JP2544967B2 - 揚水発電システム - Google Patents
揚水発電システムInfo
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- JP2544967B2 JP2544967B2 JP63259423A JP25942388A JP2544967B2 JP 2544967 B2 JP2544967 B2 JP 2544967B2 JP 63259423 A JP63259423 A JP 63259423A JP 25942388 A JP25942388 A JP 25942388A JP 2544967 B2 JP2544967 B2 JP 2544967B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、揚水運転時の自動周波数調整幅を増大す
る揚水発電システムに関するものである。
る揚水発電システムに関するものである。
第５図は従来の揚水発電システムの概略構成を示す回
路図であり、図において、１は交流励磁同期機SMの電機
子、２は２次コイルを持った回転子、３は可逆式ポンプ
水車、４はシャフト、５は励磁用交換器の変圧器、６は
励磁用変換器、７は回転子２の回転数検出器、８は回転
数制御器で、これが回転数検出器７と励磁用変換器６と
の間に接続されている。
路図であり、図において、１は交流励磁同期機SMの電機
子、２は２次コイルを持った回転子、３は可逆式ポンプ
水車、４はシャフト、５は励磁用交換器の変圧器、６は
励磁用変換器、７は回転子２の回転数検出器、８は回転
数制御器で、これが回転数検出器７と励磁用変換器６と
の間に接続されている。
次に動作について説明する。
可逆式ポンプ水車３の運転により得られる電機子出力
は、変圧器５を介して励磁用変換器６に供給される。励
磁用変換器６はその電機子出力および回転数制御器８か
らの回転子２の回転数検出値にもとづく回転制御信号を
それぞれ受けて、その回転子２の回転速度のいかんに拘
らず、交流励磁同期機SMの２次励磁周波数を、系統との
並列運転を可能とするように調整する。
は、変圧器５を介して励磁用変換器６に供給される。励
磁用変換器６はその電機子出力および回転数制御器８か
らの回転子２の回転数検出値にもとづく回転制御信号を
それぞれ受けて、その回転子２の回転速度のいかんに拘
らず、交流励磁同期機SMの２次励磁周波数を、系統との
並列運転を可能とするように調整する。
第６図は上記揚水発電システムの始動回路を具体的に
示す回路図であり、図において、９は発電機しゃ断器、
10は相反転断路器、11は主変圧器、12は励磁用変換器６
のしゃ断器、13は始動用断路器、14は始動用変圧器、15
は始動用しゃ断器、16は励磁用変換器６の断路器、17は
液体抵抗器用断路器、18は始動用液体抵抗器である。ま
た、このほかの第５図に示したものと同一の回転部分に
は、同一符号を付してある。
示す回路図であり、図において、９は発電機しゃ断器、
10は相反転断路器、11は主変圧器、12は励磁用変換器６
のしゃ断器、13は始動用断路器、14は始動用変圧器、15
は始動用しゃ断器、16は励磁用変換器６の断路器、17は
液体抵抗器用断路器、18は始動用液体抵抗器である。ま
た、このほかの第５図に示したものと同一の回転部分に
は、同一符号を付してある。
次に、この揚水発電システムの揚水始動動作について
述べる。まず、相反転断路器10をポンプＰ側に投入し、
さらに断路器13,17を投入し、続く始動指令に従って可
逆式ポンプの水車３の水面を空気給入により押し下げて
から、始動用しゃ断器15を投入する。すると、発電シス
テムは始動を開始し、上記始動用液体抵抗器18によって
回転子２は次第に昇速して、同期速度近くまで加速した
とき、始動用しゃ断器15および断路器17を開放し、断路
器16続いてしゃ断器12を投入する。このため、励磁用変
換器６は作動し、これによって系統との揃速制御を行わ
しめて、発電機しゃ断器９を同期投入する。続いて、水
面押し下げ用空気の排気を行って可逆式ポンプ水車３の
水面を上げた上で、プライシング圧力を確立し、ガイド
ベーンを開けて揚水運転に入る。
述べる。まず、相反転断路器10をポンプＰ側に投入し、
さらに断路器13,17を投入し、続く始動指令に従って可
逆式ポンプの水車３の水面を空気給入により押し下げて
から、始動用しゃ断器15を投入する。すると、発電シス
テムは始動を開始し、上記始動用液体抵抗器18によって
回転子２は次第に昇速して、同期速度近くまで加速した
とき、始動用しゃ断器15および断路器17を開放し、断路
器16続いてしゃ断器12を投入する。このため、励磁用変
換器６は作動し、これによって系統との揃速制御を行わ
しめて、発電機しゃ断器９を同期投入する。続いて、水
面押し下げ用空気の排気を行って可逆式ポンプ水車３の
水面を上げた上で、プライシング圧力を確立し、ガイド
ベーンを開けて揚水運転に入る。
従来の揚水発電システムは以上のように構成されてい
るので、揚水始動時に交流励磁同期機SMの回転子２側に
始動用液体抵抗器18を設けることが必要で、また励磁用
変換器６により自己始動する場合に、これの容量を十分
に大きくしなければならず、設備が大がかりとなり、不
経済になるなどの問題点があった。
るので、揚水始動時に交流励磁同期機SMの回転子２側に
始動用液体抵抗器18を設けることが必要で、また励磁用
変換器６により自己始動する場合に、これの容量を十分
に大きくしなければならず、設備が大がかりとなり、不
経済になるなどの問題点があった。
尚、近似技術として、特開昭61−170299号、特開昭62
−181698号に記載されたものがある。
−181698号に記載されたものがある。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、励磁用変速器による加速制御を２段階のパ
ルス変調制御に分けて効率運用することにより、経済的
な設備にて、確実に揚水始動運転を実施することができ
る揚水発電システムを得ることを目的とする。
れたもので、励磁用変速器による加速制御を２段階のパ
ルス変調制御に分けて効率運用することにより、経済的
な設備にて、確実に揚水始動運転を実施することができ
る揚水発電システムを得ることを目的とする。
この発明に係る湯水発電システムは、交流励磁同期機
におけるインバータのパルス幅変調制御回路およびパル
ス振幅変調制御回路を設け、通常の発電時、揚水運転時
および揚水始動初期には上記インバータをパルス幅変調
制御させ、上記インバーターの出力値が規定値に達した
時点で、上記インバータをパルス振幅変調制御させるよ
うに、制御切替回路によってインバータの制御切替えを
行わせ、出力を増大させるようにしたものである。
におけるインバータのパルス幅変調制御回路およびパル
ス振幅変調制御回路を設け、通常の発電時、揚水運転時
および揚水始動初期には上記インバータをパルス幅変調
制御させ、上記インバーターの出力値が規定値に達した
時点で、上記インバータをパルス振幅変調制御させるよ
うに、制御切替回路によってインバータの制御切替えを
行わせ、出力を増大させるようにしたものである。
この発明における制御切替回路は、通常の発電時、揚
水運転時および揚水始動初期には、励磁用変換器のイン
バータにスイッチングパルスによるパルス幅変調制御を
行わせ、インバータの出力周波数の増加に伴い、スイッ
チング周波数を可変制御により低減させて、出力電圧を
増加させ、交流励磁同期機を規定値まで加速した時点
で、スイッチング周波数が出力周波数と同じになると、
インバータにパルス振幅変調制御を行わせることにより
出力電圧を増加させ、これによって大がかりな設備を設
置しなくても、揚水始動トルクを増大でき、単にパルス
幅変調制御のみで上記加速を行う場合に比して、大きな
揚水始動トルクを得られるようにする。
水運転時および揚水始動初期には、励磁用変換器のイン
バータにスイッチングパルスによるパルス幅変調制御を
行わせ、インバータの出力周波数の増加に伴い、スイッ
チング周波数を可変制御により低減させて、出力電圧を
増加させ、交流励磁同期機を規定値まで加速した時点
で、スイッチング周波数が出力周波数と同じになると、
インバータにパルス振幅変調制御を行わせることにより
出力電圧を増加させ、これによって大がかりな設備を設
置しなくても、揚水始動トルクを増大でき、単にパルス
幅変調制御のみで上記加速を行う場合に比して、大きな
揚水始動トルクを得られるようにする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、6aおよび6bは励磁用変換器６を構成する
コンバータおよびインバータ、13Aは始動用断路器、19,
20は電機子１および回転子２におけるは電圧，電流，周
波数の信号変換器、21は運転指令回路、22は制御切替回
路、23はパルス振幅変調制御回路、24はパルス幅変調制
御回路、25は切替スイッチ、26は２次励磁用のしゃ断器
である。
１図において、6aおよび6bは励磁用変換器６を構成する
コンバータおよびインバータ、13Aは始動用断路器、19,
20は電機子１および回転子２におけるは電圧，電流，周
波数の信号変換器、21は運転指令回路、22は制御切替回
路、23はパルス振幅変調制御回路、24はパルス幅変調制
御回路、25は切替スイッチ、26は２次励磁用のしゃ断器
である。
次に動作について説明する。
まず、揚水始動指令によって相反転断路器10をポンプ
Ｐ側に入れ、発電機しゃ断器９を開放するとともに、始
動用断路器13Aおよびしゃ断器26を投入して揚水始動準
備に入る。次に、運転指令回路21から制御切替回路22に
始動指令が出され、まず、切替スイッチ25がパルス幅変
調制御回路24側に切替えられる。このとき、制御切替回
路22によって制御されるコンバータ6aの直流出力電圧
（インバータ6bの入力電圧）Edは、第２図に示すように
なり、インバータ出力電圧V21は、パルス幅変調制御回
路24によるインバータ6bのパルス幅変調制御により、イ
ンバータ出力周波数f1に対して、同じく第２図に示すよ
うになる。これによれば、揚水始動指令によりパルス幅
変調制御でfIを徐々に零から上げていき、点まではス
イッチング周波数fSW＝一定,Ed＝Ed1とし、続いて点
から点までを、Ed＝Ed1のままfSWを可変にしてパルス
幅変調制御（PWM制御）となし、点では制御切替回路2
2が切替スイッチ25をパルス振幅変調制御回路23側に切
替える。これにより、fSW＝fIとし、EdもEd1Ed2で可
変制御し、インバータ6bがパルス振幅変調制御状態とな
り、点まで回転子２を加速し、Ed1＝Ed2として、更に
規定回転数まで加速する。次に、この加速後、始動用断
路器13Aを開放し、電機子１の電圧位相を系統側に合わ
うて、発電機しゃ断器９を投入して平列を完了し、ここ
で揚水運転に入ることになる。第３図および第４図はこ
のようなパルス幅変調制御およびパルス振幅変調制御に
おけるインバータ出力電圧波形図などの出力状況を示
す。まず、第３図は強制転流式12相電圧コンバータ形の
励磁用変換器のパルス幅変調制御時におけるインバータ
出力電圧V2I、出力電流TIの波形を、これらの関係式と
ともに示すものであり、第４図はパルス振幅変調制御時
におけるインバータ出力電圧V2Iを、入力電圧Edとの関
係式とともに示したものである。そして、これによれ
ば、励磁用変換器６が同一定格で、入力電圧Edが同一で
あっても、パルス幅変調制御からパルス振幅変調制御に
制御方法を切替えることにより、交流励磁同期機SMの回
転子２に印加する電圧を上げることができるため、揚水
始動トルクを増大できることが分かる。
Ｐ側に入れ、発電機しゃ断器９を開放するとともに、始
動用断路器13Aおよびしゃ断器26を投入して揚水始動準
備に入る。次に、運転指令回路21から制御切替回路22に
始動指令が出され、まず、切替スイッチ25がパルス幅変
調制御回路24側に切替えられる。このとき、制御切替回
路22によって制御されるコンバータ6aの直流出力電圧
（インバータ6bの入力電圧）Edは、第２図に示すように
なり、インバータ出力電圧V21は、パルス幅変調制御回
路24によるインバータ6bのパルス幅変調制御により、イ
ンバータ出力周波数f1に対して、同じく第２図に示すよ
うになる。これによれば、揚水始動指令によりパルス幅
変調制御でfIを徐々に零から上げていき、点まではス
イッチング周波数fSW＝一定,Ed＝Ed1とし、続いて点
から点までを、Ed＝Ed1のままfSWを可変にしてパルス
幅変調制御（PWM制御）となし、点では制御切替回路2
2が切替スイッチ25をパルス振幅変調制御回路23側に切
替える。これにより、fSW＝fIとし、EdもEd1Ed2で可
変制御し、インバータ6bがパルス振幅変調制御状態とな
り、点まで回転子２を加速し、Ed1＝Ed2として、更に
規定回転数まで加速する。次に、この加速後、始動用断
路器13Aを開放し、電機子１の電圧位相を系統側に合わ
うて、発電機しゃ断器９を投入して平列を完了し、ここ
で揚水運転に入ることになる。第３図および第４図はこ
のようなパルス幅変調制御およびパルス振幅変調制御に
おけるインバータ出力電圧波形図などの出力状況を示
す。まず、第３図は強制転流式12相電圧コンバータ形の
励磁用変換器のパルス幅変調制御時におけるインバータ
出力電圧V2I、出力電流TIの波形を、これらの関係式と
ともに示すものであり、第４図はパルス振幅変調制御時
におけるインバータ出力電圧V2Iを、入力電圧Edとの関
係式とともに示したものである。そして、これによれ
ば、励磁用変換器６が同一定格で、入力電圧Edが同一で
あっても、パルス幅変調制御からパルス振幅変調制御に
制御方法を切替えることにより、交流励磁同期機SMの回
転子２に印加する電圧を上げることができるため、揚水
始動トルクを増大できることが分かる。
なお、上記実施例では励磁用変換器６として強制転流
式12相電圧形コンバータにて説明したが、他の多相形，
電流形のコンバータであってもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
式12相電圧形コンバータにて説明したが、他の多相形，
電流形のコンバータであってもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
上記のように、この発明によれば揚水発電システムに
パルス幅変調制御回路およびパルス振幅変調制御回路を
設け、励磁用変換器のインバータを揚水始動の途中から
パルス幅変調制御から、パルス振幅変調制御に切替え
て、そのインバータから回転子に印加する電圧を上るよ
うに構成したので、定格容量の小さい励磁用変換器を使
用するにも拘らず、揚水始動をシンプルな構成にてかつ
経済的に実施できるものが得られる効果がある。
パルス幅変調制御回路およびパルス振幅変調制御回路を
設け、励磁用変換器のインバータを揚水始動の途中から
パルス幅変調制御から、パルス振幅変調制御に切替え
て、そのインバータから回転子に印加する電圧を上るよ
うに構成したので、定格容量の小さい励磁用変換器を使
用するにも拘らず、揚水始動をシンプルな構成にてかつ
経済的に実施できるものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による揚水発電システムを
示す回路図、第２図はこの発明の揚水始動の制御方法を
示すインバータの入出力電圧特性図、第３図はインバー
タのパルス幅変調制御におけるインバータ出力電圧およ
びインバータ出力電流を示す波形図、第４図はインバー
タのパルス振幅変調制御におけるインバータ出力電圧を
示す波形図、第５図は従来の揚水発電システムの概略を
示す回路図、第６図は従来の揚水発電システムの始動回
路を示す回路図である。 SMは交流励磁同期機、３は可逆式ポンプ水車、６は励磁
用変換器、6bはインバータ、22は制御切替回路、23はパ
ルス振幅変調制御回路、24はパルス幅変調制御回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
示す回路図、第２図はこの発明の揚水始動の制御方法を
示すインバータの入出力電圧特性図、第３図はインバー
タのパルス幅変調制御におけるインバータ出力電圧およ
びインバータ出力電流を示す波形図、第４図はインバー
タのパルス振幅変調制御におけるインバータ出力電圧を
示す波形図、第５図は従来の揚水発電システムの概略を
示す回路図、第６図は従来の揚水発電システムの始動回
路を示す回路図である。 SMは交流励磁同期機、３は可逆式ポンプ水車、６は励磁
用変換器、6bはインバータ、22は制御切替回路、23はパ
ルス振幅変調制御回路、24はパルス幅変調制御回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】可逆式ポンプ水車に直結された交流励磁同
期機と、この交流励磁同期機の２次側電圧を制御するこ
とにより、これの可変速運転を行う励磁用変換器とを備
えた揚水発電システムにおいて、上記交流励磁同期機の
インバータをパルス幅変調制御するパルス幅変調制御回
路と、上記交流励磁同期機のインバータをパルス振幅変
調制御するパルス振幅変調制御回路と、通常の発電時
は、揚水運転時および揚水始動初期には上記パルス幅変
調制御を行い、上記揚水始動開始後上記交流励磁同期機
を規定値まで加速した時点で、スイッチング周波数がイ
ンバータ出力周波数と同じになると、上記パルス振幅変
調制御を行わせるように、上記インバータの制御を切替
える制御切替回路とを備えたことを特徴とする揚水発電
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259423A JP2544967B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 揚水発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259423A JP2544967B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 揚水発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111300A JPH02111300A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2544967B2 true JP2544967B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17333894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63259423A Expired - Fee Related JP2544967B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 揚水発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544967B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS601840B2 (ja) * | 1981-07-22 | 1985-01-17 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置 |
| JPS5925995U (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-17 | 株式会社日立製作所 | インバ−タ制御装置 |
| JPH0828987B2 (ja) * | 1986-08-11 | 1996-03-21 | 関西電力株式会社 | 交流励磁発電電動装置 |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63259423A patent/JP2544967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02111300A (ja) | 1990-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |