JPH01200006A

JPH01200006A - タービン出力制御装置

Info

Publication number: JPH01200006A
Application number: JP2199588A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Iijima; 忠彦飯島; Yuji Yoshitomi; 吉富　勇次; Sadao Yanagida; 柳田　貞雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2619457B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子油圧式ガバナによるタービン出力制御装
置に関し、特に、単機容量が系統容量に占める比率が比
較的大きいプラントの出力制御に好適なタービン出力制
御装置である。

〔従来の技術〕

第２図は、タービン制御システムの概要を示したもので
ある。ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２、加
減弁３を通って蒸気タービン１０に供給される。タービ
ン１０は通常高圧タービン１１、中圧タービン１２、低
圧タービン１３より構成されている。蒸気は、高圧ター
ビン１１で仕事をした後、再熱器１６で再び温度をあげ
られて再熱蒸気止弁１７、インタセプト弁１８を通って
さらに中圧タービン１２、低圧タービン１３で仕事をし
復水器１９で水となる。蒸気の仕事はタービン１０によ
り回転運動に変えられ発電機２０を回し、発電機により
発生した電力を電力系統に供給する。

タービン制御装置２２は、タービン１０の回転数、負荷
などを制御する。タービン１ｏの回転軸にとりつけられ
ている歯車１４の回転数を速度検出器１５により検出す
る。また、タービンの負荷は、電力変換器２１により検
出される。これらの検出された信号は、制御装置２２の
入力部２３に送られ、演算部２５で処理される。演算部
では、タービンの回転数、負荷などを制御するため、主
蒸気止め弁２、加減弁３など複数弁の弁位置を演算し、
その位置になるよう答弁を駆動する。弁の駆動信号は出
力部２４により、主蒸気止め弁駆動ユニット５、加減弁
駆動ユニット７など答弁の駆動ユニットに送られ弁を駆
動する。弁の動きは主蒸気止め弁位置検出器４、加減弁
位置検出器６など答弁の位置検出器により検出され、制
御装置２２の入力部２３にフィードバックされて、弁の
位置を定位化する。

第３図はタービン制御装置２２の原理を示したものであ
る。

第３図のタービン制御装置に於て、タービン定格速度Ｒ
と、タービン速度Ｆ（電力系統に結合して運転している
時は周波数に相当する）の偏差信号は、調定率演算器３
０により調定率相当のゲイン演算を実施し、周波数偏差
信号３１として出力される。

一方、発電機出力を所定の出力設定に一定に制御するた
め、比例積分器を設け、比例積分演算を行う。すなわち
、出力設定りと発電機出力ＭＷとの偏差は比例演算器３
５へ入力され、発電機、タービンの時定数、ゲインに相
当した適切な比例。

積分時間演算の処理を実施し、比例、積分演算出力３７
として出力される。

上記の、周波数偏差信号３１と比例積分演算出力３７は
加算されて、加減弁要求信号３６として加減弁３を駆動
し、タービン速度Ｆ（周波数）及び発電機出力ＭＷを制
御する。

なお、本発明に関連する従来例としては１例えば、特願
昭５４−９２４１号がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、第４図に示すように、複数のタービン発電機は、
電気的に接続され電力系統を構成する。

このような電力系統に接続されたタービン出力制御は、
通常、速度調定率制御を行い、系統周波数の安定化に寄
与している。第５図は１周波数と負荷との関係を表した
もので、横軸に出力、縦軸に周波数をとっている。周波
数が定格ＦＯのときは、出力はＰｏであるが１周波数が
Ｆしまで低下すると、直線４０に沿って出力を増大させ
ＰＬとする。

この傾きが速度調定率である。

ところで、従来技術は、発電機出力の安定制御を重視し
出力要求値と発電機出力との偏差を比例積分しているこ
とから、周波数偏差が発生した時。

第５図に示す調定率に応じた出力制御が行なわれないと
いう問題があった。

この様子を第６図に示す。例えば、発電機Ｇ３が脱落し
、発電出力が減少すると、系統周波数Ｆは、破線に示す
ように低下する。この結果、周波数偏差が発生するため
、調定率に従い、瞬時的には、蒸気加減弁を開し、発電
機出力は増加するが、時間が経過すると、比例積分器の
作用により、発電機出力は、出力設定値にひき戻し制御
されることになる。この結果、系統周波数は、実線で示
すように、偏差が生じたままで、かつ、発電機出力は、
出力設定値のままということになる。

本発明の目的は、かかる問題を解決し、発電機出力を、
速度調定率に従い制御するタービン出力制御装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、出力設定値を周波数偏差信号により、速度
調定率に従って変化させることにより解決される。

これは、出力設定値が、周波数偏差信号に応じて速度調
定率分だけ変化するため、発電機出力も、比例積分器の
作用により、この速度調定率分だけ変化した値に制御さ
れるからである。

更に、適切な位相補償回路を設けることにより、過渡的
な系統周波数変動に対しても安定化を図ることが可能で
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第６図により説明
する。

その第１図は、本発明を実施するための装置の−例を示
すもので、タービン定格速度Ｒとタービン速度（系統周
波数）Ｆとの偏差に調定率演算器３０を通して得られた
周波数偏差信号３１は、位相補償器３２へ入力され、系
統応答を考慮した適切な高速応答信号３４が発生させら
れる。

周波数偏差信号３１は、さらに出力設定りと加算され、
その時点で系統周波数を考慮した最も適切な出力要求信
号３３となる。この出力要求信号３３と発電機出力ＭＷ
との偏差を比例積分演算して求めた比例積分器出力３７
と高速応答信号３４とを加算し加減弁開度制御信号３６
が得られる。

この加減弁開度制御信号３６により、加減弁３を駆動し
、継続した周波数偏差の回復と高速な周波数変動への安
定度の両者に寄与する制御を行なう事ができる。

〔発明の効果〕

本発明を使用した場合の応答の改善の様子を第７図に示
す。

第４図の例の発電機Ｇ３が脱落し、系統周波数Ｆが破線
の様に変化しようとすると、先ず位相補償器３２から出
力された高速応答信号３４により先行的に発電機出力Ｍ
Ｗが上昇し、過渡的な周波数変化を防ぐ事が出来る。同
時に、周波数偏差信号３１により、出力要求信号３３が
変化しているので、過渡応答の後には、調定率相当だけ
変化した出力設定に整定し、系統周波数の回復に寄与出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一例を示す系統
図、第２図はタービン制御システムの概要を示した概略
系統図、第３図はタービン出力制御装置の従来技術を示
す系統図、第４図はタービン発電機が電力系統に接続さ
れた例を示す系統図、第５図はタービン出力制御装置の
主要機能である調定率演算を示す図、第６図は従来技術
による電力系統との応答の例を示す図、第７図は本発明
による電力系統との応答の例を示す図である。Ｆ・・・タービン速度、Ｒ・・・タービン定格速度、Ｌ
・・・負荷設定、ＭＷ・・・発電機出力、３・・・加減
弁、３０・・・調定率演算器、３１・・・周波数偏差信
号、３２・・・位相補償器、３３・・・出力要求信号、
３４・・・高速応答信号、３５・・・比例積分演算器、
３６・・・加減弁要求信号、３７・・・比例積分演算出
力。第１図第２図第３図第４図第６図 μ ■ 第７図＋’、−＋＋＋＋− 薯 ■

Claims

【特許請求の範囲】１、電子油圧式ガバナにより加減弁を制御するタービン
出力制御装置に関し、周波数偏差信号に調定率を掛けた
信号を出力設定値に加えて出力要求信号を求め、この信
号と発電機出力信号との偏差を比例積分器で比例積分し
、得られた出力信号と周波数偏差信号との和を加減弁開
度制御信号とすることを特徴とするタービン出力制御装
置。２、請求の範囲第１項において、前記出力要求信号と発
電機出力との偏差を比例積分し得た出力信号に、周波数
偏差信号を位相補償器で位相補償した信号を加え、この
出力信号をタービン加減弁開度制御信号とすることを特
徴とするタービン出力制御装置。