JP2870039B2 - 水車速度制御方法 - Google Patents
水車速度制御方法Info
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- JP2870039B2 JP2870039B2 JP1229130A JP22913089A JP2870039B2 JP 2870039 B2 JP2870039 B2 JP 2870039B2 JP 1229130 A JP1229130 A JP 1229130A JP 22913089 A JP22913089 A JP 22913089A JP 2870039 B2 JP2870039 B2 JP 2870039B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
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- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水力発電におけるペルトン水車のデフレ
クタによる水車速度制御方法に関する。
クタによる水車速度制御方法に関する。
従来の水力発電におけるペルトン水車では、負荷の変
化に応じて水量の調節を行うニードル・サーボを作動さ
せて水車の回転速度あるいは発電電力を制御している。
この場合、デフレクタは平常時においてニードル・サー
ボの動きと連係して動作し、負荷遮断時等の緊急時の際
には水を短時間で遮蔽するよう動作して、水車が過速度
運転となることを防止している。
化に応じて水量の調節を行うニードル・サーボを作動さ
せて水車の回転速度あるいは発電電力を制御している。
この場合、デフレクタは平常時においてニードル・サー
ボの動きと連係して動作し、負荷遮断時等の緊急時の際
には水を短時間で遮蔽するよう動作して、水車が過速度
運転となることを防止している。
また、デフレクタ放流運転においては、ニードル・サ
ーボの位置と独立にデフレクタ・サーボの位置を調節
し、水車の回転速度または発電電力の制御を行ってい
る。
ーボの位置と独立にデフレクタ・サーボの位置を調節
し、水車の回転速度または発電電力の制御を行ってい
る。
しかしながら、前述した従来の制御方法では、水車出
力がニードル・サーボの位置およびデフレクタ・サーボ
の位置の両者に依存し、しかも非線形特性であることを
考慮していないため、水車の出力状態によって制御性能
が大きく変化した。特に低水量時には、デフレクタ・サ
ーボの開度を高めても水車出力が増大しない範囲が存在
するため、このことを考慮しないとデフレクタの過大な
動きが生じる結果となる。
力がニードル・サーボの位置およびデフレクタ・サーボ
の位置の両者に依存し、しかも非線形特性であることを
考慮していないため、水車の出力状態によって制御性能
が大きく変化した。特に低水量時には、デフレクタ・サ
ーボの開度を高めても水車出力が増大しない範囲が存在
するため、このことを考慮しないとデフレクタの過大な
動きが生じる結果となる。
そこで、本発明の目的は、ニードル・サーボ、デフレ
クタ・サーボの位置に依存した水車出力特性に基づいて
デフレクタ・サーボの制御を行い、系統並入時間の短縮
等の速度制御性能を向上させることができる水車速度制
御方法を提供するにある。
クタ・サーボの位置に依存した水車出力特性に基づいて
デフレクタ・サーボの制御を行い、系統並入時間の短縮
等の速度制御性能を向上させることができる水車速度制
御方法を提供するにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る水車速度制御
方法は、タンク流入量および水車流量の変化に応じた上
水タンク特性から得られる現在の上水タンク水位と水位
設定値とを水位調節器に入力し、ニードル・サーボ開度
調節器を介し各ニードル・サーボ開度を調節して水車流
量を制御すると共に、発電機負荷と水車出力とから得ら
れる発電機特性によって決まる水車の回転速度と速度設
定値とを速度調節器に入力し、デフレクタ・サーボ開度
調節器を介しデフレクタ・サーボ開度を調節して水車の
回転速度を制御してなる水力発電におけるペルトン水車
のデフレクタによる水車速度制御方法において、 模型水車または実機水車のいずれかを実測して得られ
るニードル・サーボ開度、デフレクタ・サーボ開度およ
び運転ニードル本数指示値のそれぞれ現在の運転状態の
データから、水車出力の最大値およびデフレクタ開度に
よる水車出力の変化率からなる水車出力特性計算値を求
め、この水車出力特性計算値を速度調節器のリミッタに
加えることにより、デフレクタ・サーボ開度の限界値を
現在の運転状態を反映した限界値となるようにデフレク
タ・サーボ開度を制御することを特徴とする。
方法は、タンク流入量および水車流量の変化に応じた上
水タンク特性から得られる現在の上水タンク水位と水位
設定値とを水位調節器に入力し、ニードル・サーボ開度
調節器を介し各ニードル・サーボ開度を調節して水車流
量を制御すると共に、発電機負荷と水車出力とから得ら
れる発電機特性によって決まる水車の回転速度と速度設
定値とを速度調節器に入力し、デフレクタ・サーボ開度
調節器を介しデフレクタ・サーボ開度を調節して水車の
回転速度を制御してなる水力発電におけるペルトン水車
のデフレクタによる水車速度制御方法において、 模型水車または実機水車のいずれかを実測して得られ
るニードル・サーボ開度、デフレクタ・サーボ開度およ
び運転ニードル本数指示値のそれぞれ現在の運転状態の
データから、水車出力の最大値およびデフレクタ開度に
よる水車出力の変化率からなる水車出力特性計算値を求
め、この水車出力特性計算値を速度調節器のリミッタに
加えることにより、デフレクタ・サーボ開度の限界値を
現在の運転状態を反映した限界値となるようにデフレク
タ・サーボ開度を制御することを特徴とする。
本発明に係る水車速度制御方法によれば、現在の各ニ
ードル・サーボの開度およびデフレクタ・サーボの開度
における運転状態から、水車出力特性に基づいてデフレ
クタ開度の変化に対する水車出力の変化率や出力の限界
値等を計算して求め、これらのデータによりデフレクタ
・サーボ開度制御の特性を変化させることによって水車
の回転速度すなわち発電出力の適切な制御を行うことが
できる。
ードル・サーボの開度およびデフレクタ・サーボの開度
における運転状態から、水車出力特性に基づいてデフレ
クタ開度の変化に対する水車出力の変化率や出力の限界
値等を計算して求め、これらのデータによりデフレクタ
・サーボ開度制御の特性を変化させることによって水車
の回転速度すなわち発電出力の適切な制御を行うことが
できる。
次に、本発明に係る水車速度制御方法の実施例につ
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す水車の回転速度制
御系のブロック図である。第１図において、参照符号10
は水位調節器を示し、この水位調節器10はタンク流入量
12および水車流量14の変化に応じた上水タンク特性16か
ら得られる現在の上水タンク水位18と、水位設定値20と
を入力とする。水位調節器10は、水車流量14を適切な流
量とするようニードル・サーボ開度調節器22,24に信号
を送り、この信号により各ニードル・サーボ開度調節器
22,24は、各ニードル・サーボ開度26,28を調節して水車
・水管30の特性によって水車流量14を決定する。
御系のブロック図である。第１図において、参照符号10
は水位調節器を示し、この水位調節器10はタンク流入量
12および水車流量14の変化に応じた上水タンク特性16か
ら得られる現在の上水タンク水位18と、水位設定値20と
を入力とする。水位調節器10は、水車流量14を適切な流
量とするようニードル・サーボ開度調節器22,24に信号
を送り、この信号により各ニードル・サーボ開度調節器
22,24は、各ニードル・サーボ開度26,28を調節して水車
・水管30の特性によって水車流量14を決定する。
一方、速度調節器32は、デフレクタ・サーボ開度調節
器34を介してデフレクタ・サーボ開度36を調節すること
により水車出力38を制御する。この制御は、発電機負荷
40と水車出力38とから得られる発電機特性42によって決
まる水車の回転速度44が、速度設定値46となるように制
御する。この時、実際の水車のデフレクタ・サーボ開度
36に対する水車出力38は、第２図の例で示すようにニー
ドル・サーボ開度26,28、デフレクタ・サーボ開度36に
対して非線形な特性で表される。尚、この特性として、
模型水車または実機水車のどちらかを実測した出力特性
データを用いても良い。
器34を介してデフレクタ・サーボ開度36を調節すること
により水車出力38を制御する。この制御は、発電機負荷
40と水車出力38とから得られる発電機特性42によって決
まる水車の回転速度44が、速度設定値46となるように制
御する。この時、実際の水車のデフレクタ・サーボ開度
36に対する水車出力38は、第２図の例で示すようにニー
ドル・サーボ開度26,28、デフレクタ・サーボ開度36に
対して非線形な特性で表される。尚、この特性として、
模型水車または実機水車のどちらかを実測した出力特性
データを用いても良い。
ここで、本発明に係る水車速度制御方法では、各ニー
ドル・サーボ開度26,28、デフレクタ・サーボ開度36お
よび運転ニードル本数計算部50からの運転ニードル本数
指示値52についてのそれぞれ現在の運転状態を入力とす
る水車出力特性計算部48において、水車出力特性計算値
54を求め、この水車出力特性計算値54を速度調節器32に
加えることによって、デフレクタ・サーボ開度調節器34
によるデフレクタ・サーボ開度36の調節の特性を変化さ
せる制御を行っている。
ドル・サーボ開度26,28、デフレクタ・サーボ開度36お
よび運転ニードル本数計算部50からの運転ニードル本数
指示値52についてのそれぞれ現在の運転状態を入力とす
る水車出力特性計算部48において、水車出力特性計算値
54を求め、この水車出力特性計算値54を速度調節器32に
加えることによって、デフレクタ・サーボ開度調節器34
によるデフレクタ・サーボ開度36の調節の特性を変化さ
せる制御を行っている。
例えば、第３図に示すように、水車出力特性計算部48
で求めた水車出力特性計算値54を速度調節器32のリミッ
タ322に対して加えることによって、デフレクタ・サー
ボ開度36の限界値を現在の運転状態を反映した限界値に
することが可能となる。第２図の特性より、ニードル・
サーボ開度26,28が、例えば50％であれば、水車出力38
は58％が最大値であり、その水車出力38に対応するデフ
レクタ・サーボ開度36を47％以上に大きくしても、水車
出力38はもはや増加しない。従って、この場合のデフレ
クタ・サーボ開度36の限界値を現在の運転状態を反映し
た限界値50％にしておくことで、その後の水車出力38を
減少させる際に、従来のようにニードル・サーボ開度2
6,28、デフレクタ・サーボ開度36の位置に依存した水車
出力38の特性を考慮せずに、単にニードル・サーボ開度
26,28の動きに連係してデフレクタ・サーボ開度36を制
御動作させた場合と比較し、短時間で水車出力38を減少
させることができる。
で求めた水車出力特性計算値54を速度調節器32のリミッ
タ322に対して加えることによって、デフレクタ・サー
ボ開度36の限界値を現在の運転状態を反映した限界値に
することが可能となる。第２図の特性より、ニードル・
サーボ開度26,28が、例えば50％であれば、水車出力38
は58％が最大値であり、その水車出力38に対応するデフ
レクタ・サーボ開度36を47％以上に大きくしても、水車
出力38はもはや増加しない。従って、この場合のデフレ
クタ・サーボ開度36の限界値を現在の運転状態を反映し
た限界値50％にしておくことで、その後の水車出力38を
減少させる際に、従来のようにニードル・サーボ開度2
6,28、デフレクタ・サーボ開度36の位置に依存した水車
出力38の特性を考慮せずに、単にニードル・サーボ開度
26,28の動きに連係してデフレクタ・サーボ開度36を制
御動作させた場合と比較し、短時間で水車出力38を減少
させることができる。
尚、第１図における運転ニードル本数指示値52は、必
要な運転ニードル本数となるようスイッチ56に対する開
閉指示ともなっている。
要な運転ニードル本数となるようスイッチ56に対する開
閉指示ともなっている。
前述した実施例から明らかなように、本発明に係る水
車速度制御方法は、模型水車または実機水車のいずれか
を実測して得られるニードル・サーボ開度、デフレクタ
・サーボ開度および運転ニードル本数指示値のそれぞれ
現在の運転状態のデータから、水車出力の最大値および
デフレクタ開度による水車出力の変化率からなる水車出
力特性計算値を求め、この水車出力特性計算値を速度調
節器のリミッタに加えることにより、デフレクタ・サー
ボ開度の限界値を現在の運転状態を反映した限界値とな
るようにデフレクタ・サーボ開度を制御することによっ
て、水車の回転速度または発電出力をより短時間に安定
化することができる。
車速度制御方法は、模型水車または実機水車のいずれか
を実測して得られるニードル・サーボ開度、デフレクタ
・サーボ開度および運転ニードル本数指示値のそれぞれ
現在の運転状態のデータから、水車出力の最大値および
デフレクタ開度による水車出力の変化率からなる水車出
力特性計算値を求め、この水車出力特性計算値を速度調
節器のリミッタに加えることにより、デフレクタ・サー
ボ開度の限界値を現在の運転状態を反映した限界値とな
るようにデフレクタ・サーボ開度を制御することによっ
て、水車の回転速度または発電出力をより短時間に安定
化することができる。
すなわち、本発明によれば、デフレクタ・サーボ開度
の限界値を現在の運転状態を反映した限界値とすること
により、その後の水車出力を減少させる際に、従来のよ
うにニードル・サーボ開度、デフレクタ・サーボ開度の
位置に依存した水車出力の特性を考慮せずに、単にニー
ドル・サーボ開度の動きに連係してデフレクタ・サーボ
開度を制御した場合と比較し、短時間で水車出力を減少
させることができる。
の限界値を現在の運転状態を反映した限界値とすること
により、その後の水車出力を減少させる際に、従来のよ
うにニードル・サーボ開度、デフレクタ・サーボ開度の
位置に依存した水車出力の特性を考慮せずに、単にニー
ドル・サーボ開度の動きに連係してデフレクタ・サーボ
開度を制御した場合と比較し、短時間で水車出力を減少
させることができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本
発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神
を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得る
ことは勿論である。
発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神
を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得る
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る水車速度制御方法を使用した一実
施例を示す水車の回転速度制御系のブロック図、第２図
はニードル・サーボ開度をパラメータとしてデフレクタ
・サーボ開度に対する水車出力の一例を示す特性線図、
第３図は第１図の水車出力計算値を速度調節器のリミッ
タに加える場合の速度制御系を示す要部ブロック図であ
る。 10……水位調節器 12……タンク流入量 14……水車流量 16……上水タンク特性 18……上水タンク水位 20……水位設定値 22,24……ニードル・サーボ開度調節器 26,28……ニードル・サーボ開度 30……水車・水管 32……速度調節器 321……PID計算部 322……リミッタ 34……デフレクタ・サーボ開度調節器 36……デフレクタ・サーボ開度 38……水車出力 40……発電機負荷 42……発電機特性 44……水車の回転速度 46……速度設定値 48……水車出力特性計算部 50……運転ニードル本数計算部 52……運転ニードル本数指示値 54……水車出力特性計算値
施例を示す水車の回転速度制御系のブロック図、第２図
はニードル・サーボ開度をパラメータとしてデフレクタ
・サーボ開度に対する水車出力の一例を示す特性線図、
第３図は第１図の水車出力計算値を速度調節器のリミッ
タに加える場合の速度制御系を示す要部ブロック図であ
る。 10……水位調節器 12……タンク流入量 14……水車流量 16……上水タンク特性 18……上水タンク水位 20……水位設定値 22,24……ニードル・サーボ開度調節器 26,28……ニードル・サーボ開度 30……水車・水管 32……速度調節器 321……PID計算部 322……リミッタ 34……デフレクタ・サーボ開度調節器 36……デフレクタ・サーボ開度 38……水車出力 40……発電機負荷 42……発電機特性 44……水車の回転速度 46……速度設定値 48……水車出力特性計算部 50……運転ニードル本数計算部 52……運転ニードル本数指示値 54……水車出力特性計算値
Claims (1)
- 【請求項１】タンク流入量および水車流量の変化に応じ
た上水タンク特性から得られる現在の上水タンク水位と
水位設定値とを水位調節器に入力し、ニードル・サーボ
開度調節器を介し各ニードル・サーボ開度を調節して水
車流量を制御すると共に、発電機負荷と水車出力とから
得られる発電機特性によって決まる水車の回転速度と速
度設定値とを速度調節器に入力し、デフレクタ・サーボ
開度調節器を介しデフレクタ・サーボ開度を調節して水
車の回転速度を制御してなる水力発電におけるペルトン
水車のデフレクタによる水車速度制御方法において、 模型水車または実機水車のいずれかを実測して得られる
ニードル・サーボ開度、デフレクタ・サーボ開度および
運転ニードル本数指示値のそれぞれ現在の運転状態のデ
ータから、水車出力の最大値およびデフレクタ開度によ
る水車出力の変化率からなる水車出力特性計算値を求
め、この水車出力特性計算値を速度調節器のリミッタに
加えることにより、デフレクタ・サーボ開度の限界値を
現在の運転状態を反映した限界値となるようにデフレク
タ・サーボ開度を制御することを特徴とする水車速度制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229130A JP2870039B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 水車速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229130A JP2870039B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 水車速度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393498A JPH0393498A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2870039B2 true JP2870039B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=16887224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1229130A Expired - Fee Related JP2870039B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 水車速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870039B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114412697B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-09-15 | 达州市经济发展研究院(达州市万达开统筹发展研究院) | 冲击式水轮机的喷针切换控制方法及装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212775A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Toshiba Corp | ペルトン水車の制御装置 |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP1229130A patent/JP2870039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393498A (ja) | 1991-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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