JP3021914B2 - 水力発電所用有効電力制限装置 - Google Patents

水力発電所用有効電力制限装置

Info

Publication number
JP3021914B2
JP3021914B2 JP4026777A JP2677792A JP3021914B2 JP 3021914 B2 JP3021914 B2 JP 3021914B2 JP 4026777 A JP4026777 A JP 4026777A JP 2677792 A JP2677792 A JP 2677792A JP 3021914 B2 JP3021914 B2 JP 3021914B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
servo motor
output
deviation
active power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4026777A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05227799A (ja
Inventor
哲夫 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4026777A priority Critical patent/JP3021914B2/ja
Publication of JPH05227799A publication Critical patent/JPH05227799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3021914B2 publication Critical patent/JP3021914B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水車発電機の出力を
ダム水位調整装置や水車流量制御装置などにより制御す
る水力発電所設備に適用して好適な有効電力制限装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4にこの種の水力発電所設備の一般的
な例を示す。なお、同図において、11は速度設定器、
12は速度検出器、13は速度調節器、14は速度垂下
率演算器、15は低値出力器、16は負荷制限設定器、
17は負荷設定器、18は開度調節器、19はアクチュ
エータ、20はサーボモータ、21はサーボ開度検出
器、22は水理系、23は回転体であり、11〜18が
電気調速装置(ガバナ)、19,20,21がサーボ
系、22,23が水車発電機系をそれぞれ形成してい
る。すなわち、速度調節器13には、速度設定器11か
らの速度設定値と速度検出器12からの速度検出値(速
度実際値)との偏差、および負荷(サーボ開度)設定器
17からのサーボ開度設定値とサーボ開度検出器21か
らの実際値との偏差に速度垂下率演算器14で速度垂下
率を乗じた値が入力され、ここで上記各偏差を零にする
ための制御演算が行なわれる。低値出力器15は速度調
節器13の出力か、負荷制限設定器16からの出力(負
荷制限設定値)のいずれか低い方の値を出力する。この
出力はサーボ開度指令値として開度調節器18に与えら
れるので、開度調節器18ではサーボ開度検出器21か
らのサーボ開度実際値との偏差を零にすべくアクチュエ
ータ19を介してサーボモータ20の制御を行なう。
【0003】ところで、上記負荷制限設定器16または
負荷設定器17に対する設定値は、例えば図示されない
ダム水位を一定となるように制御するダム水位調整装
置、または水車流量を一定となるように制御する水車流
量制御装置から与えられることが多い。しかるに、ダム
水位調整装置や水車流量制御装置では有効電力を対象と
していないため、場合によってはサーボモータの開度を
100%まで制御してしまい、その結果、有効電力が定
格を越えてしまうことがある。そこで、従来は、 (1)負荷(サーボ開度)設定器17または負荷(サー
ボ開度)制限設定器16の各設定値の上限値を、有効電
力が定格値となるサーボモータ開度に合わせて設定す
る。 (2)有効電力リレーを設け、有効電力が定格値を越え
たときは、負荷制限設定器16または負荷設定器17の
設定値に対する増加指令をロックする。 (3)有効電力リレーを2台設け、有効電力が第1段設
定値を越えたときは、負荷制限設定器16または負荷設
定器17の設定値に対する増加指令をロックし、第2段
設定値を越えたときは負荷制限設定器16または負荷設
定器17に設定値の低減指令を出力する。 などの方法を採っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記(1)の方法は、
負荷制限設定器16または負荷設定器17の設定値を例
えば90%と設定することで対応するものであるが、こ
の設定値は落差(ダム水位−放水路水位)を特定値の条
件で算出した値であるため、落差が特定値の場合は有効
電力を定格値に制限することができるが、落差が特定値
以上の場合には有効電力が定格値を越える一方、落差が
特定値以下の場合には有効電力が定格値に達しないた
め、発電所の運転範囲を狭め有効利用ができないという
問題がある。(2)の方法は、最初は落差変動の影響を
受けずに有効電力を制限できるが、制限中に落差が増加
すると有効電力が定格値を越えてしまうという問題があ
る。(3)の方法は、落差変動の影響を受けることな
く、有効電力を第1段設定値と第2段設定値との間に制
限できるが、この第1段設定値と第2段設定値との差を
小さくすると、ダム水位調整装置,水車流量制御装置か
らの増制御指令と、有効電力制限装置の減指令とでハン
チングを生じる。また、第1段設定値と第2段設定値と
の差を大きくすると、定格電力に制限する機能が失われ
てしまうという問題がある。さらに、この方法では電磁
リレーやタイマー等の回路部品が多数必要になるという
問題もある。したがって、この発明の課題は落差が変動
しても常に水力発電機の有効電力を定格値に制限し得る
ようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第1の発明では、速度設定値と水車発電機の速
度実際値との偏差およびサーボモータ開度設定値とその
実際値との偏差を入力され、各偏差が零となるよう所定
の制御演算を行なう速度調節器と、この速度調節器の出
力と負荷制限設定値とのいずれか低い方の値を出力する
低値出力器とを備え、その出力をサーボモータ開度設定
値として開度調節器およびアクチュエータを介してサー
ボモータ開度を制御する電気調速装置に対し、基準落差
時における有効電力制限値相当のサーボモータ開度の基
準制限値を算出する第1演算手段と、有効電力制限値と
電力実際値との偏差を比例,積分演算して現在落差にお
けるサーボモータ開度補正値を算出する第2演算手段
と、前記第1,第2演算手段の各出力を加算する加算手
段とを設け、この加算手段の出力を前記負荷制限設定値
として用いて制御することを特徴としている。
【0006】第2の発明では、速度設定値と水車発電機
の速度実際値との偏差およびサーボモータ開度設定値と
その実際値との偏差を入力され、各偏差が零となるよう
所定の制御演算を行なう速度調節器と、この速度調節器
の出力と負荷制限設定値とのいずれか低い方の値を出力
する低値出力器とを備え、その出力をサーボモータ開度
設定値として開度調節器およびアクチュエータを介して
サーボモータ開度を制御する電気調速装置に対し、基準
落差時における有効電力制限値相当のサーボモータ開度
の基準制限値を演算する第1演算手段と、基準落差と現
在落差との比率をべき乗演算して落差補正係数を算出す
る第2演算手段と、前記第1,第2演算手段の各出力を
乗算する乗算手段とを設け、この乗算手段の出力を前記
負荷制限設定値として用いて制御することを特徴として
いる。
【0007】第3の発明では、速度設定値と水車発電機
の速度実際値との偏差およびサーボモータ開度設定値と
その実際値との偏差を入力され、各偏差が零となるよう
所定の制御演算を行なう速度調節器と、この速度調節器
の出力と負荷制限設定値とのいずれか低い方の値を出力
する低値出力器とを備え、その出力をサーボモータ開度
設定値として開度調節器およびアクチュエータを介して
サーボモータ開度を制御する電気調速装置に対し、有効
電力制限値と電力実際値との偏差を比例,積分演算して
現在落差におけるサーボモータ開度補正値を算出する第
1演算手段と、基準落差時における有効電力制限値相当
のサーボモータ開度の基準制限値を算出する第2演算手
段と、基準落差と現在落差との比率をべき乗演算して落
差補正係数を算出する第3演算手段と、前記第2,第3
演算手段の各出力を乗算する乗算手段と、この乗算手段
の出力と前記第1演算手段の出力とを加算する加算手段
とを設け、この加算手段の出力を前記負荷制限設定値と
して用いて制御することを特徴としている。
【0008】
【作用】基準落差時の有効電力制限値からそれと対応す
るサーボモータ開度の基準制限値に対し、有効電力制限
値と有効電力実際値との偏差を比例−積分して求められ
るサーボモータ開度補正値を加算するか、基準落差と落
差実際値との比率をべき乗演算して求められる落差補正
系数を乗算するか、これらを併用して負荷(サーボモー
タ開度)制限値を求めることにより、落差が変動しても
常に水力発電機の有効電力を規定値内に制限し得るよう
にする。
【0009】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示すブロック図で
ある。これは、図4の低値出力器5または負荷制限設定
器6のいずれかに与える負荷制限設定値を演算するため
の演算部分を示しており、1は有効電力制限設定器、2
は電力/開度変換器、3は有効電力検出器、4は比例演
算器(P調節器)、5は積分演算器(I調節器)、6は
リミッタ、AD1〜AD3は加算器である。すなわち、
設定器1に設定される有効電力制限値は電力/開度変換
器2によって、サーボモータ開度基準制限値に変換され
る。加算器AD1は検出器3からの有効電力実際値(実
電力)と有効電力制限値との偏差を出力し、これが比例
演算器4および積分演算器5に入力される。積分演算器
5は出力リミッタ機能を有しており、その上限L1,下
限L2はそれぞれ例えば10%,−10%とされる。加
算器AD2では比例演算器4の出力と積分演算器5の出
力とを加算し、出力リミッタ6を経てサーボモータ開度
補正値を出力する。加算器AD3はこのサーボモータ開
度補正値を電力/開度変換器2からのサーボモータ開度
基準制限値に加算し、現在の最適なサーボモータ開度制
限値として図4に示す低値出力器5へ直接、または負荷
制限設定器6を介して間接的に与え、サーボモータ開度
を制限する。
【0010】図2はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図で、これも図4の低値出力器5または負荷制限設定
器6のいずれかに与える負荷制限設定値を演算するため
の演算部分を示している。なお、7は落差検出器、8は
べき乗演算器、9は乗算器でその他は図1と同じであ
る。これは、発電機出力Pが現在の落差hの関数とし
て、次式のように表わされることに着目したものであ
る。 P=C×(h/h0)1.5 (ただし、h0:基準落差 C:サーボモータ開度等か
ら決定される定数)そこで、落差検出器7を設けて現在
の落差hを求め、これにもとづきべき乗演算器8で(h
/h0)1.5 のべき乗演算をして落差補正係数を求め、
これを乗算器9において電力/開度変換器2からのサー
ボモータ開度基準制限値に乗じることにより、現在の最
適なサーボモータ開度制限値を得るものである。
【0011】図3はこの発明のさらに他の実施例を示す
ブロック図である。同図からも明らかなように、この実
施例は図1に示すものと図2に示すものとを寄せ合わせ
たものである。すなわち、有効電力制限値と電力実際値
との偏差を演算器4,5により比例,積分演算しリミッ
タ6を介して現在落差におけるサーボモータ開度補正値
を得る一方、電力/開度変換器2により基準落差時にお
ける有効電力制限値相当のサーボモータ開度の基準制限
値を得、これに基準落差と現在落差との比率をべき乗演
算して落差補正係数を算出する、べき乗演算器8の出力
を乗算器9にて乗算し、この乗算器9の出力とリミッタ
6の出力とを加算器AD3にて加算することにより負荷
制限設定値を得るものである。こうすることにより、積
分演算器5の上下限値L1’,L2’の絶対値を図1の
それよりも小さくして、レスポンスを早めることが可能
となる。
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、基準落差時の有効電
力制限値からそれと対応するサーボモータ開度の基準制
限値を求め、これに対して有効電力制限値と有効電力実
際値との偏差を比例−積分して求められるサーボモータ
開度補正値を加算するか、または基準落差と落差実際値
との比率をべき乗演算して求められる落差補正系数を乗
算するか、もしくはこれらを併用して負荷(サーボモー
タ開度)制限値を求めるようにしたので、落差が変動し
ても常に水力発電機の有効電力を規定値内に制限するこ
とができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例を示すブロック図である。
【図2】この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】この発明のさらに他の実施例を示すブロック図
である。
【図4】水力発電所設備の一般的な例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1…有効電力制限設定器、2…電力/開度変換器、3…
有効電力検出器、4…比例演算器、5…積分演算器、6
…リミッタ、7…落差検出器、8…べき乗演算器、9…
乗算器。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−28599(JP,A) 特開 昭49−61610(JP,A) 特開 昭55−23769(JP,A) 特開 昭54−56127(JP,A) 特開 平1−268499(JP,A) 特開 昭53−14312(JP,A) 特開 昭54−99921(JP,A) 特開 昭53−29434(JP,A) 実公 昭35−30233(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 9/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 速度設定値と水車発電機の速度実際値と
    の偏差およびサーボモータ開度設定値とその実際値との
    偏差を入力され、各偏差が零となるよう所定の制御演算
    を行なう速度調節器と、この速度調節器の出力と負荷制
    限設定値とのいずれか低い方の値を出力する低値出力器
    とを備え、その出力をサーボモータ開度設定値として開
    度調節器およびアクチュエータを介してサーボモータ開
    度を制御する電気調速装置に対し、 基準落差時における有効電力制限値相当のサーボモータ
    開度の基準制限値を算出する第1演算手段と、有効電力
    制限値と電力実際値との偏差を比例,積分演算して現在
    落差におけるサーボモータ開度補正値を算出する第2演
    算手段と、前記第1,第2演算手段の各出力を加算する
    加算手段とを設け、この加算手段の出力を前記負荷制限
    設定値として用いて制御することを特徴とする水力発電
    所用有効電力制限装置。
  2. 【請求項2】 速度設定値と水車発電機の速度実際値と
    の偏差およびサーボモータ開度設定値とその実際値との
    偏差を入力され、各偏差が零となるよう所定の制御演算
    を行なう速度調節器と、この速度調節器の出力と負荷制
    限設定値とのいずれか低い方の値を出力する低値出力器
    とを備え、その出力をサーボモータ開度設定値として開
    度調節器およびアクチュエータを介してサーボモータ開
    度を制御する電気調速装置に対し、 基準落差時における有効電力制限値相当のサーボモータ
    開度の基準制限値を演算する第1演算手段と、基準落差
    と現在落差との比率をべき乗演算して落差補正係数を算
    出する第2演算手段と、前記第1,第2演算手段の各出
    力を乗算する乗算手段とを設け、この乗算手段の出力を
    前記負荷制限設定値として用いて制御することを特徴と
    する水力発電所用有効電力制限装置。
  3. 【請求項3】 速度設定値と水車発電機の速度実際値と
    の偏差およびサーボモータ開度設定値とその実際値との
    偏差を入力され、各偏差が零となるよう所定の制御演算
    を行なう速度調節器と、この速度調節器の出力と負荷制
    限設定値とのいずれか低い方の値を出力する低値出力器
    とを備え、その出力をサーボモータ開度設定値として開
    度調節器およびアクチュエータを介してサーボモータ開
    度を制御する電気調速装置に対し、 有効電力制限値と電力実際値との偏差を比例,積分演算
    して現在落差におけるサーボモータ開度補正値を算出す
    る第1演算手段と、基準落差時における有効電力制限値
    相当のサーボモータ開度の基準制限値を算出する第2演
    算手段と、基準落差と現在落差との比率をべき乗演算し
    て落差補正係数を算出する第3演算手段と、前記第2,
    第3演算手段の各出力を乗算する乗算手段と、この乗算
    手段の出力と前記第1演算手段の出力とを加算する加算
    手段とを設け、この加算手段の出力を前記負荷制限設定
    値として用いて制御することを特徴とする水力発電所用
    有効電力制限装置。
JP4026777A 1992-02-13 1992-02-13 水力発電所用有効電力制限装置 Expired - Fee Related JP3021914B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4026777A JP3021914B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 水力発電所用有効電力制限装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4026777A JP3021914B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 水力発電所用有効電力制限装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05227799A JPH05227799A (ja) 1993-09-03
JP3021914B2 true JP3021914B2 (ja) 2000-03-15

Family

ID=12202735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4026777A Expired - Fee Related JP3021914B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 水力発電所用有効電力制限装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3021914B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112348305A (zh) * 2020-09-02 2021-02-09 大唐水电科学技术研究院有限公司 水电厂反向推算水头方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05227799A (ja) 1993-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3021914B2 (ja) 水力発電所用有効電力制限装置
US4749928A (en) Device for reducing the lag in recovery of a non-linear subsidiary controller
JP2902217B2 (ja) 原子力発電プラントの出力制御方法及び装置
JPH11201015A (ja) 水車またはポンプ水車の調速制御方法および装置
JPH0450602B2 (ja)
JP2818325B2 (ja) 2自由度調節装置
JPH10122119A (ja) 水車及びポンプ水車の調速制御装置並びにそれらの調速制御方法
JP2640596B2 (ja) 発電電力制御装置
JPH06153397A (ja) 電圧安定度監視装置
JPS6122807B2 (ja)
JPH0461163B2 (ja)
JPS6337599B2 (ja)
JPH02159607A (ja) 水車発電機用電気調速装置
JPS6133353B2 (ja)
JP2511908B2 (ja) タ−ビン制御装置
JP3141572B2 (ja) 水車発電機の出力制限方法
JPH0345638B2 (ja)
JPH10108495A (ja) 自動負荷制限装置
JPH06272233A (ja) 水力発電所の自動負荷制御装置
JPH0638719B2 (ja) 発電機解列準備制御方法
JPH0469018A (ja) 発電量制御装置
JPH05227777A (ja) 比例積分演算出力の変化率制限方法
JPH0481503A (ja) タービン制御装置
JPS62281799A (ja) 水力発電機の出力電力制限方式
JPS61272403A (ja) タ−ビン制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees