JP3911601B2

JP3911601B2 - Generator motor control device and power generation system using the same

Info

Publication number: JP3911601B2
Application number: JP06148099A
Authority: JP
Inventors: 孝志相原; 岩男真鳥; 雅哉一瀬; 基生二見; 有一加藤; 徹西尾; 明両満; 潔蓑口
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000262096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電電動機の制御装置に係り、特に、一次側が交流電力系統に接続され、二次側が交流励磁される発電電動機の出力を制御するに好適な発電電動機の制御装置およびこの装置を用いた発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発電システムとして、交流電力系統の母線に主変圧器を介して発電電動機を接続し、電力需要の変化に対して系統の周波数を一定に保つように、発電電動機を可変速運転し、発電電動機の出力を調整する機能を有する可変速発電システムが知られている。この可変速発電システムは、発電電動機を可変速運転することで、系統事故時の電圧低下を抑制することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変速発電システムは、電力系統で地絡事故などが発生して電力系統の電圧が低下しても、所定の電圧を出すように制御するので、系統の電圧低下を抑制することはできるが、遮断器により事故相を除去するときに、電力系統の余剰無効電力が原因で電力系統の電圧が上昇することがある。特に、系統のインダクタンス分を補償するために、送電線と並列に装荷コンデンサを設置した系統では、装荷コンデンサにより系統の余剰無効電力が発生して過電圧が発生する。このような場合、従来の可変速発電システムでは、電圧上昇を検出し、この検出値に基づいて電圧を下げるように制御するため、制御の遅れも加わり瞬間的に上昇する過電圧を抑えることができない。
【０００４】
また電力系統に、常時遅れ無効電力を消費する他励式変換器を用いた直流送電系が接続されているシステムでは、直流送電系における遅れ無効電力を補償するために装荷コンデンサが母線と並列に設置されている。このようなシステムでは、交流系統側で地絡事故が発生すると、直流送電系が停止されるので、遮断器により事故相が除去されたときと同様に、装荷コンデンサにより電力系統の余剰無効電力が発生して過電圧が発生する。
【０００５】
さらに、事故相が除去されたあと、過渡的な擾乱が収束しても、装荷コンデンサと送電線リアクタンスによるフェランチ効果により過電圧が継続して発生することがある。このとき、従来の可変速発電システムでは、所定の電圧を出すように制御するため、系統の過電圧を抑制する方向に作用するが、装荷コンデンサの容量が大きいと、過電圧を十分に抑制することができない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、電力系統の事故に関連して事故相が系統から切り離されたことに伴って系統から過電圧が発生するのを抑制することができる発電電動機の制御装置およびこれを用いた発電システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、直流送電系と装架コンデンサを含んでなる電力系統に接続された発電電動機を制御する制御装置であって、前記電力系統の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段により検出された検出電圧と与えられる電圧指令値との偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出手段により算出された前記偏差を減少させるように前記発電電動機の励磁巻線の交流励磁を制御する励磁手段と、前記電力系統の事故に関連して発生する信号に応答して前記電圧指令値を低下させる指令値変更手段を備えて発電電動機の制御装置を構成したものである。
【０００８】
前記電圧検出手段は、前記発電電動機の出力電圧又は前記電力系統の母線電圧を検出する構成を採用することもできる。
【０００９】
前記各発電電動機の制御装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１０】
（１）前記指令値変更手段は、前記発電電動機電圧検出手段の検出電圧に応じて前記指令値の低下量を調整する低下量調整手段を備えてなる。
【００１１】
（２）前記指令値変更手段は、前記母線電圧検出手段の検出電圧に応じて前記指令値の低下量を調整する低下量調整手段を備えてなる。
【００１２】
（３）前記電力系統に接続された容量性負荷の量を検出する容量性負荷量検出手段を備え、前記指令値変更手段は、前記容量性負荷量検出手段の検出量に応じて前記指令値の低下量を調整する低下量調整手段を備えてなる。
【００１３】
（４）前記指令値変更手段は、前記電力系統の事故に関連して発生する信号として、前記電力系統に事故が発生したことを検知する事故検知手段の事故検知信号と、前記電力系統の送電線に接続された遮断器および系統と直流送電設備とを接続する遮断器に対する遮断指令信号と、遅れ無効電力を消費するシステムの停止を示す停止信号とをそれぞれ入力し、入力した信号の論理和を条件に前記指令値を低下させてなる。
【００１４】
（５）前記電力系統の事故が除去されたことを検知する事故除去検知手段を備え、前記指令値変更手段は、前記事故除去検知手段の検知出力をトリガーとして、低下した指令値を元の値まで戻す指令値復帰調整手段を備えてなる。
【００１５】
（６）前記電力系統の送電線のうち事故が発生した送電線が再閉路されたことを検知する再閉路検知手段を備え、前記指令値変更手段は、前記再閉路検知検知手段の検知出力をトリガーとして、低下した指令値を元の値まで戻す指令値復帰調整手段を備えてなる。
【００１８】
また、本発明は、電力系統に接続されるとともに揚水設備により発電する発電電動機と、前記いずれかの発電電動機の制御装置とを備えてなる揚水発電システムを構成したものである。
【００１９】
また、さらに本発明は、一次側が電力系統に接続され二次側の励磁巻線を備える回転子にフライホイールが接続された発電電動機と、前記いずれかの発電電動機の制御装置とを備えてなるフライホイール発電システムを構成したものである。
【００２０】
前記した手段によれば、電圧指令値と検出電圧との偏差に基づいて発電電動機の出力が制御されているときに、電力系統の事故に関連して発生する信号、例えば、電力系統に事故が発生したことを検知する事故検知手段の事故検知信号、電力系統に接続された遮断器に対する遮断指令信号あるいは遅れ無効電力を消費するシステムの停止を示す停止信号を入力し、入力した信号の論理和を条件に、先行制御として電圧指令値を低下させるようにしたため、電力系統の事故に伴って事故相が系統から切り離された直後に過電圧が発生するのを抑制することができるとともに、事故相が系統から切り離されたあと継続して過電圧が発生するのを抑制することができる。
【００２１】
また、発電電動機によって系統の無効電力を制御する場合には、電力系統の事故に伴って系統に無効電力が発生すると、この無効電力を抑制するように発電電動機が制御されるため、電力系統の事故に伴って事故相が系統から切り離された直後に過電圧が発生するのを抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る発電電動機の制御装置を可変速発電システムに適用したときの可変速発電システムの全体構成図である（第１実施形態）。
【００２４】
図１において、可変速発電システム１０は、電圧指令発生器１２、電圧指令値変更器１４、直流送電システム停止信号検出器１６、減算器１８、電圧調整器２０、励磁制御器２２、電力変換器２４、励磁用変圧器２６、変流器２８、発電電動機３０、電圧検出用変圧器３２、電圧検出器３４を備えて構成されており、停止信号検出器１６が直流送電設備３６に接続され、発電電動機３０の一次側が主変圧器３８を介して系統の母線４０に接続されている。直流送電設備３６は電力変換器３６ａ、３６ｂを備えており、電力変換器３６ａが交流の電力系統４２に接続され、電力変換器３６ｂが直流送電システム用変圧器４４を介して母線４０に接続されている。この母線４０は交流の電力系統４６に接続されているとともに、遮断器４８、装荷コンデンサ用変圧器５０を介して装荷コンデンサ５２に接続されている。なお、遮断器４８、変圧器５０、装荷コンデンサ５２は単一のものが示されているが、遮断器４８、変圧器５０、装荷コンデンサ５２はそれぞれ複数個設けられており、系統の状態によって複数個の装荷コンデンサ５２が母線４０に並列に接続されるようになっている。すなわち母線４０には、遅れ無効電力を消費する機器として直流送電設備３６が接続されているとともに、直流送電設備３６が消費する遅れ無効電力を補償するための容量性負荷が接続されている。
【００２５】
電圧指令発生器１２は、発電電動機３０を制御するための電圧指令値Ｖ０を出力する電圧指令値発生手段として構成されており、電圧指令値Ｖ０が電圧指令値変更器１４に入力されている。電圧指令値変更器１４は、停止信号検出器１６から“０"の信号が入力されたときには電圧指令値Ｖ０をそのまま電圧指令値Ｖとして出力し、停止信号検出器１６から“１"の信号が出力されたとき、すなわち直流送電設備３６が停止されたときに電圧指令値Ｖ０を設定量だでけ低下させ、低下した電圧指令値Ｖを出力するようになっている。
【００２６】
この停止信号検出器１６には、電力系統の故障、地絡故障に伴って直流送電設備３６が停止されたときに、この直流送電設備３６の停止を示す停止信号が入力されている。そして停止信号検出器１６は直流送電設備３６から停止信号が入力されないときには“０"の信号を出力し、停止信号が入力されたときには“１"の信号を出力するようになっている。なお、この停止信号検出器１６に、電力系統の事故に関連して発生する信号として停止信号を入力する他に、電力系統に事故が発生したことを検知する事故検知手段、例えば、事故検知リレーの作動に伴う事故検知信号を入力したり、送電線に接続された遮断器および直流送電設備３６と交流系統とを接続する遮断器に対する遮断指令信号を入力し、各入力信号をＯＲ回路を介して入力し、入力した信号の論理和を条件に“１"の信号を出力する構成を採用することもできる。
【００２７】
一方、電圧指令値変更器１４は、指令値変更手段として、図２に示すように、パルス幅拡張器１４ａ、乗算器１４ｂ、減算器１４ｃ、ランプ回路１４ｄを備えて構成されており、パルス幅拡張器１４ａが停止信号検出器１６に接続され、ランプ回路１４ｄが減算器１８に接続され、乗算器１４ｂ、減算器１４ｃに電圧指令値Ｖ０が入力されている。パルス幅拡張器１４ａは停止信号検出器１６ａから“０"の信号が入力されたときには“０"の信号をそのまま乗算器１４ｂに出力し、停止信号検出器１６から“１"の信号が出力されたときには、この信号の立ち上がりに応答して“１"の信号を一定時間保持し、保持した“１"の信号を乗算器１４ｂに出力するように構成されている。乗算器１４ｂは電圧指令値Ｖ０とパルス幅拡張器１４ａからの信号とを乗算し、乗算した信号を減算器１４ｃに出力するようになっている。この乗算器１４ｂには、定数α（ただし０≦α＜１）が設定されており、α・Ｖ０の信号を減算器１４ｃに出力するようになっている。すなわち、乗算器１４ｂは、パルス幅拡張器１４ａから“０"の信号が出力されたときには“０"の信号を出力し、パルス幅拡張器１４ａから“１"の信号が出力されたときにはα・Ｖ０の信号を減算器１４ｃに出力するようになっている。このα・Ｖ０は、図３（ａ）に示すように、電圧指令値Ｖ０を設定量低下させる値に設定されている。そして乗算器１４ｂからの信号が減算器１４ｃに入力されたとき、パルス幅拡張器１４ａの出力が“０"のときには電圧指令値Ｖ０がそのまま減算器１４ｃからランプ回路１４ｄに入力される。一方、パルス幅拡張器１４ａの出力が“１"のときには、減算器１４ｃからは、（１−α）Ｖ０がランプ回路１４ｄに入力される。すなわち電圧指令値Ｖ０よりもα・Ｖ０だけ低下した電圧指令値がランプ回路１４ｄに入力される。またパルス幅拡張器１４ａは入力信号の立ち上がりを検出し、“１"の信号を一定時間、例えば、時間Ｔ１の間保持するようになっている。このため、電圧指令値Ｖ０は、時間Ｔ１の間α・Ｖ０だけ低下した値となる。このとき時間Ｔ１の値としては、事故相の開放時に電圧指令値Ｖ０が低下しているように選ぶ必要がある。なお、事故相の開放時から事故相が再閉路になるまでの時間Ｔ２に保持時間を設定することもできる。
【００２８】
また、ランプ回路１４ｄは、指令値復帰調整手段として、入力信号の減少時には瞬時に出力信号のレベルを低下させ、その後トリガー信号に応答して出力レベルを所定の傾きに従って元のレベルまで徐々に増加さる機能を備えて構成されている。そして電圧指令値Ｖ０を元の値まで戻すに際して、ランプ回路１４ｄは、トリガ信号として、電力系統に事故が発生したことを検知する事故検知手段、例えば、事故検出リレーの検知出力をトリガとして入力したり、電力系統の送電線のうち事故が発生した送電線が再閉路されたことを検知する再閉路検知手段の検知出力をトリガとして入力する構成が採用されている。なお、入力信号の低下時には、瞬時に出力信号を低下させる代わりに、出力信号を徐々に低下させる構成を採用することもできる。また出力信号を増加させる場合、一定の傾斜で増加させたり、入力信号のレベルを低下させたあと、一定時間後に出力レベルをＶ０に等しくなるように復帰させる構成を採用することもできる。またランプ回路１４ｄの代わりに一次遅れ要素を用いることもできる。
【００２９】
減算器１８は、電圧指令値変更器１４からの電圧指令値Ｖと電圧検出器３４の検出による電圧検出値Ｖｆとの偏差を算出する偏差算出手段として構成されており、偏差に応じた信号を電圧調整器２０に出力するようになっている。なお、電圧検出器３４には、発電電動機３０の一次側の電圧を検出する電圧検出用変圧器３２からの電圧が入力されている。すなわち変圧器３２、電圧検出器３４は発電電動機３０の出力電圧を検出する発電電動機電圧検出手段として構成されている。
【００３０】
電圧調整器２０は、減算器１８の偏差を０に抑制するための電流指令値を生成して励磁制御器２２に出力するようになっている。励磁制御器２２は、変流器（電流検出手段）２８の検出による電流と電流指令値との偏差を比例積分演算して界磁電圧の指令値を電力変換器２４に出力するようになっている。電力変換器２４は、変圧器２６からの交流電力を界磁電圧の指令値にしたがって変換し、発電電動機３０の二次側を交流励磁するようになっている。すなわち、電圧調整器２０、励磁制御器２２、電力変換器２４、変圧器２６、変流器２８は、発電電動機３０の二次側の励磁巻線を交流励磁する励磁手段として構成されている。
【００３１】
発電電動機３０は、例えば、交流励磁方式の同期電動機を用いて構成されており、一次側が主変圧器３８を介して母線４０に接続され、二次側の励磁巻線に電力変換器２４が接続されている。さらに発電電動機３０の回転子にはフライホイールＦＷが接続されている。なお可変速発電システム１０は有効電力指令にしたがって発電電動機３０の電力を制御するための制御系を備えているが、これらの制御系については説明を省略する。
【００３２】
上記構成において、電力系統（交流の電力系統）が正常な状態にあるときには、電圧指令発生器１２からの電圧指令値Ｖ０がそのまま電圧指令値Ｖとして減算器１８に入力され、電圧指令値Ｖと発電電動機３０の出力電圧との偏差に応じた電流指令値が電圧調整器２０によって生成され、この電流指令値に基づいて発電電動機３０の二次側の励磁巻線が交流励磁されて発電電動機３０の出力電圧が一定に制御される。そして発電電動機３０が発電機として機能するときには、可変速発電システム１０は、フライホイール発電システムとしても機能することになる。
【００３３】
一方、いずれかの電力系統で地絡などの事故が発生すると（タイミングｔ１）、図３（ｂ）に示すように、タイミングｔ２で直流送電設備３６から停止信号が出力され、停止信号検出器１６からは図３（ｂ）に示すように、“１"の信号が出力される。この停止検出信号がパルス幅拡張器１４ａに入力されると、パルス幅拡張器１４ａは停止検出信号の立ち上がりに応答して、“１"の信号を出力するとともに、この信号を一定時間、例えば時間Ｔ１の間保持し、保持した信号を乗算器１４ｂに出力する。そして乗算器１４ｂからの信号α・Ｖ０と電圧指令値Ｖ０との減算が減算器１４ｃで行なわれると、ランプ回路１４ｄからは、図３（ｄ）に示すように、電圧指令値Ｖ０を低下させた信号（１−α）Ｖ０が一定時間、すなわち時間Ｔ１の間出力される。すなわち低下した電圧指令値（１−α）Ｖ０にしたがって発電電動機３０の出力電圧を下げる制御が先行制御として行なわれる。
【００３４】
このため事故相に接続された送電線の遮断器がタイミングｔ３で開放されても、母線４０に過電圧が発生するのを抑制することができる。すなわち事故の生じた事故相を系統から切り離した直後に過電圧が発生するのを抑制することができる。さらに、電圧指令値はタイミングｔ４まで、すなわち事故相が再閉路されるまで低下した値に設定されているため、事故が生じた事故相を系統から切り離したあと継続して過電圧が発生するのを抑制することができる。そして事故相が再閉路されたタイミングｔ４からランプ回路１４ｄの出力が徐々に上昇し、電圧指令値が元のレベルに戻る。
【００３５】
本実施形態においては、系統で事故が発生したときから事故が回復し正常復帰するまでの間、電圧指令値Ｖ０を低下させるようにしているため、正常復帰後に可変速発電システム１０の出力電圧を低く抑えることができる。このため、事故時を含め正常復帰後に系統の電圧が過大になるのを抑制することができるとともに、正常復帰後に、系統の擾乱が減衰してきたあと、可変速発電システム１０の出力電圧は系統の所定電圧に相当する値、すなわち事故前の値に戻ることになる。
【００３６】
また本実施形態は、交流の電力系統には事故はないが、直流送電設備３６の内部事故により、直流送電設備３６が停止したときでも、母線４０を含む系統に過電圧が発生するを抑制することができる。この場合、図３における保持時間Ｔ１の終わりは、直流送電設備３６の再起動時か装荷コンデンサ用遮断器４８の遮断時とする。
【００３７】
前記実施形態においては、変圧器３２を発電電動機３０の一次側に接続したものについて述べたが、図４に示すように、変圧器３２を主変圧器３８の母線４０側に接続する構成を採用することもできる（第２実施形態）。
【００３８】
次に、本発明による過電圧抑制効果を検討するための試験結果について説明する。図５は、本発明による過電圧抑制効果を検討するための試験装置の構成図である。図５において、可変速発電システム（フライホイール発電システム）１０は４４０Ｖ／３．３ｋＶの主変圧器３８を介して母線４０に接続されており、母線４０には３．３ｋＶ模擬送電線を介して３．３ｋＶ／６．６ｋＶ受電用変圧器が接続されている。さらに母線４０には遮断器４８、変圧器５０を介して過電圧発生装置５４が接続されている。この過電圧発生装置５４は、装荷コンデンサ５２と同容量のリアクトル（Ｌ）５６が遮断器５８を介して並列接続されるよになっている。この過電圧発生装置５４は、２ｋＶＡから３０ｋＶＡまで２ｋＶＡごとに容量を調整することができるようになっており、装荷コンデンサ５２に並列接続されたリアクトル５６を、遮断器５８の遮断によって切り離すことによって過電圧が発生するようになっている。
【００３９】
過電圧発生装置５４を用いて、フライホイール発電システム１０による過電圧抑制試験を実施するに際して、図６に示すように、タイミングｔ１で模擬送電線に三相地絡事故（３ＬＧ）を発生させ、タイミングｔ２から電圧指令値Ｖ０をα・Ｖ０だけ低下させたところ、図７および図８に示すような試験結果が得られた。なお、α＝０．１に設定されている。
【００４０】
図７（ａ）は、母線４０にフライホイール発電システム１０が接続されていないシステムの場合であり、（ａ）から、事故が生じた事故相を系統から切り離した直後から過電圧が発生するとともにその後も継続して過電圧が発生していることがわかる。
【００４１】
図７（ｂ）は、母線４０にフライホイール発電システム１０を接続し、電圧指令値を一定のままで電圧一定制御した場合であり、（ｂ）から、フライホイール発電システム１０がないものよりも過電圧の発生を抑制することはできるが、過電圧を十分に抑制することはできないことがわかる。
【００４２】
一方、図７（ｃ）は、母線４０にフライホイール発電システム１０を接続し、事故時に、先行制御として電圧指令値を低下させるようにした場合の試験結果であり、（ｃ）から、事故が生じた事故相を系統から切り離した直後に過電圧が発生するのを抑制することができるとともにその後も継続して過電圧が発生するのを抑制することができることがわかる。
【００４３】
また、図８（ａ）、（ｂ）は、横軸に過電圧発生装置５４の容量を、縦軸に発生過電圧をとった試験結果を示しており、（ａ）に示すように、事故相が系統から切り離された直後においても、先行制御を実施したシステムでは、過電圧の発生を十分に抑制することが理解される。また（ｂ）に示すように、事故相が系統から切り離されたあとも継続して先行制御を実施したシステムのものは過電圧の発生を抑制できることが理解される。
【００４４】
次に、本発明の第３実施形態を図９および図１０にしたがって説明する。
【００４５】
本実施形態は、電圧検出器３４の出力を電圧指令値変更器１４に入力し、かつ電圧指令値変更器１４に、電圧検出器３４の検出電圧Ｖｆに応じて電圧指令値の低下量を調整する低下量調整手段としてのゲイン設定器１４ｅを設け、ゲイン設定器１４ｅの出力によってαの値を調整するようにしたものであり、他の構成は図１と同様である。
【００４６】
本実施形態によれば、図１と同様の効果を奏するとともに、発電電動機３０の出力電圧に応じてαの値を調整することができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、変圧器３２を主変圧器３８の母線４０側に接続し、母線の電圧に応じてαの値を調整することもできる。
【００４８】
次に本発明の第４実施形態を図１１および図１２にしたがって説明する。
【００４９】
本実施形態は、遮断器４８の投入状態により、電力系統に接続された容量性負荷の量を検出する容量性負荷量検出手段としての装荷コンデンサ容量検出器６０を設け、この容量検出器６０の検出出力を電圧指令値変更器１４に入力し、電圧指令値変更器１４に、容量検出器６０の検出出力に応じてαの値を調整する低下量調整手段としてのゲイン設定器１４ｅを設けたものであり、他の構成は図１と同様である。
【００５０】
本実施形態によれば、図１と同様の効果を奏するとともに、装荷コンデンサ５２の容量に応じて電圧指令値Ｖ０の減少量を調整することができる。すなわち系統の状態に合わせて電圧指令値Ｖ０の低下量を調整することができる。
【００５１】
次に、本発明の第５実施形態を図１３にしたがって説明する。
【００５２】
本実施形態は、無効電力指令値にしたがって発電電動機３０出力側の無効電力を制御するようにしたものであり、可変速発電システム（フライホイール発電システム）１０として、無効電力指令発生器６２、減算器６４、無効電力調整器６６、無効電力検出器６８、励磁制御器２２、電力変換器２４、励磁用変圧器２６、変流器２８、発電電動機３０、電圧検出用変圧器３２、変流器７０を備えて構成されている。
【００５３】
本実施形態は、無効電力指令値Ｑ０にしたがって発電電動機３０出力側の無効電力を制御するようにしたものであり、励磁制御器２２、電力変換器２４、変圧器２６、変流器２８、発電電動機３０、変圧器３２は図１と同様であるので、これらの説明は省略する。
【００５４】
無効電力指令発生器６２は、無効電力を制御するための無効電力指令値Ｑ０を発生する無効電力指令値発生手段として構成されており、無効電力指令値Ｑ０が減算器６４に入力されている。この減算器６４には無効電力検出器６８の検出による無効電力Ｑｆが入力されている。無効電力検出器６８は、変圧器３２の出力による電圧と変流器７０の検出による電流とから発電電動機３０出力側の無効電力を検出し、この検出による無効電力Ｑｆを減算器６４に出力する無効電力検出手段として構成されている。減算器６４は無効電力指令値Ｑ０と検出された無効電力Ｑｆとの偏差に応じた信号を算出する偏差算出手段として構成されており、この偏差に応じた信号が無効電力調整器６６に入力されている。この無効電力調整器６６は、偏差を０にするための比例積分演算を行なって無効電力を制御するための電流指令値を生成し、この電流指令値を励磁制御器２２に出力するようになっている。
【００５５】
本実施形態においては、無効電力指令値Ｑ０と検出された無効電力Ｑｆとの偏差を０に抑制するための制御が行なわれ、発電電動機３０出力側の無効電力が無効電力指令値Ｑ０となるように制御される。このため、いずれかの電力系統で事故が発生し、発電電動機３０の出力側に無効電力が発生すると、この無効電力を抑制するように可変速発電システム１０が機能し、事故が生じた事故相を系統から切り離した直後に母線４０から過電圧が発生するのを抑制することができる。
【００５６】
すなわち、本実施形態においては、常に無効電力が一定になるように、すなわち通常無効電力が０となるように制御されるため、事故中においても電圧を上げる方向に制御されることがないため、特に、事故相を系統から切り離した直後に生じる過電圧の発生を抑制することができる。
【００５７】
次に、本発明の第６実施形態を図１４にしたがって説明する。
【００５８】
本実施形態は変圧器３２と変流器７０をそれぞれ主変圧器３８の母線４０側に接続したものであり、他の構成は図１３と同様である。
【００５９】
本実施形態においては、母線４０における無効電力を直接検出できるため、主変圧器３８の漏れインピーダンスによる誤差の影響を受けることなく母線４０の無効電力を検出することができ、事故相を系統から切り離した直後に生じる過電圧の発生を効果的に抑制することができる。
【００６０】
前記各実施形態においては、主として発電電動機３０を一機だけ備えた可変速発電システム１０を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発電電動機３０にフライホイールＦＷを備えたフライホイール発電システムや発電電動機が揚水設備に接続された揚水発電システムにも適用することができる。
【００６１】
また事故例として、地絡事故について説明したが、線間短絡などの他の事故でも適用可能であり、また直流送電システムの内部事故による、直流送電設備（直流送電システム）の停止時や誘導性負荷の切離し時においても本発明を適用することができる。
【００６２】
本発電システムを揚水発電システムやフライホイール発電システムに適用した場合、通常は系統の電圧および周波数の安定化を行ないながら、系統事故時には過電圧を抑制することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電圧指令値と検出電圧との偏差に基づいて発電電動機の出力が制御されているときに、電力系統の事故に関連して発生する信号、例えば、電力系統に事故が発生したことを検知する事故検知手段の事故検知信号、電力系統に接続された遮断器に対する遮断指令信号あるいは遅れ無効電力を消費するシステムの停止を示す停止信号を入力し、入力した信号の論理和を条件に、先行制御として電圧指令値を低下させるようにしたため、電力系統の事故に伴って事故相が系統から切り離された直後に過電圧が発生するのを抑制することができるとともに、事故相が系統から切り離されたあと継続して過電圧が発生するのを抑制することができる。
【００６４】
また、発電電動機によって系統の無効電力を制御する場合には、電力系統の事故に伴って系統に無効電力が発生すると、この無効電力を抑制するように発電電動機が制御されるため、電力系統の事故に伴って事故相が系統から切り離された直後に過電圧が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す可変速発電システムの全体構成図である。
【図２】電圧指令値変更器のブロック構成図である。
【図３】可変速発電システムの各部の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す全体構成図である。
【図５】フライホイール発電システムの試験方法を説明するための図である。
【図６】図５に示す過電圧発生装置を用いてフライホイール発電システムに対する模擬試験をするときの動作説明図である。
【図７】過電圧発生装置を用いて試験したときの試験結果を示す波形図である。
【図８】過電圧発生装置を用いて試験を行なったときの試験結果を示す特性図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す全体構成図である。
【図１０】電圧指令値変更器の第２実施形態を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明の第４実施形態を示す全体構成図である。
【図１２】電圧指令値変更器の第３実施形態を示すブロック構成図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を示すブロック構成図である。
【図１４】本発明の第６実施形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１０可変速発電システム（フライホイール発電システム）
１２電圧指令発生器
１４電圧指令値変更器
１６停止信号検出器
１８減算器
２０電圧調整器
２２励磁制御器
２４電力変換器
２６励磁用変圧器
２８変流器
３０発電電動機
３２電圧検出用変圧器
３４電圧検出器
３６直流送電設備
４０母線
５２装荷コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a generator motor control apparatus, and more particularly to a generator motor control apparatus suitable for controlling the output of a generator motor whose primary side is connected to an AC power system and whose secondary side is AC-excited. The power generation system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a power generation system, a generator motor is connected to the bus of the AC power system via a main transformer, and the generator motor is operated at a variable speed so as to keep the frequency of the system constant against changes in power demand. A variable speed power generation system having a function of adjusting an output of an electric motor is known. This variable speed power generation system can suppress a voltage drop at the time of a system fault by operating the generator motor at a variable speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In conventional variable speed power generation systems, ground faults occur in the power system, causing the power system voltage to drop. The However, since it is controlled to output a predetermined voltage, it is possible to suppress the voltage drop of the system, but when removing the accident phase by the circuit breaker, the voltage of the power system is reduced due to the excess reactive power of the power system. May rise. In particular, in a system in which a loading capacitor is installed in parallel with the transmission line in order to compensate for the inductance of the system, surplus reactive power of the system is generated by the loading capacitor and an overvoltage is generated. In such a case, the conventional variable speed power generation system detects an increase in voltage and controls the voltage to decrease based on the detected value. Therefore, an overvoltage that increases instantaneously due to a delay in control cannot be suppressed. .
[0004]
Also, in a system where a DC transmission system using a separately-excited converter that constantly consumes delayed reactive power is connected to the power system, a loaded capacitor is installed in parallel with the bus to compensate for the delayed reactive power in the DC transmission system. Has been. In such a system, when a ground fault occurs on the AC system side, the DC power transmission system is stopped, so that the surplus reactive power of the power system is reduced by the loaded capacitor in the same way as when the fault phase is removed by the circuit breaker. And overvoltage occurs.
[0005]
Furthermore, even after transient disturbances have converged after the accident phase has been removed, overvoltage may continue to occur due to the ferrant effect of the loaded capacitors and transmission line reactance. At this time, since the conventional variable speed power generation system is controlled so as to output a predetermined voltage, it acts in a direction to suppress the overvoltage of the system, but if the capacity of the loaded capacitor is large, the overvoltage can be sufficiently suppressed. There are cases where it is impossible.
[0006]
An object of the present invention is to provide a control device for a generator motor that can suppress the occurrence of overvoltage from the system when the accident phase is disconnected from the system in connection with an accident in the power system, and power generation using the same. To provide a system.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides: A control device for controlling a generator motor connected to a power system including a DC power transmission system and an installation capacitor, the voltage of the power system Detect Ruden Pressure detecting means; Given with the detection voltage detected by the voltage detection means Voltage command value With Deviation calculating means for calculating a deviation, and the deviation calculating means To reduce the deviation calculated by AC excitation of the excitation winding of the generator motor Control Excitation means and command value changing means for reducing the voltage command value in response to a signal generated in connection with an accident in the power system Departure with An electric motor control device is configured.
[0008]
The voltage detection means detects an output voltage of the generator motor or a bus voltage of the power system. A configuration can also be adopted.
[0009]
The following elements can be added when configuring the control device for each generator motor.
[0010]
(1) The command value changing unit includes a decrease amount adjusting unit that adjusts a decrease amount of the command value according to a detection voltage of the generator motor voltage detecting unit.
[0011]
(2) The command value changing unit includes a decrease amount adjusting unit that adjusts a decrease amount of the command value in accordance with a detection voltage of the bus voltage detecting unit.
[0012]
(3) Capacitive load amount detecting means for detecting the amount of capacitive load connected to the power system is provided, and the command value changing means is configured to change the command value according to the detected amount of the capacitive load amount detecting means. A reduction amount adjusting means for adjusting the reduction amount is provided.
[0013]
(4) The command value changing means includes an accident detection signal of an accident detection means for detecting that an accident has occurred in the electric power system as a signal generated in connection with an accident in the electric power system, and transmission of the electric power system. Input a break command signal for the breaker connected to the wire and the breaker that connects the system and the DC power transmission facility, and a stop signal indicating the stop of the system that consumes delayed reactive power. The command value is reduced on the condition of
[0014]
(5) Accident removal detection means for detecting that the accident of the power system has been removed is provided, and the command value changing means uses the detected output of the accident removal detection means as a trigger to set the reduced command value to the original value. Command value return adjustment means for returning to
[0015]
(6) A reclosing detection unit that detects that a transmission line in which an accident has occurred among the transmission lines of the power system is reclosed, and the command value changing unit is configured to output the detection output of the reclosing detection detection unit. As a trigger, command value return adjustment means for returning the lowered command value to the original value is provided.
[0018]
Moreover, this invention comprises the generator motor which is connected to an electric power grid | system, and is equipped with the generator motor which generate | occur | produces with a pumping installation, and the control apparatus of one of the said generator motors.
[0019]
Furthermore, the present invention comprises a generator motor having a primary side connected to a power system and having a flywheel connected to a rotor having a secondary side excitation winding, and a control device for any one of the generator motors. A flywheel power generation system is configured.
[0020]
According to the above-described means, when the output of the generator motor is controlled based on the deviation between the voltage command value and the detected voltage, a signal generated in connection with the power system fault, for example, the power system has an accident. Input the accident detection signal of the accident detection means that detects the occurrence, the shutdown command signal for the circuit breaker connected to the power system, or the stop signal indicating the stop of the system that consumes delayed reactive power, and the logical sum of the input signals As a result, the voltage command value is reduced as the preceding control, so that it is possible to suppress the occurrence of an overvoltage immediately after the accident phase is disconnected from the system due to an accident in the power system, and the accident phase It is possible to suppress the occurrence of overvoltage continuously after being disconnected from the system.
[0021]
In addition, when the reactive power of the system is controlled by the generator motor, if the reactive power is generated in the system due to the accident of the power system, the generator motor is controlled so as to suppress the reactive power. It is possible to suppress the occurrence of overvoltage immediately after the accident phase is disconnected from the system due to the accident.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable speed power generation system when a generator motor control device according to the present invention is applied to a variable speed power generation system (first embodiment).
[0024]
In FIG. 1, a variable speed power generation system 10 includes a voltage command generator 12, a voltage command value changer 14, a DC power transmission system stop signal detector 16, a subtractor 18, a voltage regulator 20, an excitation controller 22, and a power converter. 24, the excitation transformer 26, the current transformer 28, the generator motor 30, the voltage detection transformer 32, and the voltage detector 34, and the stop signal detector 16 is connected to the DC power transmission equipment 36. The primary side of the generator motor 30 is connected to the bus 40 of the system via the main transformer 38. The DC power transmission equipment 36 includes power converters 36 a and 36 b, the power converter 36 a is connected to the AC power system 42, and the power converter 36 b is connected to the bus 40 via the DC power transmission system transformer 44. ing. The bus 40 is connected to an AC power system 46 and is connected to a loading capacitor 52 via a circuit breaker 48 and a loading capacitor transformer 50. Although a single circuit breaker 48, transformer 50, and loading capacitor 52 are shown, a plurality of circuit breakers 48, transformers 50, and loading capacitors 52 are provided. A single loaded capacitor 52 is connected in parallel to the bus 40. That is, the bus 40 is connected to a DC power transmission facility 36 as a device that consumes delayed reactive power, and is connected to a capacitive load for compensating for the delayed reactive power consumed by the DC power transmission facility 36.
[0025]
The voltage command generator 12 is configured as voltage command value generation means for outputting a voltage command value V0 for controlling the generator motor 30, and the voltage command value V0 is input to the voltage command value changer 14. The voltage command value changer 14 outputs the voltage command value V0 as the voltage command value V as it is when the signal “0” is input from the stop signal detector 16, and the signal “1” is output from the stop signal detector 16. When output, that is, when the DC power transmission equipment 36 is stopped, the voltage command value V0 is decreased by a set amount, and the decreased voltage command value V is output.
[0026]
The stop signal detector 16 receives a stop signal indicating that the DC power transmission equipment 36 is stopped when the DC power transmission equipment 36 is stopped due to a power system failure or a ground fault. The stop signal detector 16 outputs a signal “0” when no stop signal is input from the DC power transmission equipment 36, and outputs a signal “1” when a stop signal is input. In addition to inputting a stop signal to the stop signal detector 16 as a signal generated in connection with an accident in the power system, an accident detection means for detecting that an accident has occurred in the power system, for example, an accident detection relay Accident detection signal associated with the operation of the power transmission circuit, a circuit breaker connected to the power transmission line and a circuit breaker command signal for the circuit breaker connecting the DC power transmission equipment 36 and the AC system are input, and each input signal is passed through an OR circuit. It is also possible to adopt a configuration in which a “1” signal is output on condition that the input signal is logically ORed.
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the voltage command value changer 14 includes a pulse width expander 14a, a multiplier 14b, a subtractor 14c, and a ramp circuit 14d as command value changing means. The expander 14a is connected to the stop signal detector 16, the ramp circuit 14d is connected to the subtractor 18, and the voltage command value V0 is input to the multiplier 14b and the subtractor 14c. When the “0” signal is input from the stop signal detector 16a, the pulse width expander 14a outputs the “0” signal to the multiplier 14b as it is, and the stop signal detector 16 outputs the “1” signal. In response to the rise of this signal, the signal “1” is held for a certain period of time, and the held signal “1” is output to the multiplier 14b. The multiplier 14b multiplies the voltage command value V0 and the signal from the pulse width expander 14a, and outputs the multiplied signal to the subtractor 14c. The multiplier 14b is set with a constant α (where 0 ≦ α <1), and outputs a signal of α · V0 to the subtractor 14c. That is, the multiplier 14b outputs a "0" signal when a "0" signal is output from the pulse width expander 14a, and α ·· when a "1" signal is output from the pulse width expander 14a. The V0 signal is output to the subtractor 14c. As shown in FIG. 3A, α · V0 is set to a value that reduces the voltage command value V0 by a set amount. When the signal from the multiplier 14b is input to the subtractor 14c, the voltage command value V0 is input from the subtractor 14c to the ramp circuit 14d as it is when the output of the pulse width expander 14a is "0". On the other hand, when the output of the pulse width expander 14a is “1”, (1-α) V0 is input to the ramp circuit 14d from the subtractor 14c. That is, a voltage command value that is lower than the voltage command value V0 by α · V0 is input to the ramp circuit 14d. The pulse width expander 14a detects the rising edge of the input signal and holds the signal “1” for a certain time, for example, time T1. Therefore, the voltage command value V0 is a value that is decreased by α · V0 during the time T1. At this time, it is necessary to select the value of the time T1 so that the voltage command value V0 decreases when the accident phase is opened. Note that the holding time can also be set as the time T2 from when the accident phase is opened until the accident phase is reclosed.
[0028]
In addition, the ramp circuit 14d serves as a command value return adjusting means, which instantaneously decreases the level of the output signal when the input signal decreases, and then gradually increases the output level to the original level according to a predetermined slope in response to the trigger signal. It is configured with a monkey function. When the voltage command value V0 is returned to the original value, the lamp circuit 14d receives, as a trigger, an accident detection means for detecting that an accident has occurred in the power system, for example, a detection output of an accident detection relay as a trigger. Alternatively, a configuration is adopted in which the detection output of the reclosing detection means for detecting that the transmission line in which an accident has occurred among the transmission lines of the power system is reclosed is input as a trigger. In addition, when the input signal decreases, a configuration in which the output signal is gradually decreased instead of instantaneously decreasing the output signal may be employed. Further, when increasing the output signal, it is possible to employ a configuration in which the output level is returned to be equal to V0 after a certain time after being increased at a constant slope or after the level of the input signal is decreased. A first order lag element may be used instead of the ramp circuit 14d.
[0029]
The subtractor 18 is configured as a deviation calculating means for calculating a deviation between the voltage command value V from the voltage command value changer 14 and the voltage detection value Vf detected by the voltage detector 34, and a signal corresponding to the deviation is generated. The voltage is output to the voltage regulator 20. The voltage detector 34 receives a voltage from a voltage detection transformer 32 that detects the primary voltage of the generator motor 30. That is, the transformer 32 and the voltage detector 34 are configured as a generator motor voltage detecting means for detecting the output voltage of the generator motor 30.
[0030]
The voltage regulator 20 generates a current command value for suppressing the deviation of the subtractor 18 to 0 and outputs the current command value to the excitation controller 22. The excitation controller 22 performs proportional-integral calculation on the deviation between the current detected by the current transformer (current detection means) 28 and the current command value, and outputs the field voltage command value to the power converter 24. Yes. The power converter 24 converts AC power from the transformer 26 in accordance with the command value of the field voltage, and AC-excites the secondary side of the generator motor 30. That is, the voltage regulator 20, the excitation controller 22, the power converter 24, the transformer 26, and the current transformer 28 are configured as an excitation unit that AC-excites the secondary side excitation winding of the generator motor 30.
[0031]
The generator motor 30 is configured using, for example, an AC excitation type synchronous motor, the primary side is connected to the bus 40 via the main transformer 38, and the power converter 24 is connected to the secondary side excitation winding. Has been. Further, a flywheel FW is connected to the rotor of the generator motor 30. The variable speed power generation system 10 includes a control system for controlling the power of the generator motor 30 in accordance with the active power command, but the description of these control systems is omitted.
[0032]
In the above configuration, when the power system (AC power system) is in a normal state, the voltage command value V0 from the voltage command generator 12 is directly input to the subtractor 18 as the voltage command value V, and the voltage command value V and A current command value corresponding to the deviation from the output voltage of the generator motor 30 is generated by the voltage regulator 20, and the secondary excitation winding of the generator motor 30 is AC-excited based on this current command value to generate the generator motor 30. Is controlled to be constant. When the generator motor 30 functions as a generator, the variable speed power generation system 10 also functions as a flywheel power generation system.
[0033]
On the other hand, when an accident such as a ground fault occurs in any power system (timing t1), as shown in FIG. 3B, a stop signal is output from the DC power transmission equipment 36 at the timing t2, and the stop signal detector 16 As shown in FIG. 3B, a signal “1” is output. When this stop detection signal is input to the pulse width expander 14a, the pulse width expander 14a outputs a signal of “1” in response to the rise of the stop detection signal, and this signal is output for a certain time, for example, time. The signal is held for T1, and the held signal is output to the multiplier 14b. When subtraction between the signal α · V0 from the multiplier 14b and the voltage command value V0 is performed by the subtracter 14c, the ramp circuit 14d decreases the voltage command value V0 as shown in FIG. The signal (1-α) V0 is output for a fixed time, that is, for a time T1. That is, control for lowering the output voltage of the generator motor 30 according to the lowered voltage command value (1-α) V0 is performed as the preceding control.
[0034]
For this reason, even if the circuit breaker of the power transmission line connected to the accident phase is opened at the timing t3, it is possible to suppress the occurrence of overvoltage on the bus 40. That is, it is possible to suppress the occurrence of overvoltage immediately after the accident phase in which the accident has occurred is disconnected from the system. Furthermore, since the voltage command value is set to a value that has decreased until the timing t4, that is, until the accident phase is reclosed, it is possible to continue overvoltage after disconnecting the accident phase where the accident occurred. Can be suppressed. Then, the output of the ramp circuit 14d gradually increases from the timing t4 when the accident phase is reclosed, and the voltage command value returns to the original level.
[0035]
In the present embodiment, since the voltage command value V0 is decreased from when the accident occurs in the system until the accident recovers and returns to normal, the output voltage of the variable speed power generation system 10 is reduced after normal recovery. It can be kept low. For this reason, it is possible to prevent the system voltage from becoming excessive after normal recovery, including during an accident, and after the normal recovery, after the disturbance of the system is attenuated, the output voltage of the variable speed power generation system 10 is It returns to the value corresponding to the predetermined voltage, that is, the value before the accident.
[0036]
Moreover, although this embodiment does not have an accident in an alternating current power system, even if the direct current power transmission equipment 36 stops due to an internal accident of the direct current power transmission equipment 36, it suppresses occurrence of overvoltage in the system including the bus 40. Can do. In this case, the end of the holding time T1 in FIG. 3 is when the DC power transmission equipment 36 is restarted or when the loaded capacitor circuit breaker 48 is disconnected.
[0037]
In the above embodiment, the transformer 32 is connected to the primary side of the generator motor 30. However, as shown in FIG. 4, the transformer 32 is connected to the bus 40 side of the main transformer 38. It is also possible (second embodiment).
[0038]
Next, test results for examining the overvoltage suppression effect according to the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a test apparatus for examining the overvoltage suppressing effect according to the present invention. In FIG. 5, a variable speed power generation system (flywheel power generation system) 10 is connected to a bus 40 via a main transformer 38 of 440V / 3.3 kV, and the bus 40 is connected to a 3.3 kV simulated power transmission line. A 3.3 kV / 6.6 kV power receiving transformer is connected. Further, an overvoltage generator 54 is connected to the bus 40 via a circuit breaker 48 and a transformer 50. In this overvoltage generator 54, a reactor (L) 56 having the same capacity as the loaded capacitor 52 is connected in parallel via a circuit breaker 58. The overvoltage generating device 54 can adjust the capacity every 2 kVA from 2 kVA to 30 kVA, and the overvoltage is reduced by disconnecting the reactor 56 connected in parallel to the loading capacitor 52 by cutting off the circuit breaker 58. It is supposed to occur.
[0039]
When performing the overvoltage suppression test by the flywheel power generation system 10 using the overvoltage generator 54, as shown in FIG. 6, a three-phase ground fault (3LG) is generated in the simulated transmission line at the timing t1, and the timing t2 When the voltage command value V0 was reduced by α · V0, test results as shown in FIGS. 7 and 8 were obtained. Note that α = 0.1.
[0040]
FIG. 7A is a system in which the flywheel power generation system 10 is not connected to the bus 40. From FIG. 7A, an overvoltage is generated immediately after the accident phase in which the accident has occurred is disconnected from the system. It can be seen that overvoltage continues to occur.
[0041]
FIG. 7B shows the case where the flywheel power generation system 10 is connected to the bus 40 and the voltage command value is kept constant while the voltage command value remains constant. From FIG. It can be seen that the occurrence of overvoltage can be suppressed, but the overvoltage cannot be sufficiently suppressed.
[0042]
On the other hand, FIG.7 (c) is a test result at the time of connecting the flywheel electric power generation system 10 to the bus-line 40, and reducing a voltage command value as a prior | preceding control at the time of an accident. It can be seen that it is possible to suppress the occurrence of overvoltage immediately after the accident phase that has occurred is disconnected from the system, and to suppress the occurrence of overvoltage continuously thereafter.
[0043]
8A and 8B show test results in which the horizontal axis represents the capacity of the overvoltage generating device 54 and the vertical axis represents the generated overvoltage. As shown in FIG. It is understood that the occurrence of overvoltage is sufficiently suppressed in the system that has performed the preceding control even immediately after being disconnected from the system. Moreover, as shown in (b), it is understood that the system in which the preceding control is continuously performed after the accident phase is disconnected from the system can suppress the occurrence of overvoltage.
[0044]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0045]
In this embodiment, the output of the voltage detector 34 is input to the voltage command value changer 14, and the voltage command value changer 14 adjusts the amount of decrease in the voltage command value according to the detected voltage Vf of the voltage detector 34. A gain setting device 14e is provided as a reduction amount adjusting means to adjust the value of α by the output of the gain setting device 14e, and the other configuration is the same as in FIG.
[0046]
According to this embodiment, while having the same effect as FIG. 1, the value of α can be adjusted according to the output voltage of the generator motor 30.
[0047]
In the present embodiment, the transformer 32 can be connected to the bus 40 side of the main transformer 38, and the value of α can be adjusted according to the voltage of the bus.
[0048]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0049]
In the present embodiment, a loaded capacitor capacity detector 60 is provided as a capacitive load amount detecting means for detecting the amount of capacitive load connected to the power system according to the circuit breaker 48 being turned on. The detection output is input to the voltage command value changer 14, and the voltage command value changer 14 is provided with a gain setting unit 14 e as a decrease amount adjusting means for adjusting the value of α according to the detection output of the capacity detector 60. The other structure is the same as that of FIG.
[0050]
According to the present embodiment, the same effect as in FIG. 1 can be obtained, and the amount of decrease in the voltage command value V0 can be adjusted according to the capacity of the loading capacitor 52. That is, the amount of decrease in the voltage command value V0 can be adjusted according to the state of the system.
[0051]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0052]
In this embodiment, the reactive power on the output side of the generator motor 30 is controlled according to the reactive power command value. As the variable speed power generation system (flywheel power generation system) 10, the reactive power command generator 62, the subtraction 64, reactive power regulator 66, reactive power detector 68, excitation controller 22, power converter 24, excitation transformer 26, current transformer 28, generator motor 30, voltage detection transformer 32, current transformer 70.
[0053]
In this embodiment, the reactive power on the output side of the generator motor 30 is controlled according to the reactive power command value Q0. The excitation controller 22, the power converter 24, the transformer 26, the current transformer 28, the power generation Since the electric motor 30 and the transformer 32 are the same as those in FIG. 1, their descriptions are omitted.
[0054]
The reactive power command generator 62 is configured as a reactive power command value generating means for generating a reactive power command value Q0 for controlling the reactive power, and the reactive power command value Q0 is input to the subtractor 64. The subtractor 64 receives the reactive power Qf detected by the reactive power detector 68. The reactive power detector 68 detects the reactive power on the output side of the generator motor 30 from the voltage generated by the output of the transformer 32 and the current detected by the current transformer 70, and outputs the reactive power Qf obtained by this detection to the subtractor 64. The reactive power detection unit is configured. The subtractor 64 is configured as a deviation calculating means for calculating a signal corresponding to the deviation between the reactive power command value Q0 and the detected reactive power Qf, and a signal corresponding to the deviation is input to the reactive power regulator 66. ing. The reactive power adjuster 66 generates a current command value for controlling the reactive power by performing a proportional integration operation for setting the deviation to 0, and outputs the current command value to the excitation controller 22. ing.
[0055]
In the present embodiment, control is performed to suppress the deviation between the reactive power command value Q0 and the detected reactive power Qf to 0 so that the reactive power on the output side of the generator motor 30 becomes the reactive power command value Q0. Controlled. For this reason, when an accident occurs in one of the power systems and reactive power is generated on the output side of the generator motor 30, the variable speed power generation system 10 functions to suppress the reactive power, and the accident phase in which the accident occurs It is possible to suppress the occurrence of an overvoltage from the bus 40 immediately after disconnecting from the system.
[0056]
That is, in this embodiment, since the reactive power is always controlled to be constant, that is, the normal reactive power is controlled to be 0, it is not controlled to increase the voltage even during an accident. In particular, it is possible to suppress the occurrence of overvoltage that occurs immediately after the accident phase is disconnected from the system.
[0057]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0058]
In this embodiment, the transformer 32 and the current transformer 70 are respectively connected to the bus 40 side of the main transformer 38, and the other configurations are the same as those in FIG.
[0059]
In the present embodiment, since the reactive power in the bus 40 can be directly detected, the reactive power in the bus 40 can be detected without being affected by the error due to the leakage impedance of the main transformer 38, and the accident phase is disconnected from the system. It is possible to effectively suppress the occurrence of overvoltage that occurs immediately after.
[0060]
In each of the above embodiments, the variable speed power generation system 10 including only one generator motor 30 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the generator motor 30 includes a flywheel FW. The present invention can also be applied to a flywheel power generation system in which a flywheel power generation system or a generator motor is connected to a pumping facility.
[0061]
In addition, as an example of an accident, a ground fault has been described, but it can also be applied to other accidents such as a short circuit between lines, and when a DC transmission facility (DC transmission system) stops or is inductive due to an internal accident in the DC transmission system. The present invention can be applied even when the load is disconnected.
[0062]
When this power generation system is applied to a pumped storage power generation system or a flywheel power generation system, it is possible to suppress overvoltage in the event of a system failure while normally stabilizing the system voltage and frequency.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the output of the generator motor is controlled based on the deviation between the voltage command value and the detected voltage, a signal generated in connection with an accident in the power system, for example, Input the accident detection signal of the accident detection means that detects that an accident has occurred in the power system, the shutdown command signal for the circuit breaker connected to the power system, or the stop signal indicating the stop of the system that consumes delayed reactive power Since the voltage command value is reduced as the preceding control on the condition of the logical sum of the signals that have occurred, it is possible to suppress the occurrence of overvoltage immediately after the accident phase is disconnected from the system due to the accident of the power system At the same time, it is possible to suppress the occurrence of overvoltage continuously after the accident phase is disconnected from the system.
[0064]
In addition, when the reactive power of the system is controlled by the generator motor, if the reactive power is generated in the system due to the accident of the power system, the generator motor is controlled so as to suppress the reactive power. It is possible to suppress the occurrence of overvoltage immediately after the accident phase is disconnected from the system due to the accident.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable speed power generation system showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a voltage command value changer.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of each part of the variable speed power generation system.
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a test method for a flywheel power generation system;
6 is an operation explanatory diagram when a simulation test is performed on a flywheel power generation system using the overvoltage generator shown in FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram showing a test result when a test is performed using an overvoltage generator.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing test results when a test is performed using an overvoltage generator.
FIG. 9 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of a voltage command value changer.
FIG. 11 is an overall configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a third embodiment of a voltage command value changer.
FIG. 13 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Variable speed power generation system (flywheel power generation system)
12 Voltage command generator
14 Voltage command value changer
16 Stop signal detector
18 Subtractor
20 Voltage regulator
22 Excitation controller
24 Power converter
26 Excitation transformer
28 Current transformer
30 Generator motor
32 Voltage detection transformer
34 Voltage detector
36 DC power transmission equipment
40 busbar
52 Loading capacitor

Claims

A control device for controlling a DC power transmission system and mounted generator motor connected to an electric power system comprising a capacitor, and the voltage means output to that voltage sensing detect the power system is detected by said voltage detecting means Deviation calculating means for calculating a deviation between the detected voltage and a given voltage command value, and excitation means for controlling AC excitation of the excitation winding of the generator motor so as to reduce the deviation calculated by the deviation calculating means And command value changing means for reducing the voltage command value in response to a signal generated in connection with an accident in the power system , wherein the command value changing means is configured to change the voltage detection means according to the detection voltage of the voltage detection means. A control device for a generator motor comprising a reduction amount adjusting means for adjusting a reduction amount of a voltage command value .

2. The control apparatus for a generator motor according to claim 1 , wherein the voltage detection means detects an output voltage of the generator motor or a bus voltage of the power system.

Capacitive load amount detection means for detecting the load amount of the mounting capacitor connected to the power system, the command value changing means is the voltage command value according to the detection amount of the capacitive load amount detection means The generator motor control device according to claim 1, further comprising a reduction amount adjusting means for adjusting a reduction amount of the motor.

The command value changing means is a signal generated in connection with an accident in the power system, an accident detection signal indicating that an accident has occurred in the power system, and a circuit breaker connected to a transmission line of the power system . a shutoff signal, the DC power transmission system of a stop signal indicating the stop type each generation according to claim 1, characterized in that lowering the voltage command value on condition logical sum of the input signal Electric motor control device.

Accident removal detection means for detecting that the power system accident has been removed is provided, and the command value changing means is a command for returning the lowered command value to the original value using the detection output of the accident removal detection means as a trigger. The generator motor control device according to claim 1, further comprising a value return adjustment unit.

Comprising a reclosing detecting means for detecting that the transmission line of an accident of the power transmission line of the power system is reclosed, the command value changing unit, as a trigger detection output of the reclosing test Shitte stage 2. The generator motor control device according to claim 1, further comprising command value return adjustment means for returning the lowered command value to the original value.

Power generation system formed by using a variable speed pumped-storage generator-motor, and a control device of the generator motor, the control apparatus of the generator motor according to any one of claims 1 to 6 as a control device.

A generator motor flywheel is connected, the generator motor power generation system formed by using a control system of the generator motor according to the control device and provided with any one of claims 1 to 6 as a control device.