子電圧目標値19との偏差であるものとしてその補正量
を加算器13に与えるように電力系統安定化手段9を動
作させ、前記周波数成分の低周波帯域の変動に対しては
この変動が実質的には機械トルクの変動であるものとし
てこの実質的な機械トルクの変動を抑制するようにトル
ク制御手段5を動作させることにより、トルク制御手段
5及び電力系統安定化手段9とを協調的に制御するもの
である。Here, the coordination control means 10 responds to the variation of the high frequency band and the low frequency component of the deviation between the active power and the predetermined set value with respect to the variation of the high frequency band of the frequency component. In this case, the power system stabilizing means 9 is operated so as to supply the correction amount to the adder 13 assuming that the deviation is a deviation from the terminal voltage target value 19 of the terminal voltage control means 8, and the variation of the frequency component in the low frequency band In contrast, by assuming that the fluctuation is substantially a fluctuation of the mechanical torque, the torque control means 5 is operated so as to suppress the fluctuation of the substantial mechanical torque. It controls the coordination means 9 cooperatively.
【0021】また、上記機械トルク供給手段3は、回転
数設定値20と回転数検出手段11により検出されたタ
ービン34の回転数検出信号とを比較し、その偏差が入
力される調定率演算部23と、この調定率演算部23に
より求められるガバナフリー動作による変化指示値にト
ルク制御手段5より入力されるトルク制御信号を加算
し、さらに負荷設定器22に設定された負荷設定値を加
算して主蒸気32をタービン34に供給する蒸気供給系
統に設けられた加減弁32を制御する。The mechanical torque supply means 3 compares the rotational speed set value 20 with a rotational speed detection signal of the turbine 34 detected by the rotational speed detecting means 11, and inputs a deviation thereof to a setting rate calculating section. 23, the torque control signal input from the torque control means 5 is added to the change instruction value due to the governor-free operation obtained by the adjustment rate calculation unit 23, and the load set value set in the load setter 22 is added. The controller controls the control valve 32 provided in the steam supply system that supplies the main steam 32 to the turbine 34.
【0022】なお、24は負荷制限運転又はガバナ運転
のいずれかを選択する選択部で、この選択部24はター
ビン34を機械トルク制御によらず、負荷を制限して運
転する場合には、負荷制限設定器21側を選択すること
で、その負荷設定値により加減弁33が制御される。Reference numeral 24 denotes a selection unit for selecting either the load limiting operation or the governor operation. When the turbine 34 is operated by limiting the load without relying on the mechanical torque control, the selection unit 24 performs the load control. By selecting the limit setter 21, the control valve 33 is controlled by the load set value.
【0023】このような構成の発電機制御装置におい
て、協調制御手段10のトルク制御手段5の出力系に第
1のフィルター27を設ける。この第1のフィルター2
7は、出力制限機能と不感帯設定機能を持ち、定常的な
微少動作を除去してガバナの機械的な損耗を防止すると
ともに、過大な入力変化指示値が機械トルク供給系に入
らないようにしている。In the generator control device having such a configuration, the first filter 27 is provided in the output system of the torque control means 5 of the cooperative control means 10. This first filter 2
Reference numeral 7 has an output limiting function and a dead zone setting function, which eliminates a steady small operation to prevent mechanical wear of the governor and prevents an excessive input change instruction value from entering the mechanical torque supply system. I have.
【0024】また、同時に調定率演算部23の出力と上
記第1のフィルター27を通して入力されるトルク制御
信号との加算信号の出力系に出力制限、不感帯、周波数
帯域除去の少なくとも一つの処理機能を有する第2のフ
ィルタ28を設けて、調定率演算部23により求められ
たバナフリー動作23による変化指示値とトルク制御手
段5のトルク制御指示値の合計を制限することにより、
ガバナおよびタービンを微少動作による損耗から保護す
る。Further, at least one processing function of output limitation, dead zone, and frequency band elimination is provided in the output system of the addition signal of the output of the adjustment rate calculation unit 23 and the torque control signal input through the first filter 27 at the same time. By providing a second filter 28 having a function of limiting the total of the change instruction value by the bana-free operation 23 and the torque control instruction value of the torque control means 5 obtained by the adjustment rate calculation unit 23,
Protects governors and turbines from wear due to small movements.
【0025】このように第1の実施の形態では、協調制
御手段10のトルク制御手段5の出力系にリミッター機
能と不感帯設定機能を有する第1のフィルター27及び
調定率演算部23の出力と第1のフィルター27を通し
て入力されるトルク制御信号との加算信号の出力系に出
力制限、不感帯、周波数帯域除去の少なくとも一つの処
理機能を有する第2のフィルタ28を設けて、協調制御
手段10のトルク制御手段5より出力されるトルク変化
指示値に制限を加えるようにしたので、大規模な事故時
であっても過大な入力変化がタービンに入力されるよう
なことがなく、またボイラに悪影響を与えるようなこと
がなくなり、タービン及びボイラを保護することができ
る。As described above, in the first embodiment, the output of the first filter 27 having the limiter function and the dead zone setting function in the output system of the torque control means 5 of the coordination control means 10 and the output of the adjustment rate calculation unit 23 The output system of the addition signal with the torque control signal input through the first filter 27 is provided with a second filter 28 having at least one processing function of output limitation, dead zone, and frequency band elimination. Since the torque change instruction value output from the control means 5 is limited, an excessive input change is not input to the turbine even during a large-scale accident, and the boiler is not adversely affected. This prevents the turbine and the boiler from being provided.
【0026】また、センサノイズなどのホワイトノイズ
や、発電機軸のすりこぎ運動を回転数検出手段11が検
出する有色ノイズによる微少な定常信号に対しては不感
帯動作となるので、ガバナの不要な動作がなくなり、ガ
バナの機械的な消耗を防止できる。In addition, since a small stationary signal due to white noise such as sensor noise or colored noise detected by the rotation speed detecting means 11 by the rotation of the generator shaft is a dead zone operation, unnecessary operation of the governor is performed. Is eliminated, and mechanical consumption of the governor can be prevented.
【0027】上記第1の実施の形態において、調定率演
算器23の出力信号が第2のフィルタ28の出力制限の
範囲を超えるときは、トルク制御手段5により第1のフ
ィルタ27の出力をオフ状態にするようにしてもよい。In the first embodiment, when the output signal of the adjustment rate calculator 23 exceeds the range of the output limit of the second filter 28, the output of the first filter 27 is turned off by the torque control means 5. You may make it a state.
【0028】図2は本発明による発電機制御装置の第2
の実施の形態を示すブロック図で、図1と同一構成要素
には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分について述べる。FIG. 2 shows a second embodiment of the generator control device according to the present invention.
In the block diagram showing the embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Different portions will be described here.
【0029】第2の実施の形態では、図2に示すように
回転数検出手段11により検出された発電機2の回転数
検出信号が入力される協調制御手段10の入力系、有効
電力検出手段12により検出された発電機2の発電出力
の有効電力信号が入力される協調制御手段10の入力系
及び端子電圧検出手段18により検出された発電機2の
端子電圧が入力される協調制御手段10の入力系に第3
のフィルタ29,30,31をそれぞれ設ける。In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the input system of the coordination control means 10 to which the rotation speed detection signal of the generator 2 detected by the rotation speed detection means 11 is input, the active power detection means The input system of the coordination control means 10 to which the active power signal of the power generation output of the generator 2 detected by 12 is input, and the coordination control means 10 to which the terminal voltage of the generator 2 detected by the terminal voltage detection means 18 is input 3rd input system
Are provided, respectively.
【0030】これら第3のフィルタ29〜31は、出力
制限、不感帯、周波数帯域除去の少なくとも一つの処理
機能を有している。Each of the third filters 29 to 31 has at least one processing function of output limitation, dead zone, and frequency band elimination.
【0031】このように第2の実施の形態では、回転数
検出手段11、有効電力検出手段12及び端子電圧検出
手段18から入力される協調制御手段10の入力系に第
3のフィルタ29,30,31をそれぞれ設けて、これ
らのフィルタに出力制限、不感帯、周波数帯域除去の少
なくとも一つの処理機能を持たせことにより、センサー
ノイズなどのホワイトノイズや、回転数検出手段11が
発電機軸のすりこぎ運動を検出して出力する有色ノイズ
などに対して、定常的に機械トルク供給手段3を動作さ
せることなく、ガバナ制御系と励磁制御系とを協調動作
させることができる。As described above, in the second embodiment, the third filters 29, 30 are provided in the input system of the coordination control means 10 inputted from the rotation speed detecting means 11, the active power detecting means 12, and the terminal voltage detecting means 18. , 31 are provided, and these filters are provided with at least one processing function of output limitation, dead zone, and frequency band elimination. The governor control system and the excitation control system can be operated cooperatively without constantly operating the mechanical torque supply means 3 against colored noise or the like which detects and outputs motion.
【0032】また、大規模事故時に機械トルク供給手段
3を過大に動作させないので、タービンやボイラなどの
保護に優れた効果を発揮する。Further, since the mechanical torque supply means 3 is not operated excessively at the time of a large-scale accident, an excellent effect for protecting a turbine, a boiler and the like is exhibited.
【0033】なお、上記第2の実施の形態では、第1の
実施の形態で述べた第1のフィルタ27及び第2のフィ
ルタ28に加えて、各検出手段11,12,18から入
力される協調制御手段10の入力系に第3のフィルタ2
9,30,31を設ける場合について述べたが、これら
のフィルタ29〜31のうち、いずれか一つ又は二つ設
けてもよく、さらに第1のフィルタ27及び第2のフィ
ルタ28を設けずに、第3のフィルタ29〜31だけを
設けるようにしてもよい。In the second embodiment, in addition to the first filter 27 and the second filter 28 described in the first embodiment, input is made from each of the detection means 11, 12, and 18. The third filter 2 is provided in the input system of the cooperative control means 10.
Although the case where 9, 30, 31 is provided has been described, any one or two of these filters 29 to 31 may be provided, and the first filter 27 and the second filter 28 are not provided. , Only the third filters 29 to 31 may be provided.
【0034】図3は本発明による発電機制御装置の第3
の実施の形態を示すブロック図で、図1と同一構成要素
には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分について述べる。FIG. 3 shows a third embodiment of the generator control device according to the present invention.
In the block diagram showing the embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Different portions will be described here.
【0035】第3の実施の形態では、図3に示すように
機械トルク供給手段3は、発電機2に機械トルクを供給
する水車37と、水路35を通して水車37に流入する
水流をその開度により調整するガイドベーン36とを備
えている。In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the mechanical torque supply means 3 converts the flow rate of the water flowing into the water turbine 37 into the water turbine 37 through the water passage 35 and the water turbine 37 for supplying the mechanical torque to the generator 2. And a guide vane 36 to be adjusted.
【0036】このような水力発電機では、発電機軸のす
りこぎ運動などにより、発電機2の回転数を検出する回
転数検出手段11の出力信号である回転数信号にノイズ
が重畳されてしまう。In such a hydroelectric generator, noise is superimposed on the rotational speed signal which is the output signal of the rotational speed detecting means 11 for detecting the rotational speed of the generator 2 due to the swiveling motion of the generator shaft.
【0037】第3の実施の形態では、第1の実施の形態
と同様に協調制御手段10のトルク制御手段5の出力系
にリミッター機能と不感帯設定機能を有する第1のフィ
ルター27及び調定率演算部23の出力と第1のフィル
ター27を通して入力されるトルク制御信号との加算信
号の出力系に出力制限、不感帯、周波数帯域除去の少な
くとも一つの処理機能を有する第2のフィルタ28を設
けると共に、回転数検出手段11から協調制御装置10
へ入力される回転数信号の入力系に第3のフィルタ29
を設ける。In the third embodiment, as in the first embodiment, a first filter 27 having a limiter function and a dead zone setting function in the output system of the torque control means 5 of the cooperative control means 10 and a setting rate calculation. A second filter 28 having at least one processing function of output limitation, dead band, and frequency band elimination is provided in an output system of an addition signal of the output of the unit 23 and the torque control signal input through the first filter 27, From the rotational speed detecting means 11 to the cooperative control device 10
A third filter 29 is provided in the input system of the rotational speed signal input to the
Is provided.
【0038】この第3のフィルタ29は、周波数帯域除
去機能と不感帯設定機能を持つ。これにより、発電機の
回転数信号に存する特有の定常的なノイズを除去してガ
バナの機械的な損耗を防止できる。The third filter 29 has a frequency band removing function and a dead band setting function. As a result, it is possible to remove the stationary noise peculiar to the rotation speed signal of the generator and prevent the governor from being mechanically worn.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上述べたように本発明による発電機制
御装置によれば、センサーノイズなどのホワイトノイズ
や、発電機軸のすりこぎ運動を回転数検出手段が検出す
る有色ノイズなどに対して、定常的に機械トルク供給手
段を動作させることなくガバナ制御と励磁制御を協調動
作させることができる。また、大規模事故時に機械トル
ク供給手段を過大に動作させないのでタービンやボイラ
などの保護に優れた効果を奏する。As described above, according to the generator control apparatus of the present invention, white noise such as sensor noise and colored noise in which the rotational speed detecting means detects the swirling motion of the generator shaft are eliminated. The governor control and the excitation control can be cooperatively operated without constantly operating the mechanical torque supply means. In addition, since the mechanical torque supply means is not operated excessively at the time of a large-scale accident, an excellent effect is provided for protection of a turbine, a boiler, and the like.
【図1】本発明の発電機制御装置の第1の実施の形態を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a generator control device of the present invention.
【図2】本発明の発電機制御装置の第2の実施の形態を
示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the generator control device of the present invention.
【図3】本発明の発電機制御装置の第3の実施の形態を
示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the generator control device of the present invention.
【図4】従来の発電機制御装置の構成例を示すブロック
図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional generator control device.
1…電力系統 2…発電機 3…機械トルク供給手段 4…発電機励磁手段 5…トルク制御手段 8…端子電圧制御手段(AVR) 9…電力系統安定化手段(PSS) 10…協調制御手段 11…回転数検出手段 12…有効電力検出手段 13…加算器 18…端子電圧検出手段 27,28…第1のフィルタ、第2のフィルタ 29〜31…第3のフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power system 2 ... Generator 3 ... Mechanical torque supply means 4 ... Generator excitation means 5 ... Torque control means 8 ... Terminal voltage control means (AVR) 9 ... Power system stabilization means (PSS) 10 ... Cooperation control means 11 ... Rotation speed detecting means 12 ... Active power detecting means 13 ... Adder 18 ... Terminal voltage detecting means 27,28 ... First filter, second filter 29-31 ... Third filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 長衛 宮城県仙台市青葉区中山7丁目2番1号 東北電力株式会社内 (72)発明者 佐藤 博道 宮城県仙台市青葉区中山7丁目2番1号 東北電力株式会社内 (72)発明者 三ツ本 憲史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 高木 康夫 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 越田 滋 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 上村 洋市 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 篠原 和太郎 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 Fターム(参考) 5H590 AA01 AA11 AA13 AB03 BB02 BB17 CA01 CA11 CC01 CE01 DD01 DD64 DD66 EA07 EA11 EA14 EB02 EB21 FA01 FA06 GA02 GA05 GA06 HA02 HA06 HA27 HB02 HB03 JA05 JA08 JA19 JB15 JB18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Choei Takahashi 7-2-1, Nakayama, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Hiromichi Sato 7-2, Nakayama, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture No. 1 Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Norifumi Mitsumoto 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Office Co., Ltd. Inside the business office (72) Inventor Shigeru Koshida 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside the Toshiba head office (72) Inventor Hiroshi Uemura 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba head office Office (72) Inventor Kazutaro Shinohara 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Office F-term (reference) 5H590 AA01 AA11 AA13 AB03 BB02 BB 17 CA01 CA11 CC01 CE01 DD01 DD64 DD66 EA07 EA11 EA14 EB02 EB21 FA01 FA06 GA02 GA05 GA06 HA02 HA06 HA27 HB02 HB03 JA05 JA08 JA19 JB15 JB18
Claims (5)
転数との偏差に基いて調定率演算器によりトルク変化指
示値を求めて前記発電機に機械トルクを供給する機械ト
ルク供給手段と、前記機械トルクを制御するトルク制御
手段と、前記発電機に界磁を供給する発電機励磁手段
と、前記発電機の端子電圧が所定の目標値となるように
前記発電機励磁手段を制御する端子電圧制御手段と、前
記端子電圧制御手段の前記目標値を補正する補正量を出
力して前記発電機により発電された電力が供給される電
力系統の有効電力を制御する電力系統安定化手段とを備
えた発電機制御装置において、 前記発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、前記
発電機により発電された電力の有効電力を検出する有効
電力検出手段と、 前記発電機の前記端子電圧を検出する端子電圧検出手段
と、 これら各検出手段からの検出信号がそれぞれ入力され、
且つ前記有効電力信号と所定の設定値との偏差について
の高周波、低周波のそれぞれの周波数成分の変動に応じ
て、前記周波数成分の高周波帯域の変動に対しては前記
端子電圧制御手段の前記目標値の偏差であるものとして
前記補正量を与えるように前記電力系統安定化手段を動
作させると共に、前記周波数成分の低周波帯域の変動に
対してはこの変動が実質的には前記機械トルクの変動で
あるものとしてこの実質的な機械トルクの変動を抑制す
るように前記トルク制御手段を動作させることにより、
前記電力系統安定化手段と前記トルク制御手段を協調的
に制御する協調制御手段とを備え、 前記トルク制御手段の出力信号に、出力制限、不感帯及
び周波数帯域除去の少なくとも一つの処理を加える第1
のフィルタを設けたことを特徴とする発電機制御装置。1. A mechanical torque supply means for obtaining a torque change instruction value by a stabilization rate calculator based on a deviation between a set value of a rotation speed of a generator and a rotation speed of the generator and supplying a mechanical torque to the generator. And torque control means for controlling the mechanical torque; generator excitation means for supplying a field to the generator; and controlling the generator excitation means so that a terminal voltage of the generator becomes a predetermined target value. Terminal voltage control means, and a power system stabilizing means for outputting a correction amount for correcting the target value of the terminal voltage control means to control active power of a power system to which power generated by the generator is supplied. A generator control device comprising: a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the generator; an active power detection unit that detects an active power of power generated by the generator; and Terminal voltage A terminal voltage detecting means for detecting detection signals from the respective detecting means are respectively input,
And, according to the variation of each of the high frequency and low frequency of the deviation between the active power signal and a predetermined set value, the target of the terminal voltage control means is controlled with respect to the variation of the high frequency band of the frequency component. The power system stabilizing means is operated so as to give the correction amount as a value deviation, and the fluctuation is substantially equal to the fluctuation of the mechanical torque with respect to the fluctuation of the low frequency band of the frequency component. By operating the torque control means so as to suppress the substantial fluctuation of the mechanical torque,
A first control unit that includes a coordination control unit that controls the power system stabilization unit and the torque control unit in a cooperative manner, and performs at least one process of output limitation, dead band, and frequency band removal on an output signal of the torque control unit.
A generator control device comprising: a filter;
て、前記機械トルク供給手段は、前記トルク制御手段の
出力信号と前記調定率演算器の出力信号との加算信号
に、出力制限、不感帯、周波数帯域除去の少なくとも一
つの処理を加える第2のフィルタを設けたことを特徴と
する発電機制御装置。2. The generator control device according to claim 1, wherein the mechanical torque supply unit includes an output limit, a dead zone, and an output signal of the torque control unit and an output signal of the adjustment rate calculator. A generator control device comprising a second filter for performing at least one process of frequency band removal.
前記協調制御手段は、前記調停率演算器の出力信号が前
記第2のフィルタの出力制限の範囲を越えるときには、
前記第1のフィルタの出力をオフ状態にすることを特徴
とする発電機制御装置。3. The power generation control device according to claim 2,
When the output signal of the arbitration rate calculator exceeds a range of the output limit of the second filter,
A generator control device, wherein the output of the first filter is turned off.
転数との偏差に基いて調定率演算器によりトルク変化指
示値を求めて前記発電機に機械トルクを供給する機械ト
ルク供給手段と、前記機械トルクを制御するトルク制御
手段と、前記発電機に界磁を供給する発電機励磁手段
と、前記発電機の端子電圧が所定の目標値となるように
前記発電機励磁手段を制御する端子電圧制御手段と、前
記端子電圧制御手段の前記目標値を補正する補正量を出
力して前記発電機により発電された電力が供給される電
力系統の有効電力を制御する電力系統安定化手段とを備
えた発電機制御装置において、 前記発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記発電機により発電された電力の有効電力を検出する
有効電力検出手段と、 前記発電機の前記端子電圧を検出する端子電圧検出手段
と、 これら各検出手段からの検出信号がそれぞれ入力され、
且つ前記有効電力信号と所定の設定値との偏差について
の高周波、低周波のそれぞれの周波数成分の変動に応じ
て、前記周波数成分の高周波帯域の変動に対しては前記
端子電圧制御手段の前記目標値の偏差であるものとして
前記補正量を与えるように前記電力系統安定化手段を動
作させると共に、前記周波数成分の低周波帯域の変動に
対してはこの変動が実質的には前記機械トルクの変動で
あるものとしてこの実質的な機械トルクの変動を抑制す
るように前記トルク制御手段を動作させることにより、
前記電力系統安定化手段と前記トルク制御手段を協調的
に制御する協調制御手段とを備え、 前記協調制御手段に入力される前記回転数検出手段によ
り検出される発電機の回転数信号、前記有効電力検出手
段により検出される有効電力信号及び前記端子電圧検出
手段により検出される端子電圧信号の少なくとも一つの
信号に、出力制限、不感帯、周波数帯域除去の少なくと
も一つの処理を加える第3のフィルタを設けたことを特
徴とする発電制御装置。4. A mechanical torque supply means for obtaining a torque change instruction value by a stabilization rate calculator based on a deviation between a set number of revolutions of the generator and a number of revolutions of the generator, and supplying a mechanical torque to the generator. And torque control means for controlling the mechanical torque; generator excitation means for supplying a field to the generator; and controlling the generator excitation means so that a terminal voltage of the generator becomes a predetermined target value. Terminal voltage control means, and a power system stabilizing means for outputting a correction amount for correcting the target value of the terminal voltage control means to control active power of a power system to which power generated by the generator is supplied. A generator control device comprising: a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the generator; an active power detection unit that detects an active power of electric power generated by the generator; Terminal voltage And a detection signal from each of these detection means, respectively.
And, according to the variation of each of the high frequency and low frequency of the deviation between the active power signal and a predetermined set value, the target of the terminal voltage control means is controlled with respect to the variation of the high frequency band of the frequency component. The power system stabilizing means is operated so as to give the correction amount as a value deviation, and the fluctuation is substantially equal to the fluctuation of the mechanical torque with respect to the fluctuation of the low frequency band of the frequency component. By operating the torque control means so as to suppress the substantial fluctuation of the mechanical torque,
A cooperative control means for cooperatively controlling the electric power system stabilizing means and the torque control means; a rotational speed signal of the generator detected by the rotational speed detecting means input to the cooperative control means; A third filter for applying at least one process of output limitation, dead band, and frequency band removal to at least one of the active power signal detected by the power detection unit and the terminal voltage signal detected by the terminal voltage detection unit; A power generation control device, comprising:
て、前記協調制御手段は、トルク制御手段の出力信号に
出力制限、不感帯及び周波数帯域除去の少なくとも一つ
の処理を加える第1のフィルタを備え、前記機械トルク
供給手段は、前記トルク制御手段の出力信号と前記調定
率演算器の出力信号との加算信号に出力制限、不感帯、
周波数帯域除去の少なくとも一つの処理を加える第2の
フィルタを備えたことを特徴とする発電機制御装置。5. The generator control device according to claim 4, wherein said cooperative control means includes a first filter for applying at least one processing of output limitation, dead band, and frequency band removal to an output signal of said torque control means. The mechanical torque supply means outputs a signal obtained by adding an output signal of the torque control means and an output signal of the stabilization rate calculator to an added signal, a dead zone,
A generator control device comprising a second filter for performing at least one process of frequency band removal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001023969A JP2002233195A (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Generator control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001023969A JP2002233195A (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Generator control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002233195A true JP2002233195A (en) | 2002-08-16 |
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ID=18889176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001023969A Pending JP2002233195A (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Generator control device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002233195A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7848854B2 (en) | 2005-09-13 | 2010-12-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Prime mover output control system |
CN105138739A (en) * | 2015-07-30 | 2015-12-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Method for quickly calculating lowest frequency of power system considering dead zone effect |
CN109039203A (en) * | 2018-08-07 | 2018-12-18 | 电子科技大学 | A kind of electric car permanent magnet synchronous motor torque calibration method |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023969A patent/JP2002233195A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109039203B (en) * | 2018-08-07 | 2020-07-31 | 电子科技大学 | Torque calibration method for permanent magnet synchronous motor of electric vehicle |
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