JP2645000B2 - Hydroelectric power plant load regulator - Google Patents
Hydroelectric power plant load regulatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、河川の水位変化率に制限のある水力発電所
に設置された複数台の発電機の出力を調整するための水
力発電所の負荷調整装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is to adjust the output of a plurality of generators installed in a hydroelectric power plant with a limited rate of change in river water level. The present invention relates to a load adjusting device for a hydroelectric power plant.
(従来の技術) 水力発電所においては、発電に使用した水を河川に放
水するが、水難防止のため、河川法に基づいて、単位時
間当りの水位変化が制限される場合がある。このような
発電所では、放水量の増加率すなわち出力増加の割合
(以下、負荷変化率という)を制限して、河川水位の上
昇率が制限範囲内となるような負荷変化率制御が行なわ
れる。(Prior Art) In a hydroelectric power plant, water used for power generation is discharged to a river. However, in order to prevent a water shortage, a change in water level per unit time may be limited based on the River Law. In such a power plant, the rate of increase in water discharge, that is, the rate of increase in output (hereinafter, referred to as load change rate) is limited, and load change rate control is performed so that the rate of rise in river water level falls within the limit range. .
従来の負荷調整装置の構成を第6図に示す。説明を簡
略にするために所内の発電機は2台であるとする。総合
出力指令値aは発電所内の全発電機総合の出力指令値と
して与えられるものである。FIG. 6 shows the configuration of a conventional load adjusting device. For simplicity of explanation, it is assumed that there are two generators in the office. The total output command value a is given as an output command value for all the generators in the power plant.
負荷配分処理部1は総合出力指令値a、および各号機
の回転数あるいは負荷状態等をあらわす運転状態b1,b2
を入力し、入力した総合出力指令値aを各号機の負荷状
態に合わせて配分し、各号機への出力指令値c1,c2を出
力するものである。各号機負荷変化率制限処理部2A,2B
は、負荷配分処理部1から出力された各号機の出力指令
値c1,c2と各号機の運転状態b1,b2を入力し、予め設定さ
れた河川水位の水位変化率制限値に基づいて各号機の負
荷変化率を制限し、変化率の制限された実指令値d1,d2
を出力するものである。各号機負荷調整制御部3A,3B
は、この変化率の制限された各号機への実指令値d1,d2
を入力して、各号機の実際の出力値e1,e2と比較し、比
較結果に応じて、各号機へ負荷調整信号f1,f2を出力す
るものである。The load distribution processing unit 1 includes a total output command value a, and operation states b 1 and b 2 representing the number of revolutions or the load state of each unit.
And distributes the input total output command value a in accordance with the load state of each unit, and outputs output command values c 1 and c 2 to each unit. Unit load change rate limit processing units 2A, 2B
Input the output command values c 1 and c 2 of each unit and the operation states b 1 and b 2 of each unit output from the load distribution processing unit 1 to the preset water level change rate limit value of the river water level. Based on the actual command values d 1 and d 2 with the rate of change limited.
Is output. Each unit load adjustment controller 3A, 3B
Are the actual command values d 1 and d 2 for each unit whose rate of change is limited.
Is input and compared with the actual output values e 1 and e 2 of each unit, and load adjustment signals f 1 and f 2 are output to each unit according to the comparison result.
以上の構成で、総合出力指令値aが新たに設定される
と、負荷配分処理部1は各号機の運転状態b1,b2により
各号機の負荷状態を判断し、負荷変化が可能な号機へ設
定された総合出力指令値aを配分する。従って、このと
き各号機へ配分される出力指令値c1,c2の和は、設定さ
れた総合出力指令値aとなっている。各号機負荷変化率
制限処理部2A,2Bは、これら配分された出力指令値c1,c2
に対して、前述した河川水位の水位変化率制限値に基づ
いた変化率制限を与えて、各発電機の直接的な出力目標
値であると共に、制限された変化率で徐々に各出力指令
値c1,c2に到達する実指令値d1,d2を出力する。各号機負
荷調整制御部3A,3Bは、各出力指令値c1,c2に向って変化
する実指令値d1,d2と発電機の実際の出力値e1,e2を入力
して、これらの偏差をとり、偏差に応じた負荷調整信号
f1,f2を出力して、放水による河川水位の水位変化率を
一定値以下に保ちながら設定された総合出力指令値aに
到達すべく各発電機の出力を増加させるフィードバック
制御を行なっていた。With the above configuration, when the total output command value a is newly set, the load distribution processing unit 1 determines the load state of each unit based on the operating states b 1 and b 2 of each unit, and determines the load state of each unit. Is distributed to the total output command value a. Therefore, at this time, the sum of the output command values c 1 and c 2 distributed to each unit is the set total output command value a. Each unit load change rate limiting processing unit 2A, 2B is configured to output the output command values c 1 , c 2
For the above, a change rate limit based on the water level change rate limit value of the river water level described above is given, so that each output command value is gradually set at the limited change rate as well as the direct output target value of each generator. c 1, the actual command value reaches the c 2 d 1, and outputs a d 2. Each unit load adjustment control unit 3A, 3B inputs the actual output values e 1, e 2 of the actual command values d 1, d 2 and the power generator that changes toward the output command value c 1, c 2 , Take these deviations and load adjustment signal according to the deviation
f 1 and f 2 are output, and feedback control is performed to increase the output of each generator so as to reach the set total output command value a while maintaining the water level change rate of the river water level due to water discharge at a certain value or less. Was.
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来装置においては、許容される河川水位の水位
変化率に基づいて設定した発電所総合の負荷変化率を所
内の発電機の台数で割った値によって各発電機の負荷変
化率を制限している。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described conventional apparatus, each of the power plant total load change rates set based on the allowable river water level change rate is divided by the number of generators in the station. Limits the rate of change in generator load.
これによれば、例えば2台の発電機が共に出力変化可
能な状態にあり、共に同一の負荷変化率で運転される場
合は、許容される最大放水量の値で河川水位を変化させ
ながら速やかに設定された総合出力指令値aに到達する
ことができる。According to this, for example, when the two generators are both in a state in which the output can be changed and both are operated at the same load change rate, the river water level is quickly changed while changing the river water level at the value of the allowable maximum discharge amount. Can be reached.
ところが、出力変化が可能な発電機が1台のみの場合
は、発電機が2台とも出力変化が可能な場合に較べて放
水量が1/2となり、出力指令値に対する追従時間が2倍
となってしまう。However, when only one generator can change the output, the amount of water discharged is 1/2 compared to when both generators can change the output, and the follow-up time to the output command value is doubled. turn into.
また、第7図に示すように発電機が2台共運転される
場合でも、それぞれの起動時間が異なる場合は、先行号
機のみが運転状態である間(図中t1≦t≦t2)、およ
び、後行号機が後行号機出力指令値に到達するまでの間
(図中t3≦t≦t4)は、発電機1台分の負荷変化率に制
限されるため、前述した発電機1台による運転の場合と
同様に、総合出力指令値への追従性が悪く、水力発電所
の特長である追従性の良さが十分に発揮できないという
問題点があった。Also, as shown in FIG. 7, even when two generators are operated together, if the start-up times are different, while only the preceding unit is in operation (t 1 ≦ t ≦ t 2 in the figure). Until the succeeding machine reaches the following machine output command value (t 3 ≦ t ≦ t 4 in the figure), the load change rate for one generator is limited. As in the case of operation by one unit, there is a problem that the ability to follow the total output command value is poor, and the good following ability, which is a feature of the hydroelectric power plant, cannot be sufficiently exhibited.
そこで本発明は、発電機の運転台数の如何によらず、
許容される河川水位の変化率制限内で、総合出力指令値
へ最も速い時間で到達することのできる負荷調整装置を
提供することを目的とする。Therefore, the present invention, regardless of the number of operating generators,
It is an object of the present invention to provide a load adjusting device capable of reaching a total output command value in the fastest time within an allowable river water level change rate limit.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、許容される河川水位の水位変化率に基づい
て、設定された総合出力指令値に対して先に変化率の制
限を行ない、その変化率の制限された総合出力指令値を
各発電機に漏れなく配分し、発電所の出力が設定された
総合出力指令値に到達するまでの間、各発電機の負荷変
化率の和が常に許容される最大の負荷変化率となるよう
にしたものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention restricts the change rate of the set total output command value first based on the allowable change rate of the river water level. The total output command value whose rate of change is limited is distributed to each generator without omission, and the sum of the load change rates of each generator is maintained until the output of the power plant reaches the set total output command value. Is always the maximum allowable load change rate.
(作用) これにより、発電所の出力を、発電機の運転台数の如
何にかかわらず、河川水位の水位変化率を許容される範
囲に保ちながら、最も速い時間で設定された総合出力指
令値に到達させることができる。(Operation) This allows the output of the power plant to be adjusted to the total output command value set at the fastest time while maintaining the water level change rate of the river water level within an allowable range regardless of the number of generators operating. Can be reached.
(実施例) 本発明の一実施例による水力発電所の負荷調整装置を
第1図に示す。第6図と同一または相当部分には同一符
号を付してその説明は重複するため省略する。(Embodiment) FIG. 1 shows a load adjusting device for a hydroelectric power plant according to an embodiment of the present invention. 6 that are the same as or correspond to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
総合負荷変化率制限処理部4は、総合出力指令値aお
よび各号機運転状態b1,b2を入力して、発電所の全発電
機の総合的な負荷変化率を制限し、一定の変化率で変化
する総合出力実指令値gを出力するものである。負荷変
化率配分処理部5は、総合負荷変化率制限処理部4から
出力された総合出力実指令値gおよび各号機運転状態
b1,b2を入力し、各号機へ配分する負荷変化率を算出
し、算出結果を時々刻々と加算し、加算結果である各号
機への実指令値d1,d2を各号機負荷調整制御部3A,3Bへ出
力するものである。The total load change rate restriction processing unit 4 inputs the total output command value a and the operation statuses b 1 and b 2 of each unit to limit the total load change rate of all the generators of the power plant, and It outputs a total output actual command value g that changes at a rate. The load change rate distribution processing unit 5 includes the total output actual command value g output from the total load change rate restriction processing unit 4 and the operation state of each unit.
Input b 1 , b 2 , calculate the load change rate to be distributed to each unit, add the calculated result every moment, and add the actual command value d 1 , d 2 to each unit as the addition result. These are output to the adjustment controllers 3A and 3B.
この負荷変化率配分処理部5の内部構成を第2図に示
す。FIG. 2 shows the internal configuration of the load change rate distribution processing unit 5.
図において、実指令値変化率配分処理部6は、総合出
力実指令値gと各号機の運転状態b1,b2を入力し、入力
した総合出力実指令値gの変化分を、各号機の負荷状態
に合わせて配分し、各号機への実指令値変化信号h1,h2
を出力するものである。各号機実指令値演算処理部7A,7
Bは、実指令値変化率配分処理部6からの各号機の実指
令値変化信号h1,h2を入力し、これを時々刻々と加算
し、実指令値d1,d2として出力するものである。In the figure, the actual command value change rate distribution processing unit 6 inputs the total output actual command value g and the operating states b 1 and b 2 of each unit, and calculates the change of the input total output actual command value g to each unit. And the actual command value change signals h 1 and h 2 to each unit.
Is output. Each unit actual command value calculation processing unit 7A, 7
B inputs the actual command value change signals h 1 and h 2 of the respective units from the actual command value change rate distribution processing unit 6, adds these momentarily, and outputs them as the actual command values d 1 and d 2 . Things.
次に、以上のように構成される水力発電所の負荷調整
装置において、総合出力指令値aが設定されたとき、各
号機の出力値の和である総合実出力が、運転台数の如何
によらず、一定の変化率で設定された総合出力指令値a
に到達することを第3図〜第5図を参照にしながら説明
する。Next, in the load adjusting device of the hydroelectric power plant configured as described above, when the total output command value a is set, the total actual output, which is the sum of the output values of the respective units, depends on the number of operating units. The total output command value a set at a constant rate of change
Will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.
発電所に総合出力指令値aが設定されると、総合負荷
変化率制御処理部4は、放水の許容できる範囲内で最大
の負荷変化率(以下、これをΔPという)を算出し、こ
の積分値を総合出力指令値gとして出力する。負荷変化
率配分処理部5内の実指令値変化率配分処理部6は、こ
の総合出力指令値gおよび各号機運転状態b1,b2を入力
し、第3図に示すような、時間と共に一定の変化率で変
化する総合出力指令値gの単位時間Δt当りの変化分Δ
Pを各号機の負荷状態に合わせて配分する。このとき、
負荷変化可能な発電機が1台の場合は、第4図に示すよ
うにΔPをそのままその運転号機へ配分する。また、負
荷変化可能な発電機が2台の場合は、ΔP/2を両号機へ
配分し、全体として常に負荷変化率がΔPとなるように
実指令値変化信号h1,h2を各号機実指令値演算処理部7A,
7Bへ出力する。各号機実指令値演算処理部7A,7Bは、前
記配分された各号機実指令値変化信号h1,h2を時々刻々
と加算し、各号機の出力目標値となる実指令値d1,d2を
出力する。そして、各号機負荷調整制御部3A,3Bは、そ
れぞれ実指令値d1,d2を入力し、これらを目標値として
各号機の実出力e1,e2を追従させるように各号機負荷調
整信号f1,f2を出力する。このときの総合的な発電機の
出力値が設定された総合出力指令値に到達するまでの追
従特性例を第5図に示す。When the total output command value a is set in the power plant, the total load change rate control processing unit 4 calculates a maximum load change rate (hereinafter, referred to as ΔP) within a permissible range of water discharge, and integrates the integrated load change rate. The value is output as the total output command value g. The actual command value change rate distribution processing unit 6 in the load change rate distribution processing unit 5 receives the total output command value g and the operation states b 1 and b 2 of each of the units and, as shown in FIG. A change Δ per unit time Δt of the total output command value g that changes at a constant change rate
P is distributed according to the load condition of each unit. At this time,
In the case where the number of generators whose load can be changed is one, ΔP is directly distributed to the operating machine as shown in FIG. If there are two generators whose load can be changed, ΔP / 2 is distributed to both units, and the actual command value change signals h 1 and h 2 are assigned to each unit so that the load change rate always becomes ΔP as a whole. Actual command value calculation processing unit 7A,
Output to 7B. Each unit the actual command value calculation processing section 7A, 7B is the each car actual command value distributed variation signal h 1, h 2 adds every moment, the actual command value d 1 as an output target value of each unit, and outputs the d 2. Then, each unit load adjustment control unit 3A, 3B, respectively enter the actual command value d 1, d 2, each unit load adjustment them so as to follow each unit of real output e 1, e 2 as the target value The signals f 1 and f 2 are output. FIG. 5 shows an example of a follow-up characteristic until the total output value of the generator at this time reaches the set total output command value.
第5図は負荷変化が可能な運転台数が変わるときの例
で、発電機の起動時間に差が生じたときの特性図であ
る。FIG. 5 is an example of the case where the number of operating vehicles whose load can be changed changes, and is a characteristic diagram when there is a difference in the startup time of the generator.
総合出力指令値aが設定されたとき、先行号機が時刻
t1で起動し、続いて後行号機が時刻t2で起動してから総
合出力指令値aに到達する時刻t4までの間、各号機の実
際の出力値e1,e2の和(=e1+e2)である総合出力値e
は一定の変化率で上昇する。これは、後行号機が起動す
るまでの間(図中t1≦t≦t2)および先行号機が自己の
出力指令値に到達してから総合出力値eが総合出力指令
値aに到達するまでの間(図中t3≦t≦t4)は、1台の
発電機だけが負荷変化可能であるから、先行号機および
後行号機の実指令値d1,d2がそれぞれの区間で一方だけ
ΔPで増加し、また、先行号機と後行号機がともに運転
状態にある時(図中t2≦t≦t3)は、各号機の実指令値
d1,d2がともにΔP/2で増加するためである。つまり、運
転台数が変化しても、負荷変化が可能な発電機1台のと
き(図中t1≦t≦t2およびt3≦t≦t4)は、その発電機
にΔPを割り当て、また、負荷変化が可能な発電機が2
台のとき(図中t2≦t≦t3)は、ΔPを各発電機にΔP/
2ずつ配分することにより、総合出力指令値aに到達す
る迄の間、常に総合的な負荷変化率を一定とすることが
できる。When the total output command value a is set, the preceding
The sum of the actual output values e 1 and e 2 of the respective units (starting at t 1) and subsequently starting at time t 2 and ending at time t 4 when reaching the total output command value a ( = E 1 + e 2 )
Rises at a constant rate of change. This is because the total output value e reaches the total output command value a until the following device starts up (t 1 ≦ t ≦ t 2 in the figure) and after the preceding device reaches its own output command value. Until (t 3 ≦ t ≦ t 4 in the figure), only one generator can change the load, so the actual command values d 1 and d 2 of the preceding and succeeding units are changed in each section. Only one of them increases by ΔP, and when both the preceding and following units are in operation (t 2 ≦ t ≦ t 3 in the figure), the actual command value of each unit
This is because both d 1 and d 2 increase by ΔP / 2. That is, when one generator is capable of changing the load even if the number of operating machines changes (t 1 ≦ t ≦ t 2 and t 3 ≦ t ≦ t 4 in the figure), ΔP is assigned to the generator, In addition, there are two generators that can change the load.
In the case of a unit (t 2 ≦ t ≦ t 3 in the figure), ΔP is set to ΔP /
By distributing by two, the overall load change rate can be always kept constant until the total output command value a is reached.
以上のように本実施例によれば、運転台数の如何にか
かわらず、総合の負荷変化率を一定とすることができる
ので、発電所全体の放水が許容される範囲内で、この総
合の負荷変化率を最大とすることにより、設定された総
合出力指令値までの到達時間を最短にすることができ
る。As described above, according to the present embodiment, the total load change rate can be kept constant regardless of the number of operating units. By maximizing the rate of change, the time to reach the set total output command value can be minimized.
尚、本実施例では発電機の台数を2台として説明した
が、発電機が2台以上の場合も、同様に制御できること
は言う迄もない。In the present embodiment, the number of generators is described as two. However, it is needless to say that the same control can be performed when there are two or more generators.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば発電機の運転台数に如
何によらず、許容される総合的な負荷変化率の制限範囲
内で総合出力指令値に最も短時間で到達を可能とすると
共に、河川水位の急上昇も防ぐことができる水力発電所
の負荷調整装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, regardless of the number of generators operated, the total output command value is reached in the shortest time within the limit range of the allowable overall load change rate. It is possible to provide a load adjusting device for a hydroelectric power plant, which makes it possible to prevent the water level of the river from rising rapidly.
第1図は本発明の一実施例による水力発電所の負荷調整
装置の構成図、第2図は第1図の負荷変化率配分処理部
の内部構成図、第3図は第1図の総合出力実指令値の変
化率説明図、第4図は第1図の各号機実指令値の変化率
説明図、第5図は本実施例による追従特性説明図、第6
図は従来の水力発電所の負荷調整装置の構成図、第7図
は従来装置による追従特性説明図である。 1……負荷配分処理部、2A,2B……負荷変化率制限処理
部、3A,3B……負荷調整制御部、4……総合負荷変化率
制限処理部、5……負荷変化率配分処理部、6……実指
令値変化率配分処理部、7A,7B……実指令値演算処理
部。FIG. 1 is a configuration diagram of a load adjusting device of a hydroelectric power plant according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an internal configuration diagram of a load change rate distribution processing unit of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a change rate of an actual output command value, FIG. 4 is an explanatory diagram of a change rate of an actual command value of each unit in FIG. 1, FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional load adjusting device for a hydroelectric power plant, and FIG. 7 is a diagram illustrating a tracking characteristic of the conventional device. 1 load distribution processing unit, 2A, 2B load change rate restriction processing unit, 3A, 3B load adjustment control unit, 4 total load change rate restriction processing unit, 5 load load rate distribution processing unit , 6 ... Actual command value change rate distribution processing unit, 7A, 7B ... Actual command value calculation processing unit.
Claims (1)
電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令
値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整装置におい
て、前記総合出力指令値と各発電機の運転状態と水位変
化率制限値に基づき各発電機へ配分する負荷変化率の和
を制限し、一定の変化率で変化する総合出力実指令を出
力する総合負荷変化率制限処理部と、前記総合負荷変化
率制限処理部から出力された総合出力実指令と各発電機
の運転状態に基づき算出される各発電機へ配分される負
荷変化率に基づき実指令値を算出して出力する負荷変化
率配分処理部と、各発電機毎の前記実指令値と実際の出
力値の偏差を求め、各発電機の負荷調整指令として出力
する負荷調整制御部とを備えたことを特徴とする水力発
電所の負荷調整装置。1. A load adjusting device for a hydroelectric power plant, which adjusts the outputs of a plurality of generators installed in a hydroelectric power plant having a limited rate of change in river water level based on an integrated output command value. Total load change that limits the sum of the load change rates distributed to each generator based on the output command value, the operating state of each generator, and the water level change rate limit value, and outputs a total output actual command that changes at a constant change rate Rate limiting processing unit, the actual command value based on the total output actual command output from the comprehensive load change rate limiting processing unit and the load change rate distributed to each generator calculated based on the operating state of each generator. A load change rate distribution processing unit that calculates and outputs the load change rate distribution processing unit; and a load adjustment control unit that calculates a deviation between the actual command value and the actual output value for each generator and outputs the deviation as a load adjustment command for each generator. Load adjustment equipment for a hydroelectric power plant .
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JP62000042A JP2645000B2 (en) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | Hydroelectric power plant load regulator |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |