JP3053611B2 - 揚水発電装置 - Google Patents
揚水発電装置Info
- Publication number
- JP3053611B2 JP3053611B2 JP10175148A JP17514898A JP3053611B2 JP 3053611 B2 JP3053611 B2 JP 3053611B2 JP 10175148 A JP10175148 A JP 10175148A JP 17514898 A JP17514898 A JP 17514898A JP 3053611 B2 JP3053611 B2 JP 3053611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- excitation
- circuit
- pumped
- rotation speed
- 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
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は例えばポンプ水車
に交流励磁同期機を接続した揚水発電装置に関するもの
である。
に交流励磁同期機を接続した揚水発電装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の揚水発電装置としては、
次のようなものが知られている。
次のようなものが知られている。
【０００３】（１）図４は例えば特開昭６２−７７０８
２号公報に示された可変速揚水発電装置の原理を説明す
るブロック図であり、図において、Ｍは巻線形誘導発電
電動機の２次側をスベリ周波数により２次励磁し、可変
速度で指定された電力にて運転される交流励磁同期機
（以下、ＡＥＳＭと略称する）、１はその巻線形誘電発
電電動機の電機子、２はその誘電発電電動機の回転子
（２次コイル）、３は可逆式ポンプ水車、４はシャフ
ト、５はサイクロコンバータ用変圧器、６は励磁用変換
器としてのサイクロコンバータ（以下、ＥＸと略称す
る）、７は回転数検出器、８はサイクロコンバータの制
御器である。
２号公報に示された可変速揚水発電装置の原理を説明す
るブロック図であり、図において、Ｍは巻線形誘導発電
電動機の２次側をスベリ周波数により２次励磁し、可変
速度で指定された電力にて運転される交流励磁同期機
（以下、ＡＥＳＭと略称する）、１はその巻線形誘電発
電電動機の電機子、２はその誘電発電電動機の回転子
（２次コイル）、３は可逆式ポンプ水車、４はシャフ
ト、５はサイクロコンバータ用変圧器、６は励磁用変換
器としてのサイクロコンバータ（以下、ＥＸと略称す
る）、７は回転数検出器、８はサイクロコンバータの制
御器である。
【０００４】図５は上記可変速揚水発電装置の揚水方向
運転特性を示すもので、縦軸はポンプ入力を％表示、横
軸はポンプの揚程である。揚程の１００％は最高揚程
で、最低揚程が９０％の場合を示している。点Ｐ１〜Ｐ
４，Ｐ１３，Ｐ１４は特定のポイントを示しており、ラ
インＬ１２は最大ポンプ入力、Ｌ５は１００％ポンプ入
力、Ｌ６は安定なるポンプ運転の限界線、Ｌ７は最低揚
程におけるポンプ入力の最小しぼり込み値の限界、ライ
ンＬ８〜Ｌ１１は回転数を各々１０２，１００，９７．
５，９５％に変えた場合の運転特性曲線である。
運転特性を示すもので、縦軸はポンプ入力を％表示、横
軸はポンプの揚程である。揚程の１００％は最高揚程
で、最低揚程が９０％の場合を示している。点Ｐ１〜Ｐ
４，Ｐ１３，Ｐ１４は特定のポイントを示しており、ラ
インＬ１２は最大ポンプ入力、Ｌ５は１００％ポンプ入
力、Ｌ６は安定なるポンプ運転の限界線、Ｌ７は最低揚
程におけるポンプ入力の最小しぼり込み値の限界、ライ
ンＬ８〜Ｌ１１は回転数を各々１０２，１００，９７．
５，９５％に変えた場合の運転特性曲線である。
【０００５】可変速機でない常に定格回転数（ｎ＝１０
０％）で運転される揚水発電装置の揚水方向運転特性
は、図５のラインＬ９に示す特性で揚程によって一義的
にポンプ入力が決められてしまうのに対し、上記可変速
揚水発電装置の場合は回転を定格の回転数より下げるこ
とにより、点Ｐ２〜Ｐ４を結ぶ範囲内でポンプ入力の調
整が可能であり、回転を定格回転数より上げることによ
り点Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２，Ｐ３を結ぶ範囲内でポンプ
入力の調整が可能であり、合せてＰ１３，Ｐ２，Ｐ４，
Ｐ１４で囲まれた範囲が運転可能である。
０％）で運転される揚水発電装置の揚水方向運転特性
は、図５のラインＬ９に示す特性で揚程によって一義的
にポンプ入力が決められてしまうのに対し、上記可変速
揚水発電装置の場合は回転を定格の回転数より下げるこ
とにより、点Ｐ２〜Ｐ４を結ぶ範囲内でポンプ入力の調
整が可能であり、回転を定格回転数より上げることによ
り点Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２，Ｐ３を結ぶ範囲内でポンプ
入力の調整が可能であり、合せてＰ１３，Ｐ２，Ｐ４，
Ｐ１４で囲まれた範囲が運転可能である。
【０００６】（２）図６は例えば平成３年電気学会全国
大会、第１１−５５，第１１−５６の「可変速揚水発電
システムの励磁装置保護方式」に示されたサイクロコン
バータ形可変速揚水発電装置のブロック図であり、前記
図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図６において、９は周波数変換装置としてのサイク
ロコンバータであり、この入力側にそれぞれ並列に過電
圧抑制用サイリスタ１０、過電圧抑制アレスタ１１、過
電圧検出回路１２が接続されている。
大会、第１１−５５，第１１−５６の「可変速揚水発電
システムの励磁装置保護方式」に示されたサイクロコン
バータ形可変速揚水発電装置のブロック図であり、前記
図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図６において、９は周波数変換装置としてのサイク
ロコンバータであり、この入力側にそれぞれ並列に過電
圧抑制用サイリスタ１０、過電圧抑制アレスタ１１、過
電圧検出回路１２が接続されている。
【０００７】次に動作について説明する。ＡＥＳＭを可
変速で運転するには、ＡＥＳＭを２次励磁する方式が通
常採用される。回転数が変っても、系統周波数と一致す
るようにスベリ分だけ２次励磁により周波数を補正して
やれば、系統との並列運転が可能である。
変速で運転するには、ＡＥＳＭを２次励磁する方式が通
常採用される。回転数が変っても、系統周波数と一致す
るようにスベリ分だけ２次励磁により周波数を補正して
やれば、系統との並列運転が可能である。
【０００８】系統事故が発生すると、ＡＥＳＭの２次に
過電圧が発生することが知られており、過電圧検出回路
１２で過電圧を検出し、過電圧抑制用アレスタ１１を点
弧して過電圧を抑制していた。
過電圧が発生することが知られており、過電圧検出回路
１２で過電圧を検出し、過電圧抑制用アレスタ１１を点
弧して過電圧を抑制していた。
【０００９】（３）図７は例えば特開平３−１１７３９
６号公報に示されたサイクロコンバータ形可変速揚水発
電装置の概要を示すブロック図であり、前記図４と同一
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図７に
おいて、１３は計器用変流器、１４は計器用変圧器であ
る。図８は上記装置に適用する１２相非循環電流方式サ
イクロコンバータの回路図である。
６号公報に示されたサイクロコンバータ形可変速揚水発
電装置の概要を示すブロック図であり、前記図４と同一
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図７に
おいて、１３は計器用変流器、１４は計器用変圧器であ
る。図８は上記装置に適用する１２相非循環電流方式サ
イクロコンバータの回路図である。
【００１０】次に動作について説明する。まず、ＡＥＳ
Ｍを可変速で同期運転するには、該ＡＥＳＭの電機子１
を２次励磁する交流励磁方式が通常採用される。この励
磁方式は、例えば、図示のように、ＡＥＳＭの電機子１
の出力電圧をコンバータ用変圧器５で電圧変換した２次
電圧をＥＸ６に入力する。
Ｍを可変速で同期運転するには、該ＡＥＳＭの電機子１
を２次励磁する交流励磁方式が通常採用される。この励
磁方式は、例えば、図示のように、ＡＥＳＭの電機子１
の出力電圧をコンバータ用変圧器５で電圧変換した２次
電圧をＥＸ６に入力する。
【００１１】一般に同期発電機を並列運転するには、特
に両機の周波数、電圧の大きさ、及び位相の３要素が一
致していなければ並列投入と同時にじょう乱が発生する
ので、常に回転子２の回転数が高まっても系統周波数と
一致するように、スベリ分だけ２次励磁により周波数を
補正してやる必要がある。
に両機の周波数、電圧の大きさ、及び位相の３要素が一
致していなければ並列投入と同時にじょう乱が発生する
ので、常に回転子２の回転数が高まっても系統周波数と
一致するように、スベリ分だけ２次励磁により周波数を
補正してやる必要がある。
【００１２】そこで、ＥＸ６の周波数変換機能として、
交流電源からサイリスタのスイッチ作用を利用して直接
に周波数の異る交流電力を得、これをＡＥＳＭの回転子
２に供給するサイクロコンバータ制御方式が使用され
る。
交流電源からサイリスタのスイッチ作用を利用して直接
に周波数の異る交流電力を得、これをＡＥＳＭの回転子
２に供給するサイクロコンバータ制御方式が使用され
る。
【００１３】前記ＥＸ６としてはＡＥＳＭの回転子２の
回転数検出機（例えば、レゾルバ）７の位置信号や計器
用変流器１３による発電機出力電流，及び計器用変圧器
１４による発電機出力電圧等を制御要素として入力した
サイクロコンバータ制御器８によって制御し、最終的に
設定された電力及び最適回転数になるようにＡＥＳＭを
システム制御している。
回転数検出機（例えば、レゾルバ）７の位置信号や計器
用変流器１３による発電機出力電流，及び計器用変圧器
１４による発電機出力電圧等を制御要素として入力した
サイクロコンバータ制御器８によって制御し、最終的に
設定された電力及び最適回転数になるようにＡＥＳＭを
システム制御している。
【００１４】（４）図９は例えば電学誌、１０７巻３
号、昭６２，第２１０頁、図１２に示された揚水発電装
置のブロック図であり、図において、Ｍは電機子１と回
転子２を有するＡＥＳＭ、３はＡＥＳＭに直結されたポ
ンプ水車、１５はサイクロコンバータ、１６は自動電流
制御回路、１７は負荷調整回路、１８は出力設定器、１
９はポンプ水車３の入出力制御サーボ、２０はガバナ、
２１は回転速度演算回路、２２は弁開度演算回路、Ｐ，
Ｎ，Ｈ，ＧＶＯは各々実際の発生電力、回転数、落差、
ガイドベーン開度である。各々のサフィックスの零は指
令値を示す。
号、昭６２，第２１０頁、図１２に示された揚水発電装
置のブロック図であり、図において、Ｍは電機子１と回
転子２を有するＡＥＳＭ、３はＡＥＳＭに直結されたポ
ンプ水車、１５はサイクロコンバータ、１６は自動電流
制御回路、１７は負荷調整回路、１８は出力設定器、１
９はポンプ水車３の入出力制御サーボ、２０はガバナ、
２１は回転速度演算回路、２２は弁開度演算回路、Ｐ，
Ｎ，Ｈ，ＧＶＯは各々実際の発生電力、回転数、落差、
ガイドベーン開度である。各々のサフィックスの零は指
令値を示す。
【００１５】上記の構成において、図２に示すごとく設
定された電力（６５Ｐ）になるように、出力設定器１
８、負荷調整回路１７、自動電流制御回路１６によりサ
イクロコンバータ１５を制御して電力をＰのごとく制御
し、最適回転数（Ｎ0 ）になるように、出力設定器１
８、回転速度演算回路２１、ガバナ２０、弁開度演算回
路２２により入出力制御サーボ１９を制御して回転数Ｎ
でＡＥＳＭを運転する。
定された電力（６５Ｐ）になるように、出力設定器１
８、負荷調整回路１７、自動電流制御回路１６によりサ
イクロコンバータ１５を制御して電力をＰのごとく制御
し、最適回転数（Ｎ0 ）になるように、出力設定器１
８、回転速度演算回路２１、ガバナ２０、弁開度演算回
路２２により入出力制御サーボ１９を制御して回転数Ｎ
でＡＥＳＭを運転する。
【００１６】（５）図１０は前記図９に示す可変速揚水
発電装置の始動装置を示すブロック図であり、図４と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１
０において、２３はＡＥＳＭ用しゃ断器、２４はＡＥＳ
Ｍの相切替断路器、２５は主変圧器、２６はＥＸ用しゃ
断器、２７は始動用しゃ断器、２８は始動用変圧器、２
９は始動変圧器用しゃ断器、３０はサイリスタ始動装置
である。
発電装置の始動装置を示すブロック図であり、図４と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１
０において、２３はＡＥＳＭ用しゃ断器、２４はＡＥＳ
Ｍの相切替断路器、２５は主変圧器、２６はＥＸ用しゃ
断器、２７は始動用しゃ断器、２８は始動用変圧器、２
９は始動変圧器用しゃ断器、３０はサイリスタ始動装置
である。
【００１７】次に上記始動装置の動作を説明する。相切
替断路器２４の揚水方向断路器（Ｐ側）を投入し、しゃ
断器２６，２９を投入しておき、始動指令によりまずポ
ンプ水車３の水面を押下げてから始動用しゃ断器２７を
投入し、サイリスタ始動装置３０にて始動を開始する。
サイリスタ始動装置３０にて昇速し、昇速中の励磁はＥ
Ｘ６によりＤＣまたは低周波（スベリ３％以下）励磁と
し、同期速度近くまで加速したら始動用しゃ断器２７を
解放し、ＥＸ６を制御して揃速制御を行い、ＡＥＳＭ用
しゃ断器２３で同期投入する。水面押下げ用空気排気
後、プライミング圧力を確立し、ガイドベーンを開けて
揚水運転に入る。なお、図９の揚水発電装置および図１
０の始動装置に関連する従来例として、特開昭６０−２
０１０７８号公報、特開平２−１１１３００号公報、特
公平３−５１９１０号公報等がある。
替断路器２４の揚水方向断路器（Ｐ側）を投入し、しゃ
断器２６，２９を投入しておき、始動指令によりまずポ
ンプ水車３の水面を押下げてから始動用しゃ断器２７を
投入し、サイリスタ始動装置３０にて始動を開始する。
サイリスタ始動装置３０にて昇速し、昇速中の励磁はＥ
Ｘ６によりＤＣまたは低周波（スベリ３％以下）励磁と
し、同期速度近くまで加速したら始動用しゃ断器２７を
解放し、ＥＸ６を制御して揃速制御を行い、ＡＥＳＭ用
しゃ断器２３で同期投入する。水面押下げ用空気排気
後、プライミング圧力を確立し、ガイドベーンを開けて
揚水運転に入る。なお、図９の揚水発電装置および図１
０の始動装置に関連する従来例として、特開昭６０−２
０１０７８号公報、特開平２−１１１３００号公報、特
公平３−５１９１０号公報等がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来の揚水発電装置は
以上のように構成されているので、それぞれ次のような
問題点があった。
以上のように構成されているので、それぞれ次のような
問題点があった。
【００１９】まず、前記（１）の揚水発電装置は、スベ
リ零（Ｓ＝０）即ち、定格回転数（ｎ＝１００％）付近
では、ＥＸ６の出力が非常に低周波で直流に近くなるた
め、３相の１アームに長く通電することにより、熱的に
ＥＸ６の容量を大きくしなければならず、不経済とな
る。
リ零（Ｓ＝０）即ち、定格回転数（ｎ＝１００％）付近
では、ＥＸ６の出力が非常に低周波で直流に近くなるた
め、３相の１アームに長く通電することにより、熱的に
ＥＸ６の容量を大きくしなければならず、不経済とな
る。
【００２０】前記（２）のサイクロコンバータ形可変速
揚水発電装置は、一度過電圧保護回路を動作させると、
復帰が困難となったり、復帰回路が複雑になったり、Ｅ
Ｘ６の出力側に過電圧保護装置を設ける必要があり、構
成も複雑なため装置スペースも大きく、不経済である。
揚水発電装置は、一度過電圧保護回路を動作させると、
復帰が困難となったり、復帰回路が複雑になったり、Ｅ
Ｘ６の出力側に過電圧保護装置を設ける必要があり、構
成も複雑なため装置スペースも大きく、不経済である。
【００２１】また、ＥＸ６は常に回転子２の回転数を検
出し、系統周波数や位相との差によるスベリ周波数でＡ
ＥＳＭを励磁しているため、系統並入指令が出たら、Ａ
ＥＳＭの発生電圧と系統電圧が一致すればすぐ並入して
いた。これは周波数と位相に常に一致しているものとし
て確認せず、従来の同期機と同じように電圧や位相を３
相回路で比較し、同期判定していたため、不十分な条件
で並入したり、装置が複雑になるなどの問題点があっ
た。
出し、系統周波数や位相との差によるスベリ周波数でＡ
ＥＳＭを励磁しているため、系統並入指令が出たら、Ａ
ＥＳＭの発生電圧と系統電圧が一致すればすぐ並入して
いた。これは周波数と位相に常に一致しているものとし
て確認せず、従来の同期機と同じように電圧や位相を３
相回路で比較し、同期判定していたため、不十分な条件
で並入したり、装置が複雑になるなどの問題点があっ
た。
【００２２】前記（３）のサイクロコンバータ形可変速
揚水発電装置は、ＥＸ６の容量は変換器の使用素子の容
量によって制限を受け、大容量の変換器への適用が難し
く、ＡＥＳＭの容量を大きくできなかったり、変換器で
ＡＥＳＭを自己始動できない等の問題点があった。
揚水発電装置は、ＥＸ６の容量は変換器の使用素子の容
量によって制限を受け、大容量の変換器への適用が難し
く、ＡＥＳＭの容量を大きくできなかったり、変換器で
ＡＥＳＭを自己始動できない等の問題点があった。
【００２３】前記（４）の揚水発電装置は、入出力設定
器を操作した時、電力は出力設定器１８により電気的に
ＥＸ６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。
また早い制御が電力でフィードバックされているため、
電力が一定に保たれることからガバナ系ループの安定性
が悪くなり、回転速度が可変速範囲を逸脱するおそれも
あり、ＡＦＣ信号での応動に問題がある場合があった。
器を操作した時、電力は出力設定器１８により電気的に
ＥＸ６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。
また早い制御が電力でフィードバックされているため、
電力が一定に保たれることからガバナ系ループの安定性
が悪くなり、回転速度が可変速範囲を逸脱するおそれも
あり、ＡＦＣ信号での応動に問題がある場合があった。
【００２４】前記（５）の揚水発電装置は、揚水始動時
にサイリスタ始動装置の設置を必要としたり、ＥＸ６で
ベクトル制御のみで自己始動する場合は該ＥＸの容量を
大きくしなければならず、不経済である。
にサイリスタ始動装置の設置を必要としたり、ＥＸ６で
ベクトル制御のみで自己始動する場合は該ＥＸの容量を
大きくしなければならず、不経済である。
【００２５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、系統のニーズにマッチした安定な
ＡＦＣ信号に応動可能な揚水発電装置を得ることを目的
とする。
めになされたもので、系統のニーズにマッチした安定な
ＡＦＣ信号に応動可能な揚水発電装置を得ることを目的
とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る揚水発電
装置は、励磁用変換器とガバナの制御を電力偏差による
制御と回転数偏差による制御の両方が可能な回路と、自
動周波数調整信号の電力調整指令を前記励磁用変換器で
も前記ガバナでも運用上の必要性と系統の状況に応じて
選択切替えて制御する切替回路とを具備したものであ
る。
装置は、励磁用変換器とガバナの制御を電力偏差による
制御と回転数偏差による制御の両方が可能な回路と、自
動周波数調整信号の電力調整指令を前記励磁用変換器で
も前記ガバナでも運用上の必要性と系統の状況に応じて
選択切替えて制御する切替回路とを具備したものであ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す可
変速揚水発電装置のブロック図であり、Ｍは巻線形誘導
発電電動機の２次側をスベリ周波数により２次励磁し、
可変速度で指定された電力にて運転される交流励磁同期
機（以下、ＡＥＳＭと略称する）、１はその巻線形誘電
発電電動機の電機子、２はその誘電発電電動機の回転子
（２次コイル）、３は可逆式ポンプ水車、４はシャフ
ト、５はサイクロコンバータ用変圧器、６は励磁用変換
器としてのサイクロコンバータ（以下、ＥＸと略称す
る）、７は回転数検出器、８はサイクロコンバータの制
御器である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す可
変速揚水発電装置のブロック図であり、Ｍは巻線形誘導
発電電動機の２次側をスベリ周波数により２次励磁し、
可変速度で指定された電力にて運転される交流励磁同期
機（以下、ＡＥＳＭと略称する）、１はその巻線形誘電
発電電動機の電機子、２はその誘電発電電動機の回転子
（２次コイル）、３は可逆式ポンプ水車、４はシャフ
ト、５はサイクロコンバータ用変圧器、６は励磁用変換
器としてのサイクロコンバータ（以下、ＥＸと略称す
る）、７は回転数検出器、８はサイクロコンバータの制
御器である。
【００２８】上記ＥＸ６はインバータ６ａとコンバータ
６ｂとで構成され、インバータ制御回路８はψ検出回路
８ａ、３相−２相変換回路８ｂ、励磁系制御指令演算回
路８ｃ、ｑ軸制御回路８ｄ、ｄ軸制御回路８ｅ、電圧無
効電力制御回路８ｆ、２相−３相変換回路８ｇ等で構成
されている。
６ｂとで構成され、インバータ制御回路８はψ検出回路
８ａ、３相−２相変換回路８ｂ、励磁系制御指令演算回
路８ｃ、ｑ軸制御回路８ｄ、ｄ軸制御回路８ｅ、電圧無
効電力制御回路８ｆ、２相−３相変換回路８ｇ等で構成
されている。
【００２９】３１は電圧設定器、３５はガバナ系制御指
令演算回路、３６はガバナ、３７は電力検出回路、６８
はＡＦＣ装置、６９はＡＦＣ入・切コンタクト、７０は
最適回転数演算回路、７１ａ，７１ｂは電力（Ｐ）フィ
ードバックと回転数（Ｎ）フィードバックの切替コンタ
クト（切替回路）である。
令演算回路、３６はガバナ、３７は電力検出回路、６８
はＡＦＣ装置、６９はＡＦＣ入・切コンタクト、７０は
最適回転数演算回路、７１ａ，７１ｂは電力（Ｐ）フィ
ードバックと回転数（Ｎ）フィードバックの切替コンタ
クト（切替回路）である。
【００３０】次に、本実施の形態１の動作について説明
する。まずＡＦＣ信号を最適回転数演算回路７０に与え
てＥＸ６を回転数偏差にて制御する場合を説明する。
する。まずＡＦＣ信号を最適回転数演算回路７０に与え
てＥＸ６を回転数偏差にて制御する場合を説明する。
【００３１】ＥＸ６の制御方式を電力フィードバック方
式とした場合と回転速度のフィードバック方式を使った
場合と比較して説明する。いずれの方式も定常状態にお
いては次のような差異を生ずる。即ち、外乱として発電
時の電圧設定器３１を増加側に操作した時、電力フィー
ドバックの場合、図２に示すごとく、電力Ｐは電圧設定
器３１に速応して増加するが、ガイドベーン動作が遅い
ために、回転体には減速トルクが働き、一時的に回転速
度が低下する。
式とした場合と回転速度のフィードバック方式を使った
場合と比較して説明する。いずれの方式も定常状態にお
いては次のような差異を生ずる。即ち、外乱として発電
時の電圧設定器３１を増加側に操作した時、電力フィー
ドバックの場合、図２に示すごとく、電力Ｐは電圧設定
器３１に速応して増加するが、ガイドベーン動作が遅い
ために、回転体には減速トルクが働き、一時的に回転速
度が低下する。
【００３２】その後、ガイドベーン開動作と共に回転速
度が増加し最適値に落ちつく。電力の追従性は早いが回
転数の整定が遅く、一時的に逆方向に動作してしまう。
度が増加し最適値に落ちつく。電力の追従性は早いが回
転数の整定が遅く、一時的に逆方向に動作してしまう。
【００３３】一方、回転速度フィードバックの回路を使
用した場合は、図３に示すごとく、回転速度は最適関数
出力に応じて上昇する。回転体の増速分のエネルギーを
原動機から供給するために、一時的に電気出力が減少
し、その後ガイドベーン開動作と共に出力が増加し、設
定値に落ちつく。上記の電力フィードバック方式に比較
し、回転数の整定が早く、逆方向動作をすることもな
く、電力も回転数の整定と同時に落ちつく。
用した場合は、図３に示すごとく、回転速度は最適関数
出力に応じて上昇する。回転体の増速分のエネルギーを
原動機から供給するために、一時的に電気出力が減少
し、その後ガイドベーン開動作と共に出力が増加し、設
定値に落ちつく。上記の電力フィードバック方式に比較
し、回転数の整定が早く、逆方向動作をすることもな
く、電力も回転数の整定と同時に落ちつく。
【００３４】これらの両者の特徴を組合せて、ＡＦＣ装
置６８のＡＦＣ信号に早く追従させたい場合は、電力指
令値を励磁系制御指令演算回路８ｃに与えてＥＸ６を制
御し、系統が不安定で回転数も安定しない場合は、ＡＦ
Ｃ信号に追従する速度は遅くても、ゆっくりとＡＦＣ信
号に応動するようにガバナ系制御指令演算回路３５を通
して電力指令値をガバナ３６に与える。
置６８のＡＦＣ信号に早く追従させたい場合は、電力指
令値を励磁系制御指令演算回路８ｃに与えてＥＸ６を制
御し、系統が不安定で回転数も安定しない場合は、ＡＦ
Ｃ信号に追従する速度は遅くても、ゆっくりとＡＦＣ信
号に応動するようにガバナ系制御指令演算回路３５を通
して電力指令値をガバナ３６に与える。
【００３５】その場合、回転数指令値は切替コンタクト
７１ａ，７１ｂにより切替えられて、励磁系制御指令演
算回路８ｃとガバナ系制御指令演算回路３５の電力指令
値が入っていない方に入力することとする。
７１ａ，７１ｂにより切替えられて、励磁系制御指令演
算回路８ｃとガバナ系制御指令演算回路３５の電力指令
値が入っていない方に入力することとする。
【００３６】以上のように、本実施の形態１によれば、
電力指令をＥＸに入れ、早く電力をＡＦＣ信号の要求に
追従させる場合と、電力指令をガバナに入れ、ゆっくり
電力をＡＦＣ信号の要求に追従させる場合を、運用上の
必要性と系統の状況に応じて切替えて制御可能としたこ
とにより、系統のニーズにマッチした安定な自動周波数
調整信号に応動可能である。
電力指令をＥＸに入れ、早く電力をＡＦＣ信号の要求に
追従させる場合と、電力指令をガバナに入れ、ゆっくり
電力をＡＦＣ信号の要求に追従させる場合を、運用上の
必要性と系統の状況に応じて切替えて制御可能としたこ
とにより、系統のニーズにマッチした安定な自動周波数
調整信号に応動可能である。
【００３７】実施の形態２．上記実施の形態１では、Ｅ
Ｘ６の制御を電力フィードバックと回転数フィードバッ
クの場合について説明したが、電力フィードバックに回
転補正回路を付加しても良く、回転数フィードバックに
電力補正回路を付加しても良く、また可変速発電のみの
場合でも上記実施の形態と同様の効果を奏する。
Ｘ６の制御を電力フィードバックと回転数フィードバッ
クの場合について説明したが、電力フィードバックに回
転補正回路を付加しても良く、回転数フィードバックに
電力補正回路を付加しても良く、また可変速発電のみの
場合でも上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電力
指令をＥＸに入れ、早く電力をＡＦＣ信号の要求に追従
させる場合と、電力指令をガバナに入れ、ゆっくり電力
をＡＦＣ信号の要求に追従させる場合を、運用上の必要
性と系統の状況に応じて切替えて制御可能としたので、
系統のニーズにマッチした安定な自動周波数調整信号に
応動可能な揚水発電装置を得ることができるという効果
がある。
指令をＥＸに入れ、早く電力をＡＦＣ信号の要求に追従
させる場合と、電力指令をガバナに入れ、ゆっくり電力
をＡＦＣ信号の要求に追従させる場合を、運用上の必要
性と系統の状況に応じて切替えて制御可能としたので、
系統のニーズにマッチした安定な自動周波数調整信号に
応動可能な揚水発電装置を得ることができるという効果
がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す揚水発電装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】 励磁用交換器を電力制御した場合の応答特性
図である。
図である。
【図３】 励磁用変換器を回転数制御とした場合の応答
特性図である。
特性図である。
【図４】 従来の揚水発電装置の原理を説明するブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】 従来装置によるポンプ水車の揚水運転特性曲
線図である。
線図である。
【図６】 従来のサイクロコンバータ形可変速揚水発電
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図７】 従来の他のサイクロコンバータ形可変速揚水
発電装置のブロック図である。
発電装置のブロック図である。
【図８】 従来装置における１２相非循環電流方式サイ
クロコンバータの回路図である。
クロコンバータの回路図である。
【図９】 従来の揚水発電装置のブロック図である。
【図１０】 従来装置における始動装置のブロック図で
ある。
ある。
３ 可逆式ポンプ水車、６ 励磁用変換器、３６ ガバ
ナ、７１ａ，７１ｂ切替コンタクト（切替回路）、Ｍ
交流励磁同期機。
ナ、７１ａ，７１ｂ切替コンタクト（切替回路）、Ｍ
交流励磁同期機。
Claims (1)
- 【請求項１】 可逆式ポンプ水車に直結された交流励磁
同期機と、この交流励磁同期機の２次側電圧を制御して
該交流励磁同期機の可変速運転を行なう励磁用変換器と
を有する揚水発電装置において、前記励磁用変換器とガ
バナの制御を電力偏差による制御と回転数偏差による制
御の両方が可能な回路と、自動周波数調整信号の電力調
整指令を前記励磁用変換器でも前記ガバナでも運用上の
必要性と系統の状況に応じて選択切替えて制御する切替
回路とを具備したことを特徴とする揚水発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175148A JP3053611B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4214751A JP2851490B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 揚水発電装置 |
| JP10175148A JP3053611B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4214751A Division JP2851490B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 揚水発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10313597A JPH10313597A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3053611B2 true JP3053611B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=16660974
Family Applications (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4214751A Expired - Lifetime JP2851490B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 揚水発電装置 |
| JP10175148A Expired - Fee Related JP3053611B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
| JP10175146A Expired - Fee Related JP3073719B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
| JP10175145A Expired - Fee Related JP3043707B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
| JP10175154A Expired - Fee Related JP3053612B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4214751A Expired - Lifetime JP2851490B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 揚水発電装置 |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175146A Expired - Fee Related JP3073719B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
| JP10175145A Expired - Fee Related JP3043707B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
| JP10175154A Expired - Fee Related JP3053612B2 (ja) | 1992-07-21 | 1998-06-22 | 揚水発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (5) | JP2851490B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4940719B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-05-30 | 東京電力株式会社 | 需給制御システムの発電機出力補正制御方式 |
| JP4834691B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2011-12-14 | 株式会社日立製作所 | 風力発電システム |
| JP5797511B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-10-21 | 日立三菱水力株式会社 | 可変速同期発電電動機の制御方法 |
| JP2014087141A (ja) * | 2012-10-23 | 2014-05-12 | Hitachi Ltd | 回転機およびそのドライブシステム |
| JP6173773B2 (ja) * | 2013-05-24 | 2017-08-02 | 株式会社東芝 | 可変速制御装置及び運転方法 |
| CN104612891B (zh) * | 2014-11-27 | 2017-04-26 | 国家电网公司 | 一种抽水蓄能机组从抽水到发电的紧急转换启动控制方法 |
| JP6453107B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2019-01-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 発電システム |
| CN105262353B (zh) * | 2015-10-14 | 2017-09-29 | 北京曙光航空电气有限责任公司 | 一种机载三相交流发电机控制器的调压电路 |
| CN107591846A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-01-16 | 中国南方电网有限责任公司 | 基于自动发电控制的抽蓄机组自动开停机控制方法 |
| CN110868119B (zh) * | 2019-12-10 | 2020-11-13 | 广东蓄能发电有限公司 | 一种抽水蓄能机组全状态定子电压调节方法 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4214751A patent/JP2851490B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-22 JP JP10175148A patent/JP3053611B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-22 JP JP10175146A patent/JP3073719B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-22 JP JP10175145A patent/JP3043707B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-22 JP JP10175154A patent/JP3053612B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3053612B2 (ja) | 2000-06-19 |
| JPH10313598A (ja) | 1998-11-24 |
| JPH10313595A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3043707B2 (ja) | 2000-05-22 |
| JPH10313596A (ja) | 1998-11-24 |
| JPH0638599A (ja) | 1994-02-10 |
| JP3073719B2 (ja) | 2000-08-07 |
| JPH10313597A (ja) | 1998-11-24 |
| JP2851490B2 (ja) | 1999-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4949021A (en) | Variable speed constant frequency start system with selectable input power limiting | |
| US5587641A (en) | VSCF start system with precise voltage control | |
| JP3053611B2 (ja) | 揚水発電装置 | |
| US5148093A (en) | System for controlling AC excited synchronous machine | |
| JPH01231698A (ja) | 交流励磁発電電動装置 | |
| JP2000308398A (ja) | 揚水発電装置 | |
| JP2891030B2 (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁装置 | |
| JP3480620B2 (ja) | 可変速発電プラント及びその制御方法並びにその制御装置 | |
| JP2581560B2 (ja) | 電力調整方法 | |
| JPH0326038B2 (ja) | ||
| JP2889254B2 (ja) | 可変速揚水発電制御装置 | |
| JP4021192B2 (ja) | 可変速発電機の制御方法と装置及び可変速揚水発電システム | |
| JP2588275B2 (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁装置 | |
| JP3130192B2 (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 | |
| JP3812142B2 (ja) | 可変速発電システムの制御装置 | |
| JPS6315684A (ja) | 揚水発電機システム | |
| JP2544967B2 (ja) | 揚水発電システム | |
| JPH0225033B2 (ja) | ||
| WO1990006015A1 (en) | Vscf start system with a constant acceleration | |
| JPH06217600A (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁システム | |
| JPH02262879A (ja) | 可変速揚水発電システムの始動方式 | |
| JPH0634628B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JPH03117396A (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁装置 | |
| JPS63302800A (ja) | ブラシレス可変速発電電動機 | |
| JPH04265684A (ja) | サイクロコンバータによる同期電動機の運転方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |