JP2605461B2 - 交流励磁同期機を用いる可変速装置 - Google Patents
交流励磁同期機を用いる可変速装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はポンプ水車に交流励磁同期機（以下、AESM
という）が接続された可変速装置に関する。
という）が接続された可変速装置に関する。
第３図は、例えば電学誌、107巻３号、昭62、210頁の
第２図に示された揚水発電システムのブロック図であ
る。同図において、１はAESM、２はこのAESMに直結され
たポンプ水車、３は発電機しゃ断器、４はサイクロコン
バータC/C、５は自動電流調整器（ACR）、６は自動負荷
調整器（APR）、７は出力P0を手動設定する出力設定
器、８はポンプ水車の入力制御サーボ、９は調速機、10
は回転速度演算部、11はガイドベーンの弁開度演算部、
ＰはAESMの発生電力、ＮはAESM1の回転速度、N0は設定
速度、Ｈは落差、GVOは弁開度、GVO0は設定弁開度であ
る。
第２図に示された揚水発電システムのブロック図であ
る。同図において、１はAESM、２はこのAESMに直結され
たポンプ水車、３は発電機しゃ断器、４はサイクロコン
バータC/C、５は自動電流調整器（ACR）、６は自動負荷
調整器（APR）、７は出力P0を手動設定する出力設定
器、８はポンプ水車の入力制御サーボ、９は調速機、10
は回転速度演算部、11はガイドベーンの弁開度演算部、
ＰはAESMの発生電力、ＮはAESM1の回転速度、N0は設定
速度、Ｈは落差、GVOは弁開度、GVO0は設定弁開度であ
る。
この構成において、発電運転時に、出力設定器７を操
作した時、電力はC/C4により即応するが、ガイドベーン
動作が機械的で遅いために、一時的に回転速度が反対方
向に応動する他、速い制御が電力フィードバックされる
ため、電力が一定に保たれることから、ガバナ系ループ
の安定が悪くなり、回転速度が可変速範囲を逸脱する恐
れがある。
作した時、電力はC/C4により即応するが、ガイドベーン
動作が機械的で遅いために、一時的に回転速度が反対方
向に応動する他、速い制御が電力フィードバックされる
ため、電力が一定に保たれることから、ガバナ系ループ
の安定が悪くなり、回転速度が可変速範囲を逸脱する恐
れがある。
第４図は上記問題点を解決したシステムであって、特
願昭62−229203号公報に開示されており、発電モード時
は、C/C4を、回転数フィードバック制御し、ガバナは水
車特性に適合したガイドベーン開度となるように制御
し、揚水モード時は、C/C4を電力フィードバック制御
し、ガバナは回転数偏差とポンプ特性に適合したガイド
ベーン開度となるように制御する構成としてある。同図
において、12、13、14は切換スイッチであって、発電モ
ードではＧ側に切換わり、揚水モードではＰ側に切換わ
る。15は基準周波数設定器、F0は基準周波数、Ｆは系統
周波数である。
願昭62−229203号公報に開示されており、発電モード時
は、C/C4を、回転数フィードバック制御し、ガバナは水
車特性に適合したガイドベーン開度となるように制御
し、揚水モード時は、C/C4を電力フィードバック制御
し、ガバナは回転数偏差とポンプ特性に適合したガイド
ベーン開度となるように制御する構成としてある。同図
において、12、13、14は切換スイッチであって、発電モ
ードではＧ側に切換わり、揚水モードではＰ側に切換わ
る。15は基準周波数設定器、F0は基準周波数、Ｆは系統
周波数である。
この従来のものでは、揚水モード時の大電源脱落時で
あっても、出力設定器７での揚水運転を継続するだけ
で、AESM1の入力減動作を行って、系統周波数を積極的
に回復させることはせず、また大容量負荷喪失時であっ
ても、出力設定器７での発電運転状態を継続するだけ
で、AESM1の出力減動作を行って、系統周波数上昇を抑
制することはせず、事故時の電力を必要とする時のAESM
1の出力像動作等も行われず、単なるガバナフリー運転
が行われるだけで、AESM1が系統の安定度向上能力があ
りながら、これを積極的に利用していないという問題が
あった。
あっても、出力設定器７での揚水運転を継続するだけ
で、AESM1の入力減動作を行って、系統周波数を積極的
に回復させることはせず、また大容量負荷喪失時であっ
ても、出力設定器７での発電運転状態を継続するだけ
で、AESM1の出力減動作を行って、系統周波数上昇を抑
制することはせず、事故時の電力を必要とする時のAESM
1の出力像動作等も行われず、単なるガバナフリー運転
が行われるだけで、AESM1が系統の安定度向上能力があ
りながら、これを積極的に利用していないという問題が
あった。
この発明は上記問題を解消するためになされたもの
で、緊急時即ち系統急変時に、速やかに需給バランスを
回復して系統を安定化することができる交流励磁同期機
を用いる可変速装置を提供することを目的とする。
で、緊急時即ち系統急変時に、速やかに需給バランスを
回復して系統を安定化することができる交流励磁同期機
を用いる可変速装置を提供することを目的とする。
また、系統安定時の安定性及び応答性を悪くすること
なく、系統急変時に、速やかに需給バランスを回復して
系統を安定化することができる交流励磁同期機を用いる
可変速装置を提供することを目的とする。
なく、系統急変時に、速やかに需給バランスを回復して
系統を安定化することができる交流励磁同期機を用いる
可変速装置を提供することを目的とする。
この発明は上記目的を達成するため、ポンプ水車に連
結された交流励磁同期機を備える可変速装置において、
系統急変時に緊急負荷増減指令を発生する緊急時負荷増
減指令回路、該緊急時負荷増減指令回路の出力に対応し
た緊急増減負荷を出力する緊急増減負荷設定器、上記緊
急増減負荷の出力先を電動機動作時と発電動作時とで切
換える切換スイッチを有し、電動機動作時は、上記緊急
増減負荷で交流励磁同期機の励磁系を補正し、発電動作
時は、上記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正す
る構成とした。
結された交流励磁同期機を備える可変速装置において、
系統急変時に緊急負荷増減指令を発生する緊急時負荷増
減指令回路、該緊急時負荷増減指令回路の出力に対応し
た緊急増減負荷を出力する緊急増減負荷設定器、上記緊
急増減負荷の出力先を電動機動作時と発電動作時とで切
換える切換スイッチを有し、電動機動作時は、上記緊急
増減負荷で交流励磁同期機の励磁系を補正し、発電動作
時は、上記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正す
る構成とした。
また、ポンプ水車に連結された交流励磁同期機を備
え、系統安定時に設定指令に基づいてフィードバック制
御する可変速装置において、系統急変時に緊急負荷増減
指令を発生する緊急時負荷増減指令回路、該緊急時負荷
増減指令回路の出力に対応して変化する緊急増減負荷を
出力する緊急増減負荷設定器を有し、発電動作時は、上
記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する構成と
した。
え、系統安定時に設定指令に基づいてフィードバック制
御する可変速装置において、系統急変時に緊急負荷増減
指令を発生する緊急時負荷増減指令回路、該緊急時負荷
増減指令回路の出力に対応して変化する緊急増減負荷を
出力する緊急増減負荷設定器を有し、発電動作時は、上
記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する構成と
した。
この発明では、切換スイッチにより緊急負荷増減指令
の出力先が切換えられるので、大電源脱落時や負荷喪失
といった系統異常が発生すると、緊急負荷増減指令を発
生し、該指令に対応して、電動機モード時は、AESMの励
磁入力が急増減され、発電モード時は弁開度が急増減さ
れ、需給バランスが速やかに回復する。
の出力先が切換えられるので、大電源脱落時や負荷喪失
といった系統異常が発生すると、緊急負荷増減指令を発
生し、該指令に対応して、電動機モード時は、AESMの励
磁入力が急増減され、発電モード時は弁開度が急増減さ
れ、需給バランスが速やかに回復する。
また、大電源脱落時や負荷喪失といった系統異常が発
生すると、緊急負荷増減指令を発生し、該指令に対応し
て、発電モード時は弁開度が急増減され、需給バランス
が速やかに回復すると共に、系統安定時には設定指令に
基づいてフィードバック制御され系統が安定化する。
生すると、緊急負荷増減指令を発生し、該指令に対応し
て、発電モード時は弁開度が急増減され、需給バランス
が速やかに回復すると共に、系統安定時には設定指令に
基づいてフィードバック制御され系統が安定化する。
以下、この発明の１実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図において、16A、16Bは切換スイッチであって、
発電モードではＧ側に切換わり、揚水モードではＰ側に
切換わる。17は緊急負荷増減指令回路、18は発電／揚水
運転モード判別回路、19は緊急操作判別回路、20は電源
脱落検知受信回路、21は負荷喪失検知受信回路、22は系
統異常検出回路であって、17〜22は緊急時負荷増減指令
回路を構成している。23は緊急時負荷増減指令回路の出
力に対応した緊急増減負荷を送出する緊急増減負荷設定
器、24は緊急弁開度補正回路である。
発電モードではＧ側に切換わり、揚水モードではＰ側に
切換わる。17は緊急負荷増減指令回路、18は発電／揚水
運転モード判別回路、19は緊急操作判別回路、20は電源
脱落検知受信回路、21は負荷喪失検知受信回路、22は系
統異常検出回路であって、17〜22は緊急時負荷増減指令
回路を構成している。23は緊急時負荷増減指令回路の出
力に対応した緊急増減負荷を送出する緊急増減負荷設定
器、24は緊急弁開度補正回路である。
次に動作ついて説明する。
まず、系統安定時について説明する。系統安定時にお
いて実施例１の過変速装置は、第４図の動作と同様に、
設定指令に基づいてフィードバック制御する。即ち、発
電モード時は、C/C4を、回転数フィードバック制御し、
ガバナは水車特性に適合したガイドベーン開度となるよ
うに制御し、揚水モード時は、C/C4を電力フィードバッ
ク制御し、ガバナは回転数偏差とポンプ特性に適合した
ガイドベーン開度となるように制御する構成としてあ
る。
いて実施例１の過変速装置は、第４図の動作と同様に、
設定指令に基づいてフィードバック制御する。即ち、発
電モード時は、C/C4を、回転数フィードバック制御し、
ガバナは水車特性に適合したガイドベーン開度となるよ
うに制御し、揚水モード時は、C/C4を電力フィードバッ
ク制御し、ガバナは回転数偏差とポンプ特性に適合した
ガイドベーン開度となるように制御する構成としてあ
る。
ついで、系統の急変時について説明する。
緊急操作判別回路19は発電／揚水運転モード判別回路
18の出力を常時入力して発電モードにあるか、揚水モー
ドにあるかを監視しており、電源脱落検知受信回路20の
出力、負荷喪失検知受信回路21の出力あるいは系統異常
検出回路22の出力を受けると、負荷増減の要否を判別す
るとともに、必要である場合には、負荷増減操作が必要
である旨を緊急負荷増減指令回路17に通知し、緊急負荷
増減指令回路17は、上記通知に基づき、予め設定されて
いる負荷増減指令を緊急負荷増減設定器23に与える。負
荷増減指令を受けた緊急負荷増減設定器23は増減電力±
Peを送出する。
18の出力を常時入力して発電モードにあるか、揚水モー
ドにあるかを監視しており、電源脱落検知受信回路20の
出力、負荷喪失検知受信回路21の出力あるいは系統異常
検出回路22の出力を受けると、負荷増減の要否を判別す
るとともに、必要である場合には、負荷増減操作が必要
である旨を緊急負荷増減指令回路17に通知し、緊急負荷
増減指令回路17は、上記通知に基づき、予め設定されて
いる負荷増減指令を緊急負荷増減設定器23に与える。負
荷増減指令を受けた緊急負荷増減設定器23は増減電力±
Peを送出する。
切換スイッチ12は、発電モード時、回転速度演算部10
に設定出力P0を入力し、揚水モード時、設定出力P0と実
出力Ｐとの出力偏差ΔＰを入力する。
に設定出力P0を入力し、揚水モード時、設定出力P0と実
出力Ｐとの出力偏差ΔＰを入力する。
切換スイッチ13は、発電モード時、自動負荷調整器６
に、回転速度偏差ΔＮ＝N0−Ｎを入力し、揚水モード
時、出力偏差ΔＰと緊急負荷増減電力±Peとの和ΔＰ±
Peを入力する。
に、回転速度偏差ΔＮ＝N0−Ｎを入力し、揚水モード
時、出力偏差ΔＰと緊急負荷増減電力±Peとの和ΔＰ±
Peを入力する。
切換スイッチ14は、発電モード時、調速機９に、周波
数偏差ΔＦ＝F0−Ｆを入力し、揚水モード時、回転速度
偏差ΔＮ＝N0N−Ｎを入力する。
数偏差ΔＦ＝F0−Ｆを入力し、揚水モード時、回転速度
偏差ΔＮ＝N0N−Ｎを入力する。
緊急弁開度補正回路24は、発電モード時、出力偏差Δ
Ｐ、緊急増減電力±Pe、設定弁開度GVO0、入力サーボ８
の出力を入力して弁開度の補正値を演算し、この補正値
は弁開度偏差ΔGVO＝GVO0−GVOに加算される。
Ｐ、緊急増減電力±Pe、設定弁開度GVO0、入力サーボ８
の出力を入力して弁開度の補正値を演算し、この補正値
は弁開度偏差ΔGVO＝GVO0−GVOに加算される。
ところで、AESM1へ指令電力Ｐ及び回転数Ｎの関係は
次のように表される。
次のように表される。
但し、Ｈは単位慣性定数、ｔは指令電力Ｐがステップ
状に変化したときにAESM1の回転数が定常状態になるま
での時間である。
状に変化したときにAESM1の回転数が定常状態になるま
での時間である。
このAESM1の指令電力Ｐ及び回転数Ｎの関係を図示す
ると第２図の如くなる。なお、第２図において数式
（１）〜（３）に基づいて得られる領域は、回転数Ｎが
傾きをもって変動している領域である。
ると第２図の如くなる。なお、第２図において数式
（１）〜（３）に基づいて得られる領域は、回転数Ｎが
傾きをもって変動している領域である。
本実施例では、回転数N0、出力P0の揚水モード時に、
緊急操作判別回路19が緊急負荷増減が必要であると判別
すると、出力偏差ΔＰを緊急増減電力±Peで補正した値
を自動負荷調整器６に入力するので、緊急増減電力＋Pe
である場合には、第２図に示す如く、AESMの回転数がN0
からＮ′に減速し、−Peである場合には、回転数がN0か
らＮ″に増進する。
緊急操作判別回路19が緊急負荷増減が必要であると判別
すると、出力偏差ΔＰを緊急増減電力±Peで補正した値
を自動負荷調整器６に入力するので、緊急増減電力＋Pe
である場合には、第２図に示す如く、AESMの回転数がN0
からＮ′に減速し、−Peである場合には、回転数がN0か
らＮ″に増進する。
また、発電モード時に、緊急操作判別回路19が緊急負
荷増減が必要であると判別すると、緊急増減電力±Pe弁
開度補正回路24に入力されるので、ガイドベーンの弁開
度が補正されて、例えば大電源脱落時には、緊急に弁開
度が大きくなって、第２図に示す如く、出力をP0から
Ｐ″へ急増させる。
荷増減が必要であると判別すると、緊急増減電力±Pe弁
開度補正回路24に入力されるので、ガイドベーンの弁開
度が補正されて、例えば大電源脱落時には、緊急に弁開
度が大きくなって、第２図に示す如く、出力をP0から
Ｐ″へ急増させる。
この発明は以上説明した通り、ポンプ水車に連結され
た交流励磁同期機を備える可変速発電装置において、系
統急変時に緊急負荷増減指令を発生する緊急時負荷増減
指令回路、該緊急時負荷増減指令回路の出力に対応した
緊急増減負荷を出力する緊急増減負荷設定器、上記緊急
増減負荷の出力先を電動機動作時と発電動作時とで切換
える切換スイッチを有し、電動機動作時は、上記緊急増
減負荷で交流励磁同期機の励磁系を補正し、発電動作時
は、上記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する
構成としたので、系統周波数の急変を抑制し、需給バラ
ンスを速やかに回復して、系統を安定させることができ
る。
た交流励磁同期機を備える可変速発電装置において、系
統急変時に緊急負荷増減指令を発生する緊急時負荷増減
指令回路、該緊急時負荷増減指令回路の出力に対応した
緊急増減負荷を出力する緊急増減負荷設定器、上記緊急
増減負荷の出力先を電動機動作時と発電動作時とで切換
える切換スイッチを有し、電動機動作時は、上記緊急増
減負荷で交流励磁同期機の励磁系を補正し、発電動作時
は、上記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する
構成としたので、系統周波数の急変を抑制し、需給バラ
ンスを速やかに回復して、系統を安定させることができ
る。
また、ポンプ水車に連結された交流励磁同期機を備
え、系統安定時に設定指令に基づいてフィードバック制
御する可変速装置において、系統急変時に緊急負荷増減
指令を発生する緊急時負荷増減指令回路、該緊急時負荷
増減指令回路の出力に対応して変化する緊急増減負荷を
出力する緊急増減負荷設定器を有し、発電動作時は、上
記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する構成と
したので、系統安定時の安定性及び応答性を悪くするこ
となく、系統急変時に、系統周波数の急変を抑制し、需
給バランスを速やかに回復して、系統を安定させること
ができる。
え、系統安定時に設定指令に基づいてフィードバック制
御する可変速装置において、系統急変時に緊急負荷増減
指令を発生する緊急時負荷増減指令回路、該緊急時負荷
増減指令回路の出力に対応して変化する緊急増減負荷を
出力する緊急増減負荷設定器を有し、発電動作時は、上
記緊急増減負荷でポンプ水車の弁開度を補正する構成と
したので、系統安定時の安定性及び応答性を悪くするこ
となく、系統急変時に、系統周波数の急変を抑制し、需
給バランスを速やかに回復して、系統を安定させること
ができる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック構成図、第２
図は上記実施例の制御特性を説明するための図、第３図
および第４図は従来の可変速揚水発電装置を示すブロッ
ク構成図である。 図において、１……AESM、２……ポンプ水車、３……発
電機しゃ断器、４……サイクロコンバータC/C、５……
自動電流調整器（ACR）、６……自動負荷調整器（AP
R）、７……出力設定器、８……ポンプ水車の入力制御
サーボ、９……調整機、10……回転速度演算部、11……
ガイドベーンの弁開度演算部、12、13、14、16A、16B…
…切換スイッチ、15……基準周波数設定器、17……緊急
負荷増減指令回路、18……発電／揚水運転モード、19…
…緊急操作判別回路、20……電源脱落検知受信回路、21
……負荷喪失検知受信回路、22……系統異常検出回路、
23……緊急負荷増減設定器、24……緊急弁開度補正回
路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
図は上記実施例の制御特性を説明するための図、第３図
および第４図は従来の可変速揚水発電装置を示すブロッ
ク構成図である。 図において、１……AESM、２……ポンプ水車、３……発
電機しゃ断器、４……サイクロコンバータC/C、５……
自動電流調整器（ACR）、６……自動負荷調整器（AP
R）、７……出力設定器、８……ポンプ水車の入力制御
サーボ、９……調整機、10……回転速度演算部、11……
ガイドベーンの弁開度演算部、12、13、14、16A、16B…
…切換スイッチ、15……基準周波数設定器、17……緊急
負荷増減指令回路、18……発電／揚水運転モード、19…
…緊急操作判別回路、20……電源脱落検知受信回路、21
……負荷喪失検知受信回路、22……系統異常検出回路、
23……緊急負荷増減設定器、24……緊急弁開度補正回
路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】ポンプ水車に連結された交流励磁同期機を
備える可変速装置において、系統急変時に緊急負荷増減
指令を発生する緊急時負荷増減指令回路、該緊急時負荷
増減指令回路の出力に対応した緊急増減負荷を出力する
緊急増減負荷設定器、上記緊急増減負荷の出力先を電動
機動作時と発電動作時とで切換える切換スイッチを有
し、電動機動作時は、上記緊急増減負荷で交流励磁同期
機の励磁系を補正し、発電動作時は、上記緊急増減負荷
でポンプ水車の弁開度を補正することを特徴とする交流
励磁同期機を用いる可変速装置。 - 【請求項２】ポンプ水車に連結された交流励磁同期機を
備え、系統安定時に設定指令に基づいてフィードバック
制御する可変速装置において、 系統急変時に緊急負荷増減指令を発生する緊急時負荷増
減指令回路、該緊急時負荷増減指令回路の出力に対応し
て変化する緊急増減負荷を出力する緊急増減負荷設定器
を有し、発電動作時は、上記緊急増減負荷でポンプ水車
の弁開度を補正することを特徴とする交流励磁同期機を
用いる可変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221853A JP2605461B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 交流励磁同期機を用いる可変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221853A JP2605461B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 交流励磁同期機を用いる可変速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105599A JPH04105599A (ja) | 1992-04-07 |
| JP2605461B2 true JP2605461B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16773215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2221853A Expired - Fee Related JP2605461B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 交流励磁同期機を用いる可変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605461B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090991A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置 |
| JPH01318595A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | 交流励磁同期機の運転方法 |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP2221853A patent/JP2605461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04105599A (ja) | 1992-04-07 |
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