JPH02159930A

JPH02159930A - 無効電力制御装置

Info

Publication number: JPH02159930A
Application number: JP63309872A
Authority: JP
Inventors: Mineko Machida; 町田　峰子; Mitsuyasu Tanaka; 田中　光耕
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-20

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電力系統に接続された複数の発電機ユニット
のそれぞれの無効電力を制御する無効電力制御装置に関
する。

（従来の技術）発電設備における送受電端または共通母線の無効電力制
御は、一般に、検出点における電圧や力率を一定に保つ
ことを目的として行われており、かかる無効電力制御を
実現する装置構成の一例を第３図に示す。

同図において、この発電設備では、複数の発電ユニット
Ｐｕｔ、ＰＵ２．・・・、　Ｐｕｎが内部の共通母線Ｉ
ＰＬに接続されて負荷ＬＤに電力が供給されるとともに
、外部の送電線ＥＰＬから受電した電力が共通母線ＩＰ
Ｌに印加され、負荷ＬＤに供給されている。

変成器ｌは、送電線ＥＰＬに接続する送受電端の電、圧
を検出するものであり、その検出信号ＶＥは無効電力検
出器２に出力されている。

変流器３は、送受電端の電流を検出するものであり、そ
の検出信号ＩＩＥは無効電力検出器２に出力されている
。

無効電力検出器２は、信号ＶＥおよび信号ＩＥに基づい
て、送受電端の無効電力を算出するものであり、その算
出結果は、無効電力信号ＥＮＰとして発電ユニットＰＵ
Ｉ、ＰＵ２．・・・、　Ｐｕｎに出力されている。

発電ユニットＰＵＩ、ＰＵ２．・・・、Ｐｕｎは、それ
ぞれ同一に構成されており、次に１発電ユニットＰＵＩ
の構成について説明する。

発電ユニットＰＵｌにおいて、変成器１１は１発電機１
２の出力端（以下、発電端という）の電圧を検出するも
のであり、その検出信号ｖ１は、無効電力検出器１３お
よび自動電圧調整器１４に出力されている。

変流器１５は１発電端の電流を検出するものであり、そ
の検出信号ＩＥは、無効電力検出器１３に出力されてい
る。

無効電力検出器１３は、信号ｖ１および信号■１に基づ
いて発電端の無効電力を算出するものであり。

その算出結果は、無効電力信号ＩＰＩとして発電端無効
電力制御部１６に出力されている。

発電端無効電力制御部１６は、入力した無効電力信号Ｉ
ＰＩと１発電機１２にあらかじめ設定されている無効電
力との偏差を検出し、その偏差をなくすように発電機１
２の電圧を調整する電圧ｍ１１パルス信号ＰＳ１を発生
するものであり、その電圧調整パルス信号ＰＳ１は、切
換器１７の一入力端に加えられている。

送受電端無効電力制御部１８は、無効電力検出器２より
出力された無効電力信号ＥＮＰを入力し、送受電端にあ
らかじめ設定されている無効電力との偏差を検出し、そ
の偏差をなくすように発電機１２の電圧を調整する電圧
調整パルス信号ＰＳ２を発生するものであり、その電圧
調整パルス信号ＰＳ２は。

切換器１７の低入力端に加えられている。

切換器１７は、電圧調整パルス信号ＰＳ１または電圧調
整パルス信号ＰＳ２のいずれか一方を選択するものであ
り、その選択した信号を自動電圧調整器１４の基準電圧
を設定するための電圧設定器１９に出力する。

電圧設定器１９は、切換器１７より入力した電圧調整パ
ルス信号ＰＳ１あるいは電圧調整パルス信号ＰＳ２に対
応して、自動電圧調整器１４に出力する基準電圧設定値
ＶＲＲを変化するものである。

自動電圧調整器１４は、信号ｖ１に対応した電圧と、基
準電圧設定値ＶＲＲに対応した基準電圧の偏差を算出し
、その偏差が零になるように、界磁電流調整器２０に出
力する界磁電流調整信号ＥＲＲを変化させる。

これにより、自動電圧調整器１４の調整方向に発電機１
２の界磁電流が変化して、発電機１２の電圧が自動電圧
調整器１４の調整方向に変化する。

第４図は１発電端無効電力制御部１６および送受電端無
効電力制御部１８の具体例を示している。

発電端無効電力制御部１６において、無効電力設定器３
１は、発電端における無効電力の目標値を、手動操作に
より設定するためのものであり、その設定信号ＳＴＩは
変化率制限器３２に加えられている。

変化率制限器３２は、入力信号の変化率を一定値に制限
するものであり、その出力信号は上下限値制限器３３に
加えられている。

上下限値制限器３３は、入力信号の上限値および下限値
を一定値に制限するものであり、その出力信号は減算器
３４の被減算値入力端に加えられている。

減算器３４の減算値入力端には、無効電力検出器１３よ
り出力されている無効電力信号ＩＰＩが入力されており
、したがって、減算器３４は、発電機１２の発電端にお
ける無効電力の偏差を検出し、その偏差信号（ＩＳｌを
パルス発生器（インタラプタ）３５に出力する。

パルス発生器３５は、偏差信号１１Ｓ１に基づき、電圧
を上げ方向に変化させるときには、偏差信号Ｈ５Ｉの大
きさに対応したパルス密度の上げパルスを、また、電圧
を下げ方向に変化させるときには、偏差信号Ｈ５１の大
きさに対応したパルス密度の下げパルスをそれぞれ発生
するものであり、それらの上げパルスおよび下げパルス
は、電圧調整パルス信号ＰＳ１として切換器１７に出力
されている。

送受電端無効電力制御部１８において、無効電力設定器
４１は、送受電端における無効電力の目標値を手動操作
により設定するためのものであり、その設定信号ＳＴ２
は変化率制限器４２に加えられている。

変化率制限器４２は、入力信号の変化率を一定値に制限
するものであり、その出力信号は上下限値制限器４３に
加えられている。

上下限値制限器４３は、入力信号の上限値および下限値
を一定値に制限するものであり、その出力信号は減算器
４４の被減算値入力端に加えられている。

減算器４４の減算値入力端には、無効電力検出器２より
出力されている無効電力信号ＥＮＰが入力されており、
したがって、減算器４４は、送受電端における無効電力
の偏差を検出し、その偏差信号Ｈ３２をパルス発生器（
インタラプタ）４５に出力する。

パルス発生器４５は、偏差信号ＨＳ２に基づき、電圧を
上げ方向に変化させるときには、偏差信号Ｈ３２の大き
さに対応したパルス密度の上げパルスを、また、電圧を
下げ方向に変化させるときには、偏差信号Ｈ３２の大き
さに対応したパルス密度の下げパルスをそれぞれ発生す
るものであり、それらの上げパルスおよび下げパルスは
、電圧調整パルス信号ＰＳ２として切換器１７に出力さ
れている。

以上の構成で、切換器１７は、それぞれの発電ユニット
ＰＵＩ〜Ｐｕｎの運転状態に応じ、おのおのの発電ユニ
ットＰｕｔ−Ｐｕｎにおいて、発電端無効電力制御部１
６あるいは送受電端無効電力制御部１８のいずれか一方
に切換接続されている。

切換器１７が発電端無効電力制御部１６に接続されてい
るときには、発電端無効電力制御部１６が発電端におけ
る無効電力を設定値に制御するために出力する電圧調整
パルス信号ＰＳｌが、切換器１７を介して電圧設定器１
９に加えられる。

これにより、電圧設定器１９が出力する基準電圧設定値
ＶＲＲは、発電端の無効電力の偏差をなくす方向に変化
し、それによって、自動電圧調整器１４は、発電端の無
効電力の偏差をなくす方向に電圧を調整するように、界
磁電流調整信号ＥＲＲを変化させる。

したがって、界磁電流調整器２０から発電機１２に出力
される界磁電流が変化し、その結果１発電端の無効電力
の偏差を減らす方向に、発電機１２の電圧が変化する。

また、切換器１７が送受電端無効電力制御部１８に接続
されているときには、送受電端無効電力制御部１８が発
電端における無効電力を設定値に制御するために出力す
る電圧調整パルス信号ＰＳ２が、切換器１７を介して電
圧設定器１９に加えられる。

これにより、電圧設定器１９が出力する基準電圧設定値
ＶＲＲは、送受電端の無効電力の偏差をなくす方向に変
化し、それによって、自動電圧調整器１４は、送受電端
の無効電力の偏差をなくす方向に電圧をｔＩＲ１！する
ように、界磁電流調整信号ＥＲＲを変化させる。

したがって、界磁電流調整器２０から発電機１２に出力
される界磁電流が変化し、その結果、送受電端の無効電
力の偏差を減らす方向に１発電機１２の電圧が変化する
。

このようにして、従来の無効電力制御装置は、発電端の
無効電力あるいは送受電端の無効電力のいずれか一方が
、基準値に一致するように、発電機１２の端子電圧を制
御していた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来装置では、次のような不
都合を生じていた。

すなわち、切換器Ｉ７で発電端無効電力制御部１６を選
択しているときには、送受電端の無効電力の制御を十分
に行うことができず、反対に、切換器１７で送受電端無
効電力制御部１８を選択しているときには１発電機１２
の無効電力制御を適切に行うことができないという不都
合を生じていた。

なお、このような不都合を解消するために、例えば、複
数の発電機を操作して、送受電端の無効電力制御を行う
ことが考えられるが、通常、それぞれの発電機の容量や
制御態様が相違するために、単一の制御系では、それら
の相違点を吸収することが不可能であり、発電機の運転
パターンや無効、電力制御装置の介入範囲を制限した状
態で、無効電力制御を行う必要がある。

そこで、本発明は、このような従来技術の課題を解決し
、送受電端の無効電力制御、および、複数の発電機の無
効電力制御を統括的に行うことのできる無効電力制御装
置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、送受電端無効電力の偏差を算出する送受電端
無効電力偏差算出手段と、この送受電端無効電力偏差算
出手段から出力される偏差信号を入力する速度形比例積
分調節器と、この速度形比例積分調節器の出力または発
電端無効電力設定器の出力のいずれかを選択し、速度形
比例積分調節器を選択しているときには入力信号を一定
範囲に制限しながら積分する一方、発電端無効電力設定
器を選択しているときには入力信号の変化率を一定値に
制限しながら入力値にまで変化させる変化率制限手段を
備え、この変化率制限手段の出力信号を発電端無効電力
目標値として入力し、発電端無効電力の偏差を算出する
発電端無効電力偏差算出手段を備えたものである。

（作用）したがって、送受電端の無効電力偏差に応じ、それぞれ
の発電機において、おのおのの発電機の無効電力が、そ
れぞれの制御特性に応じて調整されるので、全ての発電
機の無効電力制御を統括的に行うことができ、かつ、送
受電端の無効電力制御を適切に行うことができる。

（実施例）以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる電力設備を示して
いる。なお、同図において、第３図と同一部分および相
当する部分には、同一符号を付している。

同図において、無効電力検出器２が算出した送受電端の
無効電力信号ＥＮＰは、送受電端無効電力制御部５０に
加えられている。

送受電端無効電力制御部５０は、入力した無効電力信号
ＥＮＰを、あらかじめ設定されている基準値と比較し、
その偏差に対応した操作信号ＳＯＰを形成するものであ
り、その操作信号ＳＯＰは発電端無効電力制御部６０に
出力されている。

発電端無効電力制御部６０は、入力した操作信号ｓａｐ
を目標値として、無効電力検出器１３が算出した発電端
の無効電力信号ＩＰＩとの偏差を算出し、その偏差をな
くすように発電機１２の電圧を調整する電圧調整パルス
信号ＯＰＳを発生するものであり、その電圧調整パルス
信号ＯＰＳは、電圧設定器１９に出力されている。

送受電端無効電力制御部５０および発電端無効電力制御
部６０の一例を第２図に示す。なお、同図において、第
４図と同一部分および相当する部分には、同一符号を付
している。

同図において、無効電力設定器７０は、送受電端におけ
る無効電力の目標値を１手動操作により設定するための
ものであり、その設定信号ＳＴＥは。

送受電端無効電力制御部５０の減算器５１の減算値入力
端に加えられている。

減算器５１の被減算値入力端には、無効電力検出器２か
ら出力されている無効電力信号ＥＮＰが加えられており
、これにより、減算器５１は、送受電端における無効電
力の偏差を算出し、その偏差信号ＥＲＥを、速度形の比
例積分調節器５２に出力している。

この比例積分調節器５２の出力信号は、操作信号ＳＯＰ
として、発電端無効電力制御部６０の変化率制限器３２
を構成する切換器６１の一方の入力端に加えられている
。

発電端無効電力制御部６０において、変化率制限器３２
の切換器６１のコモン端の出力は、上下限値制限器６２
でその信号範囲を制限された状態で、積分器６３で積分
され、この積分器６３の出力信号が、無効電力の目標値
信号ＧＬＳとして変化率制限器３２より出力されている
。

この目標値信号ＧＬＳは、上下限値制限器３３に出力さ
れるとともに、変化率制限器３２の減算器６４の減算値
入力端に加えられている。

また、無効電力設定器７０は、発電端における無効電力
の目標値を、手動操作により設定するためのものであり
、その設定信号ＳＴＩは、減算器６４の被減算値入力端
に加えられている。

したがって、減算器６４は、設定信号ＳＴＩと目標値信
号ＧＬＳとの偏差を算出し、その偏差信号は乗算器６４
で所定のゲインが乗ぜられたのちに、切換器６１の他方
の入力端に加えられている。

変化率制限器′（２より出力された目標値信号ＧＬＳは
、入力信号の上限値および下限値を一定値に制限する上
下限値制限器３３により、信号範囲が制限された状態で
、減算器３４の被減算値入力端に加えられている。

減算器３４の減算値入力端には、無効電力検出器１３よ
り出力されている無効電力信号ＩＰＩが入力されており
、したがって、減算器３４は、目標値信号ＧＬＳで設定
された無効電力設定値と発電機１２の発電端における無
効電力の偏差を検出し、その偏差信号Ｈ５Ｓをパルス発
生器（インタラプタ）３５に出力する。

パルス発生器３５は、偏差信号＋１ＳＳに基づき、電圧
を上げ方向に変化させるときには、偏差イｉ号Ｈ３Ｓの
大きさに対応したパルス密度の上げパルスを、また、電
圧を下げ方向に変化させるときには、偏差信号Ｈ３Ｓの
大きさに対応したパルス密度の下げパルスをそれぞれ発
生するものであり、それらの上げパルスおよび下げパル
スは、電圧調整パルス信号ＯＰＳとして電圧設定器１９
に出力されている。

以上の構成で１発電端無効電力制御部６０の変化率制限
器３２の切換器６１は、発電ユニットＰＵ１〜ＰＩＪｎ
が送受電端の無効電力を制御する状況にある場合には、
送受電端無効電力制御部５０を選択する態様に切り換え
操作され、また、発電ユニットＰＵＩ〜ＰＬＩｎが発電
機１２の発電端の無効電力を制御する状況にある場合に
は、乗算器６５を選択する態様に切り換え操作される。

切換器６１が送受電端無効電力制御部５０を選択してい
るとき、送受電端無効電力制御部５０から出力されてい
る操作信号ＳＯＰは、上下限値制限器６２によりその信
号範囲が制限された状態で、積分器６３により積分され
、その積分値が目標値信号ＧＬＳとして上下限値制限器
３３に出力される。

すなわち、この場合には、送受電端無効電力制御部５０
の減算器５１．比例積分調節器５２、上下限値制限器６
２、および、積分器６３により、変化率の制限された、
位置形の比例積分調節器が構成され、この位置形の比例
積分調節器により、送受電端の無効電力の操作信号が形
成され、その操作信号が目標値信号ＧＬＳとして出力さ
れる。

したがって、減算器３４で算出される偏差信号Ｈ３Ｓは
、送受電端の無効電力を、発電機１２の無光電力により
調整するような信号となり、かかる偏差信号Ｈ３Ｓに対
応して電圧設定器１９が作動する。

その結果、自動電圧調整器１４および界磁電流調整器２
０の作用により１発電機１２の端子電圧が、送受電端の
無効電力の偏差を小さくする方向に制御され、それによ
り、送受電端の無効電力が設定値に制御される。

すなわち、切換器６１で送受電端無効電力制御部５０を
選択している発電ユニットが複数ある場合には、それら
の複数の発電ユニットにより、統括的に送受電端の無効
電力が制御される。

また、それらの複数の発電ユニットは、自ユニットの特
性に応じて発電機１２を操作するため、それらの発電ユ
ニットの動作を特別に調整しなくとも、送受電端の無効
電力制御を適切に行うことができる。

一方、切換器６１が乗算器６５を選択しているときには
、発電端無効電力制御部６０は、送受電端無効電力制御
部５０より切り離され、それにより、発電端無効電力制
御部６０は、第４図に示した従来装置の発電端無効電力
制御部１６と同様の作用をなし、これによって１発電端
無効電力制御部６０は、発電端の無効電力が、無効電力
設定器８０の設定値に位置するように、発電機１２の端
子電圧を制御する。

ところで、上述した実施例では、送受電端無効電力制御
部に速度形の比例積分調節器を備えているが、これに代
えて、速度形のＰＩＤ調節器を用いることもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、送受電端無効電
力の偏差を算出する送受電端無効電力偏差算出手段と、
この送受電端無効電力偏差算出手段から出力される偏差
信号を入力する速度形比例積分調節器と、この速度形比
例積分調節器の出力または発電端無効電力設定器の出力
のいずれかを選択し、速度形比例積分調節器を選択して
いるときには入力信号を一定範囲に制限しながら積分す
る一方、発電−無効電力設定器を選択しているときには
入力信号の変化率を一定値に制限しながら入力値にまで
変化させる変化率制限手段を備え。

この変化率制限手段の出力信号を発電端無効電力目標値
として入力し１発電端無効電力の偏差を算出する発電端
無効電力偏差算出手段を備えたので、送受電端の無効電
力偏差に応じ、それぞれの発電機において、おのおのの
発電機の無効電力が、それぞれの制御特性に応じて調整
されるので、全ての発電機の無効電力制御を統括的に行
うことができ、その結果、送受電端の無効電力制御を適
切に行うことができる。また、おのおのの発電機の無効
電力制御も独立して行うことができるという効果を得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる発電設備を示した概
略ブロック図、第２図は送受電端無効電力制御部および
発電端無効電力制御部の一例を示すブロック図、第３図
は発電設備の従来例を示す概略ブロック図、第４図は送
受電端無効電力制御部および発電端無効電力制御部の従
来例を示すブロック図である。２．１３・・・無効電力検出器、１２・・・発電機、１
４・・・自動電圧調整器、１９・・・電圧設定器、２０
・・・界磁電流調整器、３２・・・変化率制限器、３３
．６２・・・上下限値制限器、３４，５１，６４・・・
減算器、３５・・・パルス発生器（インタラプタ）、５
０・・・送受電端無効電力制御部、５２・・・（速度形
の）比例積分調節器、６０・・・発電端無効電力制御部
、６３・・・積分器、６５・・・乗算器。６１・・・切換器、第１図

Claims

【特許請求の範囲】

電力系統に接続された複数の発電機ユニットのそれぞれ
の無効電力を制御する無効電力制御装置において、電力
系統との接続端における無効電力を検出する送受電端無
効電力検出手段と、この送受電端無効電力検出手段の検
出値を基準値と比較してその偏差を算出する送受電端無
効電力偏差算出手段と、この送受電端無効電力偏差算出
手段から出力される偏差信号を入力する速度形比例積分
調節器と、発電機出力端の無効電力の目標値を出力する
発電端無効電力設定器と、前記速度形比例積分調節器の
出力または発電端無効電力設定器の出力のいずれかを選
択し、前記速度形比例積分調節器を選択しているときに
は入力信号を一定範囲に制限しながら積分する一方、前
記発電端無効電力設定器を選択しているときには入力信
号の変化率を一定値に制限しながら入力値にまで変化さ
せる変化率制限手段と、発電機出力端の無効電力を検出
する発電端無効電力検出手段と、この変化率制限手段の
出力信号を発電端無効電力目標値として入力し、前記発
電端無効電力検出手段の検出値との偏差を算出する発電
端無効電力偏差算出手段を備えたことを特徴とする無効
電力制御装置。