JPH02179224A - 回転機制御装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は回転機の制御装置ｆｊｔＫかかわ）、特に２次
巻線と電力系統との間に周波数変換装置を介在させて結
合し、周波数変換装置によりミ気出力を制御する巻線形
紡導機の電力制御方法の改善を図った回転機制御装置に
関するものである。

（従来の技術〉 巻線形誘導機はサイクロコンバータなどの周波数変換装
置によって、その２次巻線に電力系統側の周波数と回転
子周波数との差のナベシ周波数を有する２次電流を流し
、またその電流の大きさと位相を制御することによって
有効電力と無効電力の発生あるいは消費を高速に制御す
ることが出来る。

すなわち、回転子の回転速度が変化しても、２次電流の
周波数、大きさ及び位相が高速制御出来るため、同期機
のような回転子の加速あるいは減速に伴う脱調現象が生
ずることはなく、系統安定度が改善できる。こｎは周波
数変換装置によって、ナベ少周波数に応じて常に制御目
標とする有効電力を出力するように、内部誘起電圧の大
きさと位相が高速制御されるからである。

（発明が解決しようとする問題点） このように巻庫形誘導機はサイクロコンバータなどの周
波数変換装置によって、その２次巻線に電力系統側の周
波数と回転子周波数との差のすべ夛周彼数を有する２次
電流を流し、またその電流の大きさと位相を制御するこ
とによって有効電力と無効電力の発生あるいは消費を高
速に制御することが出来る。そして、回転子の回転速度
が変化しても、２次電流の周波数、大きさ及び位相が高
速制御出来るため、同期機のような回転子の加速あるい
は減速に伴う脱調現象が生ぜず、系統安定度が改善でき
る。これは周波数変換装置によりて、すベシ周波数に応
じて常に制御目標とする有効電力を出力するように、内
部誘起電圧の大きさと位相が高速制御されるからである
。しかし、この構成の巻線形誘導機の電力制御としては
系統の自動周波数制御を主眼としたものがほとんどであ
シ、系統の過渡安定度、動態安定度あるいは系統動揺の
早期抑制など、系統安定度向上の面を考慮した制御方法
はこｎまで提案さｎてなかりた。

ところが、同−発電所内等では、巻線形誘導機と同期機
が並列運転されている場合かあ）、このような場合に巻
線形誘導機の制＃金行って前記同期機の系統安定度向上
を図ることが重要となる。

そこで、この発明の目的とするところは、系統の過渡安
定度、動態安定度あるいは系統動揺の早期抑制など、系
統安定度向上の面を考慮した電力制御が可能な巻線形誘
導機の電力制御を行うことの出来る回転機制御装置を提
供することにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため１本発明は次のように構成する
。すなわち、巻線形誘導機と同期機を同一電力系統に接
続して並列運転するシステムに用いる制御装置として、
前記巻線形誘導機の２次巻線と電力系統との間に設けら
れ電力制御信号に合せ２次巻線に供給する電力を制御す
る周波数変換装置と、前記同期機の回転速度変化分情報
を検出する変化分検出手段と、この回転速度変化分情報
をもとに該検出変化分対応の補正出力を得る補正手段と
、前記巻線形誘導機に与える所要の電力制御目標値に前
記補正手段の補正出力分を補正して前記電力制御信号を
得る電力制御信号発生手段とｔ−具備して構成する。

（作用） このような構成において、巻線形誘導機と同期機を同一
電力系統に接続して並列運転する場合に、変化分検出手
段により前記同期機の回転速度変化分情報を検出する。

そして、この回転速度変化分情報をもとに補正手段は該
検出変化分対応の補正出力を得、この補正出力は電力制
御信号発生手段に与えらｎる。すると、電力制御信号発
生手段は前記巻線形誘導機に与える所要の電力制御目標
値に前記補正手段の補正出力分を補正して前記電力制御
信号を得、出力する。この電力制御信号は前記巻線形誘
導機の２次巻線と電力系統との間に設けられた周波数変
換装置に与えられて、周波数変換装置は電力制御信号に
合せ２次巻線に供給する電力を制御する。そのため、同
期機の回転速度変化に応じて巻線形誘導機の有効電力が
制御され、電力系統の安定化がなされるので、同期機の
系統安定度向上を図ることが出来る。

従って、この発明によれば、系統の過渡安定度、動態安
定度あるいは系統動揺の早期抑制など、系統安定度向上
の面を考慮した巻線形誘導機の電力制御が可能となる回
転機制御装置を提供できる。

（実施例） 以下１本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明による巻線形誘導機の電力制御方法を実
施するための構成図であシ、図中１は同期機、２は巻線
形誘導機、３は送電線、４は系統であシ、同期機１と巻
線形誘導機２は並列に設置されて送電？ｄＡＪＫ接続さ
ｎている。５は周波数変換装置、６は電力制御装置、７
は加算器、Ｐ！＊は設定した目標′−電力値与える目標
電力信号、ΔｐＸは安定化信号、１０は安定化装置、１
ノは同期機Ｊの回転速度変化分を検出して回転速度変化
信号Δω１として出力する回転速度変化検出器である。

安定化装置１０は回転速度変化検出器１１の出力に応じ
、目標電力信号Ｐ？に対する巻線形誘導機２用補正信号
である安定化信号△Ｐ−を出力する回路であり、ま九、
加算器７はこの安定化装置ｔ１０の出力する安定化信号
ΔＰ：と目標電力信号Ｐ：とを加算して補正し、補正済
みの目標電力信号として周波数変換装置５に出力する。

また、周波数変換装置５はこの目標電力信号対応の電力
になるように出力電力を制御すると共に、設定した周波
数の電流に変換して巻線形誘導機２に供給し、駆動制御
する。

このような構成の本装置の作用について説明する。

本装置は周波数変換装置５を介しての巻線形誘導機２の
電力制御において、制御基準である制御目標電力値Ｐｒ
に同期機１の回転速度信号（あるいは同期機ｌの有効′
電力信号でも良い）にもとづき作成される安定化信号分
を加算して補正し、この補正さｎた制御信号にて周波数
変換装置５の出力を制御することで巻線形誘導機２の出
力する有効電力Ｐ２を制御する。ここで上記安定化信号
ａ２″は安定化装置１０によ）同期機１の回転速度変化
分に志して発生される信号で、同期機１０回転速度変化
分が正の場合に巻線形誘導機２の安定化信号ΔＰ２が負
、すなわち、巻線形誘導機２の有効電力Ｐ！が減少する
ように制御でき、また、逆に回転速度変化分が負の場合
に安定化信号ΔＰ：が正、すなわち、巻線形誘導機２の
有効電力ｐ、が増加するように制御することの出来るよ
うな補正信号である。このような安定化信号ΔＰ：を用
いて補正した電力制御信号にて周波数変換装置５を制御
した場合、第２図に示すような制御が行わｎる。

すなわち、第２図の（、）は同期機１の回転速度変化分
を示し、また、同図伽）は巻線形誘導機２の安定化信号
ΔＰ！＊であって、この安定化信号は制御目標電力の変
化として作用するので、電力制御の高速性を考えれば巻
線形誘導機２の実際の有効電力の変化△Ｐ２にほぼ等し
いと見なしても差支えない。

また、同図（ｃ）は同期機１の有効電力変化ΔＰ１を示
す。

１１に示すように、例えば、時刻のから■の間にて回転
速度変化分Δω１が増加（ΔωＩ〉０）すると、安定化
信号ΔＰ：はこれとは逆極性にて変化し、減少する。そ
のため、実際の有効電力も減少するので（Δω２〈０）
、巻線形誘導機２の内部電圧位相が近傍の同期機の内部
電圧位相に対して遅ｎ、位相差が開く。すると、位相の
進んだ同期機１の有効電力Ｐ１が増加する（ΔＰｔ＞Ｏ
）。この結果、同期機Ｊについて、Δω１とΔＰ、同億
同色性るので、同期機の制動力が上記の制御によって増
加し、系統外乱等によって生じた同期機の回転動揺は収
束されることになる。

具体的に説明すると第１図において、回転速度変化検出
器１ノにて検出さｎた同期機１の回転速度変化分に対応
する回転速度変化信号Δω！は安定化装置１０に入力さ
れ、ここで負のゲインに！が乗じられてΔＰｒなる安定
化信号が作成される。

Δｐ、　＝に１△ω１　＃　Ｋｔ　（０・・・ｆｉｌこ
の安定化信号ΔＰ！＊は目標電力信号ｐＸとともに加算
器７に与えられて加算さｎる。そして、これにより得ら
れた加算信号（Ｐ：＋ΔＰ！＊）は電力制御装置６に与
えられる。電力制御装置６は入力さｎた加算信号ＣＰｒ
＋ΔＰ、”）Ｉｃ相当する有効電力を巻線形誘導機２が
出力するよう周波数制御変換装＃５を制御するものであ
るから、もし目標電力信号の値が一定であｎば、第２図
で説明したような制御がなされることにな）、同期機が
並列に運転されている場合に系統の過渡安定度、ｍ態安
定度あるいは系統動揺の早期抑制など、系統安定度の屑
線的な向上を図ることの出来る巻線形誘導機の電力制御
ができることになる。

通常、目標電力信号ＰＩは回転子動揺周期に比べて、そ
の設定値変化速度は遅い。従って、同期機Ｊの回転速度
変化分を直接検出し、上記（１１式に基づいて安定化信
号（ΔＰ２°）を作成し、電力制御信号の補正をするこ
とで、同期ｔ！＆１の回転子動揺の抑制効果が得られる
。

第３図は本発明の他の実施例である。図中第１図と同一
物は同一符号を付し、その説明は省略する。図において
第１図構成と異なる部分は安定化装置１０と回転速度変
化検出器１１０代シに同期機１の有効電力変化分を検出
する有効電力変化検出器１０１と、この有効電力変化検
出器１０１の出力に応じ九補正用の安定化信号ΔＰ−を
出力する安定化装置１ｌ１０２を設は死点である。

同期機１の回転速度変化分（Δωりは次式の運動方程式
にて表わすことができる。

変化、ΔＰ１は同期機１の有効電力変化である。

さて、同期機１のタービン出力変化（ΔＴｍ１）は通常
、無視できるので、上記（２）式よ多回転速度変化分（
Δωりは近似的に として算出できる。

ここに示した実施例は、回転速度変化分（Δωｌ）を直
接検出する代シに、同期機１の有効電力変化△Ｐ１を有
効電力変化検出器１０１にて検出し、（３）式の関係を
利用する安定化装置１１１０２Ｖｃより第１図の実施例
での安定化信号ΔＰ２ｍと同じ信号を得ようとするもの
である。安定化装置１０２における伝達関数をに２／Ｓ
とし、 Ｋ２＝に、　７Ｍ　　　　　　・・・（４）選べば、ｉ
ｌ＋　、　１３１式より ここで、Ｍは慣性定数、ΔＴ町はタービン出力；−に１
　Δω１　　　　　・・・（５）であるから、第１の実
施例と同様の制御が実現できる。

以上詳述したように本発明によれば、巻線形誘導電動機
の近傍に同期機が並列運転されている場合に同期機の回
転速度変化或いは有効電力変化を検出してこれをもとに
同期機の回転速度変化情報を得、これより同期機の回転
速度変化を抑制させるに必要な有効底力補正用の安定化
信号を作成し、この安定化信号分、電力制御の目標値を
補正し、巻線形誘導機の制御を行う周波数変換装置の電
力制御を行うようにしたので、同期機の回転速度変化に
ふ−６じて巻線形誘導機の有効電力が制御され、１力系
統の安定化がなされるので、同期機の系統安定度向上を
図ることが出来る。

［発明の効果コ 以上、詳述したようにこの発明によれば、系統の過渡安
定度、動態安定度あるいは系統ｉ揺の早期抑制など、系
統安定度向上の面を考慮した巻朦形訪導機の電力制御が
可能となる回転機制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロ、り図、第２図は
本発明の詳細な説明するための図、第３図は本発明の他
の実施例を示すブロック図である。 １・・・同期機、２・・・巻線形誘導機、３・・・送電
線、４・・・系統、５・・・周波数変換装置、６・・・
電力制御装置、７・・・加算器、１０・・・安定化装置
、１）・・・回転速度変化検出器、！θノ・−・有効電
力変化検出器、１０２・・・安定化＆置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻線形誘導機と同期機を同一電力系統に接続して
   並列運転するシステムに用いる制御装置として、前記巻
   線形誘導機の２次巻線と電力系統との間に設けられ電力
   制御信号に合せ２次巻線に供給する電力を制御する周波
   数変換装置と、前記同期機の回転速度変化分情報を検出
   する変化分検出手段と、この回転速度変化分情報をもと
   に該検出変化分対応の補正出力を得る補正手段と、前記
   巻線形誘導機に与える所要の電力制御目標値に前記補正
   手段の補正出力分を補正して前記電力制御信号を得る電
   力制御信号発生手段とを具備し、同期機の回転速度変化
   に応じて巻線形誘導機の有効電力の制御を行って電力系
   統の安定化を図るようにしたことを特徴とする回転機制
   御装置。
2. （２）変化分検出手段は同期機回転子の回転速度を検出
   してこれより同期機の回転速度変化分情報を得るように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   機制御装置。
3. （３）変化分検出手段は同期機有効電力変化を検出する
   有効電力変化検出器を用い、この有効電力変化分情報よ
   り同期機回転速度変化対応の情報として得るようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転機制
   御装置。