JPH0136351B2 - - Google Patents
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- JPH0136351B2 JPH0136351B2 JP54097308A JP9730879A JPH0136351B2 JP H0136351 B2 JPH0136351 B2 JP H0136351B2 JP 54097308 A JP54097308 A JP 54097308A JP 9730879 A JP9730879 A JP 9730879A JP H0136351 B2 JPH0136351 B2 JP H0136351B2
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- JP
- Japan
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- generator
- excitation
- accident
- output
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- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発電機の励磁制御方法に関する。
電力系統に事故が発生すると、発電機の端子電
圧が低下し、送電々力が減少する。事故は比較的
短時間で保護リレーシステムにより除去される。
しかし、その間、発電機の入力はほぼ事故発生前
と同じであるから、入、出力のアンバランスによ
つて発電機の内部相差角が進む。事故除去によつ
て送電能力が回復し、さらに、内部相差角が進む
ことによつて発電機入力以上の送電が行なわれ
る。入、出力のアンバランスにより発電機は減速
され、最終的には、事故除去後の系統構成に対応
した内部相差角で安定に運転される。
圧が低下し、送電々力が減少する。事故は比較的
短時間で保護リレーシステムにより除去される。
しかし、その間、発電機の入力はほぼ事故発生前
と同じであるから、入、出力のアンバランスによ
つて発電機の内部相差角が進む。事故除去によつ
て送電能力が回復し、さらに、内部相差角が進む
ことによつて発電機入力以上の送電が行なわれ
る。入、出力のアンバランスにより発電機は減速
され、最終的には、事故除去後の系統構成に対応
した内部相差角で安定に運転される。
このような過渡時の発電機の運転について考え
ると、事故除去直後はできるだけ送電々力が大き
くなるように励磁を強化し、内部相差角が大きく
進まないようにすることが有用であり、この点に
ついて本願の出願人は既に特許出願をし、特許第
926738号として特許された。
ると、事故除去直後はできるだけ送電々力が大き
くなるように励磁を強化し、内部相差角が大きく
進まないようにすることが有用であり、この点に
ついて本願の出願人は既に特許出願をし、特許第
926738号として特許された。
一方、内部相差角が極大値に達した後について
みると、入力よりも送電々力が大きいため、発電
機は減速力を受け、結局、発電機入力を中心とし
て減衰振動をしながらおちつくことになる。
みると、入力よりも送電々力が大きいため、発電
機は減速力を受け、結局、発電機入力を中心とし
て減衰振動をしながらおちつくことになる。
本発明では、この振動を抑制し、短時間に安定
化できるようにすることのできる励磁制御方法を
提供することを目的とする。
化できるようにすることのできる励磁制御方法を
提供することを目的とする。
このため、本発明では、発電機内部相差角がほ
ぼ極大値に達したら、発電機の界磁の励磁量を事
故発生前の励磁量以下になるように制御し、送
電々力を抑制することによつて減速力を小さくす
るのである。そして、発電機出力が事故発生前と
ほぼ同一のレベルに達したとき、通常の電圧制御
信号によつて励磁制御をするようにして、短時間
に安定化させ、且スムーズに定常運転に戻るよう
にするのである。
ぼ極大値に達したら、発電機の界磁の励磁量を事
故発生前の励磁量以下になるように制御し、送
電々力を抑制することによつて減速力を小さくす
るのである。そして、発電機出力が事故発生前と
ほぼ同一のレベルに達したとき、通常の電圧制御
信号によつて励磁制御をするようにして、短時間
に安定化させ、且スムーズに定常運転に戻るよう
にするのである。
第１図は本発明の効果を説明する図である。図
でａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅは夫々事故時の発電機出
力pG、内部相差角δ、発電機電圧VG、界磁電圧
VF及び発電機速度（又は周波数）変化分Δωの変
化を示す。添字Ｏをつけて示すのは事故発生前の
値である。t1，t2，t3及びt4は夫々事故発生、事
故除去、内部相差角極大値及び発電機出力復旧の
時点である。本発明によれば、図に実線で示すよ
うに時点t1―t2に発電機出力PGが低下した分に対
応して時点t2までに、面積S1に相当する加速力を
発電機は受け、t2―t3間に励磁量強化及び内部相
差角δの増加に対応して時点t3までに面積S2に相
当する減速力を発電機は受ける。S1＝S2となつた
時点t3で内部相差角δは極大値に達する。先の特
許発明でも述べたように、t2―t3間に励磁を強化
することにより、内部相差角δの増大を比較的小
さなものにできる。図でt1―t3間を励磁を強化し
た形で示したのはt1―t2間は特別な考慮を払わな
くても、従来の電圧目標値と発電機端子電圧との
偏差に対応して励磁量を制御する自動電圧制御装
置による励磁強化の効果があるからである。
でａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅは夫々事故時の発電機出
力pG、内部相差角δ、発電機電圧VG、界磁電圧
VF及び発電機速度（又は周波数）変化分Δωの変
化を示す。添字Ｏをつけて示すのは事故発生前の
値である。t1，t2，t3及びt4は夫々事故発生、事
故除去、内部相差角極大値及び発電機出力復旧の
時点である。本発明によれば、図に実線で示すよ
うに時点t1―t2に発電機出力PGが低下した分に対
応して時点t2までに、面積S1に相当する加速力を
発電機は受け、t2―t3間に励磁量強化及び内部相
差角δの増加に対応して時点t3までに面積S2に相
当する減速力を発電機は受ける。S1＝S2となつた
時点t3で内部相差角δは極大値に達する。先の特
許発明でも述べたように、t2―t3間に励磁を強化
することにより、内部相差角δの増大を比較的小
さなものにできる。図でt1―t3間を励磁を強化し
た形で示したのはt1―t2間は特別な考慮を払わな
くても、従来の電圧目標値と発電機端子電圧との
偏差に対応して励磁量を制御する自動電圧制御装
置による励磁強化の効果があるからである。
本発明では、t3―t4間即ち内部相差角δが極大
値に達してから発電機出力が事故前の出力レベル
に戻るまでの期間、積極的に励磁量を弱め、発電
機に作用する（面積S3に対応する）減速力を小さ
くした。従つて、従来の自動電圧制御装置による
応動を示す破線のように、大きな振動が長時間続
いて安定化するのではなく、短時間で安定運転に
スムーズに移行する。δ1は事故除去後の発電機の
とるべき内部相差角である。
値に達してから発電機出力が事故前の出力レベル
に戻るまでの期間、積極的に励磁量を弱め、発電
機に作用する（面積S3に対応する）減速力を小さ
くした。従つて、従来の自動電圧制御装置による
応動を示す破線のように、大きな振動が長時間続
いて安定化するのではなく、短時間で安定運転に
スムーズに移行する。δ1は事故除去後の発電機の
とるべき内部相差角である。
図の実線と破線を対応して見て明らかなよう
に、本発明では、励磁量を積極的に強め、或いは
弱めるので、発電機電圧が多少大巾に変動する
が、これを実用上の支障のない範囲内にすること
は容易であり、とるに足りない。
に、本発明では、励磁量を積極的に強め、或いは
弱めるので、発電機電圧が多少大巾に変動する
が、これを実用上の支障のない範囲内にすること
は容易であり、とるに足りない。
第２図により、本発明をデジタル計算機を主体
として実現する実施例について説明する。図で１
は同期発電機、３はその界磁巻線、５はその励磁
装置、７は電圧変成器、９は電流変成器、１１は
励磁制御装置である。励磁制御装置１１は、アナ
ログ入力装置１３、アナログ―デジタル変換器１
５、中央処理装置１７、メモリー１９、コントロ
ールユニツト２１、デジタル―アナログ変換器２
３、アナログ出力装置２５より構成される。
として実現する実施例について説明する。図で１
は同期発電機、３はその界磁巻線、５はその励磁
装置、７は電圧変成器、９は電流変成器、１１は
励磁制御装置である。励磁制御装置１１は、アナ
ログ入力装置１３、アナログ―デジタル変換器１
５、中央処理装置１７、メモリー１９、コントロ
ールユニツト２１、デジタル―アナログ変換器２
３、アナログ出力装置２５より構成される。
界磁巻線３は励磁装置５により励磁量が制御さ
れるが、励磁装置５は励磁装置１１から与えられ
る信号に応答する。
れるが、励磁装置５は励磁装置１１から与えられ
る信号に応答する。
本実施例はアナログ入力として発電機の各相電
圧Va、Vb、Vc、ｂ相電流Ib及び界磁電圧Vfを入
力とし、メモリ１９には各種の判定基準値、例え
ば発電機の電圧目標値VGR、事故発生判定のため
の発電機電圧V1、発電機出力P1、事故除去判定
のための発電機電圧V2、時点t3―t4間の界磁電圧
の決定のためのデータ等が予じめ格納されてい
る。
圧Va、Vb、Vc、ｂ相電流Ib及び界磁電圧Vfを入
力とし、メモリ１９には各種の判定基準値、例え
ば発電機の電圧目標値VGR、事故発生判定のため
の発電機電圧V1、発電機出力P1、事故除去判定
のための発電機電圧V2、時点t3―t4間の界磁電圧
の決定のためのデータ等が予じめ格納されてい
る。
第３図はデジタル計算機主体の周期的入力によ
る本実施例による処理の基本を示すフロー図であ
る。ステツプ３１により演算タイミングであると
判定されると、ステツプ３２によりアナログ入力
を導入し、ステツプ３３により発電機電圧VG、
発電機出力PG、界磁電圧VF、電圧偏差ΔVG、出
力偏差ΔPGを演算する。ここで、演算される各値
の演算式の例は次のようである。ここでｉはサン
プリングのタイミングの番号である。
る本実施例による処理の基本を示すフロー図であ
る。ステツプ３１により演算タイミングであると
判定されると、ステツプ３２によりアナログ入力
を導入し、ステツプ３３により発電機電圧VG、
発電機出力PG、界磁電圧VF、電圧偏差ΔVG、出
力偏差ΔPGを演算する。ここで、演算される各値
の演算式の例は次のようである。ここでｉはサン
プリングのタイミングの番号である。
VG＝Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i＋Max（｜Va
｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-1＋…… ＋Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-o PG＝Vbi・Ibi＋Vbi-1・Ibi-1＋……＋Vbi-o・Ibi-o VF＝Vfi＋Vfi-1＋Vfi-2＋……＋Vfi-o ΔVG＝VG−｛Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-1＋
Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-2＋…… ＋Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-o-1｝ ΔPG＝PG−｛Vbi-1・Ibi-1＋Vbi-2・Ibi-2……＋Vb
i-o-1・Ibi-o-1｝ ステツプ３４によりΔVGから発電機電圧VGを
一定制御するための出力VAVRを演算する。この
演算式の一例はVAVR＝VGR−VGである。
｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-1＋…… ＋Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-o PG＝Vbi・Ibi＋Vbi-1・Ibi-1＋……＋Vbi-o・Ibi-o VF＝Vfi＋Vfi-1＋Vfi-2＋……＋Vfi-o ΔVG＝VG−｛Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-1＋
Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-2＋…… ＋Max（｜Va｜、｜Vb｜、｜Vc｜）i-o-1｝ ΔPG＝PG−｛Vbi-1・Ibi-1＋Vbi-2・Ibi-2……＋Vb
i-o-1・Ibi-o-1｝ ステツプ３４によりΔVGから発電機電圧VGを
一定制御するための出力VAVRを演算する。この
演算式の一例はVAVR＝VGR−VGである。
次に事故対応制御の要否を判定するステツプ１
０１に進みNOであればステツプ１０２によりそ
のままVAVRを励磁装置５に出力させ、YESであ
れば事故に応じた界磁制御出力Vsiftをステツプ１
０３で算出し、これをステツプ１０４を介して励
磁装置５に出力させる。励磁装置５は夫々VAVR、
Vsiftに応じた界磁電圧を出力する。
０１に進みNOであればステツプ１０２によりそ
のままVAVRを励磁装置５に出力させ、YESであ
れば事故に応じた界磁制御出力Vsiftをステツプ１
０３で算出し、これをステツプ１０４を介して励
磁装置５に出力させる。励磁装置５は夫々VAVR、
Vsiftに応じた界磁電圧を出力する。
事故に対応した処理の例の詳細を第４図、第５
図ａ〜ｃにより説明する。
図ａ〜ｃにより説明する。
ステツプ４２によりVG、PGが事故発生と判定
するレベルV1、P1以下に低下しているか否か判
定し、NOであればステツプ４３〜４５は通過さ
せる。YESであれば、ステツプ４３で事故発生
前の界磁電圧VFに応じた増磁量を算出する。ス
テツプ４４において事故除去判定指令をONにし
ておく。ステツプ４５において制御出力量変更指
令もONにしておく。ステツプ４６において事故
除去判定指令のON、OFFが判定されONでなけ
れば、即ち電力系統に事故がなければ、以後の全
てのステツプが飛びこされてステツプ６２により
VAVRが出力される。ONであれば、即ち電力系統
に事故がありと判定されステツプ４４で事故除去
判定指令をONにすべき旨の処理がなされていれ
ば、ステツプ４７で発電機電圧VGが事故除去レ
ベルV2以上に回復している否か判定される。事
故継続中（t1―t2の間）であれば、ステツプ４３
の出力、ステツプ４５の処理によりステツプ６
１，６３により増磁のためのVsiftが出力される。
VGV2であればステツプ４８に進み事故除去判
定レベルをOFFにするとともに相差角極大判定
指令をONにする。事故除去直後は必らず発電機
出力PGは増加傾向にあるからΔPGはやはり必らず
正である。従つてΔPGが負になつたことをステツ
プ５３で判定すれば内部相差角が極大に達したこ
とを検出できる。ステツプ５３がNOであるうち
は、ステツプ４４の算出出力がステツプ６１，６
３を介して出される。即ち励磁量が大きくされ
る。ステツプ５３がYESとなると即ち内部相差
角が極大点をすぎるとステツプ５４で励磁量を小
さいものとするための減磁量算出を行ない、この
結果で増磁量算出の出力を置換する。ステツプ５
６で相差角極大判定指令をOFF、事故処理終了
判定指令をONとする処理が行なわれる。事故処
理終了の判定はステツプ５８によりPGがPGOとほ
ぼ同じ値に復帰していることによつて行なわれる
が、これがNOであれば、ステツプ６１，６３に
よりステツプ５４の算出結果が出力される。これ
がYESとなれば、即ちt4を経過すればステツプ５
９，６０により事故処理終了判定指令、制御出力
量変更指令をともにOFFにする処理をする。そ
の結果ステツプ６１がNOと判定するから、t4以
降は発電機は定常時のVAVRによつて制御される。
するレベルV1、P1以下に低下しているか否か判
定し、NOであればステツプ４３〜４５は通過さ
せる。YESであれば、ステツプ４３で事故発生
前の界磁電圧VFに応じた増磁量を算出する。ス
テツプ４４において事故除去判定指令をONにし
ておく。ステツプ４５において制御出力量変更指
令もONにしておく。ステツプ４６において事故
除去判定指令のON、OFFが判定されONでなけ
れば、即ち電力系統に事故がなければ、以後の全
てのステツプが飛びこされてステツプ６２により
VAVRが出力される。ONであれば、即ち電力系統
に事故がありと判定されステツプ４４で事故除去
判定指令をONにすべき旨の処理がなされていれ
ば、ステツプ４７で発電機電圧VGが事故除去レ
ベルV2以上に回復している否か判定される。事
故継続中（t1―t2の間）であれば、ステツプ４３
の出力、ステツプ４５の処理によりステツプ６
１，６３により増磁のためのVsiftが出力される。
VGV2であればステツプ４８に進み事故除去判
定レベルをOFFにするとともに相差角極大判定
指令をONにする。事故除去直後は必らず発電機
出力PGは増加傾向にあるからΔPGはやはり必らず
正である。従つてΔPGが負になつたことをステツ
プ５３で判定すれば内部相差角が極大に達したこ
とを検出できる。ステツプ５３がNOであるうち
は、ステツプ４４の算出出力がステツプ６１，６
３を介して出される。即ち励磁量が大きくされ
る。ステツプ５３がYESとなると即ち内部相差
角が極大点をすぎるとステツプ５４で励磁量を小
さいものとするための減磁量算出を行ない、この
結果で増磁量算出の出力を置換する。ステツプ５
６で相差角極大判定指令をOFF、事故処理終了
判定指令をONとする処理が行なわれる。事故処
理終了の判定はステツプ５８によりPGがPGOとほ
ぼ同じ値に復帰していることによつて行なわれる
が、これがNOであれば、ステツプ６１，６３に
よりステツプ５４の算出結果が出力される。これ
がYESとなれば、即ちt4を経過すればステツプ５
９，６０により事故処理終了判定指令、制御出力
量変更指令をともにOFFにする処理をする。そ
の結果ステツプ６１がNOと判定するから、t4以
降は発電機は定常時のVAVRによつて制御される。
第５図ａ，ｂ，ｃは夫々励磁量を事故前のレベ
ル以前にするためのステツプ５４における処理の
例を示す。ａはいわゆるテーブルルツクアツプ方
式であり事故前のVFレベルに応じたVsiftを選択
する例、ｂはVFO−ｋ（PG−PGO）をVsiftとする例、
ｃはVFO−（VG−0.5VGO）をVsiftとする例である。
ｂ，ｃの例はいずれも（ ）内の演算結果は正で
あるからVsiftによる界磁電圧VFはVFOより小さい
ものとできる。このいずれかの例を採用し、或は
又他の適宜の方法でt3―t4の間の励磁量を決める
にせよ、大切なことは、事故前のVFO以下であつ
て、且発電機電圧が運転許容の下限値以下になら
ない値であることである。
ル以前にするためのステツプ５４における処理の
例を示す。ａはいわゆるテーブルルツクアツプ方
式であり事故前のVFレベルに応じたVsiftを選択
する例、ｂはVFO−ｋ（PG−PGO）をVsiftとする例、
ｃはVFO−（VG−0.5VGO）をVsiftとする例である。
ｂ，ｃの例はいずれも（ ）内の演算結果は正で
あるからVsiftによる界磁電圧VFはVFOより小さい
ものとできる。このいずれかの例を採用し、或は
又他の適宜の方法でt3―t4の間の励磁量を決める
にせよ、大切なことは、事故前のVFO以下であつ
て、且発電機電圧が運転許容の下限値以下になら
ない値であることである。
以上要するに、本発明は事故発生に対しては、
まず励磁強化により相差角の増大（加速力）を抑
制し、事故除去に対して励磁を弱め減速力を抑制
するものとしたから、発電機の過渡安定度向上に
大きく貢献する。
まず励磁強化により相差角の増大（加速力）を抑
制し、事故除去に対して励磁を弱め減速力を抑制
するものとしたから、発電機の過渡安定度向上に
大きく貢献する。
尚本発明は種々の変形で実施することができ
る。例示すれば次のようである。
る。例示すれば次のようである。
(1) 内部相差角を発電機出力から等価的に算出す
る代りに、電圧、電流から直接算出すること。
る代りに、電圧、電流から直接算出すること。
(2) t3―t4をt3における発電機出力に対応した時
間として決定すること。これは発電機と系統定
数によつて自ずと対応がとれるからである。
間として決定すること。これは発電機と系統定
数によつて自ずと対応がとれるからである。
(3) t3―t4をS1によつて決定すること。これも(2)
と同様の理由で採用できる。
と同様の理由で採用できる。
第１図は本発明の効果を説明する波形図、第２
図は本発明の実施例を示すブロツク図、第３図〜
第５図は本発明で採用しうるフロー図の一例であ
る。 ３１〜３４，１００……処理ステツプ、１……
発電機、３……界磁巻線、５……励磁装置、７，
９……電圧、電流変成器、１１……励磁制御装
置。
図は本発明の実施例を示すブロツク図、第３図〜
第５図は本発明で採用しうるフロー図の一例であ
る。 ３１〜３４，１００……処理ステツプ、１……
発電機、３……界磁巻線、５……励磁装置、７，
９……電圧、電流変成器、１１……励磁制御装
置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電力系統に接続された発電機の電圧、電流に
応じて発電機の界磁を制御する励磁制御方法であ
つて、電力系統に事故が発生した際、発電機の励
磁を強化するものにおいて、上記発電機の励磁強
化は、上記事故が除去され発電機の内部相差角が
ほぼ極大値に達するまでの期間継続し、上記内部
相差角がほぼ極大値を越えたときから発電機出力
が事故発生前とほぼ同じ大きさのレベルに戻るま
での期間は、発電機の界磁を事故発生前の励磁量
より小さくすることを特徴とする発電機の励磁制
御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記内部相
差角を代表する信号として発電機出力を用いたこ
とを特徴とする発電機の励磁制御方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、励磁量を小
さくする期間を内部相差角又は発電機出力が極大
値に達した時点における発電機出力に対応して定
められることを特徴とする発電機の励磁制御方
法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、励磁量を小
さくする期間を事故発生時の発電機出力と事故発
生から事故除去までの時間との関係において決定
することを特徴とする発電機の励磁制御方法。 ５ 特許請求の範囲第１項において、励磁量を小
さくする大きさが、発電機の出力電圧の下限値に
よつて決定されることを特徴とする発電機の励磁
制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9730879A JPS5622600A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Controlling method for excitation of generator |
| CA333,706A CA1128608A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-14 | Method and apparatus for computer controlling the excitation of a synchronous generator |
| US06/071,403 US4326159A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-30 | Method and apparatus for controlling excitation of a generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9730879A JPS5622600A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Controlling method for excitation of generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Patent Citations (1)
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