JP2619457B2 - タービン出力制御装置 - Google Patents
タービン出力制御装置Info
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- JP2619457B2 JP2619457B2 JP2199588A JP2199588A JP2619457B2 JP 2619457 B2 JP2619457 B2 JP 2619457B2 JP 2199588 A JP2199588 A JP 2199588A JP 2199588 A JP2199588 A JP 2199588A JP 2619457 B2 JP2619457 B2 JP 2619457B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子油圧式ガバナにより加減弁を制御する
タービン出力制御装置に係り、特に、単機容量が系統容
量に占める比率が比較的大きいプラントの出力制御に好
適なタービン出力制御装置に関する。
タービン出力制御装置に係り、特に、単機容量が系統容
量に占める比率が比較的大きいプラントの出力制御に好
適なタービン出力制御装置に関する。
第２図は、タービン制御システムの概要を示したもの
である。ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２、
加減弁３を通つて蒸気タービン10に供給される。タービ
ン10は、通常、高圧タービン11、中圧タービン12、低圧
タービン13より構成されている。蒸気は、高圧タービン
11で仕事をした後、再熱器16で再び温度をあげられて再
熱蒸気止め弁17、インタセプト弁18を通つて、さらに中
圧タービン12、低圧タービン13で仕事をし、復水器19で
水となる。蒸気の仕事は、タービン10により回転運動に
変えられ、発電機20を回し、発電機20により発生した電
力を電力系統に供給する。
である。ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２、
加減弁３を通つて蒸気タービン10に供給される。タービ
ン10は、通常、高圧タービン11、中圧タービン12、低圧
タービン13より構成されている。蒸気は、高圧タービン
11で仕事をした後、再熱器16で再び温度をあげられて再
熱蒸気止め弁17、インタセプト弁18を通つて、さらに中
圧タービン12、低圧タービン13で仕事をし、復水器19で
水となる。蒸気の仕事は、タービン10により回転運動に
変えられ、発電機20を回し、発電機20により発生した電
力を電力系統に供給する。
タービン制御装置22は、タービン10の回転数、負荷な
どを制御する。タービン10の回転軸にとりつけられてい
る歯車14の回転数を速度検出器15により検出する。ま
た、タービンの負荷は、発電機20にとりつけられている
電力変換器21により検出される。これらの検出された信
号は、タービン制御装置22の入力部23に送られ、演算部
25で処理される。演算部25では、タービンの回転数、負
荷などを制御するため、主蒸気止め弁２、加減弁３など
の複数弁の弁位置を演算し、その位置になるよう各弁を
駆動する。弁の駆動信号は、タービン制御装置22の出力
部24により、主蒸気止め弁駆動ユニツト５、加減弁駆動
ユニツト７などの各弁の駆動ユニツトに送られ、弁を駆
動する。弁の動きは、主蒸気止め弁位置検出器４、加減
弁位置検出器６などの各弁の位置検出器により検出さ
れ、タービン制御装置22の入力部23にフイードバツクさ
れて、弁の位置を定位化する。
どを制御する。タービン10の回転軸にとりつけられてい
る歯車14の回転数を速度検出器15により検出する。ま
た、タービンの負荷は、発電機20にとりつけられている
電力変換器21により検出される。これらの検出された信
号は、タービン制御装置22の入力部23に送られ、演算部
25で処理される。演算部25では、タービンの回転数、負
荷などを制御するため、主蒸気止め弁２、加減弁３など
の複数弁の弁位置を演算し、その位置になるよう各弁を
駆動する。弁の駆動信号は、タービン制御装置22の出力
部24により、主蒸気止め弁駆動ユニツト５、加減弁駆動
ユニツト７などの各弁の駆動ユニツトに送られ、弁を駆
動する。弁の動きは、主蒸気止め弁位置検出器４、加減
弁位置検出器６などの各弁の位置検出器により検出さ
れ、タービン制御装置22の入力部23にフイードバツクさ
れて、弁の位置を定位化する。
第３図は、タービン制御装置22の原理を示したもので
ある。第３図のタービン制御装置に於て、予め設定する
タービン定格速度Ｒ（定格周波数）と速度検出器15によ
り検出したタービン速度Ｆ（電力系統に結合して運転し
ている時は系統周波数に相当する）との偏差信号は、調
定率演算器30により調定率が乗じられ、周波数偏差信号
31として出力される。一方、電力変換器21により検出し
た発電機出力MWを予め設定する設定出力Ｌに一定に制御
するため、比例積分演算器35を設け、比例積分演算を行
う。すなわち、設定出力Ｌと発電機出力MWとの偏差信号
は、比例積分演算器35へ入力され、発電機、タービンの
時定数、ゲインに相当した適切な比例積分時間演算の処
理を実施し、比例積分演算出力37として出力される。そ
して、周波数偏差信号31と比例積分演算出力37とは加算
されて、加減弁開度制御信号36として加減弁３を駆動
し、蒸気を制御して、タービン速度Ｆ（周波数）及び発
電機出力MWを制御する。
ある。第３図のタービン制御装置に於て、予め設定する
タービン定格速度Ｒ（定格周波数）と速度検出器15によ
り検出したタービン速度Ｆ（電力系統に結合して運転し
ている時は系統周波数に相当する）との偏差信号は、調
定率演算器30により調定率が乗じられ、周波数偏差信号
31として出力される。一方、電力変換器21により検出し
た発電機出力MWを予め設定する設定出力Ｌに一定に制御
するため、比例積分演算器35を設け、比例積分演算を行
う。すなわち、設定出力Ｌと発電機出力MWとの偏差信号
は、比例積分演算器35へ入力され、発電機、タービンの
時定数、ゲインに相当した適切な比例積分時間演算の処
理を実施し、比例積分演算出力37として出力される。そ
して、周波数偏差信号31と比例積分演算出力37とは加算
されて、加減弁開度制御信号36として加減弁３を駆動
し、蒸気を制御して、タービン速度Ｆ（周波数）及び発
電機出力MWを制御する。
なお、本発明に関連する従来例としては、例えば、特
公昭54−9241号がある。
公昭54−9241号がある。
第４図に示すように、複数のタービン発電機は、電気
的に接続され電力系統を構成する。このような電力系統
に接続されたタービンの出力制御は、通常、速度調定率
制御を行い、系統周波数の安定化に寄与している。第５
図は、周波数と負荷との関係を表したもので、横軸に出
力、縦軸に周波数をとつている。周波数が定格F0のとき
は、出力はP0であるが、周波数がFLまで低下すると、直
線40に沿つて出力を増大させPLとなる。この直線40の傾
きが速度調定率である。
的に接続され電力系統を構成する。このような電力系統
に接続されたタービンの出力制御は、通常、速度調定率
制御を行い、系統周波数の安定化に寄与している。第５
図は、周波数と負荷との関係を表したもので、横軸に出
力、縦軸に周波数をとつている。周波数が定格F0のとき
は、出力はP0であるが、周波数がFLまで低下すると、直
線40に沿つて出力を増大させPLとなる。この直線40の傾
きが速度調定率である。
ところで、従来技術は、発電機出力MWの安定制御を重
視し、設定出力Ｌと発電機出力MWとの偏差信号を比例積
分演算していることから、周波数偏差（系統周波数Ｆと
定格周波数Ｒとの偏差）が発生した時、第５図に示す調
定率に応じた出力制御が行なわれないという問題があつ
た。
視し、設定出力Ｌと発電機出力MWとの偏差信号を比例積
分演算していることから、周波数偏差（系統周波数Ｆと
定格周波数Ｒとの偏差）が発生した時、第５図に示す調
定率に応じた出力制御が行なわれないという問題があつ
た。
その様子を第６図に示す。例えば、発電機G3が脱落
し、発電機出力MWが減少すると、系統周波数Ｆは、破線
に示すように低下する。この結果、周波数偏差が発生す
るため、調定率に従い、瞬時的には、加減弁を開し、発
電機出力MWは増加する。しかし、時間が経過すると、比
例積分演算器35の作用により、発電機出力MWは、設定出
力Ｌに引き戻されることになる。この結果、系統周波数
Ｆは、実線で示すように、定格周波数Ｒから偏差が生じ
たままで、かつ、発電機出力MWは、設定出力Ｌのままと
いうことになる。
し、発電機出力MWが減少すると、系統周波数Ｆは、破線
に示すように低下する。この結果、周波数偏差が発生す
るため、調定率に従い、瞬時的には、加減弁を開し、発
電機出力MWは増加する。しかし、時間が経過すると、比
例積分演算器35の作用により、発電機出力MWは、設定出
力Ｌに引き戻されることになる。この結果、系統周波数
Ｆは、実線で示すように、定格周波数Ｒから偏差が生じ
たままで、かつ、発電機出力MWは、設定出力Ｌのままと
いうことになる。
本発明の目的は、かかる問題を解決し、発電機出力MW
を、速度調定率に従い制御するタービン出力制御装置を
提供することにある。
を、速度調定率に従い制御するタービン出力制御装置を
提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のタービン出力制
御装置は、予め設定する設定出力と検出した発電機出力
との偏差信号を比例積分演算をして得た加減弁開度制御
信号を用いて加減弁を駆動する。また、予め設定するタ
ービン定格速度と検出したタービン速度との偏差信号に
調定率を乗じて周波数偏差信号を出力する調定率演算手
段と、前記周波数偏差信号を前記設定出力の信号に加算
する加算手段とを有する。
御装置は、予め設定する設定出力と検出した発電機出力
との偏差信号を比例積分演算をして得た加減弁開度制御
信号を用いて加減弁を駆動する。また、予め設定するタ
ービン定格速度と検出したタービン速度との偏差信号に
調定率を乗じて周波数偏差信号を出力する調定率演算手
段と、前記周波数偏差信号を前記設定出力の信号に加算
する加算手段とを有する。
加算手段が、設定出力に、タービン定格速度とタービ
ン速度との偏差信号に調定率を乗じて得た周波数偏差信
号を加算することにより、設定出力が周波数偏差信号に
応じて前記調定率分だけ変化するため、発電機出力を、
比例積分演算器の作用により、前記調定率分だけ変化し
た設定出力に制御することができる。
ン速度との偏差信号に調定率を乗じて得た周波数偏差信
号を加算することにより、設定出力が周波数偏差信号に
応じて前記調定率分だけ変化するため、発電機出力を、
比例積分演算器の作用により、前記調定率分だけ変化し
た設定出力に制御することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第６図により説
明する。
明する。
第１図は、本発明のタービン出力制御装置の系統図を
示す。予め設定するタービン定格速度Ｒから検出したタ
ービン速度（系統周波数）Ｆを減算して、タービン定格
速度Ｒとタービン速度（系統周波数）Ｆとの偏差信号を
得る。調停率演算器30において、タービン定格速度Ｒと
タービン速度（系統周波数）Ｆとの偏差信号に、調定率
を乗じて、周波数偏差信号31として出力する。そして、
位相補償器32において、周波数偏差信号31に基づいて、
系統応答を考慮した適切な高速応答信号34を出力する。
一方、周波数偏差信号31と設定出力Ｌとを加算して、系
統周波数Ｆを考慮した最も適切な出力要求信号33を得
る。そして、比例積分演算器35において、出力要求信号
33と発電機出力MWとの偏差を、比例積分演算する。そし
て、比例積分して得た比例積分演算出力37と高速応答信
号34とを加算して、加減弁開度制御信号36を得る。この
加減弁開度制御信号36を用いて、加減弁３を駆動する。
これにより、継続した周波数偏差の回復と、高速な周波
数変動への安定度との両者に寄与する制御を行なうこと
ができる。
示す。予め設定するタービン定格速度Ｒから検出したタ
ービン速度（系統周波数）Ｆを減算して、タービン定格
速度Ｒとタービン速度（系統周波数）Ｆとの偏差信号を
得る。調停率演算器30において、タービン定格速度Ｒと
タービン速度（系統周波数）Ｆとの偏差信号に、調定率
を乗じて、周波数偏差信号31として出力する。そして、
位相補償器32において、周波数偏差信号31に基づいて、
系統応答を考慮した適切な高速応答信号34を出力する。
一方、周波数偏差信号31と設定出力Ｌとを加算して、系
統周波数Ｆを考慮した最も適切な出力要求信号33を得
る。そして、比例積分演算器35において、出力要求信号
33と発電機出力MWとの偏差を、比例積分演算する。そし
て、比例積分して得た比例積分演算出力37と高速応答信
号34とを加算して、加減弁開度制御信号36を得る。この
加減弁開度制御信号36を用いて、加減弁３を駆動する。
これにより、継続した周波数偏差の回復と、高速な周波
数変動への安定度との両者に寄与する制御を行なうこと
ができる。
本発明のタービン出力制御装置を使用した場合の応答
の改善の様子を第７図に示す。第４図と同様に発電機G3
が脱落し系統周波数Ｆが破線の様に変化しようとする
と、先ず位相補償器32から出力された高速応答信号34に
より先行的に発電機出力MWが上昇し、過渡的な周波数変
化を防ぐ。同時に、周波数偏差信号31により、出力要求
信号33が変化するので、過渡応答の後には、調定率相当
だけ変化した設定出力Ｌに整定し、系統周波数Ｆが回復
する。
の改善の様子を第７図に示す。第４図と同様に発電機G3
が脱落し系統周波数Ｆが破線の様に変化しようとする
と、先ず位相補償器32から出力された高速応答信号34に
より先行的に発電機出力MWが上昇し、過渡的な周波数変
化を防ぐ。同時に、周波数偏差信号31により、出力要求
信号33が変化するので、過渡応答の後には、調定率相当
だけ変化した設定出力Ｌに整定し、系統周波数Ｆが回復
する。
本発明によれば、予め設定する設定出力と検出した発
電機出力との偏差信号を比例積分演算をして得た加減弁
開度制御信号に、予め設定するタービン定格速度と検出
したタービン速度との偏差信号に調定率を乗じて得た周
波数偏差信号を加算し、周波数偏差信号が加算された加
減弁開度制御信号を用いて加減弁を駆動し、タービン速
度及び発電機出力を制御するため、発電機出力を調定率
に従つた設定出力に整定ることができ、さらに、系統周
波数を定格周波数に回復することができる。
電機出力との偏差信号を比例積分演算をして得た加減弁
開度制御信号に、予め設定するタービン定格速度と検出
したタービン速度との偏差信号に調定率を乗じて得た周
波数偏差信号を加算し、周波数偏差信号が加算された加
減弁開度制御信号を用いて加減弁を駆動し、タービン速
度及び発電機出力を制御するため、発電機出力を調定率
に従つた設定出力に整定ることができ、さらに、系統周
波数を定格周波数に回復することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明のタービン出力制御装置の系統図であ
る。第２図は、タービン制御システムの概要を示した概
略系統図である。第３図は、タービン出力制御装置の従
来技術を示す系統図である。第４図は、タービン発電機
が電力系統に接続された例を示す系統図である。第５図
は、タービン出力制御装置の主要機能である調定率演算
を示す図である。第６図は、従来技術による電力系統と
の応答の例を示す図である。第７図は、本発明による電
力系統との応答の例を示す図である。 Ｆ……タービン速度、Ｒ……タービン定格速度、Ｌ……
設定出力、MW……発電機出力、１……ボイラ、２……主
蒸気止め弁、３……加減弁、４……主蒸気止め弁位置検
出器、５……主蒸気止め弁駆動ユニット、６……加減弁
位置検出器、７……加減弁駆動ユニット、８……インタ
セプト弁位置検出器、９……インタセプト弁駆動ユニッ
ト、10……タービン、11……高圧タービン、12……中圧
タービン、13……低圧タービン、14……歯車、15……速
度検出器、16……再熱器、17……再熱蒸気止め弁、18…
…インタセプト弁、19……復水器、20……発電機、21…
…電力変換器、22……タービン制御装置、23……入力
部、24……出力部、25……演算部、30……調定率演算
器、31……周波数偏差信号、32……位相補償器、33……
出力要求信号、34……高速応答信号、35……比例積分演
算器、36……加減弁開度制御信号、37……比例積分演算
出力。
る。第２図は、タービン制御システムの概要を示した概
略系統図である。第３図は、タービン出力制御装置の従
来技術を示す系統図である。第４図は、タービン発電機
が電力系統に接続された例を示す系統図である。第５図
は、タービン出力制御装置の主要機能である調定率演算
を示す図である。第６図は、従来技術による電力系統と
の応答の例を示す図である。第７図は、本発明による電
力系統との応答の例を示す図である。 Ｆ……タービン速度、Ｒ……タービン定格速度、Ｌ……
設定出力、MW……発電機出力、１……ボイラ、２……主
蒸気止め弁、３……加減弁、４……主蒸気止め弁位置検
出器、５……主蒸気止め弁駆動ユニット、６……加減弁
位置検出器、７……加減弁駆動ユニット、８……インタ
セプト弁位置検出器、９……インタセプト弁駆動ユニッ
ト、10……タービン、11……高圧タービン、12……中圧
タービン、13……低圧タービン、14……歯車、15……速
度検出器、16……再熱器、17……再熱蒸気止め弁、18…
…インタセプト弁、19……復水器、20……発電機、21…
…電力変換器、22……タービン制御装置、23……入力
部、24……出力部、25……演算部、30……調定率演算
器、31……周波数偏差信号、32……位相補償器、33……
出力要求信号、34……高速応答信号、35……比例積分演
算器、36……加減弁開度制御信号、37……比例積分演算
出力。
Claims (2)
- 【請求項１】予め設定する設定出力と検出した発電機出
力との偏差信号を比例積分演算をして得た加減弁開度制
御信号を用いて加減弁を駆動するタービン出力制御装置
において、 予め設定するタービン定格速度と検出したタービン速度
との偏差信号に調定率を乗じて周波数偏差信号を出力す
る調定率演算手段と、前記周波数偏差信号を前記設定出
力の信号に加算する加算手段とを有することを特徴とす
るタービン出力制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のタービン出力制御装置に
おいて、 前記周波数偏差信号に基づいて高速応答信号を演算する
位相補償手段と、前記高速応答信号を前記加減弁開度制
御信号に加算する加算手段とを有することを特徴とする
タービン出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199588A JP2619457B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | タービン出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199588A JP2619457B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | タービン出力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200006A JPH01200006A (ja) | 1989-08-11 |
| JP2619457B2 true JP2619457B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=12070606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199588A Expired - Lifetime JP2619457B2 (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | タービン出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619457B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10022974C2 (de) * | 2000-05-11 | 2003-10-23 | Aloys Wobben | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP2199588A patent/JP2619457B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01200006A (ja) | 1989-08-11 |
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