JPH01318596A - 交流励磁同期機の制御システム - Google Patents
交流励磁同期機の制御システムInfo
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- JPH01318596A JPH01318596A JP63148368A JP14836888A JPH01318596A JP H01318596 A JPH01318596 A JP H01318596A JP 63148368 A JP63148368 A JP 63148368A JP 14836888 A JP14836888 A JP 14836888A JP H01318596 A JPH01318596 A JP H01318596A
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、ポンプ水車に交流励磁同期機（以下、ＡＥ
ＳＭと略称する）が接続された可変速揚水発電システム
に於ける回転数制御と電力制御を行う交流励磁同期機の
制御システムに関するものである。
ＳＭと略称する）が接続された可変速揚水発電システム
に於ける回転数制御と電力制御を行う交流励磁同期機の
制御システムに関するものである。
第３図は、例えば電学誌、１０７巻３号（昭６２）２１
０頁１図１２に示された従来のＡＥＳＭの制御システム
を示す可変速揚水発電システムのブロック図であり、回
において、１は巻線形誘導電動機の２次側をサイクロコ
ンバータにより２次励磁して可変速度で指定された電力
にて運転されるＡＥＳＭ、２は前記ＡＥＳＭＩに直結さ
れたポンプ水車、３はＡＥＳＭＩの発生電力Ｐをしゃ断
する発電機しゃ断器、４はサイクロコンバータ、５は自
動電流制御器、６は負荷調整器、７は発生電力Ｐ１回転
数Ｎ、落差Ｈ等の出力設定器、８はポンプ水車の入出力
制御サーボ、９は発電機のガバナ、１０は回転速度演算
部、１１はガイドベーンの弁開度演算部、Ｐ、Ｎ、Ｈ，
ＧＶＯは各々実際のＡＥＳＭＩの発生電力１回転数、揚
水発電システムの落差、ガイドベーン開度等である。 次に動作について説明する。まず、ＡＥＳＭＩを可変速
で運転するためには、該ＡＥＳＭＩを２次励磁する方式
が通常採用される。そこで回転数Ｎが変っても、系統周
波数ｆと一致するようにスヘリ分だけ２次励磁により周
波数を補正して、系統との並列運転を可能にしている。 すなわち、周波数変換装置としては、交流から直接交流
に変換するサイクロコンバータ方式が通常使用される。 そこで、出力設定器７によって設定された電力６５Ｐに
なるように出力設定器７．負荷調整器６及び自動電流制
御器５により制御してサイクロコンバータ４を制御する
。一方、ポンプ水車２が最適回転数Ｎ。になるように出
力設定器７の設定値に対して夫々、回転速度演算部１０
．ガバナ９．ガイドヘーンの弁開度演算部１１が最適演
算を実行し、ガイドベーン開度Ｇ■０を決め、最終的に
入出力制御サーボ８を制御し゛（ＡＥＳＭＩを最適値に
なるように運転する。 ここで、第３図のシステムが外乱を受け、発電時の出力
設定器７の設定値６５Ｐを増加側に操作したとすると、
電力フィードハックの場合、発生電力Ｐは出力設定器７
の設定値６５Ｐに即応して増加するが、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作用し、−時的
に回転数Ｎが低下する。その後、弁開度演算部１１の演
算によるガイドベーン開動作と共に回転数Ｎも増加し最
適値に落ち付（。一方、発生電力Ｐの追従性は「ｄいが
回転数Ｎの整定は遅（−時的に逆方向に動作する。
０頁１図１２に示された従来のＡＥＳＭの制御システム
を示す可変速揚水発電システムのブロック図であり、回
において、１は巻線形誘導電動機の２次側をサイクロコ
ンバータにより２次励磁して可変速度で指定された電力
にて運転されるＡＥＳＭ、２は前記ＡＥＳＭＩに直結さ
れたポンプ水車、３はＡＥＳＭＩの発生電力Ｐをしゃ断
する発電機しゃ断器、４はサイクロコンバータ、５は自
動電流制御器、６は負荷調整器、７は発生電力Ｐ１回転
数Ｎ、落差Ｈ等の出力設定器、８はポンプ水車の入出力
制御サーボ、９は発電機のガバナ、１０は回転速度演算
部、１１はガイドベーンの弁開度演算部、Ｐ、Ｎ、Ｈ，
ＧＶＯは各々実際のＡＥＳＭＩの発生電力１回転数、揚
水発電システムの落差、ガイドベーン開度等である。 次に動作について説明する。まず、ＡＥＳＭＩを可変速
で運転するためには、該ＡＥＳＭＩを２次励磁する方式
が通常採用される。そこで回転数Ｎが変っても、系統周
波数ｆと一致するようにスヘリ分だけ２次励磁により周
波数を補正して、系統との並列運転を可能にしている。 すなわち、周波数変換装置としては、交流から直接交流
に変換するサイクロコンバータ方式が通常使用される。 そこで、出力設定器７によって設定された電力６５Ｐに
なるように出力設定器７．負荷調整器６及び自動電流制
御器５により制御してサイクロコンバータ４を制御する
。一方、ポンプ水車２が最適回転数Ｎ。になるように出
力設定器７の設定値に対して夫々、回転速度演算部１０
．ガバナ９．ガイドヘーンの弁開度演算部１１が最適演
算を実行し、ガイドベーン開度Ｇ■０を決め、最終的に
入出力制御サーボ８を制御し゛（ＡＥＳＭＩを最適値に
なるように運転する。 ここで、第３図のシステムが外乱を受け、発電時の出力
設定器７の設定値６５Ｐを増加側に操作したとすると、
電力フィードハックの場合、発生電力Ｐは出力設定器７
の設定値６５Ｐに即応して増加するが、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作用し、−時的
に回転数Ｎが低下する。その後、弁開度演算部１１の演
算によるガイドベーン開動作と共に回転数Ｎも増加し最
適値に落ち付（。一方、発生電力Ｐの追従性は「ｄいが
回転数Ｎの整定は遅（−時的に逆方向に動作する。
【発明が解決しようとする課題］
従来の交流励磁同期機の制御システムは以上のように構
成されているので、発電運転時に出力設定器７を操作し
た時、電力Ｐは該出力設定器７により電気的にサイクロ
コンバータ４により連名するが、ガイドベーン動作が機
械的で遅いために、−時的に回転速度Ｎが反対方向に応
動することがあり、また、早い制御がサイクロコンバー
タ４に電力でフィードバックされているため電力が一定
に保たれることが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るなどの
問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、揚水発電所の運用上の必要性に応じてサイク
ロコンバータの制御回路を切替えて電力又は回転数の整
定時間を早くし、回転数の一時的な行過ぎを防止して系
統安定化を図ると共に、回転体のエネルギーが一時的に
放出されて回転数が下るが電力の瞬時予備力として有効
に作用する交流励磁同期機の制御システムを得ることを
目的とする。 【課題を解決するための手段】 この発明に係るＡＥＳＭの制御システムは、回転数偏差
信号をサイクロコンバータに入力し、即応性を持たせて
、回転数を整定させる回転数偏差制御による回転数フィ
ードバック制御または、電力偏差信号をサイクロコンバ
ータに入力し、早急に電力を整定させる電力偏差制御に
よる、電力フィードハック制御を運用上の必要性に応じ
て、切替判断回路の判断信号によって、切替回路を切替
えて制御するものである。
成されているので、発電運転時に出力設定器７を操作し
た時、電力Ｐは該出力設定器７により電気的にサイクロ
コンバータ４により連名するが、ガイドベーン動作が機
械的で遅いために、−時的に回転速度Ｎが反対方向に応
動することがあり、また、早い制御がサイクロコンバー
タ４に電力でフィードバックされているため電力が一定
に保たれることが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るなどの
問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、揚水発電所の運用上の必要性に応じてサイク
ロコンバータの制御回路を切替えて電力又は回転数の整
定時間を早くし、回転数の一時的な行過ぎを防止して系
統安定化を図ると共に、回転体のエネルギーが一時的に
放出されて回転数が下るが電力の瞬時予備力として有効
に作用する交流励磁同期機の制御システムを得ることを
目的とする。 【課題を解決するための手段】 この発明に係るＡＥＳＭの制御システムは、回転数偏差
信号をサイクロコンバータに入力し、即応性を持たせて
、回転数を整定させる回転数偏差制御による回転数フィ
ードバック制御または、電力偏差信号をサイクロコンバ
ータに入力し、早急に電力を整定させる電力偏差制御に
よる、電力フィードハック制御を運用上の必要性に応じ
て、切替判断回路の判断信号によって、切替回路を切替
えて制御するものである。
この発明におけるＡＥＳＭの制御システムは、サイクロ
コンバータの制御を電力偏差による制御または回転数偏
差による制御のいずれか選択可能な切替回路を備え切替
判断回路の判断によって電力または回転数フィードバッ
ク制御の何れの制御方式でも選択して切替えて制御でき
るようにする。
コンバータの制御を電力偏差による制御または回転数偏
差による制御のいずれか選択可能な切替回路を備え切替
判断回路の判断によって電力または回転数フィードバッ
ク制御の何れの制御方式でも選択して切替えて制御でき
るようにする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第３図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図において、１２．１３は回転数偏差制御と電力偏差
制御の切替回路である。後述する切替判断回路１５によ
って連動して切替えられる前記切替回路１２．１３は、
図中、上側にオンで回転数偏差制御、下側にオンで電力
偏差制御が接続される。１４は回転数検出器、１５は切
替判断回路、１６は系統データ伝送部、１７は発電、揚
水指令回路である。 また、サイクロコンバータ４の制御が従来は電カフィー
ドバックになっているのに対し、この発明の場合には切
替判断回路１５の指令によりサイクロコンバータ４の制
御が電力フィードバンクと回転数フィードバックの切替
制御を行えるようにしている。 次にこの発明の動作について説明する。まず回転数偏差
制御について説明する。サイクロコンバータ４の励磁系
の制御方式として従来の電力フィードバック方式に対し
、この発明の回転数のフィードバック方式を使った場合
について説明する。 いづれの制御方式も定常状態においては、同じ最適運転
状態に落ちつくが、外乱を受けた直後の過渡状態におい
ては次のように動作する。すなわち、この発明による回
転数フィードバックの回路を使用した場合には、第２図
に示すように、回転数Ｎ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、−時的に発生電力Ｐが減少し、その後、ガイド
ベーン開動作と共に該発生電力Ｐは増加し、設定値に落
ちつく。 従来方式に比較し、回転数の整定か早く、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しつく
。従って通常の発電運転時は回転数フィードバックとし
た方が良い。一方揚水時の制御については、発生電力Ｐ
、の変化と回転数Ｎの変化が同じ方向となるため、夫々
の応答速度を早くとることが出来る。従って、系統安定
度に寄与するために従来と同じ電力フィードバック方式
をとる。その時には切替回路１２．１３を下側に倒すよ
うに切替判断回路１５から切替信号を出力する。しかし
発電時でも系統事故時等で緊急予備力として使用する場
合には電力優先制御の方が儲れており、発電時にも系統
データ転送部１６．切替判断回路１５から緊急↑旨令を
受けて、通常の回転数フィードバンク制御すなわち、切
替回路１２゜１３を上側から下側の電力フィードハック
制御に切替えて一時的に運転したり、揚水運転中でも回
転数Ｎがサイクロコンバータ４の制御可能な上。 下限を超えて運転されるような危険性がある場合には回
転数検出器１４．切替判断回路１５にて電力フィードハ
ックから回転数フィードバックに切替えて制御する。 また上記実施例では、サイクロコンバータの制御を電力
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数補正回路を付
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よく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
、第３図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図において、１２．１３は回転数偏差制御と電力偏差
制御の切替回路である。後述する切替判断回路１５によ
って連動して切替えられる前記切替回路１２．１３は、
図中、上側にオンで回転数偏差制御、下側にオンで電力
偏差制御が接続される。１４は回転数検出器、１５は切
替判断回路、１６は系統データ伝送部、１７は発電、揚
水指令回路である。 また、サイクロコンバータ４の制御が従来は電カフィー
ドバックになっているのに対し、この発明の場合には切
替判断回路１５の指令によりサイクロコンバータ４の制
御が電力フィードバンクと回転数フィードバックの切替
制御を行えるようにしている。 次にこの発明の動作について説明する。まず回転数偏差
制御について説明する。サイクロコンバータ４の励磁系
の制御方式として従来の電力フィードバック方式に対し
、この発明の回転数のフィードバック方式を使った場合
について説明する。 いづれの制御方式も定常状態においては、同じ最適運転
状態に落ちつくが、外乱を受けた直後の過渡状態におい
ては次のように動作する。すなわち、この発明による回
転数フィードバックの回路を使用した場合には、第２図
に示すように、回転数Ｎ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、−時的に発生電力Ｐが減少し、その後、ガイド
ベーン開動作と共に該発生電力Ｐは増加し、設定値に落
ちつく。 従来方式に比較し、回転数の整定か早く、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しつく
。従って通常の発電運転時は回転数フィードバックとし
た方が良い。一方揚水時の制御については、発生電力Ｐ
、の変化と回転数Ｎの変化が同じ方向となるため、夫々
の応答速度を早くとることが出来る。従って、系統安定
度に寄与するために従来と同じ電力フィードバック方式
をとる。その時には切替回路１２．１３を下側に倒すよ
うに切替判断回路１５から切替信号を出力する。しかし
発電時でも系統事故時等で緊急予備力として使用する場
合には電力優先制御の方が儲れており、発電時にも系統
データ転送部１６．切替判断回路１５から緊急↑旨令を
受けて、通常の回転数フィードバンク制御すなわち、切
替回路１２゜１３を上側から下側の電力フィードハック
制御に切替えて一時的に運転したり、揚水運転中でも回
転数Ｎがサイクロコンバータ４の制御可能な上。 下限を超えて運転されるような危険性がある場合には回
転数検出器１４．切替判断回路１５にて電力フィードハ
ックから回転数フィードバックに切替えて制御する。 また上記実施例では、サイクロコンバータの制御を電力
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数補正回路を付
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よく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
本発明によるＡＥＳＭの制御システムは以上のように構
成されているので、運用上の必要性に応じてサイクロコ
ンバータの制御を回転数フィードバンク制御、または電
力フィードバック制御に切替えて使用するようにしたの
で、必要性に応じて回転数か電力の応答性の早いＡＥＳ
Ｍの制御特性が得られる効果がある。
成されているので、運用上の必要性に応じてサイクロコ
ンバータの制御を回転数フィードバンク制御、または電
力フィードバック制御に切替えて使用するようにしたの
で、必要性に応じて回転数か電力の応答性の早いＡＥＳ
Ｍの制御特性が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるＡＥＳＭの制御シス
テムを示すブロック図、第２図はこの発明のサイクロコ
ンバータ制御を回転数フィードバックにした場合の応答
特性図、第３図は従来のＡＥＳＭの制御システムを示す
ブロック図、第４図は従来のサイクロコンバータ制御を
電力フィードバンクとした場合の応答特性図である。 １は交流励磁同期機（ＡＥＳＭ）、２はポンプ水車、４
はサイクロコンバータ、７ば出力設定器、１２．１３は
切替回路、１４は回転数検出器、１５は切替判断回路、
１６は系統データ伝送部、１７は発電、揚水指令回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社１−−一−−２代理人
弁理士 １） 澤 博 昭ｉ ）９−一６Ｍ
）コ （外２名） １ 交゛スし二カフｉ式１町嬰Ｈｇビ（Ａ已Ｓｋへ）
１４ 目学云放オ賓′出ｉフ；１２．１３：切習
口じを 第３図 ｍ−やｍ− 日 第４図 手続補正書（自発） 昭和 年６３．ｊ、１°１情
テムを示すブロック図、第２図はこの発明のサイクロコ
ンバータ制御を回転数フィードバックにした場合の応答
特性図、第３図は従来のＡＥＳＭの制御システムを示す
ブロック図、第４図は従来のサイクロコンバータ制御を
電力フィードバンクとした場合の応答特性図である。 １は交流励磁同期機（ＡＥＳＭ）、２はポンプ水車、４
はサイクロコンバータ、７ば出力設定器、１２．１３は
切替回路、１４は回転数検出器、１５は切替判断回路、
１６は系統データ伝送部、１７は発電、揚水指令回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社１−−一−−２代理人
弁理士 １） 澤 博 昭ｉ ）９−一６Ｍ
）コ （外２名） １ 交゛スし二カフｉ式１町嬰Ｈｇビ（Ａ已Ｓｋへ）
１４ 目学云放オ賓′出ｉフ；１２．１３：切習
口じを 第３図 ｍ−やｍ− 日 第４図 手続補正書（自発） 昭和 年６３．ｊ、１°１情
Claims (1)
- ポンプ水車に交流励磁同期機を直結し、該交流励磁同期
機の２次側をサイクロコンバータによって２次励磁して
出力設定器からの指令に基き可変速で電力制御運転され
る交流励磁同期機の制御システムにおいて、前記サイク
ロコンバータの制御を回転数偏差制御または電力偏差制
御のいずれかに切替える切替回路と、前記交流励磁同期
機の回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出
器からの出力信号、発電、揚水指令回路及び系統データ
伝送部からの指令を受けて回転数フィードバック制御ま
たは電力フィードバック制御に切替えて運転する切替回
路の切替判断回路とを備えたことを特徴とする交流励磁
同期機の制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148368A JP2521130B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 交流励磁同期機の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148368A JP2521130B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 交流励磁同期機の制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318596A true JPH01318596A (ja) | 1989-12-25 |
| JP2521130B2 JP2521130B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=15451201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148368A Expired - Fee Related JP2521130B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 交流励磁同期機の制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2521130B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013078196A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Hitachi Mitsubishi Hydro Corp | 可変速揚水発電制御システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173699A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置の制御装置 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP63148368A patent/JP2521130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173699A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置の制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013078196A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Hitachi Mitsubishi Hydro Corp | 可変速揚水発電制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2521130B2 (ja) | 1996-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |